nghiên cứu thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ








BÁO CÁO TỔNG KẾT


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ


CẤP BỘ NĂM 2010






Tên đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng
trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”



Ký hiệu: 200.10.RD/H§-KHCN

Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì đề tài: VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ
Chủ nhiệm đề tài:
NCVCC.TS. Phan Th¹ch Hæ







8738





Hµ néi 2010

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ




BÁO CÁO TỔNG KẾT


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ


CẤP BỘ NĂM 2010






Tên đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong
tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”



Ký hiệu: 200.10.RD/H§-KHCN

VIỆN TRƯỞNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI





NCVCC.TS. PHAN THẠCH HỔ








Hµ néi 2010



“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA 3
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƯƠNG 1 5
TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÂN CẤP XOẮN 5
1.1. Cơ sở pháp lý của đề tài: 5
1.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài: 5
1.2.1. Tính cấp thiết: 5
1.2.2. Mục tiêu của đề tài: 5
1.3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu: 5
1.3.1. Đối tượng: 5
1.3.2. Phạm vi và nội dung nghiên cứu: 6
1.4. Khái niệm: 6
1.4.1. Định nghĩa: 6
1.4.2. Đặc điểm: 6
1.4.3. Chức năng của khâu phân cấp trong xưởng tuyển khoáng: 7
1.4.4. Quá trình phân cấp: 7
1.5. Tình hình nghiên cứu ngoài nước và trong nước: 8
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước: 8
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước: 9
1.5.3. Thị trường: 10
1.6. Kết luận chương 1: 10
CHƯƠNG 2 12
PHÂN LOẠI MÁY PHÂN CẤP 12
2.1. Quy luật rơi của các hạt khoáng trong nước và trong không khí: 12
2.2. Phân loại máy phân cấp: 16
2.2.1. Máy phân cấp thủy lực: 16
2.2.2. Phân cấp hình côn (phễu phân bùn): 18
2.2.3. Xoáy lốc nước (Xyclôn): 20

2.3. Kết luận chương 2: 23
CHƯƠNG 3 25
NGHIÊN CỨU, KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC – TÍNH TOÁN CÁC
THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY PHÂN CẤP XOẮN 25

3.1. Máy phân cấp xoắn: 25
3.1.1. Cấu tạo: 25
3.1.2. Nguyên lý hoạt động: 26
3.1.3. Điều chỉnh độ hạt của sản phẩm bùn tràn: 35
3.1.4. Ưu điểm máy phân cấp xoắn: 35
3.1.5. Nhược điểm máy phân cấp xoắn: 35
3.1.6. Tính toán xác định năng suất: 35
3.1.7. Yêu cầu kỹ thuật đối với các loại máy phân cấp và kiểm tra tình
trạng của chúng: 37

“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

2
3.2. Lựa chọn thông số: 38
3.3. Tính toán các thông số: 39
3.3.1. Năng suất: 39
3.3.2. Tính toán các thông số kỹ thuật: 39
3.3.3. Tính kiểm nghiệm trục chính: 42
3.3.4. Tính kiểm nghiệm cặp bánh răng côn: 45
3.4. Kết luận chương 3: 51
CHƯƠNG 4 52
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CỤM TRỤC CHÍNH CÁNH
XOẮN, HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY PHÂN CẤP XOẮN. 52

4.1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CỤM TRỤC CHÍNH: 52
4.1.1. Qui trình công nghệ chế tạo trục chính: 52
4.1.2. Qui trình công nghệ chế tạo cánh xoắn: 56
4.1.3. Qui trình công nghệ chế tạo bích dưới: 59
4.1.4. Qui trình công nghệ chế tạo trục cụt: 65
4.2. Hướng dẫn sử dụng máy phân cấp xoắn: 75
4.2.1. Kiểm tra máy phân cấp xoắn luôn trong tình trạng sẵn sàng hoạt
động: 75

4.2.2. Chạy vận hành sản xuất: 75
4.2.3. Các chú ý an toàn: 75
4.3. Kết luận chương 4: 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77
1. Kết luận: 77
2. Kiến nghị: 77
LỜI CẢM ƠN 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO 80
PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.
PL1: Hợp đồng của đề tài
PL2: Công văn số 11723/BCT-KHCN
PL3: Kết quả thử cơ tính, thành phần vật liệu
PL4: Biên bản nghiệm thu của Viện Nghiên cứu Cơ khí
PL5: Biên bản họp hội đồng KHCN nghiệm thu cấp cơ sở
PL6: Bộ bản vẽ kèm theo
PL7: Hình ảnh chế tạo

“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

3

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA

STT Họ và tên Học hàm, học vị Cơ quan công tác
1 Phan Thạch Hổ NCVCC, TS kỹ thuật Viện NCCK
2 Vũ Quang Huy Thạc sỹ kỹ thuật Viện NCCK
3 Nguyễn Văn Bình Kỹ sư cơ khí Viện NCCK
4 Mai Quí Sáng Thạc sỹ kỹ thuật Viện NCCK
5 Đỗ Thái Cường Kỹ sư cơ khí Viện NCCK
6 Bùi Anh Tuấn Kỹ sư cơ khí Viện NCCK

