Горная энциклопедия - гидроциклон

(от греч. hydor вода и kyklon кружащийся, вращающийся * a. hydrocyclon; н. Hydrozyklone, Wasserzyklone; ф. hydrocyclone; и. hidrociclon) аппарат для разделения в жидкой среде зернистых материалов, различающихся плотностью или крупностью составляющих частиц. Г. применяют: для классификации материалов по крупности (классификаторы); отделения избытка воды и шламов от зернистого материала (сгустители); обогащения п. и. по плотности, в т.ч. в тяжёлых жидкостях или утяжелённых тонкозернистых минеральных суспензиях (сепараторы); очистки жидкости от твёрдых частиц (осветлители). Впервые Г. использованы в 1939 на углеобогатит. ф-ке в Нидерландах, в СССР в нач. 50-х гг. Благодаря несложной конструкции, малым размерам, простоте эксплуатации и высокой эффективности Г. находят широкое применение в разл. областях пром-сти, в т.ч. в качестве классификаторов и сепараторов в горнорудной, как осветлители в хим. и нефтехим. пром-сти, гидрометаллургии. В последнем качестве Г. используют также для регенерации и очистки глинистого раствора от выбуренной породы (в процессе бурения нефт. и газовых скважин), а также в технол. операциях, связанных с эксплуатацией нефт. скважин и с внутрипромысловым сбором и транспортом нефти.

: 1 коническая часть; 2 цилиндрическая часть; 3 питающий патрубок; 4 патрубок разгрузки тонкозернистых фракций, разжиженных, рыхлых материалов и очищенной жидкости при осветлении (слива); 5 диафрагма (крышка); 6 патрубок разгрузки грубозернистых, сгущённых или тяжёлых фракций (песков).

В зависимости от давления на входе различают напорные Г. избыточное давление на входе св. 100 кПа, низконапорные меньше 100 кПа и вакуумные давление на входе меньше атмосферного. Г. (рис.) состоит из короткой цилиндрической (верхней) части с патрубком для тангенциального ввода пульпы (по касательной к поверхности цилиндра) и конической (нижней) части с отверстием в вершине конуса для разгрузки песков (грубозернистой, сгущённой или тяжёлой фракции пульпы).

Угол конусности для классификации и сгущения 10-20В°, осветления 10-20В°, обогащения в тяжёлых суспензиях 30-45В°, обогащения в воде 90-120В°. Верх. часть цилиндра закрывается крышкой, в центре к-рой установлен сливной патрубок, служащий для разгрузки тонкозернистого, разжиженного, менее плотного, чем исходная пульпа, материала.

Тангенциальный ввод исходной пульпы и осевая разгрузка продуктов разделения приводят к вращению пульпы, осевому и радиальному перемещению её от стенок аппарата к сливному и разгрузочному отверстиям. Вращающийся поток в Г. имеет неск. зон: внешнюю (пристенную) нисходящую; внутреннюю восходящую; среднюю циркуляционную, занимающую осн. объём Г. Более тяжёлые и крупные твёрдые частицы, поступающие с исходной пульпой, отбрасываются центробежной силой на внутр. поверхность цилиндра и увлекаются вращающимся нисходящим потоком вниз. Под действием радиальной составляющей потока (от стенок к центру) и турбулентного характера его движения лёгкие и мелкие зёрна уносятся во внутр. зону. Часть опускающегося вниз пристенного вихревого потока в ниж. зоне конуса поворачивает вверх, формируя слив.

В отличие от напорных, вакуум-Г. устанавливается на всасывающей линии насоса и работает за счёт создаваемого на его приёме вакуума. Для отделения отсепарир. части пульпы он снабжается дополнит. устройством (обычно гидроэлеватором), создающим перепад разряжения за его песковым отверстием. Установка Г. на всасывающей линии насоса исключает возможность попадания в него твёрдых частиц, что предотвращает абразивный износ рабочих органов насоса. Как правило, каждый насос снабжён индивидуальным Г. В ряде случаев Г. объединяются в батареи по параллельному или последоват. принципу. Регулирование режима работы при изменении качества и кол-ва исходного материала производится с помощью изменения диаметра пескового отверстия путём его диафрагмирования (автоматически) или сменой самих песковых насадок (вручную). Для борьбы с абразивным износом нек-рые типы Г. изнутри футеруются износостойкими материалами (каменное литьё, резина, полиуретан, вулканол и т.д.). Наиболее изнашиваемая часть Г. песковая насадка изготовляется из карбидов металлов и металлокерамич. материалов.

Литература: Поваров А. И., ы на обогатительных фабриках, М., 1978.

А. Г. Лопатин, Б. М. Гутман.