ТЯЖЕЛОСРЕДНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1994 года по МПК B03B5/30 

Изобретение относится к гравитационному разделению полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения угля в тяжелосредных сепараторах.

Известен трехпродуктовый тяжелосредный сепаратор типа СТТ-20, содержащий две ванны, загрузочный желоб, погружатель, перегружатель, гребковый механизм, два элеваторных колеса и механизм для регенерации суспензии [1] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является тяжелосредный сепаратор, включающий ванну, установленное в ванне элеваторное колесо с ковшами и приводом вращения, загрузочный желоб для подачи питания в ванну, установленный внутри элеваторного колеса лоток с боковинами в его нижней части, выполненными с зазором между их нижними кромками, гребковый механизм для разгрузки легкой фракции и приспособление для подачи суспензии в ванну [2] .

К основным недостаткам сепараторов типа СКВ следует отнести недостаточную эффективность разделения исходного материала на фракции и отсутствие надежной защиты элеваторного колеса от перегруза осевшим материалом. Устранение забучивания ванны осевшим материалом требует ручного труда и сопровождается длительным простоем сепаратора.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения и надежности работы.

Это достигается тем, что в тяжелосредном сепараторе, включающим ванну, установленное в ванне элеваторное колесо с ковшами и приводом вращения, загрузочный желоб для подачи питания в ванну, установленный внутри элеваторного колеса лоток с боковинами, в его нижней части выполнен с зазором между их нижними кромками гребковый механизм для разгрузки легкой фракции и приспособление для подачи суспензии в ванну, выходная кромка разгрузочного желоба расположена внутри лотка с боковинами, которые установлены под углом 70^о друг к другу, причем длина боковин равна 2,5 ширины ковша, а расстояние между их нижними кромками равно ширине ковша.

На фиг. 1 изображен тяжелосредный сепаратор, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез вдоль элеваторного колеса; на фиг. 3 - подвод сжатого воздуха и рабочей эмульсии в ванну сепаратор; на фиг. 4 - процесс разделения исходного материала в ванне и движение в ней рабочей эмульсии и воздуха; на фиг. 5 - принципиальная схема разделения емкости на три технологические зоны; на фиг. 6 - часть лотка с боковинами и разгрузочным проемом (стрелками показан уровень суспензии); на фиг. 7 - схема циркуляции суспензии.

Сепаратор состоит из ванны 1, элеваторного колеса 2, снабженного ковшами 3, гребкового механизма 4, узла 5 подачи рабочей суспензии в ванну сепаратора, узла 6 подачи сжатого воздуха в ванну сепаратора, привода элеваторного колеса 7, загрузочного желоба 9 для концентрата.

Элеваторное колесо 2 беговой дорожкой 10 опирается на катки 11. В сепараторе установлен лоток 12 с боковинами 13.

Рабочая емкость ванны 1 технологически условно делится по высоте на три зоны: зону 14 форсированного разделения продукта на фракции, зону 15 принудительного поддержания суспензии во взвешенном состоянии 15 и отстойную зону 16 для тяжелого продукта, которая занимает объем между плоскостью разгрузочного проема 41 и данной частью ванны.

Узел 6 подачи сжатого в ванну сепаратора (показан пунктиром) расположен со стороны загрузки исходного материала в ванну и включает компрессорную станцию (на чертеже не показана), воздухопроводы 17, резиновые шланги 18, соединяющие воздухопроводы 17 со штуцерами 19, которые введены в камеру 20. Подача воздуха в камеру 20 регулируется вентилями 21. Камера 20 через калиброванное отверстие 22 сообщена с ванной 1.

Узел 5 подачи рабочей суспензии включает электромагнитный сепаратор 38, емкость 32, трубопровод 30 и патрубки 31, соединенные с ванной и расположенные так, что горизонтальная плоскость, проходящая через центры их отверстий, располагается на уровне 1/3 высоты от нижней кромки боковин 13 лотка 12. Разность высот между емкостью 32 и патрубками 31 составляет около 10-12 м и позволяет создать направленный поток суспензии 29 между боковыми стенками 27 и 28.

