устройство для гравитационного разделения тонкозернистых материалов

Формула изобретения

Устройство для разделения тонкозернистых материалов, включающее установленную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси конусную чашу с кольцевыми треугольными нарифлениями на внутренней поверхности и ложным дном, приспособление для подачи питания, неподвижно расположенные внутри чаши трубы с соплами для подачи воды в каждое из нарифлений чаши, отличающееся тем, что сопла установлены параллельно наклонной части нарифлений, а ложное дно выполнено в виде выпуклой тарелки с раскручивающими лопатками, высота которых не превышает 1/3 диаметра тарелки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения руд гравитационными методами, в частности руд редких, цветных и благородных металлов, и может быть использовано в устройствах для разделения мелкозернистых материалов.

Известен целый ряд устройств для гравитационного обогащения руд и россыпей, такие как отсадочные машины, винтовые сепараторы, шлюзы, концентрационные столы. В этих аппаратах разделение полиминеральных смесей основано на различии плотностей минералов, содержащихся в рудах или техногенных продуктах [Справочник по обогащению руд. Основные процессы. М.: Недра, 1983, с. 5-127].

Недостатком данных устройств является низкая эффективность при обогащения тонкозернистых материалов.

Более эффективными аппаратами для тонкодисперсных материалов являются установки, где используются центробежные силы, которые создаются за счет вращения ротора конической или сферической формы с улавливающими кольцевыми нарифлениями на его внутренней поверхности.

Главным недостатком традиционных центробежных концентраторов является быстрое уплотнение минеральной постели в нарифлениях, что требует частых остановок для выгрузки концентрата. Созданы различные варианты для разрыхления минеральной постели в нарифлениях: вибрация ротора (сепараторы ЦБК фирмы "Грант"); подача воды под давлением с внешней поверхности чаши-ротора через отверстия (фирмы "Knelson", "Falcon", "Итомак"); деформирование чаши-ротора (фирма "Полиметалл") [/Кравцов Е.Д. Новый тип центробежных концентраторов/. Обогащение руд и песков, 2001 г., 3, стр.31-33].

Все эти устройства сложны в конструкции, дорогостоящи, требуют подачи чистой воды.

Наиболее близким из известных устройств к предложенному является устройство для разделения тонкозернистых материалов, включающее установленную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси конусную чашу с кольцевыми треугольными нарифлениями на внутренней поверхности и ложным дном, приспособление для подачи питания, неподвижно расположенные внутри чаши трубы с соплами для подачи воды в каждое из нарифлений чаши [патент РФ 2049561, В 03 В 5/32, опубл. 1995].

Основные недостатки известного устройства:

- введение промывной воды под давлением внутрь каждого желоба поочередно в разных направлениях приводит к быстрому износу самих направляющих (сопел) для подачи воды, так как они находятся внутри песковой постели; кроме того, возможна забивка отверстий сопел (диаметр 2,0-2,5 мм), подающих воду "против" вращения, теми же песками; так как промывочная вода подается поочередно в разных направлениях, то происходит взаимное гашение импульсов и никакого значительного увеличения центробежных сил, способствующего улавливанию особенно мелких частиц, не происходит;

- ложное дно, выполненное в виде диска, не может способствовать раскручиванию исходного питания, а его горизонтальный профиль приводит к частичной потере концентрата на его поверхности при выгрузке тяжелой фракции.

Все это и приводит к возрастанию потерь извлекаемых минералов и снижению эффективности разделения материалов.

Заявляемое устройство позволяет исключить указанные недостатки при сохранении условий создания разрыхленной минеральной постели в нарифлениях и, соответственно, повысить степень концентрации и извлечения ценных компонентов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для разделения тонкозернистых материалов, включающем установленную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси конусную чашу с кольцевыми треугольными нарифлениями на внутренней поверхности и ложным дном, приспособление для подачи питания, неподвижно расположенные внутри чаши трубы с соплами для подачи воды в каждое из нарифлений чаши, согласно заявляемому решению, сопла установлены параллельно наклонной части нарифлений, а ложное дно выполнено в виде выпуклой тарелки с раскручивающими лопатками, высота которых не превышает 1/3 диаметра тарелки.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Было установлено, что размещение сопел для подачи под давлением смывной и разрыхляющей воды параллельно наклонной части нарифлений создает вихревой поток, что приводит к разрыхлению постели (создается шлюзовой эффект) и способствует наиболее полному улавливанию частиц ценных компонентов.

На практике было подтверждено, что выполнение ложного дна в виде выпуклой тарелки обеспечивает полную выгрузку тяжелой фракции при сполоске (разгрузке), так как песок легче стекает с выпуклой поверхности.

Также экспериментально была выбрана максимальная высота лопаток, не превышающая 1/3 диаметра тарелки, которая необходима для более быстрого раскручивания пульпы.

На чертеже представлен общий вид устройства для гравитационного разделения тонкозернистых материалов. Устройство включает конусную чашу 1 с кольцевыми нарифлениями 2 на внутренней поверхности, приспособление для подачи питания через центральную трубу 3, приспособление для выгрузки легкой фракции, выполненное в виде кольцевого желоба 4, сборник тяжелой фракции 5, приспособление для выгрузки тяжелой фракции, представляющее собой ложное дно, выполненное в виде выпуклой тарелки 6 с раскручивающими лопатками 7, полый вал 8, на котором установлена чаша, и электродвигатель 9, приводящий ее во вращение. Кроме того, устройство включает трубы для подачи смывной воды 10, снабженные соплами 11.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащий обогащению материал, содержащий тяжелую и легкую минеральные фракции, через центральную питающую трубу 3 подается в конусную чашу 1, вращающуюся от электродвигателя 9. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении, тяжелые частицы и часть крупных легких частиц отбрасываются к периферии чаши, где улавливаются нарифлениями 2. Легкие частицы выносятся потоком пульпы через борт чаши и поступают в разгрузочное приспособление для легкой фракции, выполненное в виде кольцевого желоба 4. Ложное дно 6, выполненное в виде выпуклой тарелки с раскручивающими лопатками 7, максимальная высота которых не превышает 1/3 высоты тарелки, отбрасывает раскрученное питание к стенкам чаши, не позволяя ему попадать в кольцевое отверстие между ложным дном и чашей. Разрыхляющая вода от центральных водяных труб 10 через сопла 11 подается параллельно наклонной части каждого нарифления и при вращении чаши разрыхляет минеральную постель узким потоком воды, подающейся под давлением, способствуя перемыванию песков в нарифлениях. Через определенный период времени питание перекрывается, выключается электродвигатель 9. При снижении числа оборотов чаши 1 падает центробежная сила и под действием разрыхляющей воды происходит вымывание тяжелой фракции и ее разгрузка через кольцевое отверстие между внутренней поверхностью чаши и тарелкой ложного дна в полый вал 9.

Таким образом, применение заявляемого изобретения позволит повысить эффективность разделение тонкозернистых материалов и получить высококачественные товарные концентраты.