“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

4

LỜI NÓI ĐẦU

Ở Việt Nam, nông nghiệp là ngành kinh tế thu hút tới trên 70% lao
động, có vai trò đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, đóng góp lớn cho ngân
sách, năm 2010 xuất khẩu hơn 6 triệu tấn gạo đạt giá trị trên 3 tỷ đô la Mỹ.
Ngoài ra còn cà phê, cao su, hoa quả, hạt điều, hạt tiêu và các loại nông sản
khác. Nhu cầu về phân bón trong đó có apatit và sản phẩm từ apatit đòi hỏi
ngày càng tăng.
Phân bón chủ yếu được sả
n xuất từ nguồn nguyên liệu không tái sinh
(apatit, than đá, dầu khí …), giá thành ngày càng tăng. Chúng ta không thể chỉ
nhập khẩu mà phải tự sản xuất để đáp ứng nhu cầu xã hội.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, các doanh nghiệp sản xuất phân bón đã
có những bước chuyển mình nhanh chóng, đầu tư chiều sâu, đổi mới công
nghệ, đưa các loại máy móc thiết bị ngày càng hiện đại, cơ giới hóa, tự độ

ng
hóa, đem lại năng suất, chất lượng và hiệu quả cao.
Trong công nghiệp tuyển khoáng nói chung và tuyển apatit nói riêng,
máy phân cấp xoắn có vai trò không thể thiếu. Tuy nhiên, do hạn chế về thiết
bị, công nghệ, các loại máy phân cấp và phụ tùng kèm theo ta vẫn phải nhập
khẩu. Việc sửa chữa, phục hồi chi tiết máy, trong đó có trục chính, các chi
tiết cụm cánh xoắn thay thế nhập khẩu là rất cấp thiết, đòi hỏi s
ự hiểu biết về
khoa học công nghệ, thiết bị chuyên dùng phức tạp nhưng mang lại hiệu quả
kinh tế lớn, nâng cao tính liên tục trong sản xuất.
Viện Nghiên cứu Cơ khí đã đề xuất và được Bộ Công Thương chấp
thuận đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong
tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”




“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÂN CẤP XOẮN
1.1. Cơ sở pháp lý của đề tài:
- Quyết định số 6228/QĐ-BCT ngày 10 tháng 12 năm 2009 về việc đặt
hàng thực hiện các nhiệm vụ KHCN năm 2010 của Bộ trưởng Bộ Công
Thương.
- Hợp đồng số 200.10.RD/HĐ-KHCN ngày 16 tháng 3 năm 2010 giữa
Bộ Công Thương và Viện Nghiên cứu Cơ khí.

1.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
1.2.1. Tính cấp thiế
t:
- Căn cứ vào nhu cầu sử dụng, phục hồi, chế tạo mới của các công ty,
xí nghiệp tuyển quặng Apatit và của Công ty TNHH một thành viên Apatit
Việt Nam.
- Nhu cầu phục hồi, chế tạo thay thế hàng nhập khẩu trục chính, các chi
tiết cụm cánh xoắn. của máy phân cấp xoắn của Công ty TNHH một thành
viên Apatit Việt Nam nhằm tiết kiệm ngoại tệ cho đất nước.
- Do một số chi tiết chính sản xuấ
t được ở trong nước nên sẽ giảm giá
thành cho thiết bị và dây chuyền thiết bị, nhằm nâng cao tính cạnh tranh cho
sản phẩm đầu ra.
- Chủ động trong công nghệ, kế hoạch sản xuất kinh doanh của Công ty
TNHH một thành viên Apatit Việt Nam nói riêng và các nhà máy, xí nghiệp
có sử dụng máy phân cấp xoắn trên cả nước nói chung.
1.2.2. Mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu, thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển
khoáng, nội địa hóa một s
ố chi tiết chính.
- Từng bước đưa sản phẩm nghiên cứu vào ứng dụng trong sản xuất
thay thế hàng nhập khẩu.
1.3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu:
1.3.1. Đối tượng:
Máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

6

1.3.2. Phạm vi và nội dung nghiên cứu:
1.3.2.1. Phạm vi: trong ngành tuyển khoáng
- Nghiên cứu, khảo sát chế độ làm việc chung của máy phân cấp xoắn.
- Nghiên cứu, khảo sát chế độ làm việc của trục cánh xoắn.
- Tính toán, lựa chọn các thông số kỹ thuật, thiết kế máy phân cấp xoắn
cỡ lớn.
- Lập hướng dẫn sử dụng máy phân cấp xoắn.
1.3.2.2. Nội dung: chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiế
t chính:
- Thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo trục cánh xoắn và một số chi
tiết chính.
- Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính
1.4. Khái niệm:
1.4.1. Định nghĩa:
Phân cấp là quá trình phân chia một hỗn hợp khoáng vật hạt nhỏ, mịn
ra thành hai hay một số phần dựa vào tốc độ rơi khác nhau của các hạt trong
môi trường nước (hoặc khí) ở trạng thái tĩnh hoặc trong dòng chuyển
động
liên tục.
1.4.2. Đặc điểm:
Mỗi sản phẩm phân cấp gồm chủ yếu những hạt khoáng vật khác nhau
nhưng rơi trong môi trường với cùng tốc độ.
- Nếu vật liệu đầu chỉ gồm những hạt có cùng khối lượng riêng thì sản
phẩm phân cấp chỉ khác nhau về cỡ hạt.
- Nếu vật liệu đầu khác nhau cả khối lượng riêng lẫn cỡ h
ạt thì mỗi sản
phẩm phân cấp sẽ chứa những hạt thuộc khoáng vật có khối lượng riêng khác
nhau, cỡ hạt khác nhau nhưng rơi cùng một tốc độ trong môi trường.
So sánh với sàng, chúng ta thấy rằng phân cấp cũng có mục đích phân
chia một hỗn hợp nguyên liệu khoáng sản thành các sản phẩm có cỡ hạt khác

nhau, nhưng nguyên lý làm việc khác với sàng rất nhiều, bởi vì trong phân
cấp: cả hai yếu tố kích thướ
c hạt và khối lượng riêng đều ảnh hưởng đến kết
quả phân chia.
Nghiờn cu, TK mỏy phõn cp xon c ln dựng trong tuyn khoỏng. Ch to trc cỏnh xon v mt s chi tit chớnh