Поток 29 суспензии делит условно ванну на две части по высоте. Верхняя часть - это пространство, ограниченное снизу гоpизонтальной плоскостью потока 29, а сверху границей pаздела суспензия-воздух, нижняя часть ванны - это объем от горизонтальной плоскости потока 29 до дна ванны.

Узел 39 загрузки исходного матеpиала пpедставлен желобом 8, выходная комка котоpого расположена внутри лотка 12 с боковинами, так чтобы между боковой стенкой 27 ванны и вертикальной плоскостью, поведенной через кpомку желоба от дна ванны, образовалось простpанство 33, через которое сжатый воздух из камеры 20 достигал бы внутpенней стоpоны желоба 8, не встpечая пpепятствий в виде оседающих в ванне кусков тяжелого продукта. В лотке 12 боковины 13 установлены под углом 70^о друг к другу. Разгрузочный проем 41 для тяжелого продукта из внутренней полости лотка 12 на элеваторное колесо, образованное нижними срезами 42 боковин 13 лотка, составляет по длине боковин 2,5 ширины ковша, а расстояние между кромками боковин равно ширине ковша.

Изменение угла наклона боковин устранило накопление на их поверхности утяжелителя суспензии, а уменьшение pазмера разгрузочного проема в 2,5 раза защитило элеваторное колесо от перегруза его осевшим материалом.

Размеp разгрузочного проема 41 определялся опытным путем с целью сближения пропускной способности площади окна и производительности элеваторного колеса. Теперь через разгрузочный поем 41 в элеваторное колесо поступает только та часть тяжелого продукта, которое может взять колесо. При такой системе загрузки элеваторное колесо не перегружается при любом режиме работы.

Сепаратор работает следующим образом.

В ванну 1 сепаратора рабочая суспензия (разделительная среда с использованием в качестве утяжелителя магнетитового концентрата) из емкости 34 закачивается насосом 35. Емкость 34 используется в основном для слива суспензии из ванны при ремонте сепаратора. После заполнения ванны до перелива суспензии через порог разгрузочного желоба 9 насос 35 останавливается и запускается в работу другая система циркуляции суспензии, состоящая из емкости 36, насоса 37, электромагнитных сепараторов 38 и грохотов 40 и 44. В этой системе отработанная суспензия вместе с продуктами обогащения (концентрат и порода) поступает на грохота 44, 40, на которых она отделяется и поступает в емкость 36.

Насос 37 подает из емкости 36 эту суспензию для регенерации на электромагнитные сепараторы 38. После регенерации суспензии по трубопроводу 43 поступает в емкость 32, откуда самотеком (не показан) подается по трубопроводу 30 через патрубки 31 в ванну сепаратора.

Поступающая под давлением суспензии не только пополняет объем суспензии в ванне, но и создает направленный поток 29 между боковыми стенками 27, 28 ванны сепаратора. Одновременно с рабочей суспензией через узел 6 в ванну сепаратора подается сжатый воздух 26, который из камеры 20 через калиброванное отверстие 22 входит в пространство 23 между боковой стенкой ковша 3 элеваторного колеса и боковой стенкой 27 ванны и, поднимаясь через пространство 24 между уплотнительным уголком 25 и беговой дорожкой 10 элеваторного колеса и разгрузочный проем 41, образованный боковинами 13 лотка 12, поступает во внутреннюю часть ванны.

Поднимаясь в верхнюю часть ванны, сжатый воздух встречает направленный транспортный поток суспензии 29 и выносит ее в верхний слой ванны, который при движении ударяется в днище желоба 8 и по нижнему срезу кромки желоба 8 устремляется к гребковому механизму 4.

