устройство для извлечения ценных компонентов по плотности

Формула изобретения

1. Устройство для извлечения ценных компонентов по плотности из исходной смеси, содержащее опорную раму, деку с рифлями, служащими для отвода легкой фракции смеси, привод, систему регулирования положения деки, систему подачи и распределения воды и загрузочный бункер, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено перегородкой-отсекателем, установленной на деке и выполненной с возможностью образования зазора с декой и/или рифлями на части ее длины, загрузочный бункер выполнен состоящим, по меньшей мере, из двух секций, на деке, по меньшей мере, под загрузочным бункером выполнены дополнительные рифли, направление которых отличается от направления рифлей для отвода легкой фракции смеси, причем глубина рифлей для отвода легкой фракции смеси и дополнительных рифлей составляет не менее 2 мм, а дека выполнена в виде параллелограмма с острым углом 75-82°, при этом дополнительные рифли расположены под углом 5-15° к одной из сторон деки - верхний борт.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рифли для отвода легкой фракции и/или дополнительные рифли имеют постоянную глубину.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рифли для отвода легкой фракции и/или дополнительные рифли имеют переменную по длине глубину.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система регулирования положения деки содержит стойки, соединяющие деку с опорной рамой.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что стойки снабжены уголками-компенсаторами.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол продольного наклона деки составляет не более 3°.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол поперечного наклона деки составляет не более 10°.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система подачи и распределения воды содержит водораспределитель и брызгала.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рифли для отвода легкой фракции расположены под углом 8-15° относительно нижней кромки деки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к отрасли горной промышленности и может быть использовано для извлечения ценных компонентов по плотности, например для извлечения благородных металлов, а также минералов редких металлов и олова.

Известны устройства, выполненные в виде концентрационных столов типа СКО-7,5, которые применяются в основном в цикле доводки черновых концентратов (каталог «Опорные концентрационные столы» СКБ ГОМ, Новосибирск, 1978 - аналог).

Недостатками этих аппаратов являются: высокая масса (˜1,5 т), большие габаритные размеры, низкая удельная производительность (т/(м² ·ч)), отсутствие оперативной регулировки угла продольного наклона деки.

К основным недостаткам можно отнести также и то, что они обеспечивают низкую эффективность разделения минералов по плотности, особенно в случае сложного вещественного состава минеральной смеси.

Известны устройства для извлечения ценных компонентов, выполненные в виде концентрационных столов с ромбоидальной декой фирмы Джемени (проспект фирмы Mineral Deposits Ltd «Gemeni Table», патент США №4758334, кл. В 03 В 5/04, 1985), а также СКО - 3,5 (патент РФ №2100085, В 03 В 5/04, 06.09.95, бюл. №36, 27.12.97).

Концентрационный стол СКО-3,5 имеет большую массу (2,9 т) и значительные габариты. Концентрационные столы СКО-3,5 не позволяют проводить глубокую доводку черновых концентратов, а установленный на деке суживающий желоб не дает нужного эффекта предварительной концентрации.

Концентрационные столы фирмы «Джемени» применимы для извлечения частиц ценных компонентов только крупностью менее 0,1 мм по причине малой глубины рифлей. К недостаткам данных столов можно отнести невозможность установки оптимальных углов наклона деки в продольном и поперечном направлениях, а изготовление деки ромбоидальной формы сопряжено с трудностями.

Известен концентрационный стол с декой в виде параллелограмма с острым углом 70° (диагональные) СКО-2, выпускаемый ОАО «Труд» г.Новосибирск, который нашел широкое применение в отечественной практике обогащения полезных ископаемых (Донченко А.С., Донченко В.А. Справочник механика рудно-обогатительной фабрики. М.: Недра, 1975, стр.171-178; Справочник по обогащению руд, в 3-х томах, т.2 "Основные процессы", под редакцией О.С. Богданова. М.: Недра, 1974, стр.83-103 - прототип).

Нарифление (рифли) деки стола СКО-2 расположено под углом, равным ˜20°, относительно нижней кромки деки, что отрицательно сказывается на продвижении ценных минералов по межрифельным каналам в силу избыточного подъема. При этом стыковка головки приводной и деки расположена не по центру кормовой части (сторона деки, к которой подсоединена головка приводная), что вызывает при работе стола вертикальные колебания по углам деки. Для их устранения каркас деки должен быть усилен, что вызывает повышение его массы. Для сохранения асимметричности движения деки головка приводная стола также должна быть усилена и, следовательно, также иметь большую массу.