ti Nghiờn cu KHCN cp B nm 2010 .NCVCC.TS. Phan Thch H

7
Sng ch phõn chia v ht, kớch thc ht cng ln, khụng cn mụi
trng trung gian.
Vi c ht <1mm, phõn cp cú nng sut v hiu sut cao hn nhiu.
1.4.3. Chc nng ca khõu phõn cp trong xng tuyn khoỏng:
- Thc hin mt khõu sn xut c lp ra sột qung thụ
- Thc hin mt khõu chun b: chia hn hp qung u thnh
nhi
u sn phm khỏc nhau lm nguyờn liu u cho khõu tuyn.
- Thc hin mt chc nng ph tr nh phõn cp sn phm nghin
thnh hai sn phm: cỏt v bựn trn.
Hiu qu lm vic ca cỏc thit b phõn cp c ỏnh giỏ bng ch tiờu
hiu sut, tng t nh hiu sut sng. Cỏc c ht dựng tớnh hiu sut phõn
cp l: 0,125mm i vi sn ph
m thụ; 0,074mm i vi sn phm ht nh v
0,044mm i vi sn phm ht mn.
1.4.4. Quỏ trỡnh phõn cp:
Phõn cp l quỏ trỡnh phõn chia hn hp cỏc ht khoỏng vt thnh cỏc
cp ht cú kớch thc khỏc nhau theo tc lng ca chỳng trong mụi trng
nc hoc khớ. Phõn cp c thc hin trong cỏc thit b gi l mỏy phõn cp
(mỏy phõn cp thy lc v mỏy phõn cp khớ).
l

vg
Vd
vp
h
vn
Vật liệu đầu
Vật liệu đầu
Bùn tràn
cát
cát

Hỡnh 1.1: S phõn cp cỏc ht
Cú hai phng phỏp chớnh phõn chia võt liu u thnh cỏc cp ht
khỏc nhau:
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

8
- Phân cấp trong dòng thẳng đứng (hướng của dòng trùng với hướng
của lực chính tác dụng lên hạt).
- Phân cấp trong dòng nằm ngang (hướng của dòng vuông góc với lực
chính tác dụng lên hạt).
Khi phân cấp các hạt trong dòng nằm ngang (Hình 1.1 – [1]) , quỹ đạo
chuyển động của hạt phụ thuộc vào tốc độ v
p
(là tổng của v
d
: tốc độ của dòng
nước; và v

g
: tốc độ chuyển động dưới tác dụng của lực trọng trường). Chiều
sâu của dòng bùn là h, quãng đường chuyển động nằm ngang là l. Bùn ban
đầu cấp từ bên trái, nếu hạt nào trong toàn bộ thời gian chuyển động ngang
cùng dòng chảy kịp rơi xuống hết chiều sâu h của dòng thì sẽ lắng xuống dưới
thành sản phẩm cát, còn nếu rơi không kịp thì sẽ bị dòng chảy mang vào sản
phẩm bùn tràn ở bên phải.
Khi phân cấp trong dòng thẳng đứng có dòng nước đi lên với tốc độ v
n

thì những hạt thắng được tốc độ dòng nước sẽ chìm xuống (hạt lớn) đi vào sản
phẩm cát, còn những hạt không thắng được tốc độ dòng nước (hạt nhỏ) sẽ đi
vào sản phẩm bùn tràn.
Quá trình phân cấp được dùng rộng rãi ở các xưởng tuyển khoáng. Giới
hạn trên của độ hạt đưa vào phân cấp đối với than không quá 13mm, còn đối
với quặng không quá 5-6mm.
1.5. Tình hình nghiên cứu ngoài nướ
c và trong nước:
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các
loại máy phân cấp xoắn cỡ lớn đồng bộ để phục vụ cho ngành tuyển khoáng.
Việc chế tạo máy phân cấp xoắn đã trở thành truyền thống, có thương hiệu và
được sản xuất trên những dây chuyền chuyên dùng hiện đại.
Ở các nước có công nghệ khai khoáng phát triển mạnh, tiên ti
ến như:
Nga, Mỹ, Brazil, Pháp, Tây Ban Nha, Trung Quốc, Chi Lê…, việc nghiên cứu
đi từ cơ bản đến thử nghiệm thực tế đã được đầu tư nghiên cứu trên cả qui mô
phòng thí nghiệm lẫn dây chuyền sản xuất công nghiệp. Các chi tiết, bộ phận
đều được tiêu chuẩn hoá và được chế tạo, lắp ráp theo dạng mô đun. Sau một
thời gian làm việc bị mòn, hoặc hư hỏng đều được thay thế m

