5-mavzu. Flotatsiyalash jarayonining fizik kimyoviy asoslari

3.6-rasm. Suspenziyani spiral oqim bilan harakat- 3.7.- rasm. Suspenziyani ajratish uchun
lantiradigan gidrotsiklon: turbotsiklon:
1 – qum nasadkasi; 2 – to‘kish nasadkasi; 3 – ta’minlovchi quvur; 1 – yirik fraksiyani olib ketish quvuri;
4 – suspenziya chiqadigan quvur; 5 – havo quvuri; 2 – to‘kish quvuri; 3 – qobiq; 4 –qabul
qilish kamerasi; 5 – yuklovchi quvur; 6 –
o‘qi-– impeller (parrak g‘ildiragi).

2) mayda zarrachalarni olib ketuvchi ichki vintsimon oqim korpus devorlari reaksiyasi natijasida o‘q bo‘ylab o‘z harakati yo‘nalishini o‘zgartiradi va to‘kish quvuri orqali to‘kiladi;

3) gidrotsiklon o‘qi yaqinida markazdan qochma kuchning o‘sishi va bosimning kamayishi natijasida apparatning balandligi bo‘ylab suyuqlik bo‘linishi va havo ustini paydo bo‘lishi sodir bo‘ladi. Bosimi kamaygan bu zonasiga atrofdagi bo‘shliqdan havo kela boshlaydi. Qum nasadkasining yuklanishi ortib ketsa, havoni so‘rib olish to‘xtaydi va apparatning me’yoriy ishi buziladi.
Ichidagi havo ustuni bosimini atmosfera bilan barqarorlashtirish uchun doimiy kontaktda bo‘lishi uchun ichiga naycha (uyurmali gidrotsiklon) kiritiladi. Gidrotsiklonlarning texnologik ish ko‘rsatkichlariga apparatning shakli va geometrik kattaligi, ta’minlovchi quvurning shakli va kattaligi, yuksizlantiruvchi tuynuklarning kattalik nisbatlari, qobiq o‘qining qiyalik burchagi hamda suspenziyaning suyuqlanish darajasi, granulometrik, xom-ashyo tarkibi va suspenziyaning berilish tezligi ta’sir etadi. Gidrotsiklon o‘qining gorizontal va qiya joylashishi katta o‘lchamdagi qum quvurlarini qo‘llashga, uning ishlab chiqarish unumdorligini, ayniqsa, apparatlarga markazdan qochma nasos yordamida hosil qilinayotgan bosim ostida suspenziya berganda, ularning ishini barqarorlashtirishga imkon yaratadi.
Gidrotsiklonga kirayotgan markazdan qochma tezlanishning ν²_t/R og‘irlik kuchi tezlanishiga g nisbatini markazdan qochma ajratish omili deyiladi:

buning qiymati 30–50 atrofida o‘zgaradi. Bunday ajratish omilida to‘kishga chiqarilayotgan suspenziya tarkibidagi zarrachalar yirikligini kup kamaytirish mumkin emas. Mayda zarrachalarni ajratib olish uchun markazdan qochma qurilmalar (turbotsiklonlar) yaratilgan, ularda suspenziyani aylantirishni markazdagi qochma nasoslarning parrak g‘ildiragi yordamida amalga oshiradi (3.7-rasm)
Turbotsiklondagi ajratish omili 100–300 ga teng. Bunday apparatlar ta’minotdagi qattiq zarrachalarning miqdori yuqori bo‘lganda ishlaydi. Agar gidrotsiklondagi ajratish yirikligi 0,15–0,25 mm bo‘lsa, turbotsiklonda esa, yupqa 0,07 (0,05)–0 mm o‘lchamli zarrachalarni ajratish mumkin. Gidrotsiklonlarning texnologik hisob-kitobi shlamsizlantirishning ishlab chiqarish unumdorligi, yiriklik tavsifi va texnologik ko‘rsatkichlarini aniqlashdan iboratdir.
Gidrotsiklonning hajmiy ishlab chiqarish unumdorligi W_r (m³/s) quyidagi empirik formula bo‘yicha hisoblanadi:

bunda D – gidrotsiklon diametri, sm; d_c – to‘kish shtuser diametri, sm; d_e – ta’minlovchi shtuser ekvivalent diametri, sm; g = 9,81 m/s²; H – kirishdagi suspenziya bosimi, kgk/sm².

