Гидравлическая классификация

Классификация - это процесс разделения в жидкости (или газе) смеси частиц на классы крупности по скоростям их падения в полях гравитационной (гравитационная классификация) или центробежной (центробежная классификация) силы.
Цель классификации — получение продуктов различного гранулометрического состава и плотности.

В соответствии с используемой средой (вода или воздух) классификация может быть гидравлической и пневматической.
По технологическому назначению классификацию разделяют на:
самостоятельную (окончательную) — для отделения крупнозернистого материала от илистых и глинистых частиц, получения готовых продуктов;
подготовительную — для разделения тонкозернистых материалов на отдельные классы крупности перед их обогащением гравитационными или флотационными процессами.

При измельчении выделяют классификацию:
предварительную — отделение крупных частиц для последующего их измельчения;
контрольную (поверочную)— выделение крупных частиц (песков) из измельчённого материала для последующего их доизмельчения в замкнутом цикле;
совмещённую — предварительную и контрольную (поверочную), когда обе операции объединены в одну при измельчении в замкнутом цикле.

В зависимости от среды, в которой происходит разделение частиц, различают классификацию:
мокрую (гидравлическую),
сухую (пневматическую).
По принципу разделения выделяют классификацию:
гравитационную (с разделением частиц в поле силы тяжести),
центробежную (с разделением в поле центробежных сил).
По направлению текущих потоков гидравлическую классификацию различают:
В восходящем потоке воды;
В горизонтальном потоке пульпы.

Классификацию применяют для разделения рудного материала на два или несколько классов крупности, для замыкания цикла измельчения, обесшламливания продуктов, сгущения (обезвоживания) продуктов обогащения. В практике обогащения используют главным образом гидроциклоны, спиральные классификаторы и многокамерные гидравлические классификаторы.

Классификация может производиться в вертикальных или горизонтальных потоках. В некоторых аппаратах используют комбинированные вертикально-горизонтальные потоки.
При разделении частиц в вертикальных потоках (рис. а) скорость этого потока подбирается таким образом, чтобы она была больше, чем скорость погружения мелких частиц, но меньше чем крупных.

При разделении в горизонтальных потоках (рис. б) скорость потока подбирается таким образом, чтобы мелкие частицы не успели погрузиться на глубину больше, чем h, а крупные, наоборот, погрузились на глубину больше, чем h. (h-высота слива)
Схема разделения при гидравлической классификации а - в вертикальном потоке, б - в горизонтальном потоке

Обычно классификации подвергают продукт, содержащий частицы меньше 6 мм для руд и 13 мм для углей. Гидравлическая классификация применяется для разделения по граничной крупности 40 мкм и более. Обесшламливание проводят по зерну от 10-20 до 40-70 мкм.
На процесс классификации оказывают влияние: стесненность падения частиц, гранулометрический и денсиметрический состав питания, конструкция аппарата. Наличие в отдельном узком по крупности классе частиц, различных по плотности и форме, приводит к неизбежному взаимному засорению продуктов разделения.

Классификация применяется в основном для разделения по крупности, но этот процесс возможен лишь при разделении достаточно однородных смесей.
Гидравлическая классификация, как правило, не является собственно обогатительным процессом и относится к подготовительным или вспомогательным процессам. В качестве подготовительной операции ее используют на всех обогатительных фабриках, применяющих измельчение руд. Подготовительным этот процесс является и тогда, когда руда делится на классы крупности, подвергаемые впоследствии раздельному обогащению.
При разделении на два продукта более крупный называют песковой фракцией (сокращенно - пески), а более мелкий - сливом.

Все классификаторы можно разделить на гравитационные и центробежные. Вторым признаком для систематизации классификаторов служит способ разгрузки песков (слив всегда удаляется переливанием через сливной порог), разгрузка может быть механической или самотечной (табл. далее).
Аппараты, в которых осуществляется гидравлическая классификация, называются классификаторами. В случае воздушной классификации аппараты называют воздушными сепараторами.

Классификаторы

При гидравлической классификации разделение материала происходит в условиях свободного или стесненного движения; при пневматической классификации - в условиях свободного движения.
Принцип действия классифицирующего конуса