ới theo mô đun
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

9
có sẵn. Việc nghiên cứu, chế tạo máy phân cấp xoắn diễn ra một cách liên tục
nhằm đáp ứng được quá trình phát triển chung của công nghệ khai thác, tuyển
khoáng.
Có thể khẳng định việc nghiên cứu về máy phân cấp xoắn trên thế giới
là tương đối hoàn chỉnh và vẫn tiếp tục hoàn thiện, nâng cấp, cải tiến hơn nữa.
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước:
Quặng Apatit được phát hiện từ năm 1924 t
ại Lào Cai. Mỏ apatit Lào
Cai có chiều dày 200m, rộng từ 1-4km chạy dài 100 km nằm trong địa phận
Việt Nam, từ Bảo Hà ở phía Đông Nam đến Bát Xát ở phía Bắc, giáp biên
giới Trung Quốc.
Nhà máy tuyển quặng Apatit được xây dựng trong thập niên 80 - 90 với
sự giúp đỡ của Liên Xô. Các thiết bị của nhà máy trong đó có máy rửa quặng
được chế tạo ở Liên Xô.
Ngành công nghiệp hoá chất, khai thác và tuyển khoáng đã có mấy
chục năm nay, song công nghệ và thiết b
ị chủ yếu là nhập ngoại (chủ yếu từ
Liên Xô cũ). Sau thời gian dài sử dụng máy đã hư hỏng toàn bộ hoặc từng
phần, hiện rất thiếu cho sản xuất. Chi tiết của máy phân cấp xoắn là chi tiết
mau mòn chóng hỏng, cần được phục hồi hoặc thay thế. Một số đơn vị trong
đó có Viện Nghiên cứu Cơ khí có khả năng nghiên cứu, thiết kế, ch
ế tạo máy
phân cấp xoắn.
Máy phân cấp xoắn là một thiết bị dùng để tách các hạt có các kích

thước và trọng lượng khác nhau trong dung dịch nhằm đáp ứng yêu cầu tuyển
khoáng. Đây là thiết bị không thể thiếu trong dây chuyền tuyển khoáng. Hiện
nay trong nước chưa có đơn vị nào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh
mà chỉ là phục hồi, sửa chữa máy. Việc nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế

tạo máy phân cấp xoắn trong nước là một đòi hỏi cấp bách các nhà khoa học
và cơ sở chế tạo.
Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong
tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính” của Viện
nghiên cứu Cơ khí nhằm đáp ứng yêu cầu trên.



“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

10
1.5.3. Thị trường:
Hiện tại, với quy mô của ngành khai thác, tuyển khoáng , sản xuất vật
liệu nhu cầu sử dụng máy phân cấp xoắn cỡ lớn là tương đối nhiều: Cụ thể chỉ
riêng vùng Tây Bắc như sau:
+ Tại nhà máy tuyển Toằng Loỏng – Lào Cai: 7 máy
+ Công ty Mỏ tuyển Đồng Sin Quyền – Lào Cai: 2 máy
+ Nhà máy tuyển Cam Đường – Lào Cai: 4 máy
+ Nhà máy tuyển Làng Phúng – Lào Cai: 4 máy
+ Nhà máy tuyển Bắc Nhạc Sơn – Lào Cai: 4 máy
+ Nhà máy tuyển quặng loại II và loại IV-Lào Cai: 3 máy
+ Nhà máy tuy
ển quặng Âu Lạc – Yên Bái: 4 máy

+ Nhà máy nghiền tuyển quặng sắt Bản Cuôn I – Bắc Kạn: 3 máy
+ Nhà máy tuyển quặng Đồng – Niken Bản Phúc – Lào Cai: 2 máy
+ Chi nhánh Mỏ Mangan MiMeCo – Tuyên Quang: 2 máy
Ngoài ra còn hàng chục mỏ khai thác quặng đang sử dụng máy phân
cấp xoắn ở vùng Đông Bắc, miền Trung, Tây Nguyên.
Các nhà máy trên đều có nhu cầu cung cấp, thay thế chi tiết, phụ tùng
cho máy phân cấp xoắn. Chính vì vậy chúng ta thấy được nhu cầu thị trường
và phải nắm bắt cơ hội.
N
ền kinh tế nước ta mới chuyển sang cơ chế thị trường định hướng Xã
hội chủ nghĩa. Tất cả quá trình phát triển sản xuất đều dựa trên sự vận động
và nhu cầu của thị trường. Việc nghiên cứu thị trường này rất quan trọng, đây
là dạng sản phẩm công nghiệp có số lượng tiêu thụ lớn và có tính lâu dài.
Chúng ta cần bảo đảm chất lượng sả
n phẩm, giá cả cạnh tranh, chế độ hậu
mãi hợp lý, tính mỹ thuật cao.

1.6. Kết luận chương 1:
Nhóm đề tài đã nêu tính cấp thiết, mục tiêu đối tượng và phạm vi
nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số chi tiết chính của
máy phân cấp xoắn trong ngành tuyển khoáng.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

11
Đồng thời đề tài đã nêu bật sự quan trọng của khâu phân cấp, đưa ra
những khái niệm, định nghĩa cơ bản.
Mục nghiên cứu về thị trường đã thống kê được một số lượng lớn máy
phân cấp xoắn đang sử dụng trong nước và nhu cầu cấp bách của sản xuất.

Đề tài đã phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, nêu
những điểm mạnh của các nướ
c tiên tiến trong lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế,
chế tạo máy phân cấp xoắn và khẳng định nước ta (trong đó cụ thể là Viện
Nghiên cứu Cơ khí) có thể học tập để chế tạo trong nước dạng sản phẩm này.

“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

12
CHƯƠNG 2
PHÂN LOẠI MÁY PHÂN CẤP
2.1. Quy luật rơi của các hạt khoáng trong nước và trong không khí:
Đặc tính rơi của vật thể trong môi trường nước hoặc khí là do tác động
tương hỗ của 3 lực: lực trọng trường (hướng xuống), lực nâng (lực đẩy
Asimet – hướng lên) và lực cản môi trường (hướng lên). Lực trọng trường
phụ thuộc vào khối lượng riêng và thể tích hạt rắn; lực nâng phụ thuộc vào thể

