Способ сухого разделения твердых материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфе 1 СфеетекиаСфциалиетичвекихФеепубник оц 956054 ф(51 М. Кл.з В О 7 В 4/ОО Государственный комитет СССР по деяам изобретений и открытийДата опубликования описания 0709.82(54) СПОСОБ СУХОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЛХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области сухого гравитационного разделения твердых материалов, например угля и породы, иможет найти применение в угольиой, горнорудной, металлургической, химической и других отраслях народного хозяйства.Известен способ сухого разделения материалов, включающий псевдоожижеиие тонкодисперсных сыпучих материалов под действием восходящего воздушного потока с последующим разделением по крупности 11).Недостатком способа является низкая эффективность разделения исходного материала, кроме того, при разделении требуется постоянная регенерация, что усложняет технологическую схему. Известен способ сухого разделения материалов, включающий разделение исходного материала по плотности в потоке воздуха, направленного перпендикулярно свободнопадающему материалу 2),Недостатком такого способа является высокие затраты на проведение, так как для осуществления способа требуется предварительная четкая классификация исходного материала наузкие классы крупности.Наиболее близким к изобретению5 по технической сущности и достигаемому результату является способ сухого разделения твердых материалов,включающий подачу исходного материала в зону разделения, пневматическуюсепарацию исходного материала с разделением по .крупновти и пневматическую сепарацию каждого класса крупности 13,Недостатком этого способа является низкое качество разделения.Цель изобретения - повышение качества разделения.Цель достигается тем, что передподачей исходного материала в зонуразделения его разгоняют, пневматическую сепарацию исходного материала производят воздушным потоком,направленным по ходу горизонтальнойсоставляющей скорости предварительного разогнанного исходного материала, а пневматическую сепарациюкаждого класса крупности производятвоздушным потоком, направленнымвстречно горизонтальной составляющей скорости, предварительно разогнан.ного исходного материала, а скоростьгде ускорение свободного падения;размер частицы;плотность материала) плотность воздуха. воздушного потока для пневматической сепарации каждого класса определяют иэ соотношения9 о гЧ=Тбгде- ускорение свободного падения;о - размер частицы;у - плотность материала;ТЙ" плотность воздуха.бСпособ осуществляется следующимобразом.Исходный материал перед подачейв зону разделения разгоняют, затемсепарируют. воздушным потоком, направленным по ходу горизонтальной составляющей скорости предварительноразогнанного исходного материала,материал разделяется на классы крупности, затем каждый класс крупностисепарируют воздушным потоком, направленным встречно горизонтальнойсоставляющей скорости предварительно разогнанного исходного материала,при этом скорость воздушного потокадля пневматической сепарации каждого класса определяют из соотношения, приведенного выше,Йа Фиг.1 изображено устройство,общий вид; на фиг.2 - разрез А-А нафиг,1; на фиг,З - разрез Б-Б наФиг.1,Устройство, в котором осуществля. -ется способ, состоит из конвейера 1,.с которого исходный материал, например уголь, подается в классификатор 2. Классификатор 2 содержит наклонную разгонную шахту Зв которойматериал разгоняется до заданнойскорости и подается по направлениюпотока воздуха, создаваемого вентилятором 4. Короб классификатора 2 внижней части снабжен ячейками 5 длявывода материала соответствующейкрупности. Каждая ячейка 5, в своюочередь, представляет собой разгонную шахту, в которой материал разгоняется и подается встречно потокувоздуха, создаваемому вентиляторамиб. В потоке воздуха материал разделяется на уголь и породу и попадаетсоответственно через течки на конвейеры 7 и 8. Аналогично выполненыячейки всех классов. Разница заключается лишь в том, что для каждойкрупности материала устанавливаетсясвоя скорость воздушного потока,которая определяется из соотношения Отработанный воздух попадает вканал 9, иэ которого он отсасываетсявентилятором 10, причем производительность отсасывающего вентиляторапревышает суммарную проиэводитель ность всех вентиляторов классификаторов на 5-10, что обеспечиваетразряжение во всех. каналах и камерахклассификаторов и исключает выходпыли в окружающую среду.На всасывающем канале вентилятора10 установлен циклон-отделитель 11,Очищенный воздух иэ циклона поступает по каналу 12 в вентиляторыклассификаторов. Избыточный (5-10)очищенный воздух выбрасывается ватмосферу через окно.,Процесс разделения по крупностиосуществляется следующим образом.