Qum nasadka tuynugining diametri hajmiy ishlab chiqarish unumdorligiga ta’sir etmaydi, lekin u shlamsizlantirish jarayonining ahamiyatli omilidir. Qum nasadkadagi o‘rtacha solishtirma yuklanishi 0,5– 1,0 t/s·sm² dan oshmasligi kerak.
Gidrotsiklon mahsulotlarining granulometrik tavsifi ta’minotning yirikligiga bog‘liq, shuning uchun har bir aniq holatda to‘kiladigan suspenziyaning talab qilinadigan granulometrik tarkibi tajriba yo‘li bilan aniqlanadi. Gidrotsiklonning texnik tavsifi 3-4 jadvalda keltirilgan.
3-4 jadval
Gidrotsiklonlarning texnik tavsifi

Parametrlar	Gidrotsiklonlar turi
	GS - 35	GS - 50	GS - 75	GS – 100
Diametr, mm: Gidrotsiklon Ta’minlovchi quvur To‘kish quvuri Qum tuynuk Konussimon burchagi, grad. Tosh quyush bilan futerlangan gidrotsiklon og‘irligi, kg Rezina bilan futerlangan gidrotsiklon og‘irligi, kg	350 50 – 70 70 – 150 24 – 100 20 360 200	500 60 – 100 100 – 215 34 – 150 20 600 327	750 155 – 175 150 – 300 48 – 150 20 1250 655	1000 175 – 320 200 – 400 60 – 150 20 1900 1200

Katta oqimli flotatsiya fabrikalarda loy-tuz suspenziyalarning mayda dispers shlamlarni (<0,1) ajratib olishda standart kattalikdagi ( 18,0 m) gidroseparatorlarni qo‘llash imkoniyati yuq.. Bunday jarayonlarda tasmali uzatmali 30 m diametrli silindrik radial quyuqlashtirgichlardan foydalaniladi. Bunday jihozlar loy shlamlarni quyuqlashtirishda ham qo‘llaniladi. Suspenziyaning qattiq va suyuq fazaga ajralishi og‘irlik va cho‘kish zonasi qarshilik kuchi ta’sirida yuzaga keladi. Cho‘kayotgan zarrachalarning to‘xtashi
ularning pastki qatlamda quyuqlashishga olib keladi, suyuqlik esa shlamsizlantirish qatlamlariga siqib chiqariladi. Qatlamlarning zichlanishi quyuqlashish davomiyligiga bog‘liq bo‘lib quyuqlashish maydoniga esa bog‘liq emas. Quyuqlashtirgichdagi ajralish tezligini qatlamlar zarrachalari kattaligini oshirish hisobiga ko‘paytirish mumkin, masalan, koagulyantlar yordamida. Buning uchun tindirish jaraeniga poliakrilamid beriladi. Shlamsizlantirish jaraenida ajralish tezligini suyuqlashtirish darajasini yoki o‘tirish maydonini ko‘paytirish hisobiga ham oshirish mumkin lekin bunda katta apparatlar qo‘llash kerak. Mayda dispersli suspenziyalardan loy shlamlarini ajratish uchun ko‘tarilayotgan oqim tezligi shlam tezligidan bir qancha oshishi kerak, lekin o‘tirayotgan tuz zarrachalari tezligidan kichik bo‘lishi kerak.
Quyuqlashtirgichning texnologik hisobi uning cho‘kish yuzasini, qurilma diametrini, ya’ni ma’lum cho‘kish tezligiga va quyultirilgan mahsulot suyultirilish darajasiga yaqin bo‘lgan granulometrik tarkibini, suspenziyaning cho‘kuvchanligini laboratoriya yoki sanoat tajriba natijasi bo‘yicha xisoblashdan iborat. Kaliyni boyitish fabrikalaridagi shlamsizlantirish amaliy ishlarida, ko‘tarilish oqimi tezligi 1,5 – 2,0 m/s bo‘lishi aniqlangan. Bunda cho‘kayotgan loy shlamining yirikligi 0,07(0,05) – 0 mm ni tashkil etadi.
Shlamsizlantirish jarayoni e.q. ni sliv (to‘kish) suspenziyaga o‘tish darajasi ε_e.q. shlamsizlantirish samaradorligi Ye_e.q. darajasi bo‘yicha baholanadi. E.q. suspenziyaga utish darajasi to‘kishga ketayotgan suspenziya tarkibidagi e.q.ning og‘irligini, dastlabki kiritilgan mahsulot tarkibidagi e.q. og‘irlik miqdori nisbatiga teng:


bu yerda γ_s – chiqarilayotgan suspenziya og‘irligi, %; β _e.k va α _e.k – chiqarilayotgan va dastlabki mahsulotdagi e.q. miqdori, %;

bu yerda υ_ek – qumdagi e.q. miqdori, %.
Shlamsizlantirish samaradorligi chiqarilayotgan suspenziyaga e.q.ning utish darajasi va uning tarkibiga tuzlarni utish darajalari o‘rtasidagi farqga teng:
yoki

O‘tish va samaradorlik 0 dan 100% gacha o‘zgaradi.