tích của vật và khối lượng riêng của môi trường; lực cản của môi trường phụ
thuộc vào chế độ chuyển động (chảy tầng hoặc chảy rối). Lực cản được hợp
thành do trở lực quán tính (trở lực động) và trở lực nhớt do ma sát. Cả hai trở
lực tác dụng đồng thời lên vật thể rắn chuyển động trong môi trường nhưng
với giá trị
khác nhau. Những hạt cỡ lớn (≥2mm) chuyển động với tốc độ
nhanh (ở chế độ chảy rối) chịu tác dụng chủ yếu là trở lực động, còn những
hạt cỡ nhỏ (≤0,1mm) chuyển động với tốc độ chậm (chế độ chảy tầng) chịu
tác dụng chủ yếu là trở lực nhớt. Còn các hạt trung gian (từ 0,1-2mm) chịu tác
dụng c
ủa cả hai trở lực trên, chế độ chuyển động của nó là chế độ chuyển tiếp
giữa chảy tầng và chảy rối.
Thông số đặc trưng cho chế độ chảy của chất lỏng là số Reynon (Re). Ở
giá trị Re ≥ 1000 là chế độ chảy rối; Re ≤ 1 là chế độ chảy tầng; Re = 1000-1
là chế độ chuyển tiếp (trung gian).
Ở thời điểm ban đầ

u, hạt chuyển động trong môi trường với tốc độ
bằng không và gia tốc cực đại. Trong quá trình chuyển động, tốc độ rơi của
hạt tăng dần, lực cản của môi trường cũng tăng nên gia tốc của hạt giảm và
sau một khoảng thời gian ngắn hạt đạt tới tốc độ cực đại (tốc độ giới hạn) và
không đổi, tức là gia tốc c
ủa hạt bằng không. Tốc độ cực đại (tốc độ cuối
cùng) được ký hiệu là V
0
.
Sự khác nhau về tốc độ rơi cuối cùng của hạt khoáng khác nhau là cơ
sở để phân chia chúng trong quá trình phân cấp.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

13
Có thể xác định tốc độ chuyển động của các hạt khác nhau bằng công
thức lý thuyết, công thức thực nghiệm hoặc bằng giản đồ, đồ thị. Bằng nghiên
cứu đã xác định quy luật rơi của hạt khoáng trong môi trường như sau:
- Hạt nặng, kích thước lớn có tốc độ rơi lớn nhất.
- Tăng khối lượng riêng và độ nhớt của môi trường, t
ốc độ rơi của
các hạt giảm.
- Hình dạng và đặc tính bề mặt của hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ
rơi của chúng.
Khi khối lượng các hạt như nhau, hạt có dạng cầu chịu lực cản nhỏ
nhất, hạt có góc cạnh chịu lực lớn hơn, hạt có dạng tấm chịu lực cản lớn nhất.
Hạ
t nhám chịu lực cản lớn, hạt nhẵn chịu lực cản nhỏ.
Nhiệt độ của môi trường cũng ảnh hưởng lớn đến tốc độ rơi của hạt.

Khi số Reynon ≥ 200, sự thay đổi nhiệt độ của môi trường không ảnh hưởng
đến tốc độ chuyển động của hạt. Khi Re = 1,74 ÷ 200, nhiệt độ của môi
trường ảnh hưởng ít đến tố
c độ chuyển động của hạt. Khi Re ≤ 1,74, nhiệt độ
của môi trường là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ chuyển
động của hạt.
Để xác định tốc độ rơi tự do cuối cùng V
0
(m/s) của các hạt có cỡ hạt
và khối lượng riêng khác nhau có thể dùng các phương trình sau (tốc độ rơi tự
do là tốc độ chuyển động của các hạt riêng lẻ trong môi trường) (các công
thức dưới đây được tham khảo ở trang 45÷48 – [1]).
• Với hạt ≥ 2mm (Công thức Ritingơ)
Môi trường là nước: V
0
=0,16
)1000( −
δ
d
(m/s) (2.1)
(trang 45 – [1])
Môi trường là khí: V
0
=4,6 )23,1( −
δ
d (m/s) (2.2)
(trang 45 – [1])
• Với hạt 0,1mm (Công thức Stốc):
Môi trường là nước: V
0

=0,545.d
2
.
µ
δ
100
−
(m/s) (2.3)
(trang 46 – [1])
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

14
Môi trường là khí: V
0
=30278d
2
(δ - 1,23) (m/s) (2.4)
(trang 46 – [1])
• Với hạt = 0,1 ÷ 2mm (Công thức Alen):
Môi trường là nước: V
0
=
3
3
2
)1000(1146,0
µ
δ

−×d
(m/s) (2.5)
(trang 46 – [1])
Môi trường là khí: V
0
=40,6d×
3
2
)23,1( −
δ
(m/s) (2.6)
(trang 46 – [1])
Với: d: đường kính của hạt (m)
δ: khối lượng riêng của hạt (kg/m
3
)
µ: hệ số nhớt N.s/m
2
(nước: µ= 0,001; với khí µ=0,000018)
Trong quá trình phân chia các hạt có cỡ hạt và khối lượng riêng khác
nhau có thể xảy ra hiện tượng rơi đồng đều. Những hạt có khối lượng riêng và
đường kính khác nhau nhưng lại rơi với tốc độ cuối cùng như nhau trong cùng
một môi trường gọi là các hạt khoáng rơi đồng đều. Tỷ số đường kính của hai
hạt (tương ứng là d
1
và d
2
) có khối lượng riêng khác nhau nhưng rơi với tốc
độ như nhau gọi là hệ số rơi đồng đều và biểu thị là e.
* Với hạt ≥2mm: e =

∆−
∆
−
=
1
2
2
1
δ
δ
d
d
(trang 47 – [1]) (2.7)
* Với hạt =0,1 ÷ 2: e =
3
2
1
2
2
2
1
)(
)(
∆−
∆−
=
δ
δ
d
d

