Разделение под действием гравитационно-инерционных сил

В многотоннажных производствах и при получении особо тонких порошков разделение па классы осуществляется методом раздельного высаживания частиц под действием гравитационно-инерционных (рис. 2.11) или гравитационно-центробежных сил.

Рис. 2.11. Принцип гравитационного разделения сыпучих материалов

Если скорость газа в сепараторе постоянна, т. е. w = const, тогда.

При осаждении частиц в ламинарном потоке.

где р_т — плотность твердой частицы; p_Q — плотность среды.

Тогда.

Таким образом, чем больше величина к, тем больше разность /₂ -/, и тем четче разделение материала на классы.

Гидравлическая классификация

Процесс разделения смеси зерен разных размеров в воде на группы или классы, в которых зерна каждого класса имеют одинаковую скорость падения, называют гидравлической, или мокрой, классификацией. Аппараты называются классификаторами, где разделение минералов происходит в движущейся струе воды.

Гидравлической классификации подвергают материал не крупнее 3−4 мм, обычно песок и шлам, или ил.

Шламом называют тонкий, обычно аморфный материал. Шлам, получающийся при обработке руд, имеет крупность частиц от 100 мкм и ниже. Различают первичные и вторичные шламы.

Первичными называют такие шламы, которые образовались в руде до ее поступления на обогатительную фабрику в результате выветривания горных пород, а также в процессе добычи руды и хранения или при транспортировке ее на фабрику. Первичные шламы состоят из очень тонких по размеру частиц минералов и имеют аморфный характер.

Шламы, образованные в процессе обогащения руды на фабрике, называют вторичными, которые имеют более крупный размер частиц и обычно бывают кристаллического характера.

В результате мокрой классификации получают материал классов, в которых содержатся частицы более или менее одинакового размера, а при обработке руд с различным удельным весом минералов — частицы разных размеров: мелкие частицы минерала с большим и крупные частицы с меньшим удельным весом. В обоих случаях частицы, составляющие данный класс, имеют одинаковую скорость падения и их называют равнопадающими. Гидравлическая классификация представляет собой процесс разделения смеси зерен в воде по равнопадаемости.

Законы падения тел в воде. Движущееся в воде зерно преодолевает сопротивления образующихся вихревых потоков у поверхности зерна и позади него. Когда скорость движения зерна велика (это наблюдается при больших размерах зерен), то кинетическая энергия расходуется на преодоление инерции жидкости и создание в ней вихрей и водоворотов. Такое сопротивление называют динамическим (вихревым или турбулентным).

При малой скорости движения зерна (когда размер его невелик) вода испытывает незначительное возмущение, и только соприкасающийся с телом слой жидкости движется вместе с ним. Силы инерции воды и вихревые потоки оказывают на движение зерна небольшое влияние по сравнению с влиянием вязкости, поэтому частицы воды имеют параллельное перемещение, которое называют ламинарным. Сопротивление, зависящее от вязкости воды, называют сопротивлением вязкости.

Динамическое сопротивление преобладает при больших скоростях и размерах движущегося тела, а сопротивление вязкости — при небольших скоростях, малых размерах тела и при большей вязкости среды.

Типы гидравлических классификаторов: спиральный; спиральнобарабанный; гидроциклон; конусный и реечный.