Глубина рифлей в области формирования «головки» стола (кромки) составляет 1 мм, что недостаточно для концентрации частиц благородных металлов со сложной морфологией по причине их сноса смывной водой. На концентрационных столах данного типа при величине угла поперечного наклона деки к горизонту в пределах 5-10° наблюдается нарушение процесса по причине отклонения линии движения деки от осевого направления. Это вызвано тем, что нижние резиновые амортизаторы расположены на одном уровне и высота опорных стоек при этом не одинаковая. Система орошения дек столов смывной водой несовершенна. При проведении процесса селективного разделения минералов в случае установки угла продольного наклона деки в пределах 1,5-2° наблюдается обезвоживание деки в области разгрузки концентрата.

По причине перечисленных недостатков данное устройство малоэффективно, а иногда и неприемлемо, например для переработки материала со сложным вещественным составом.

Как правило, общим требованием для проведения процесса обогащения на столах является необходимость классификации по крупности с удалением классов крупности более 3 мм.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности разделения минералов по плотности на концентрационных столах при переработке материала с различным вещественным составом крупностью (-30+0,01) мм при разнообразной морфологии ценных компонентов, при одновременном уменьшении массово-габаритных характеристик устройства.

Указанная задача решается тем, что в заявляемом устройстве для извлечения ценных компонентов по плотности из исходной смеси, содержащем опорную раму, деку с рифлями, служащими для отвода легкой фракции смеси, головку приводную, систему регулирования положения деки, систему подачи и распределения воды и загрузочный бункер, дополнительно установлена перегородка-отсекатель, размещенная на деке и выполненная с возможностью образования зазора с декой и/или рифлями на части ее длины, загрузочный бункер выполнен состоящим, по меньшей мере, из двух секций, на деке, по меньшей мере, под загрузочным бункером выполнены дополнительные рифли, направление которых отличается от направления рифлей, предназначенных для отвода легкой фракции смеси, причем глубина рифлей составляет не менее 2 мм, а дека выполнена в виде параллелограмма с острым углом 75-82°.

В устройстве дополнительные рифли могут быть расположены под углом 5-15° к одной из сторон деки (к верхнему борту).

В устройстве рифли для отвода легкой фракции и/или дополнительные рифли могут иметь постоянную или переменную по длине глубину.

В устройстве перегородка-отсекатель, размещенная на деке, выполнена с возможностью образования в ее верхней зоне зазора с декой и/или рифлями, по меньшей мере, на части ее длины.

В устройстве система регулирования положения деки может содержать стойки, соединяющие деку с опорной рамой.

В устройстве угол продольного наклона деки может составлять не более 3°, а угол поперечного наклона деки может составлять не более 10°.

В устройстве система подачи и распределения воды может содержать водораспределитель и брызгала.

В устройстве рифли для отвода легкой фракции расположены под углом 8-15° к нижней кромки деки.

Многолетняя практика применения концентрационных столов при обогащении руды и песков благородных металлов, редких металлов и олова на обогатительных фабриках, приисках и в старательных артелях показывает, что все существующие отечественные и зарубежные аппараты обладают общими недостатками:

а) малая удельная производительность (т/(м²·ч));

б) высокая масса и значительные габаритные размеры;

в) низкая эффективность при обогащении материала со сложным вещественным составом;

г) неприемлемость при выделении благородных металлов со сложной морфологией.

Это вызвано тем, что конструкция концентрационных столов основана на способе разделения минералов по плотности в тонком слое в водной среде преимущественно за счет асимметричных возвратно-поступательных движений, вызываемых приводной головкой. При этом не учитывается вещественный состав минеральной смеси, форма частиц ценных компонентов, а зачастую и их крупность. На деке концентрационного стола наблюдаются явления, объясняющие низкую эффективность выделения ценных компонентов:

а) уплотнение слоя тяжелых минералов в межрифельном пространстве, что снижает его сегрегацию;

б) вытеснение частиц благородных металлов со сложной морфологией из межрифельного пространства тяжелыми минералами;

в) практически полное отсутствие продвижения по межрифельному пространству частиц ценных компонентов, имеющих окатанную форму; особенно при недостаточной эффективности действия приводного механизма (столы типа СКО);

г) разделение минералов по плотности происходит в основном в момент продвижения минерального слоя поперек рифлей, что зачастую малоэффективно.

Заявляемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлен продольный разрез устройства для извлечения ценных компонентов; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Устройство для извлечения ценных компонентов по плотности из исходной смеси содержит опорную раму 1, деку 2 с рифлями 3, служащими для отвода легкой фракции смеси, систему регулирования деки 2. Система регулирования деки 2 содержит привод - электродвигатель 4, стойки 5 и 7 с резиновыми амортизаторами, на стойках 5 и 7 установлена дека 2. Устройство также содержит закрепленные на опорной раме 1 головку приводную 6, элементы, например, опорные стойки 7 настройки углов продольного и поперечного наклонов деки 2. Устройство снабжено упором 10, предназначенным для усиления асимметричности движения деки. Устройство содержит также систему подачи и распределения воды, состоящую из водораспределителя 8, сливных желобов 9 и брызгал 11, а также загрузочный бункер 12 и перегородку-отсекатель 13, установленную на деке 2 и выполненную с возможностью образования зазора с декой 2 и/или рифлями 3 и/или рифлями 16 на части ее длины. Загрузочный бункер 12 может быть выполнен состоящим из трех частей 14, 15 и 17, а на деке 2, по меньшей мере, под загрузочным бункером 12 выполнены дополнительные рифли 16, причем их направление Б отличается от направления В рифлей 3, предназначенных для отвода легкой фракции смеси. Рифли 3 и 16 выполняют глубиной не менее 2 мм, а деку 2 в виде параллелограмма с острым углом =75-82°, например =80°.

Дополнительные рифли 16 могут быть расположены к одной из сторон 2 (верхний борт) под углом =5-15°, устройство содержит стойки 7, соединяющие деку 2 с опорной рамой 1.

Загрузочный бункер 12 состоит из нескольких секций и позволяет осуществлять подачу материала на различные точки верхней зоны деки стола в зависимости от морфологии частиц ценных компонентов и их содержания. Материал с простым вещественным составом подается в секцию 17 загрузочного бункера 12 (пульпоприемника), расположенную в верхнем углу деки 2. По мере усложнения вещественного состава материала и повышения содержания ценных компонентов подача его осуществляется в следующие секции загрузочного бункера 12 вплоть до последней секции 14.

На деке 2 под загрузочным бункером 12 выполнены дополнительные рифли 16, направление которых Б отличается от исправления В рифлей 3 для отвода легкой фракции. Рифли 3 расположены к нижней кромке деки 2 под углом 8-15°, при такой конструкции деки обеспечивается более эффективное разделение минералов по плотности с усилением селекции при выделении труднообогатимых частиц и ценных компонентов. Глубина дополнительных рифлей 16 переменная, но не менее 2 мм. Дополнительные рифли 16 расположены, например, под углом =10° к одной из сторон деки (верхний бортик). Данные рифли обеспечивают эффективное улавливание ценных компонентов в момент наибольшего разрыхления минеральной смеси, которое наблюдается в точке контакта ее с декой 2 стола. При этом рифли 16 обеспечивают ускоренное продвижение придонного слоя благодаря созданию направления потоку пульпы по уклону деки 2.

Дека 2 выполняется в виде параллелограмма с острым углом =75-82°. Если угол <75°, то стыковка головки приводной и деки довольно значительно смещена относительно центра кормовой части деки, что приводит к образованию значительных вертикальных колебаний деки и, кроме того, при работе устройства искажается асимметричность движения деки, возникают эллипсовидные и круговые ее движения, что приводит к резкому снижению эффективности разделения минералов.

Если угол >82°, то при работе устройства отсутствует эффект смыва пустой породы встречными потоками воды и, следовательно, устройство не обеспечивает эффективного разделения минералов.

Заявляемая форма деки 2 обеспечивает стыковку с головкой приводной 6 по центру кормовой части деки 2, что исключает вибрацию ее по углам, а также снижает крутизну подъема материала в диагональном направлении. При этом масса деки 2 уменьшается в четыре раза, что увеличивает эффективность действия головки приводной 6.

Устройство снабжено перегородкой-отсекателем 13, установленной на деке 2 с возможностью образования зазора с декой 2 и/или рифлями 3, и/или рифлями 16 на части ее длины. Перегородка-отсекатель 13 выполнена в виде пластины, установленной за загрузочным бункером по всей ширине деки 2. Зазор образуется над декой 2 и дополнительными рифлями 16 и частично над близрасположенными рифлями 3 и может иметь переменную длину и высоту за счет перемещения перегородки-отсекателя 13 по пазам (на чертеже не показаны).

Благодаря перегородке-отсекателю 13 обогащенный продукт крупностью (-5+0,01) мм отделяется от основной массы пустой породы и направляется через зазор в область кромок рифлей 3. Пустая порода транспортируется по уклону деки 2, не попадая в область формирования концентрата, поскольку нижняя часть перегородки-отсекателя 13 не имеет зазора с поверхностью деки 2.