(trang 47 – [1]) (2.8)
* Với hạt ≤0,1mm: e =
∆−
∆−
=
1
2
2
1
δ
δ
d
d
(trang 47 – [1]) (2.9)
Trong đó: δ
1
; δ
2
: khối lượng riêng của hạt nặng và nhẹ, kg/m
3

∆: khối lượng riêng của môi trường, kg/m
3

Hệ số rơi đồng đều chỉ rõ đường kính của hạt nhẹ phải lớn hơn đường
kính của hạt nặng bao nhiêu lần để chúng có tốc độ rơi cuối cùng như nhau.
Hệ số rơi đồng đều không phải là đại lượng không đổi mà nó thay đổi theo
kích thước hạt.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

15
Khi phân chia hỗn hợp các hạt khoáng vật khác nhau, để tránh các hạt
nhẹ cỡ lớn rơi lẫn vào sản phẩm hạt nặng và hạt nặng có cỡ hạt bé vào sản
phẩm hạt nhẹ, đảm bảo phân chia rõ ràng các hạt koangs có khối lượng riêng
khác nhau thì trước khi phân chia cần phải phân loại vật liệu đầu theo cỡ hạt
sao cho tỷ số kích thước giữa hạt lớn và hạt nhỏ nằm trong giới hạn không
vượt quá hệ số rơi đồng đều.
Trong thực tế tuyển khoáng, gặp rất ít sự rơi tự do của từng hạt riêng lẻ
mà thường là sự rơi của tập hợp nhiều hạt. Trong khi rơi các hạt chịu tác động
của các hạt bên cạnh và sự rơi xảy ra trong không gian hạn chế (thùng máy),
bởi vậy tốc độ rơi của các hạt còn chịu lực ma sát giữa chúng và gi
ữa hạt với
thùng máy. Môi trường phân chia khi đó cũng chịu tác động động học của các
hạt riêng lẻ và cả khối hạt. Các hạt chuyển động trong điều kiện như thế gọi là
chuyển động vướng mắc. Hiện tượng xảy ra khi đó được đặc trưng bởi quy
luật rơi vướng mắc.
Tốc độ rơi vướng mắc cuối cùng của h
ạt bao giờ cũng nhỏ hơn tốc độ
rơi tự do cuối cùng. Tốc độ rơi vướng mắc của hạt thạch anh nhỏ hơn 2,76 lần
tốc độ rơi tự do, của hạt galenit nhỏ hơn 3,47 lần. Hệ số giảm tốc độ của tốc
độ rơi vướng mắc so với tốc độ rơi tự do ký hiệu là K. Như vậy tố
c độ rơi
vướng mắc được xác định bằng công thức:
V
vm
=K.V
0
(m/s) (trang 48 – [1]) (2.10)

K: hệ số (Thạch anh K =0,362; hạt Galenit K=0,288)
V
0
: tốc độ rơi tự do cuối cùng của hạt (m/s).
Trong điều kiện rơi vướng mắc, giá trị của hệ số rơi đồng đều cao hơn
so với khi rơi tự do.
Hệ số rơi đồng đều trong điều kiện rơi vướng mắc đối với hạt lớn:
e
vm
=
)(
)(
1
2
x
x
+∆−
+
∆
−
δ
δ
(trang 48 – [1]) (2.11)
(∆ + x) là khối lượng riêng của môi trường (đối với than và hạt diệp
thạch, x = 110 ÷ 300 kg/m
3
, đối với quặng x = 400 kg/m
3
và lớn hơn).

“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

16
2.2. Phân loại máy phân cấp:
* Theo môi trường phân cấp: nước, khí
* Theo nguyên tắc phân cấp:
Phân biệt máy phân cấp trong trường trọng lực (phân cấp dưới tác dụng
của lực trọng trường) và phân cấp trong trường lực ly tâm (phân cấp dưới tác
dụng của lực ly tâm).
Để tháo sản phẩm hạt lớn (cát) khỏi máy phân cấp có thể dùng phương
pháp cơ giới (bắt buộc) và phương pháp tự chảy.
Tùy thuộc vào hình dạng của thùng máy và loạ
i thiết bị vận chuyển cát,
máy phân cấp cơ giới được chia thành: máy phân cấp cào, máy phân cấp
xoắn, máy phân cấp hình trụ, gầu nâng v.v…
Máy phân cấp thủy lực tháo sản phẩm cát bằng tự chảy được phân
thành: máy phân cấp hình nón, máy phân cấp hình tháp, máy phân cấp hình
trụ v.v…
Hiệu quả của quá tình phân cấp được đánh giá bằng tỷ lệ phân phối của
cấp tính vào sản phẩm bùn tràn hoặc vào sản phẩm cát.
Hiệu quả phân c
ấp tăng khi lưu lượng bùn đưa vào phân cấp nhỏ và quá
trình phân cấp thực hiện trong bùn loãng.
Ở đây xét các máy phân cấp dùng môi trường nước, và được chia
thành:
- Phân cấp thủy lực (dựa vào sức nước để phân cấp) như: máy phân cấp
nhiều ngăn, phễu phân cấp bùn, xoáy lốc nước (cyclone).
- Phân cấp cơ giới: phân cấp được nhờ lực cơ khí như: máy phân cấp

ruột xoắn, máy phân cấp cào.
2.2.1. Máy phân cấp thủy lự
c:
Phổ biến là máy phân cấp hình nón, bể lắng (hình trụ hay tháp) máy
phân cấp nhiều ngăn.
Điểm chung của tất cả các loại máy này là có dòng bùn ngang. Máy
dùng để phân chia vật liệu theo cỡ hạt thành hai hoặc nhiều sản phẩm, không
cần bổ sung thêm nước hoặc nếu có bổ sung thì chỉ cần một lượng nhỏ.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

