Способ извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и устройство для его осуществления

союз советскихсоцидлистическиРЕСПУБЛИК 174007С 5/12 1)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У ат им. Мандза- маАта,ати 186 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ1 РИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Патент Франции М 212390,кл. В.О 4 С 7/00, 1972.Электромагнитная активация водытворения твердеющей закладки. Инфоционный листок М 100, сер, 07.08. АлмаКаэНИИНТИ, 1973.Поваров А,И. Гидроциклоны на оботельных фабриках. - М,; Недра, 1978, с Изобретение относится к способу извлечения твердой фазы из пульпы и можетбыть использовано, например, для сгущения пульпы текущих флотационных хвостовобогащения на предприятиях горной промышленности, где ведется закладка выработанного пространства,Известен способ заключения твердойфазы из пульпы в гидроциклоне, заключай- .щийся в том, что повышение эффективностисгущения твердой фазы пульпы достигаетсявращением диска с вогнутыми лопатками отэлектродвигателя, причем частота вращения. регулируется устройством, в которомротор вращается от привода с переменнымчислом оборотов и управляется по сигналамот датчиков, расположенных в гидроцикло, не.Недостатком этого способа является то,что он не позволяет осуществить эффектив(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ИЗ ПУЛЬПЫ В ГИДРОЦИКЛОНЕ. И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и позволяет повысить эффективность отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения. Способ заключается в подаче в поток пульпы водного раствора ПАВ, облученного монохроматическим коге. рентным излучением .в течение 5 - 10 с. Водный раствор ПАВ подают в цилиндрическую часть гидроциклона через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патруб-. ки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы, 2 с. и. ф-лы, 3 ил., 2 табл,ное извлечение. Твердой фазы из пульпы, так как не обеспечивается оптимальное регулирование гидродинамического процесса в цилиндрической части гидроциклона. Этг в свою очередь не позволяет значительной части тонкодисперсных частиц, находящихся в объеме пульпы, достигнуть песковой наседки гидроциклона,Другой известный способ электромагнитной активации водных систем в гидро- циклоне заключается в том, .что эффективность осаждения твердой фазы достигается воздействием на пульпу электромагнитным полем посредством системы, состоящей из соленоида, расположенного на внешней поверхности цилиндрической части гидроциклона, который создает магнитное поле вдоль гидроциклона, и двумя изолированными электродами (корпус аппарата и внутренний стержень).20 25 30 35 40 50 Это позволяет получать радиальное электрическое поле, ориентированное перпендикулярно направлению движения жидкости, которое ускоряет межфазные переходы и интенсифицирует процесс водоотделения.Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает полное извлечение твердой фазы из пульпы и имеет более низкую эффективность по сравнению с предыдущим способом, так как не весь объем пульпы, подаваемой в гидроциклон, подвергается воздействию электромагнитного поля. Это препятствует эффективному водо- отделению в конусной части, в результате чего тонкодисперсные частицы выносятся в слив.Цель изобретения - повышение эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения.Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне в поток пульпы вводится раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ), предварительно облученный моно- хроматическим когерентным излучением в течение 5 - 10 с. Водный раствор ПАВ подается через вертикальный трубопровод, установленный в цилиндрической части корпуса гидроциклона и разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы. Подачу раствора осуществляют со скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды и эффективный вывод материала требуемых классов крупности в песковую часть.На фиг.1 изображен гидроциклон, осуществляющий способ, общий вид; на фиг,2 - устройство подачи водного раствора ПАВ с разветвляющимися патрубками раз. личной длины, на фиг,З - его развертка,В цилиндрическую часть 1 гидроциклона 2, реализующего способ, устанавливают вертикальный трубопровод 3, посредством которого подается водный раствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением гелий-неоновым лазером. 4 например, ЛГс длиной волны 0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт) в промежуточной емкости 5. Вертикальный трубопровод 3 для подачи водного раствора ПАВ разветвляется на патрубки 6 различной длины, концы которых расположены на конгруэитиых кривых и ориентированы в сторону закручивания всего объема потока пульпы с угловой скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды,Способ и устройство реализуются следующим образом.Раствор ПАВ, облученный гелий-неоновым лазером 4 (в промежуточной емкости 5), подается через вертикальный трубопровод 3 и разветвляющиеся патрубки 6 различной длины в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона 2. Сюда же через входной патрубок 7 подается пульпа, которая начинает свое вращение по спирали, В результате одновременной подачи облученного монохроматическим когерентным излучением водного раствора ПАВ и исходной пульпы происходит их смешение, и поток пульпы приобретает различную для каждого класса крупности материала скорость,обеспечивающую движение тонкодисперсных частиц по конгрузнтным траекториям, разделяя его по весу частиц на несколько мелких потоков, движущихся направленно по различным спиралям. Это происходит в результате того, что разветвляющиеся патрубки имеют различную длину и выполнены так, что их выходные отверстия ориентированы в сторону закручивания потока и расположены на конгруэнтных кривых. это создаетусловия для более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, двигающихся