Дополнительные рифли 16 и рифли 3 для отвода легкой фракции могут иметь как постоянную, так и переменную по длине глубину, но не менее 2 мм, а их глубина в каждом случае может быть одинакова.

Если глубина рифлей меньше 2 мм, то ценные компонены не удерживаются в межрифельных каналах деки и смываются водой в отвальные продукты.

Исходя из теоретических и экспериментальных исследований заявителем установлено, что при глубине рифлей более 80 мм не происходит выделение легкой фракции из смеси, т.е. не будет разделения компонентов смеси, устройство будет неработоспособным.

Глубина рифлей 3 на торцах не менее 2 мм, что оптимизирует работу устройства и обеспечивает продвижение «головки» в виде сплошной полосы без потерь. Помимо этого высокие концы рифлей 3 способствуют созданию водяного барьера (бугра), который в результате гидравлического удара (от головки приводной 6) удерживает ценные компоненты, разжижает «головку» и способствует ее продвижению. Одновременно минералы пустой породы, присутствующие в предварительно обогащенном продукте, под действием поступающей смывной воды направляются по межрифельным каналам в обратном направлении под уклон.

Узел стыковки головки приводной 6 (кривошипно-шатунной) и деки 2 стола состоит из опоры с резиновыми амортизаторами 5, шарнира 18 и конического соединения 19 и штока головки приводной 21, который позволяет производить регулировку углов продольного и поперечного наклонов деки по отношению к горизонту. Угол продольного наклона деки составляет не более 3°. Угол поперечного наклона деки составляет не более 10°.

Для сохранения одинаковых размеров по высоте опорных стоек 7, которые одновременно служат регуляторами углов продольного и поперечного наклонов деки стола, опорные стойки 7 снабжены устройством, состоящим из уголков-компенсаторов 20 с пазами для установки оптимального их положения. Уголки-компенсаторы 20 устанавливаются и закрепляются болтами до начала работы установки при одинаковом размере по высоте опорных стоек 7 и при величине угла продольного наклона деки +1,5-2° и величине поперечного угла наклона деки 5-6° Более точная настройка углов наклона деки 2 при помощи поворотных механизмов не искажает траекторию движения деки.

Усовершенствована система орошения деки 2 смывной водой. Брызгала 11 могут состоять как из одного, так и из нескольких автономных секций, закрепленных на бортиках деки 2, соединенных с водораспределителем 8 посредством эластичных шлангов (на чертеже не показаны).

Одно из брызгал 11 установлено вдоль переднего бортика деки 2 стола, выполнено в виде трубки с отверстиями и предназначено для орошения деки 2 смывной водой в случае установки угла продольного наклона ее более 1,5°.

Устройство снабжено упором 10, который повышает эффективность при разделении минералов крупности менее 0,044 мм.

Для эффективной отсечки и вывода концентрата ценных компонентов установлен отсекатель 22, положение ножа которого фиксируется в нужном положении.

Предлагаемое устройство, выполненное в виде концентрационного стола, работает следующим образом. Исходный материал в виде пульпы при соотношении жидкого и твердого - 4-10:1 крупностью до 30 мм подается через загрузочный бункер (пульпоприемник) 12 на деку 2 стола. В зависимости от содержания ценных компонентов и вещественного состава материал подается в разные секции пульпоприемника 12.

Отделение ценных компонентов от минералов пустой породы происходит на рифлях 16, расположенных под загрузочным бункером 12. Оператор устанавливает необходимый размер зазора между перегородкой-отсекателем 13 и декой 2 и/или рифлями 3, 16 в зависимости от крупности и количества ценных компонентов. Далее, предварительно обогащенный продукт, пройдя через зазор, транспортируется вдоль кромок рефлей 3. Для очистки концентрата от минеральных примесей оператор в процессе работы настраивает при помощи поворотных механизмов опорных стоек 7 оптимальные углы продольного и поперечного наклона деки. При этом полоса концентрата шириной 60-70 мм должна продвигаться в сторону разгрузки, а минералы-примеси на протяжении всего пути смываются водой в глубину деки 2 по рифлям 3. Количество смывной воды устанавливается визуально с использованием всех брызгал 11, установленных по бортикам деки 2. Полученный концентрат по мере необходимости подвергается одной или несколькими операциями очистки таким же образом, как и исходный продукт.

Производительность аппарата будет зависеть от вещественного состава исходного материала, а также содержания в нем ценных компонентов.