17
Máy phân cấp thủy lực nhiều ngăn: ví dụ loại 4 ngăn, có thể có loại 6
ngăn, 8 ngăn.
Hình 2.1 thể hiện máy phân cấp thủy lực 4 ngăn. Cấu tạo của mỗi ngăn
(1) như sau: phần trên có dạng hình máng loe rộng dần theo chiều chuyển
động của dòng bùn, phần dưới là buồng phân cấp có dạng hình tháp. Kích
thước của các buồng tăng dần theo hướng từ đầu cấp liệu đến
đầu tháo sản
phẩm bùn tràn. Phần dưới của mỗi ngăn hình tháp có lắp thiết bị phân cấp đặc
biệt 5. Cấu tạo của thiết bị phân cấp đặc biệt gồm ngăn phía trên là cơ cấu
khuấy 4 (kiểu bản lá) để làm tơi xốp vật liệu, ngăn để cấp nước và thiết bị
tháo sản phẩm lắng (cát).
2
3
1
4
5

Hình 2.1: Máy phân cấp thủy lực bốn ngăn
Trong ngăn phân cấp hình trụ có cửa sổ nhỏ để quan sát quá trình phân
cấp. Cơ cấu khuấy kiểu bản lá được gắn trên trục rỗng thẳng đứng và quay
với tốc độ chậm (1-2 vòng trong 1 phút) để khuấy trộn vật liệu lắng đọng ở
vùng này. Bên trong của trục rỗng có thanh lõi, phía dưới của thanh này có
gắn van xả nhờ có cơ cấu lệch tâm
đặt trong các hộp giảm tốc 2 làm cho thanh
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

18
lõi được định kỳ nâng lên và hạ xuống. Các hộp giảm tốc làm việc nhờ bộ
truyền động 3. Khi thanh lõi nâng lên, van xả được mở ra để tháo sản phẩm
lắng (cát), khi thanh lõi hạ xuống, van xả đóng lại và ngừng tháo cát. Tần số
mở van ở buồng đầu lớn hơn ở các buồng sau.
Bùn đầu đưa vào máy phân cấp ở đầu hẹp của phần hình máng (trên
mặt bằng), ở đ
ó tốc độ của dòng lớn nhất, tốc độ dòng bùn giảm dần ở các
ngăn phía sau. Do vậy ở đầu máy phân cấp các hạt lớn nhất được lắng đọng,
các ngăn sau lắng đọng các hạt nhỏ dần, bùn tràn bao gồm những hạt mịn
nhất.
Nước sạch được cấp vào từ phía dưới của mỗi ngăn theo hướng tiếp
tuyến để tốc độ dòng đ
i lên được phân bố đều đặn và ổn định theo tiêt diện
ngang.
Máy phân cấp loại này được dùng để phân chia vật liệu thành các cấp
hạt hẹp trước khi cấp vào bàn đãi. Máy phân cấp thủy lực được sản xuất gồm
các loại: bốn ngăn, sáu ngăn và tám ngăn.
Năng suất của máy phân cấp thủy lực bốn ngăn là 15-24 T/h. Cỡ hạt

cấp liệu không quá 2 mm. Chiều rộng của ngăn
ở đầu cấp liệu 0,62 m, ở đầu
tháo bùn tràn là 1,5 m. Chiều rộng tổng cộng là 2,93 m. Công suất động cơ
1,7 kW.
2.2.2. Phân cấp hình côn (phễu phân bùn):
Được sử dụng để phân loại vật liệu dạng hạt có độ lớn nhở hơn
1,65mm, bùn với độ lớn 0,3mm chủ yếu trong quá trình tuyển trọng lực.
Phễu có tác dụng điều chỉnh nồng độ bùn cát, để giữ nồng độ này ổn
định.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

19
1
2
3
4
5

Hình 2.2: Phễu phân bùn
1-Vỏ máy (bê tông)
2-Thanh kéo
3-Vỏ (côn) thép
4-Van
5-Màng ngăn (tấm ngăn)
Khi nồng độ bùn bình thường sẽ có 2 sản phẩm
- Bùn tràn
- Cát lắng xuống phía dưới.
Khi nồng độ bùn tăng lên, cát đọng xuống nhiều quá mức bình thường,

các van sẽ tác động làm van 4 tự động mở làm bùn trong phễu ra bớt. Khi
nồng độ bùn trở lại bình thường, van 4 lại đóng lại. Như vậy phễu phân bùn
này có tác dụng
ổn định nồng độ bùn: đảm bảo cho lượng sản phẩm lấy ra đều
đặn.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

20
Năng suất theo cấp liệu (T/h):
Q=
δ
γ
γ
)1(
76,1
2
−
+− NR
VD
(trang 174 – [9]) (2.12)
Trong đó:
D: đường kính lớn nhất của phễu côn (mm)
V: vận tốc lắng của hạt có độ lớn giới hạn phân chia mm/s
R: tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) (theo khối lượng) của cấp liệu
δ: khối lượng riêng của hạt quặng T/m
3

γ: số lượng của vật rắn rơi vào cát tháo tải

N: tỷ lệ lỏng/rắn (theo khối lượng) trong cát
Gọi A là diện tích cửa mở:
A=
ghC
Q
2
.
λ
(m
2
) (trang 175 – [9]) (2.13)
λ: độ nhớt hỗn hợp bùn chảy qua cửa tháo
Q: lượng bùn chảy qua cửa tháo (m
3
/s)
C: hằng số phụ thuộc dạng cửa tháo, với cửa tròn C = 0,85 – 0,9
2.2.3. Xoáy lốc nước (Xyclôn):
* Cấu tạo: Xyclôn gồm phần trụ ngắn ở phía trên, và phần hình nón cụt
ở phía dưới, được đúc bằng gang hoặc hàn bằng thép tấm bên trong có lát vật
liệu chịu mài mòn (cao su, gốm, thép hợp kim). Phần hình trụ có gắn ống bùn
tràn 3 và cấp liệu 4.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