Исходный продукт, попав в разгон ную шахту 3, получает начальную скорость в направлении действия воздушного потока, создаваемого вентилятором 4. При этом запасенная кинетическая энергия равных по крупностичастиц угла и породы будет неодинакова вследствии разности их плотностей. Частицы породы, обладая большей энергией, будут стремиться всвободном падении пролетать по горизонтали большее расстояние. В поледействия воздушного потока, создаваемого вентилятором 4, на частицыначинают действовать силы динамического напора, пропорциональные эквивалентной площади частицы и квадратускорости воздушного потока, При этомчастицы в процессе падения начинаютклассифицироваться по крупности;более крупные пройдут по горизонтали от точки ввода в поток меньшее 40 расстояние, а более мелкие пройдутбольший путь. Если бы частицамиранее не была запасена кинетическаяэнергия, то частицы угля, обладаяменьшей плотностью, пролетели бы 45 большее расстояние по горизонтали,нежели час,гицы породы той же крупности. С учетом же действия трехфакторов: веса частицы, запасеннойкинетической энергии и динамического напора потока, частицы угляи породы одинаковой крупности всвободном падении в потоке воздухапройдут по горизонтали одинаковоерасстояние, то есть материал рассортируется по крупности, причемможет быть достигнута любая шкалаклассиФикации путем соответствующейустановки ячеек 5Ячейки.5 классификатора по плотности представляютсобой также разгонную шахту, попав 60 в которую материал всех классов разгоняется до заданной скорости и навыходе шахты подается встречно потоку воздуха, подаваемого вентилятором б в ячейки каждого класса.65 Частицы угля и породы одинаковойкрупности, обладая разной плотностью, под действием дина 4 ического напора воздушного пстока в свободном падении будут двигатьсяпо разным траекториям. Более легкие частицы угля пролетят большее расстояние по горизонтали и попадут в теч" ку конвейера 8, над которью размецены аналогичные течки всех классов . Частицы породы, как более тяжелые, попадут в течку конвейера 7. Более четкому разделению материала по плотности способствует кинетическая энергия частиц, запасенная в разгонной шахте (ячейках) 5. Частицы породы, обладая большой массой и кинетической энергией, пройдут во встречном потоке воздуха большее расстояние по горизонтали. То есть процесс обогащения осуществляется присвободном падении частиц под воздействием двух факторов; динамического напора потока воздуха и ,кинетической энергии частиц, движущихся встречно горизонтальному потоку сжатого воздуха. При этом скорость потока воздуха задается соответственно для каждого класса крупности материала из расчета задания одинакового направления равнодействующих сил от динамического напора потока и веса частицы во всех классах.Задаемся направлением равнодействующей, например 45 ф к горизонтальНой плоскости. При этом должно выдерживаться следующее соотношение, то есть равенство сил динамического напора и веса материала9.54 Э 6Ип б=1 ЬОтсюда. скорость воздухаЪа Уп,Ч=В где-.коэффициент динамическогосопротивления (коэффициент формы);Р - размер частицы;8 - плотность воздуха;ущ- плотность материала .(породы) Применение способа сухого разделения твердых материалов позволит повысить качество разделения, снизить опасность загрязнения окружающей среды, упростить технологическую схему и снизить капитальные иэксплуатационные затраты. 5Формула изобретения1. Способ сухого разделения10 твердых материалов, включающий подачу исходного материала в зону разделения, пневматическую сепарациюисходного материала с разделениемпо крупности и пневматическую сепа 15 рацию каждого класса крупности, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения качества разделения, перед подачей исходного материала в зону разделения его разго 20 няют, пневматическую сепарацию исходного материала производят воздушным потоком, направленньм по ходугоризонтальной составляющей скоростипредварительно разогнанного исход 25 ного материала, а пневматическуюсепарацию каждого класса крупностипроизводят воздушным потоком, направленным встречно горизонтальнойсоставляющей скорости, предварительноразогнанного исходного материала,2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что скорость воздушного потока для пневматической сепарации каждого класса определяютиз соотношения35Ч.-аМ=Ьгде- ускорение свободного падения;40 а - размер частицы;- плотность материала 1- плотность воздуха.О 8Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1, Бедрань Н.Г. Обогащение углей.М., фНедра, 1978, с. 84-86.2. Таггарт А.Ф. справочник пообогащению полезных ископаемых, Т.З,М., фМеталлургиздат, 1952, с. 40150 402.3. Коваленко В.И.Обогащениенеметаллических полезных ископаемых. М., ,Недра, 1967, с. 216956054 НИИПИ Заказ 6889/9 краж 636 Подписное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4