選別機器技術の設計原則

1.要約：

分級とは、移動する媒質中での粒子の異なる沈降速度に基づいて、粒子のグループを二つ以上の粒子サイズレベルに分けるプロセスです。一般的に、細粒材料に適用されます。分類装置における媒質の移動形態には、垂直上向き流れ、ほぼ水平流れ、および回転運動が含まれます。媒質は水または空気であることがあります。空気を媒質として使用する分級は、風分級と呼ばれます。

材料が上昇水流で分類されると、沈降速度が上昇水流速度より大きい粒子は分類機内で沈んで沈殿物となり、沈降速度が上昇水流速度より小さい粒子は上部から上昇水流によって運ばれ、オーバーフロー産物となります。理論的には、沈降速度が上昇水流速度と等しい粒子は、沈殿とオーバーフローでそれぞれ5000の分布率を持つことになります。このような粒子の粒径は、分離粒径と呼ばれます。

分類装置における粒子の沈降形態は、一般的に装置内の粒子の体積濃度に依存します。体積濃度が小さい分類は自由沈降分類といい、体積濃度が大きい分類は干渉沈降分類と呼ばれます。粒子の干渉沈降速度は自由沈降速度よりも低いため、干渉沈降分類に必要な上昇水流は自由沈降分類のそれよりも少なく、水の節約が可能で、より大きな沈降濃度を得ることができます。これにより、分類装置の生産能力も向上します。

しかし、干渉沈降比が自由沈降比よりも大きいため、干渉沈降分類の際には、沈降物質により多くの細かい粒子や重い粒子が含まれることになり、分類の精度に影響を与えます。したがって、分類の精度が高く求められる場合、干渉沈降分類は適していません。粒子の分類精度は、粒子のサイズだけでなく、粒子の密度や形状にも影響されます。

2.濃縮器における分類の主な応用は：

(1) 再選別作業（例えばシェイカー）の前の準備作業では、原材料を候補に分類して、粒子サイズが選別プロセスに与える影響を軽減します。

(2) 研削機で作業し、研削製品の粒度を制御および確認し、適時に研削のための合格製品を選別し、過剰粉砕を減少させる。

(3) 原鉱または製品の脱粕または脱水。

(4) 原材料を異なる目的に応じた異なるグレードの製品に分ける。

分類装置は以下のカテゴリに分けることができます：

(1) ヒドロリッククラシファイア、例えばユンシータイプのヒドロリッククラシファイアボックス、ふるい板タイプのヒドロリッククラシファイアなど。このタイプのクラシファイアは、再選別前の分級に主に使用され、また脱泥にも使用されます。

(2) 機械的分類器、例えばスパイラル分級器このタイプの分類器は、主に研削中の前分類、検査分類、および制御分類に使用され、脱泥や脱水にも使用されます。

(3) 遠心分級機、例えばハイドロサイクロン主に微細粒材料の分類、スリミング、脱水に使用されます。

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