Для кого это руководство: для инженеров и операторов, которые выбирают оборудование для промывки песка или пытаются понять, почему линия промывки теряет мелкий песок или выдаёт слишком мокрый песок.
Принцип Работы Гидроциклона
У гидроциклона нет движущихся частей. Насос под давлением подаёт песчаную пульпу в цилиндрическую верхнюю часть циклона через тангенциальный патрубок, поэтому пульпа закручивается и движется вниз по конусу. Вращение создаёт центробежную силу, во много раз превышающую силу тяжести.
- Крупные и тяжёлые частицы отбрасываются к стенке, по спирали опускаются вниз и выходят через песковую насадку внизу — это нижний продукт (пески), то есть товарный песок.
- Вода и мелкие частицы остаются в центре, поднимаются во внутреннем вихре и выходят через сливной патрубок вверху — это слив, который уносит ил и глину.
Крупность, при которой частица с равной вероятностью попадает в любой из выходов, называется границей разделения (d50). Гидроциклоны для промывки песка обычно разделяют примерно по 0,063–0,075 мм. Граница разделения становится тоньше при меньшем диаметре циклона, более высоком давлении питания и меньшем содержании твёрдого в питании — и грубее в обратном случае.
Исправный песковый циклон разгружает пески «зонтом». Разгрузка «жгутом» означает, что песковая насадка перегружена и мелкий песок выталкивается в слив: уменьшите нагрузку по твёрдому или увеличьте диаметр насадки.
Поскольку пески ещё влажные, циклоны в песковой установке располагают над высокочастотным обезвоживающим грохотом, который удаляет воду из песка перед разгрузкой. Вместе со шламовым насосом и зумпфом они образуют компактную пескомоечную установку.
Принцип Работы Спирального Классификатора
Спиральный классификатор — это наклонное корыто с медленно вращающейся спиралью. Песчаная пульпа поступает в нижнюю часть, где за сливным порогом образуется ванна. Песок оседает на дно ванны, спираль поднимает его вверх по наклону из воды, и по пути с песка стекает вода, а затем он разгружается вверху.
Вода с илом и глиной переливается через порог. Что осядет, а что уйдёт в слив, зависит от площади зеркала ванны и скорости слива: чем больше ванна и медленнее вода, тем более мелкий песок сохраняется. На практике спиральный классификатор сохраняет песок крупнее примерно 0,15 мм (100 mesh).
Спиральные классификаторы просты и надёжны: один привод, медленная спираль с износостойкими витками, без давления и без насоса в песковой линии. Двухспиральные машины перерабатывают значительно больше песка, чем односпиральные того же типоразмера. См. спиральные классификаторы HY и мойки мелких фракций GFW производства GELEN.
Сравнение по Параметрам
| Гидроциклон с обезвоживающим грохотом | Спиральный классификатор | |
|---|---|---|
| Разделяющая сила | Центробежная, за счёт давления насоса | Гравитационное осаждение в ванне |
| Типичная граница разделения | Около 0,063–0,075 мм | Около 0,15 мм |
| Извлечение мелкого песка | Высокое | Ниже: мелкие частицы уходят со сливом |
| Влажность продукта | Ниже, обезвоживание на высокочастотном грохоте | Выше, вода стекает на складе |
| Движущиеся части в песковой линии | Шламовый насос и вибраторы грохота | Только медленная спираль |
| Точки износа | Насос, футеровка циклонов, панели грохота | Витки спирали и футеровка корыта |
| Чувствительность к изменению питания | Нужна стабильная плотность пульпы | Устойчив к изменению питания |
| Занимаемая площадь при той же производительности | Компактный многоярусный блок | Длинная наклонная машина |
Что Выбрать?
Выбирайте спиральный классификатор, если
- Песок средний или крупный и в нём мало частиц мельче 0,15 мм
- Простота эксплуатации и низкие затраты на обслуживание важнее извлечения каждого мелкого зерна
- Питание сильно меняется в течение дня
Выбирайте пескомоечную установку, если
- Ценный мелкий песок уходит в отстойники
- Рынку нужен более сухой песок, который можно продавать прямо со склада
- Воды мало, и более сухой продукт и более замкнутый водный контур помогают её экономить
Используйте обе машины, если
Спиральный классификатор перерабатывает основной объём, а его слив поступает в пескомоечную установку, которая извлекает мелкий песок, иначе теряемый. Это частая модернизация действующих установок: мелочь, которая раньше заполняла отстойники, становится товарным продуктом.
Извлечение Мелочи и Оборотная Вода
Как бы ни отделялся песок, сливная вода всё равно несёт ил и глину. Возврат этой воды — последний этап промывочного контура:
- Пруды-отстойники: самый простой вариант; ил оседает, а осветлённую воду откачивают обратно. Они требуют площади и периодической очистки.
- Сгуститель: флокулянт быстро осаждает мелкие частицы в резервуаре, и большая часть воды возвращается в течение нескольких минут.
- Фильтр-пресс или ленточный пресс: превращает сгущённый ил в транспортабельный кек, поэтому мокрые отстойники не нужны.
Извлечение мелкого песка до этого этапа уменьшает количество твёрдого, которое приходится обрабатывать системе очистки воды, — ещё одна причина, по которой на слив спиральных классификаторов ставят циклоны.