шлюз для обогащения полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Шлюз для обогащения полезных ископаемых, включающий желоб и трафареты, отличающийся тем, что желоб выполнен в поперечном сечении с переменной кривизной и снабжен закрылками, жестко закрепленными на его бортах и образующими с ними перевернутую емкость, причем желоб установлен с возможностью колебаний относительно его продольной оси.

2. Шлюз по п.1, отличающийся тем, что желоб в поперечном сечении выполнен в виде полуэллипса в загрузочной части, плавно переходящий в полуокружность в загрузочной части.

3. Шлюз по п.1 или 2, отличающийся тем, что ось колебаний проходит через центр массы желоба под его нагрузкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения металлов, тяжелых минералов и может быть использовано для обогащения золотосодержащих россыпей, коренных руд в цикле измельчения и концентрации золота.

Известен шлюз для обогащения россыпей, включающий желоб с днищем и бортами, трафареты, причем желоб установлен с возможностью периодических вертикальных колебаний (авт. св. СССР N 968918, кл. B 03 B 5/,70, 1980).

Однако использование данного шлюза для глубокого обогащения золота посредством классификации исходного материала на узкие классы связано со значительными капитальными, эксплуатационными затратами и малоэффективно для улавливания мелких классов, т.к. транспортирующая возможность шлюза в основном определяется его гидродинамическим режимом, т.е. скорость потока задается из условий смыва (транспорта) максимальных кусков породы и потому сохраняется известное соотношение между максимальной крупностью эффективно улавливаемых золотин, равное 100:1. Следовательно, при обычной максимальной крупности исходного материала 50 мм эффективно обогащается золото только крупностью до 0,5 мм.

Известен шлюз для обогащения полезных ископаемых, включающий желоб, трафареты, уложенные на перфорированном днище, причем желоб установлен с возможностью колебаний с помощью вибратора. Под днищем желоба расположена камера, сообщающаяся с источником воды под напором (авт. св. СССР N 1596546, кл. B 30 B 5/70, 1989).

Однако использование данного шлюза не позволяет эффективно извлекать наиболее мелкие классы золота, т.к. разрыхление постели восходящим потоком воды неизбежно приводит к вымыванию из нее тонкого золота.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является шлюз для обогащения полезных ископаемых, включающий желоб и трафареты, причем головная и хвостовая части шлюза установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси желоба как раздельно, так и совместно (RU N 2077950 C1, кл. B 03 B 5/70, 27.04.97, 3 с.).

Однако использование данного устройства не устраняет зависимости минимальной крупности эффективно улавливаемого золота от крупности исходного материала, и потому известный шлюз предназначен для концентрации сравнительно узко классифицированного материала крупностью 0,074 - 3,0 мм.

Основная задача изобретения заключается в создании шлюза, позволяющего увеличить эффективность процесса обогащения за счет извлечения мелких и тонких классов золота, независимо от крупности исходного материала и повышения концентрации металла.

Для решения поставленной задачи в шлюзе для обогащения полезных ископаемых, включающем желоб и трафареты, желоб выполнен в поперечном сечении с переменной кривизной и снабжен закрылками, жестко закрепленными на его бортах и образующими с ними перевернутую емкость, причем желоб установлен с возможностью колебаний относительно его продольной оси, которая проходит через центр массы желоба под нагрузкой. Желоб в поперечном сечении выполнен в виде полуэллипса в загрузочной части, плавно переходящий в полуокружность в разгрузочной части.

Выполнение желоба с формой в виде полуэллипса в загрузочной части, плавно переходящего в полуокружность к месту разгрузки, с бортами, снабженными закрылками, образующими перевернутую емкость, а также возможность колебаний желоба относительно его продольной оси приводит к потере устойчивости частиц материала на наклонной плоскости за счет цикличного изменения поперечного угла наклона желоба, что способствует транспортированию крупных кусков породы при небольшой скорости потока, увеличению ускорения частиц в вертикальной плоскости (наклонению центробежной составляющей ускорения), разрыхлению постели поперечной составляющей скорости потока и в результате к более эффективному разделению тонких частиц по их плотности: повышению концентрации металла, и предупреждает заиливание постели.

На фиг. 1, 2 приведен шлюз, виды сбоку и сверху; на фиг. 3 - положение желоба под нагрузкой.

Заявляемый согласно первому пункту формулы изобретения шлюз для обогащения полезных ископаемых содержит желоб 1, выполненный в поперечном сечении с переменной кривизной, снабженный закрылками 2, жестко закрепленными на его бортах и образующими с ними перевернутую емкость 3. Во втором пункте формулы изобретения приведен частный случай выполнения желоба в поперечном сечении в виде полуэллипса в загрузочной части, плавно переходящий в полуокружность в разгрузочной части. Причем желоб закреплен на валу 4 обоймой 5 и установлен на раме 6 с возможностью поперечных колебаний с регулируемой частотой и амплитудой при помощи электродвигателя 7, редуктора 8 и шатуна 9. На днище желоба уложен трафарет 10.

В процессе работы шлюза, желоб 1, днище которого выложено трафаретом 10, приводится в колебательное движение при помощи системы, состоящей из электродвигателя 7, редуктора 8 и шатуна 9. Амплитуда и частота колебаний регулируются в зависимости от гранулометрического, фракционного составов исходного материала и уровня пульпы (производительности шлюза).

Исходный материал в виде пульпы, содержащей полезный компонент, подается на желоб в месте его загрузки, который под действием гравитационной и центробежной составляющих ускорения расслаивается на твердую и жидкую фазы. Твердая фаза при цикличном увеличении поперечного угла наклона теряет устойчивость и скатывается под углом к продольной оси желоба, пропорциональным продольному углу его наклона.

Изменение кривизны сечения желоба по его продольной оси обеспечивает в загрузочной части уменьшение высоты слоя пульпы и соответственно времени осаждения наиболее тонких частиц золота, а в разгрузочной части - градиента скорости движения жидкой фазы и соответственно уменьшение вероятности вымывания этих частиц.

Продвижению кусков пустой породы к разгрузочному концу желоба частично способствует продольная составляющая потока жидкой фазы.

Неустойчивое состояние частиц твердой фазы на колеблющемся желобе способствует эффективному разделению их по плотности и предупреждает заиливание постели, чему способствует также увеличенный градиент поперечной составляющей скорости жидкой фазы, образованной посредством закрылок 2, образующих с бортами шлюза перевернутую емкость 3. Закрылки аккумулируют определенный объем жидкости в конечных фазах колебаний желоба и выпускают ее с большим градиентом скорости в придонном слое, что способствует одновременно повышению концентрации металла.

По мере работы шлюза, после заполнения трафарета концентратом, производят сполоск желоба при повороте его на 180^o и далее работу возобновляют.

Пример. В качестве исходного материала принята искусственная смесь кварца крупностью, мм: 0 - 3; 0 - 6; 0 - 12; 0 - 25; 0 - 50 и железного порошка крупностью 0 - 0,160 мм, равномерного гранулометрического состава с содержанием металла в исходном - 1%. Опыты производились на навесках по 200 кг при отношении Т:Ж = 1:2:3. Фракционное извлечение металла определялось по классам: 0 - 0,044 мм, 0,044 - 0,074 мм и 0,74 - 0,160 мм.

Результаты сравнительных испытаний (см. таблицу) подтверждают сравнительно высокое извлечение мелких и тонких классов металла, независимо от крупности исходного материала, и повышенную концентрацию металла.