21
I
II
CÊp liÖu
Bïn trµn

C¸t

Hình 2.3: Xyclôn
* Nguyên lí làm việc: bùn đầu được cấp có áp lực nhất định vào xyclôn
qua ống 4 theo phương pháp tiếp tuyến với phần hình trụ tạo thành một dòng
xoáy rất mạnh trong xyclôn.
Mỗi hạt trong bùn chịu: lực trọng trường, lực cản môi trường, lực ma
sát… nhưng chủ yếu là lực ly tâm. Lực ly tâm lớn hơn lực trọng trường nhiều.
Do lực ly tâm, các hạt nặng kích thước lớn chuyển động sát thành
xyclôn xu
ống phía dưới rồi được tháo liên tục qua ống cát 5, còn bùn tràn
chứa chủ yếu là nước và các hạt mịn chuyển động theo dòng nước ngược lên
trên rồi theo ống bùn 3 ra ngoài.
- Điều chỉnh quá trình làm việc của xyclôn: bằng cách thay đổi đường
kính ống của ống cát.
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

22
+ Khi tăng đường kính ống cát sẽ làm độ hạt ranh giới và hàm lượng
rắn trong bùn giảm (bùn mịn hơn, cát loãng hơn).
+ Khi giảm đường kính ống cát thì cát đặc hơn, hàm lượng rắn trong
bùn tràn và độ hạt ranh giới tăng (bùn thô hơn)
Việc thay đổi ống tháo cát dễ dàng do chế tạo sẵn ống tháo có đường
kính khác nhau.
Trong xưởng tuyển khoáng có thể dùng xyclôn đảo hoặc nhiều xyclôn
ghép thành một bộ.
Thường dùng phối hợp trong sơ
đồ nghiền vòng kín với máy nghiền bi.

- Áp suất dòng bùn cấp liệu:
+ Xyclôn áp thấp: 0,3 – 0,5 at
+ Xyclôn áp lực cao: 2,5 – 3,5 at
- Góc côn lớn nhất: 20°
- Ống tháo bùn (bùn tràn) có 2 kiểu lắp: lắp trên đỉnh (hoặc lắp theo
kiểu xi phông), có thể lắp bên cạnh (cần có màng ngăn).
- Năng suất xyclôn tính theo cấp liệu (bùn đầu) theo thực nghiệm:
Q=3K
α
.K
D
.d
n
.d.
0
P
(trang 55 – [1]) (2.14)
Trong đó:
Q: năng suất theo bùn ban đầu (m
3
/h)
d
n
; d: đường kính ống cấp liệu và ống bùn tràn (cm)
P
0
: áp lực đưa vào xyclôn tính bằng Mpa (1Mpa=10at)
K
D
: hệ số thực nghiệm kể đến đường kính D của xyclôn:

K
D
= 0,8 +
D1,01
2,1
+
(trang 55 – [1]) (2.15)
K
α
: hệ số thực nghiệm kể đến góc côn của xyclôn:
(khi α = 20° thì K
α
= 1)
K
α
= 0,79 +
2
0379,0
044,0
α
tg+
(trang 55 – [1]) (2.16)
D: đường kính xyclôn (cm)
“Nghiên cứu, TK máy phân cấp xoắn cỡ lớn dùng trong tuyển khoáng. Chế tạo trục cánh xoắn và một số chi tiết chính”

Đề tài Nghiên cứu KHCN – cấp Bộ năm 2010 – .NCVCC.TS. Phan Thạch Hổ

23
Tỷ số: d
n

/d = 0,3 ÷ 0,55
- Kiểm tra đường kính D: nếu có trước K
D
có thể kiểm tra D xem hợp
lý chưa
- Đường kính của hạn giới hạn trong cấp liệu được xác định theo công
thức sau:
d
gh
= 0,9
)(.

0
5,0
0
2
ρρ
−∆
t
P
TdD
(µm) (trang 177 – [9]) (2.17)
Với:
D: đường kính của xoáy lốc (cm)
d: đường kính ống tháo bùn (cm)
∆: đường kính ống tháo cát (cm)
P
0
: áp lực bùn cửa vào của xyclôn (kg/cm
2

)
T: hàm lượng pha rắn trong cấp liệu (%)
ρ
t
: trọng lượng riêng pha rắn (g/cm
3
)
ρ
0
: trọng lượng riêng pha lỏng (g/cm
3
)
2.2.4. Máy phân cấp xoắn (trình bày ở chương 3):
Máy phân cấp xoắn có những ưu điểm nổi bật, đó là: cấu tạo đơn giản,
nâng hạ được ruột xoắn nên thuận tiện cho việc mở máy, sửa chữa, điều
chỉnh; vùng phân cấp khá yên tĩnh nên độ hạt đồng đều; dễ dàng nối dòng bùn
tự chảy giữa máy nghiền và máy phân cấp xoắn thành sơ đồ nghiền vòng kín.

2.3. Kết luận chương 2:
Nhóm tác giả đã giới thiệu nhiều loại máy phân cấp:
• Theo môi trường phân cấp: nước, khí
• Theo nguyên tắc phân cấp
- Trong trường trọng lực
- Trong trường ly tâm
Xét các máy phân cấp cơ giới lại chia thành nhiều loại:
+ Máy phân cấp ruột xoắn