способ разделения мелкодисперсных материалов

Формула изобретения

Способ разделения мелкодисперсных материалов по крупности в центробежных потоках через просеивающую поверхность, включающий подачу и разделение материала в перемещающихся турбулентных потоках, создаваемых в приграничном слое просеивающей поверхности, отличающийся тем, что материал подают вовнутрь просеивающей поверхности в виде аэросуспензии, а турбулентный поток создают лопастями, вращающимися с частотой 50-200 Гц.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разделению мелкодисперсных материалов по крупности и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, а также в металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности.

Для разделения дисперсных материалов по крупности через стационарную или вращающуюся сферическую просеивающую поверхность используют центробежные потоки, создаваемые тангенциальной подачей материала или путем его механического перемешивания (см. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. T.I, M.: Недра, 1982, с.33-53).

Недостатком указанных способов является низкая эффективность разделения по мелким классам крупности (менее 50 мкм) из-за забивания просеивающей поверхности крупными частицами.

Известен способ разделения зерновой смеси в центробежных потоках через систему вращающихся просеивающих поверхностей при подаче исходного материала на просеивающую поверхность со скоростью, обеспечивающей поддержание частиц во взвешенном состоянии (см. а.с. 1371717, В 07 В 1/00, Б.И. 5, 1988).

Недостатком способа является снижение производительности и эффективности разделения во времени из-за забивки просеивающей поверхности частицами, крупность которых превышает размер отверстий просеивающей поверхности.

Известен способ сортировки продуктов размола через просеивающую поверхность с механической очисткой последней, при котором сортировку материала в камере осуществляют при скорости воздушного потока 0,05-0,083 м/с, а на входе и выходе из камеры скорость воздушного потока составляет 19-27 м/с (см. патент РФ 2141878, В 07 В 9/00, Б.И. 33, 1999).

Недостатком способа является невозможность его использования для сортировки материала с высокой плотностью из-за осаждения и накопления крупных частиц на просеивающей поверхности.

Известен способ классификации сыпучих материалов с механическим забрасыванием материала на цилиндрическую просеивающую поверхность (см. а.с. 1404124, В 07 В 1/24, Б.И. 23, 1988).

Недостатком способа является низкая эффективность разделения из-за уменьшения живого сечения просеивающей поверхности грубозернистым материалом, который из-за большой массы под действием центробежных потоков концентрируется на просеивающей поверхности.

Известен также способ разделения мелкодисперсных материалов по крупности в центробежных потоках через просеивающую поверхность, включающий разделение материала в перемещающихся турбулентных потоках, создаваемых в приграничном слое просеивающей поверхности ( см. SU 1238813 А1, 23.06.1986, В 07 В 7/083, прототип).

Недостатком указанного способа является большой износ просеивающей поверхности вследствие абразивного действия исходного материала и механической очистки.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности разделения по крупности мелкодисперсных материалов.

Настоящая цель достигается тем, что в способе разделения мелкодисперсных материалов по крупности в центробежных потоках через просеивающую поверхность, включающем подачу и разделение материала в перемещающихся турбулентных потоках, создаваемых в приграничном слое просеивающей поверхности, согласно изобретению материал подают вовнутрь просеивающей поверхности в виде аэросуспензии, а турбулентный поток создают лопастями, вращающимися с частотой 50-200 Гц.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Вовнутрь вогнутой или сферической просеивающей поверхности подают исходную аэросуспензию, которая механическим способом, например лопастной мешалкой, приводится во вращательное движение. Под действием центробежных сил материал концентрируется у просеивающей поверхности и разделяется на две фракции: надрешетную (грубозернистую) и подрешетную (тонкозернистую). При движении лопастей происходит срывной характер обтекания аэросуспензии. Вследствие этого за лопастями возникает турбулентный характер течения в виде вихревых потоков. Размеры турбулентных возмущений зависят от расстояния между лопастями мешалки и просеивающей поверхностью, а также от скорости и частоты вращения лопастей.

При этом происходит изменение величины направления давления (Р) и скорости (V) движения аэросуспензии в приграничном слое просеивающей поверхности (фиг. 1). Из-за перепада давления в вихревую область в первую очередь вовлекаются с просеивающей поверхности крупные частицы как имеющую большую массу, а также частицы плоской формы, обладающие большой парусностью. В результате этого происходит очистка просеивающей поверхности от крупных частиц и ускорение прохождения через нее мелких частиц за счет перепада давления в объемах, разделенных просеивающей поверхностью. Крупные частицы разгружаются в конце просеивающей поверхности через регулируемое отверстие.

Эффективность разделения по предлагаемому способу в зависимости от крупности исходного материала и требований к составу продуктов разделения может регулироваться путем изменения расстояния между лопастями и просеивающей поверхностью, а также частотой турбулентности, создаваемой вращающимися лопастями, 50-200 Гц.

Причем с уменьшением размера частиц (d) выделяемого материала требуется увеличение частоты (f) турбулентности (фиг. 2).

Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый способ разделения по сравнению с прототипом обеспечивает повышение эффективности разделения мелкоразмерной слюды по классу 10 мкм на 20%.