устройство для противоточного гравитационного обогащения полезных ископаемых

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТИВОТОЧНОГО ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающее наклонный желоб прямоугольного сечения с системой поперечных перегородок, ограничивающих проходное сечение желоба сверху, загрузочное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет снижения циркуляционных нагрузок, система поперечных перегородок выполнена в виде трех независимо подвижных дек, а загрузочное приспособление выполнено в виде воронки с двумя течками, сообщенными с впускными камерами, при этом последние расположены между деками.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено шибером, расположенным в воронке между течками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть применено для разделения зернистых материалов по плотности, превышающей плотность разделительной среды.

Известны устройства для противоточного обогащения полезных ископаемых по плотности в восходящем напорном потоке разделительной среды, включающие наклонный желоб прямоугольного сечения, загрузочную воронку для подачи исходного материала, приемный зумпф для разгрузки тяжелой фракции и приспособление для подачи разделительной среды, в которых предложены технические решения по увеличению производительности.

Например, в устройстве по а.с. N 1199265, кл. В 03 В 5/62, 1985, для повышения производительности и эффективности обогащения при мокрой загрузке путем создания идентичных стесненных условий движения разделяемого материала, отделения желоба имеют разную ширину, причем верхнее отделение шире нижнего.

Недостатком данного устройства является то, что поставленная цель достигается только при переработке легко обогатимого сырья, содержащего небольшое и стабильное количество промежуточных фракций. Во всех остальных случаях производительность данного устройства снижается из-за наличия пика циркуляционной нагрузки в центральной части желоба.

В устройстве по а.с. N 1208156, кл. В 03 В 5/62, 1985, для увеличения производительности при обогащении мелкого материала применено агрегатирование группы каналов с нерегулируемыми зазорами в одном блоке, снабженном общими системами подвода питания, разделительной среды и отбора разделившихся продуктов. Рассматриваемое устройство, как и другие противоточные аппараты канального типа, имеет ограниченный "потолок" производительности, а ее увеличение достигается за счет использования большего числа автономных каналов. К числу недостатков устройства следует отнести также отсутствие раздельной регулировки режимных параметров в каждом из каналов, допустимое только при обогащении мелких классов.

Известно также устройство для гравитационного обогащения полезных ископаемых, включающее наклонный желоб, загрузочную трубу для подачи разделяемого материала и приемный зумпф для разгрузки тяжелой фракции.

Для регулирования гидродинамических параметров при различных нагрузках и колеблющемся качестве исходного материала устройство снабжено двумя установленными внутри желоба подвижными пластинами - деками с поперечными перегородками, частично перекрывающими сечение желоба сверху.

Недостаток данного устройства, являющегося в нашем случае прототипом, состоит в невозможности достичь значительного увеличения производительности при обогащении материала, содержащего большое количество промежуточных фракций, из-за возникновения нагрузочных пиков по этим фракциям в средней зоне аппарата.

Целью изобретения является повышение производительности процесса противоточного обогащения за счет снижения циркуляционных нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для противоточного гравитационного обогащения полезных ископаемых, включающем наклонный желоб прямоугольного сечения с системой поперечных перегородок, ограничивающей проходное сечение желоба сверху, и загрузочное приспособление, система перегородок выполнена в виде трех независимо-подвижных дек, а загрузочное приспособление выполнено в виде воронки с двумя течками, сообщенными с впускными камерами, при этом последние расположены между деками. Для обеспечения эффективной переработки материалов различного фракционного состава устройство снабжено шибером, расположенным в воронке между течками.

Отличительными признаками от прототипа являются:

1. Выполнение системы перегородок в виде трех независимо-подвижных дек;

2. Выполнение загрузочного приспособления в виде воронки с двумя течками, сообщенными с впускными камерами, которые расположены между деками;

3. Оснащение устройства шибером, расположенным в воронке между течками.

Сходными признаками с прототипом являются:

1. Наличие системы поперечных перегородок;

2. Наличие загрузочного приспособления.

Но, отличие от прототипа заключается в том, что в предлагаемом устройстве система поперечных перегородок выполнена в виде трех независимо-подвижных дек, а загрузочное приспособление выполнено в виде воронки с двумя течками, сообщенными со впускными камерами, при этом последние расположены между деками.

Таким образом, все упомянутые признаки отличны от признаков прототипа и отвечают критерию "новизна".

Благодаря наличию новых признаков предлагаемое устройство имеет ряд существенных отличий.

