концентратор гравитационный

Формула изобретения

1. Концентратор гравитационный, включающий камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз, устройство для подачи в камеру исходного материала, выполненное в виде пустотелого вала, снабженного разрыхляющим устройством, установленного с возможностью вращения, с выпускным окном внутри камеры, и контейнер для периодического выпуска концентрата порциями, отличающийся тем, что разрыхляющее устройство выполнено в виде игл в форме эвольвенты, а камера снабжена кольцевыми ресиверами с патрубками и регулировочными вентилями для обеспечения равномерного распределения воды в различных сечениях по высоте конуса, поверхность которого перфорирована.

2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что он включает не менее 3 камер с общим приводом для одновременной сепарации узких классов исходного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения (доводки) черновых гравиконцентратов золота, платины и др.

Известен аппарат для разделения частиц в восходящем потоке воды, включающий камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз, устройство для подачи в камеру исходного материала, гидродинамического его разрыхления (псевдоожижения) и выгрузки продуктов разделения (Патент США №2025412 от 10.09.1934 г.).

Однако данное устройство не позволяет эффективно разделять, особенно, наиболее тонкие частицы из-за большой разницы скоростей потока в различных по высоте сечениях конуса и значительного увеличения псевдовязкости взвеси частиц при минимизации расхода “разрыхляющей” воды, необходимой для селективного извлечения наиболее тонких классов.

Известен аппарат для разделения частиц в восходящем потоке воды, включающий камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз, устройства для подачи в камеру исходного материала, гидродинамического и вибрационного его разрыхления и выгрузки продуктов разделения (Патент США №3997436 от 10.06.1976 г.).

Однако этот аппарат не позволяет эффективно разделять тонкие частицы по их плотности из-за большой разности в скоростях потока по высоте конуса и затухания колебаний от его источника.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков (прототип) является патент (SU №81454 А, В 03 В 5/38, 26.11.1956), включающий камеру конической формы обращенную вершиной конуса вниз, устройство для подачи в камеру исходного материала, выполненное в виде пустотелого вала, снабженного распыляющим устройством, установленного с возможностью вращения с выпускным окном внутри камеры, и контейнер для периодического выпуска концентрата порциями заданного объема.

Однако этот концентратор не позволяет эффективно разделять тонкие частицы из-за неравномерной концентрации твердой фазы в элементарных горизонтальных слоях взвеси и неравномерного распределения воды по изменяющемуся сечению конуса.

Основная задача изобретения заключается в создании устройства, позволяющего увеличить эффективность разделения частиц по плотности при соотношении их размеров много больше коэффициента равнопадаемости с одновременным увеличением степени концентрации металла. Необходимые условия решения данной задачи:

(Лященко П.В. “Гравитационные методы обогащения”. М.: Госгортехиздат, 1940: “...Разделение таких частиц тем более возможно, чем меньше скорость восходящего потока...”) - снижение псевдовязкости взвеси и улучшение однородности ее структуры;

- накопление в вершине конуса слоя тяжелой фракции, которая в псевдоожиженном состоянии самоочищается от легких фракций, и периодическая ее выгрузка заданными по объему порциями (частями).

Сущность изобретения - за счет снабжения аппарата дополнительными элементами обеспечивается реализация совокупности указанных условий решения поставленной задачи.

Для решения поставленной задачи концентратор гравитационный, включающий камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз, устройство для подачи в камеру исходного материала, выполненного в виде пустотелого вала, снабженного разрыхляющим устройством, установленного с возможностью вращения, с выпускным окном внутри камеры, и контейнер для периодического выпуска концентрата порциями, причем разрыхляющее устройство выполнено в виде игл в форме эвольвенты, а камера снабжена кольцевыми ресиверами с патрубками и регулировочными вентилями для обеспечения равномерного распределения воды в различных сечениях по высоте конуса, поверхность которого перфорирована;

- концентратор включает не менее 3-х камер с общим приводом для одновременной сепарации узких классов исходного материала.

На Фиг.1 приведен общий вид концентратора гравитационного; на Фиг.2 - разрез по А-А камеры.

Заявленный согласно первому пункту формулы изобретения концентратор гравитационный содержит камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз 7, закрепленную на раме 2. В основании конуса установлен сливной кольцевой желоб 3 для легкой фракции. Вершиной конус 1 соединен с контейнером 4, выполненным в виде ротора 4, разделенного плоскостями на четыре равных элементарных ячейки для тяжелой фракции, и штуцером 5 для подачи разрыхляющей воды. Поверхность конуса 1 перфорирована для подвода воды с целью выравнивания ее скорости в различных сечениях по высоте этого конуса 1. Расход воды, пропорциональный площади сечения, достигается посредством приспособления для равномерного распределения воды кольцевых ресиверов 6, снабженных патрубками 7 с регулировочными вентилями 8. Давление в ресиверах измеряется манометрами 9.

В конусе установлен пустотелый вал 10, закрепленный на раме посредством спиц 11 и подшипников 12. В нижней части пустотелого вала имеется окно 13 для подачи в конус исходного материала в виде пульпы с заданным отношением Ж:Т. Вращение валу передается от электродвигателя постоянного тока 14 ременной передачи 15 и конической пары 16. Вал снабжен разрыхляющими материал иглами 17, в форме эвольвенты, концы которых загнуты в сторону вращения с тем, чтобы предотвращать избыточную (аномальную) концентрацию твердой фазы на периферии. Исходный материал загружается в пустотелый вал из бункера 18 с помощью воронки 19. Для наблюдения за процессом вершина конуса выполнена из стекла.

Концентратор может работать в непрерывном режиме при обработке легко обогатимого (сравнительно крупного) и периодическом - при концентрации наиболее тонких классов исходного.

Обогащение материала производится следующим образом. Устанавливаются заданные значения скорости вращения вала и расхода разрыхляющей воды в режиме фильтрации, исключающим флуктуации даже тонких частиц. Исходная пульпа подается через пустотелый вал и окно. Легкая фракция “всплывает” и в виде пульпы сливается в кольцевой желоб. Тяжелая фракция концентрируется в вершине конуса и периодически, по мере ее накопления разгружается ротором посредством контейнеров. В бесконечно уменьшающемся объеме к вершине конуса можно сконцентрировать сколь угодно малое число частиц металла до высокого их содержания.

В периодическом режиме работы, после заполнения конуса исходным материалом, задается время его обработки, после истечения которого выгружается тяжелая фракция и, затем, легкая - оставшийся в конусе материал.

Эффективность разделения частиц различной плотности широко классифицированного материала (соотношение размеров зерен которого больше коэффициента равнопадаемости) достигается минимизацией расхода воды, равномерно распределенной по высоте конуса, а снижение псевдовязкости взвеси и однородность ее структуры - вращением вала с иглами описанной формы, распределенными по всему объему камеры. Высокая степень концентрации металла достигается объемом выпускаемого материала, который задается углом поворота ротора на: 90°, 180°, 270°, 360°, т.е. числом выгружаемых элементарных ячеек контейнера.

Испытания экспериментального образца показали извлечение россыпного золота крупностью 3-0 мм до 99% и концентрацию металла до 82 кг/т за одну стадию процесса.