с различной угловой скоростью, Кроме того, такое расположение разветвляющихся патрубков 6, имеющих различную длину, не дает возможности пульпе уйти в слий через сливную трубу 8, минуя процесс разделения твердых частиц по весу, Направленноедвижение потока от центра к периферии ускоряет начало разделения твердых частиц по массе, так как расклассифицированный в цилиндрической части. корпуса гидроциклона по классам крупности материала движется с различной угловой скоростью, а это в свою очередь увеличивает силы межпоточного трения, которое приводит к интенсивному выпадению тонкодисперсных частиц по периферии конической части 9 гидроциклона 2 к песковой насадке 10. Таким образом, осуществление данного способа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне позволяет регулировать гидродинамические процессы отделения твердых частиц в цилиндрической и конической частях гидроциклона. В результате достигается максимальное отделение твердой фазь 1 с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, повышается производительность по твердому,П р и м е р. С целью проверки работоспособности предлагаемого способа.на испытательном стенде рудника им,ХХИ съездаКПСС Зыряновского свинцового комбината были проведены исследования по повышению эффективности отделения твердойфазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц,Испытательный стенд для проверки эффективности способа .извлечения твердойфазы из пульпы в гидроциклоне представляет собой два независимых гидроциклона,находящихся на одной площадке, Один гидроциклон выполнен с возможностью извлечения твердой фазы из пульпы попредлагаемому изобретению, другой (взятза базовый объект) соответствует используемому для сгущения текущих хвостов на закладочном комплексе рудника,Подаваемая нэ вход гидроциклоновпульпа в обоих случаях имела однородныйгранулометрический состав с одинаковымсоотношением твердой и жидкой фаз,В цилиндрическую часть гидроциклона,осуществляющего предлагаемый способ,подавался водный раствор полиакриламида, предварительно облученный гелийнеоновым лазером ЛГс длиной волны0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт.На выходах гидроциклонов после пес. ковой насадки и сливной трубы отбиралипробы продуктов гидроциклонирования длякачественного анализа и сравнения способов извлечения твердой фазы из пульпы вгидроциклонах,За показатель эффективности способапринимали степень сгущения. Эффективность. способа оценивали по качественномуи количественному содержанию фракцийпесков, получаемых после гидроциклонирования,Сравнительные результаты испытанийспособа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне представлены в табл.1. Как видно иэ табл.1, максимальная степень сгущения пульпы при работе испытательного стенда по способу извлечения . твердой фазы в гидроциклоне с облучением водного раствора ПАВ монохроматическим когерентным излучением и подачей его в поток пульпы через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгрузнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока, выше на 78,8 по сравнению со способом извлечения твердой фазы из пульпы, принятым за базовый; содержание твердого в песковой части повышается на 15,9;4. Технико-экономические показатели извлечения твердой фазы из пульпы по способу, принятому за прототип, ипредлагаемому в качестве изобретения при 5 ведены в табл,2,Применение предлагаемого способа позволяет обеспечить повышение эффектив- .ности отделения твердой фазы с высокимсодержанием тонкодисперсных частиц за10 счет интенсификации процесса сгущения,что в свою очередь позволит снизить себестоимость твердой фазы пульпы. применяемой для закладочных работ,на 15. Дляусловного объема закладки на 1 млн. м15 требуется переработать 8 млн. м,пульпыпри содержании в ней твердого 25 ф и егоизвлечении 50.При использовании предлагаемого способа потребуется переработать 7,25 млн. м20 пульпы. При стоимости переработки 1 мпульпы 0,2 руб. экономический эффект составит:Э = (П 1 - П 2) С = (8000000 -- 725000) 0,2 = 150 тцс. руб,25 Следовательно, способ.извлечениятвердой фазы из пульпы в гидроциклоне попредлагаемому способу позволяет значительно повысить степень осветления слива,предотвратить потери твердого со сливом и30 повысить степень извлечения песков изпульпы без увеличения производственныхплощадей.Формула изобретения1. Способ извлечения твердой фазы из35 пульпы в гидроциклоне, заключающийся ввоздействии на пульпу центробежных сил,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонко 40 дисперсных частиц за счет интенсификациипроцесса сгущения, в поток пульпы вводятраствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением в течение 510 с,45 2. Устройство для извлечения твердой. фазы иэ пульпы в гидроциклоне, включающее цилиндроконический корпус с входным патрубком, сливной трубой и песковойнасадкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с50 целью повышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержаниемтонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, оно снабжено установленным в цилиндрической части55 корпуса вертикальным трубопроводом дляподачи водного раствора ПАВ, разветвляющимся на патрубки различной длины, концыкоторцх расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручива.ния потока пульпы.200,0 187,0 0,35 2 03,50,30,05150 условный объем перерабатываемой пульпы, м /год Содержание твердого в исходной пульпе о,Полные затраты на извлечение твердого из пульпы, тыс.руб. Получено песков, тыс,т Себестоимость 1 т песков, руб. Снижение себестоимости, руб. Экономический эфФект на условный объем закла ки, 1 млн. м, тыс, б, Варианты способа извлечения твердой азы из и льпы1740079 Составитель А; чандровскийТехред М,Моргентал Корректор С,Редактор А, Маковск Заказ 2634 Тираж Подписное ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101