1. Выполнение системы поперечных перегородок в виде трех независимо-подвижных дек и подача исходного двумя потоками (из воронки в течки и впускные камеры) дает эффект, который можно оценить на основе модели однородной делительной цепочки. ("Анализ модели противоточного сепаратора с конечным числом перечисток" Б.Б.Гиль, В.А.Кинареевский, А.Р.Молявко, Техника и технология углеобогащения, М., 1981 г., с. 18-32).

На фиг.1 в виде графиков представлены распределения нагрузок по промежуточным фракциям при различных способах ввода исходного. Кривая А - при вводе исходного в центральную ячейку цепочки (прототип), кривые В и С - при вводе исходного в ячейки, отстоящие на 1/3 и 2/3 длины цепочки (вариант предлагаемого устройства), считая от начала цепочки. Кривая Д соответствует вводу разделяемого материала поровну в те же ячейки (предлагаемое устройство). Сравнение максимальных нагрузок в случаях А и Д показывает, что они относятся в пропорции = , т.е. максимальные значения нагрузок по промежуточным фракциям в предлагаемом устройстве существенно ниже при прочих равных условиях. Это позволяет увеличить производительность устройства без ощутимого ухудшения качества разделения.

2. Оснащение загрузочной воронки двумя течками, сообщенными с впускными камерами, расположенными между деками, обеспечивает подготовку исходного материала к обогащению (аккумуляцию, перемешивание, смачивание) и равномерную подачу в рабочий желоб, что повышает пропускную способность загрузочной воронки и соответственно производительность устройства.

3. Оснащение устройства шибером, регулирующим соотношение нагрузок по течкам в зависимости от фракционного состава материала, расширяет область применения устройства,

Например, если устройство используется для предварительного (чернового) обогащения полезных ископаемых с низким содержанием полезного компонента (разубоженный угол, руда), когда необходимо сократить экономичным способом объемы переработки на последующих стадиях обогащения, выделив предварительно значительный объем чистых отходов, целесообразно направлять большую часть нагрузки в верхнюю часть желоба, если плотность его полезного компонента меньше плотности отходов или в нижнюю, если она больше плотности отходов. При этом уменьшаются потери полезного компонента.

Таким образом, проведенный анализ предлагаемого технического решения доказывает существенность его отличительных признаков и соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлены кривые распределения нагрузок по промежуточным фракциям вдоль делительной цепочки при различных способах ввода исходного; на фиг.2 - продольный вертикальный разрез предлагаемого устройства.

Устройство выполнено в виде закрытого наклонного желоба 1, снабженного системой регулирования режима из трех независимо-подвижных дек с поперечными перегородками 2, загрузочной воронкой 3 с шибером 4 и двумя течками 5, сообщенными с впускными камерами 6, которые расположены между деками 2.

Желоб устанавливается под углом 48 - 56^о к горизонту (крутонаклонно) с целью обеспечения эффективного разделения по плотности и самотечного транспорта тяжелой фракции. Через нижнюю часть устройства подается снизу вверх разделительная среда и удаляется тяжелая фракция. Легкая фракция вместе с разделительной средой выносится в слив в верхней части устройства.

Устройство работает следующим образом. Исходный материал через воронку 3 по течкам 5 поступает в две впускные камеры 6, расположенные между деками с перегородками 2. За счет наличия во впускных камерах 6 локальных циркуляционных течений исходный зернистый материал перемешивается с разделительной средой и в виде однородной пульпы поступает в двух точках в рабочий желоб 1, по которому снизу вверх движется разделительная среда.

Попадая в восходящий поток разделительной среды, материал распределяется по желобу 1 и благодаря расширению и торможению потока за каждой из перегородок 2 разделяется по плотности в подвижных наклонных дюнах с круговой циркуляцией твердых частиц.

Вихревые делительные ячейки, составляющие дюны, связаны массообменными процессами вытеснения и замещения одних зерен другими за счет постоянного поступления свежей порции исходного материала.

Таким образом, предлагаемое устройство, как и известные аналогичные устройства, действуют по принципу крутонаклонной сепарации, но в нем за счет подачи исходного материала в две точки происходит существенное снижение циркуляционных нагрузок, особенно в местах поступления материала в рабочий желоб.

Наличие шибера 4, расположенного в загрузочной воронке 3, позволяет перераспределять нагрузку в верхнюю или нижнюю часть желоба 1 в зависимости от фракционного состава разделяемого материала.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет за счет перераспределения и снижения циркуляционных нагрузок увеличить производительность устройства (или удельную нагрузку) на 40-50% без ухудшения качества обогащаемого материала.

Внедрение предлагаемого устройства снизит удельный расход воды, металлоемкость конструкции, сэкономит рабочую площадь.