Гідроциклонна установка

Предлагаемое изобретение относится к технике обогащения, предназначено для подготовки пульпы к флотации, осветления оборотной воды и может быть использовано для обработки зернистых шламов. В настоящее время в угольной промышленности важнейшей задачей является выделение тонких шламов из суспензии, направляемой в процесс флотации, зольность которой достигает 50-60%. Выделение тонких шламов перед флотацией путем классификации позволяет уменьшить нагрузку на флотационнофильтровальную установку, снизить зольность флотационного концентрата, а также уменьшить содержание твердой фазы в оборотной воде. Известен трехпродуктовый гидроциклон, представляющий собой конический сосуд с цилиндрической частью, закрытой сверху крышкой [1]. Сливные патрубки расположены вдоль его оси, один внутри другого. Через сливной патрубок большего диаметра выделяется промпродукт, через внутренний - слив. Недостатком данной конструкции является значительные потери концентрата. Сливы, вытекающие из внешнего и внутреннего патрубков, по ситовому и фракционному составу практически не отличаются друг от друга, так как разделение протекает в незначительном объеме, расположенном между нижней частью конуса и нижними торцами сливных патрубков и оба продукта выделяются в виде параллельных восходящих потоков. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является трехпродуктовый гидроциклон, содержащий две последовательно установленные секции с тангенциальным входным патрубком, слизные патрубки и патрубки для удаления сгущенного продукта [2]. Переходной патрубок соединяет сливной патрубок первой секции с тангенциальным патрубком второй секции. Имеются также струйный насос с задвижкой, эрлифтное устройство с воронкой и переливом, автоматическое устройство измерения плотности и вязкости суспензии, соединенное с воронкой и задвижкой. Эрлифтное устройство соединено с переходным патрубком перед струйным насосом, а воронка установлена на переходном патрубке за струйным насосом, который расположен выше оси переходного патрубка. Недостатком прототипа является недостаточная стабильность процесса разделения и невозможность регулирования содержания твердой фазы, ситового состава и реологических свойств суспензии, поступающей в гидроциклонную установку. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать трехпродуктовый гидроциклон и использовать его как классификатор для подготовки пульпы к флотации и осветления оборотных вод за счет многостадийного осветления суспензии в гидроциклонах, путем удаления из оборотной воды тонких, илистых, высокозольных шламов, которые в процессе флотации гидрофилизируют поверхность угольных частиц, повышая вязкость пульпы. Поставленная задача решается тем, что в гидроциклонной установке, содержащей две последовательно установленные секции с тангенциальным входным патрубком, сливные патрубки и патрубки для удаления сгущенного продукта, согласно изобретению сливной патрубок первой секции выполнен из расположенных под углом друг к другу расширяющихся полых звеньев, при этом второе звено снабжено тангенциальным патрубком для подвода технической воды и плавно переходит в усеченный конус второй секции корпуса гидроциклона, выполненного в виде полых усеченных конусов, соединенных большими основаниями, и внутри него расположен полый цилиндр с коническим днищем, в цилиндрической части которого вмонтирован коаксиально расположенный сливной патрубок с образованием круговой щели, а разгрузочные патрубки гидроциклонной установки оборудованы перечистными гидроциклонами и каждый из них снабжен струйным насосом для подвода технической воды под давлением. Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является то, что оно обеспечивает значительное снижение содержания твердой фазы в виде высокозольных илистых частиц в оборотной воде обогатительной фабрики, поэтому улучшаются технологические операции гравитационных процессов обогащения, флотации, а также обезвоживания за счет снижения вязкости и плотности среды. Выполнение сливного патрубка первой секции в виде расширяющихся полых звеньев, расположенных под углом друг к другу и плавный переход второго звена в полый усеченный конус второй секции корпуса гидроциклона обеспечивает снижение гидродинамического сопротивления среды, плавно вращающейся при переносе слива с первой секции по вторую с созданием во второй секции больших центробежных сил, что улучшает разделение по крупности во второй секции и перечистных гидроциклонах. Выполнение корпуса гидроциклона второй секции в виде полых усеченных конусов и расположение внутри его полого цилиндра с конусным днищем уменьшает потери напора в восходящем потоке пульпы благодаря плавному ее протеканию и обеспечивает более эффективное отделение тонких шламов от второго сгущенного продукта. Кроме того, наклонное расположение сливного патрубка первой секции, выполненного из расположенных под углом друг к другу расширяющихся звеньев, и плавный переход второго звена в усеченный полый конус второй секции обеспечивают самотечную разгрузку второй секции гидроциклона. Подача технической воды струйными насосами под давлением, обеспечивает поддержание напора во всей гидроциклонной установке, снижает вязкость среды и уменьшает крупность граничных зерен. На фиг.1 показан общий вид гидроциклонной установки; на фиг.2 - сечение а-а с фиг.1. Гидроциклонная установка содержит две последовательно установленные секции. Первая секция, загрузочная, содержит цилиндрическую часть 1 с тангенциальным патрубком 2 для подачи под давлением исходной пульпы, коническую часть 3 с тангенциальным патрубком 4 для удаления сгущенного продукта, который снабжен перечистным гидроциклоном 5 и осевой патрубок 6 для подачи технической воды под давлением. Сливной патрубок 7 первой секции выполнен из расположенных под углом друг к другу расширяющихся полых звеньев, при этом второе звено сливного патрубка 7 снабжено тангенциальным патрубком 8 для подвода технической воды. Корпус второй секции гидроциклона выполнен в виде полых усеченных конусов, соединенных большими основаниями: конуса 9, который соединен со вторым звеном сливного патрубка 7, и конуса 10 с тангенциальным патрубком 11 для удаления сгущенного продукта, который оборудован перечистным гидроциклоном 12. Внутри второй секции гидроциклона расположен полый цилиндр. 13 с коническим днищем 14 и при помощи ребер жесткости 15 вмонтирован коаксиально расположенный сливной патрубок 16 с образованием круговой щели 17 между стенками полого цилиндра 13 и сливным патрубком 16, который оборудован перечистным гидроциклоном 18. Каждый из перечистных гидроциклонов 5,12,18 снабжен струйными насосами для подвода технической воды под давлением (на чертеже не показано). Гидроциклонная установка работает следующим образом. Исходная пульпа по тангенциальному патрубку 2 под давлением подается в первую секцию гидроциклонной установки, в которой под действием центробежных сил происходит разделение частиц шлама по крупности. Сгущенный продукт из конической части 3 удаляется по тангенциальному патрубку 4, который подвергается окончательной классификации в перечистном гидроциклоне 5. По осевому патрубку 6 в эту секцию подается под давлением вращающаяся техническая вода, направление вращение которой совпадает с направлением вращения суспензии, поступающей по тангенциальному патрубку 2, Слив первой секции гидроциклона, интенсивно вращаясь, поступает в сливной патрубок 7, который выполнен из расположенных под углом друг к другу расширяющихся полых звеньев, а затем, продолжая вращение, слив поступает в полый усеченный конус 9 и, плавно обтекая полый цилиндр 13 с конусным днищем 14, разделяется. Отделенные, относительно крупные угольные частицы по тангенциальному патрубку 11 направляются в перечистной гидроциклон 12 для окончательной классификации. Основное количестве пульпы, перемещаясь в центре второй секции гидроциклона, поворачивается на 180°, поступает в кольцевую щель 17, расположенную между стенкой полого цилиндра 13 и сливным патрубком 16, и затем поступает в перечистной гидроциклон 18. Каждый перечистной гидроциклон 5, 12, 18 снабжен струйными насосами, что обеспечивает высокий напор во всей установке и в отдельных входящих в ее состав гидроциклонов и оптимальные факторы разделения по граничным зернам 0,01 - 0,05 мм.