Таким образом в верхней части ванны, в простpанстве между горизонтальной плоскостью транспортного потока суспензии и границей раздела суспензия-воздух создаются турбулентные потоки из сжатого воздуха и непрерывно поступающей после регенерации суспензии. Это обеспечивает благоприятные условия для расслоения исходного материала на фракции, поэтому это пространство названо зоной форсированного расслоения материала на фракции. После подачи рабочей суспензии и сжатого воздуха в сепаратор подается исходный материал 39, который, двигаясь по желобу 8, попадает во внутреннюю полость элеваторного колеса, в зону действия суспензии транспортного потока 29 и сжатого воздуха 26.

Компактная масса материала 39 быстро рассредотачивается по объему ванны и расслаивается на фракции. Легкая фракция подхватывается потоком сжатого воздуха и уносится к гребковому механизму, который удаляет ее из ванны. Тяжелый продукт оседает в ванне, часть его выгружается на элеваторное колесо и удаляется из ванны, а часть остается над разгрузочным проемом 41 в виде слоя.

Пространство, находящееся выше этого слоя, названо зоной 15 принудительного поддерживания суспензии во взвешенном состоянии. В этой зоне сжатый воздух проникает в промежутки между кусками осевшего материала над разгрузочным проемом 41 как через сито, рассредотачивается по всему объему ванны и поднимается в верхнюю часть ванны, интенсивно перемешивая суспензию.

В отстойной зоне 16, ниже слоя материала над разгрузочным проемом 41 турбулентные потоки создаются только от движения элеваторного колеса. Эти потоки не влияют на тяжелый продукт, котоpый осаждается в ковши и элеваторное колесо выгружают его из ванны.

Предлагаемый сепаратор повышает эффективность разделения исходного материала на фракции и надежность работы сепаратора даже при наличии нагрузки, превышающей оптимальную, обеспечивает сокращение расхода магнетита с 3,3 кг на 1 т исходного материала до 2,2 кг, повышает производительность сепаратора одновременно со снижением расхода электроэнергии.

Использование: гравитационное разделение полезных ископаемых, в частности обогащение углей в тяжелосредных сепараторах. Сущность: в ванну 1 сепаратора подается рабочая суспензия. Одновременно через узел 6 в ванну подается сжатый воздух, который входит в пространство 23 между боковой стенкой ковша элеваторного колеса и боковой стенкой 27 ванны и поднимается во внутреннюю часть ванны. Сжатый воздух выносит суспензию в верхний слой ванны, поток которой ударяется в днище желоба и устремляется к гребковому механизму. В верхней части ванны создаются турбулентные потоки из сжатого воздуха и поступающей после регенерации суспензии, что обеспечивает благоприятные условия для расслоения исходного материала на фракции. После подачи рабочей суспензии и сжатого воздуха в сепаратор подается исходный материал, который, двигаясь по желобу 8, попадает во внутреннюю полость элеваторного колеса, в зону действия потока суспензии 29 и сжатого воздуха 26. Материал расслаивается на фракции. Легкая фракция уносится к гребковому механизму, тяжелый продукт оседает в ванне, часть его выгружается на колесо, а часть остается над разгрузочным проемом в виде слоя. Боковины лотка установлены под углом 70друг к другу, длина боковин равна 2,5 ширины ковша, а расстояние между их нижними кромками равно ширине ковша. 7 ил.

ТЯЖЕЛОСРЕДНЫЙ СЕПАРАТОР, включающий ванну, установленное в ванне элеваторное колесо с ковшами и приводом вращения, загрузочный желоб для подачи питания в ванну, установленный внутри элеваторного колеса лоток с боковинами, установленными с зазором между их нижними кромками, гребковый механизм для разгрузки легкой фракции и приспособление для подачи суспензии в ванну, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения и надежности в работе, выходная кромка загрузочного желоба расположена внутри лотка с боковинами, боковины установлены под углом 70^o одна к другой, длина боковин равна 2,5 ширинам ковша, а расстояние между их нижними кромками равно ширине ковша.