МЕЛЬНИЦА МОКРОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ Российский патент 1995 года по МПК B02C17/18 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к конструкции мельниц мокрого самоизмельчения, в которых измельчение осуществляется кусками исходной руды, и может быть использовано в алмазодобывающей промышленности при подготовке руд к обогащению.

Известна мельница [1] мокрого самоизмельчения руд черных и цветных металлов, включающая барабан с загрузочным и разгрузочным устройствами и сборник готового продукта. Разгрузочное устройство представляет собой решетку, установленную на торцевой стороне барабана.

Недостатком этой мельницы является то, что при измельчении в ней алмазосодержащего сырья происходит переизмельчение ценного компонента и рудного материала, обусловленное излишней длительностью пребывания алмазов и материала готовой крупности в барабане мельницы. Это снижает сохранность природного качества алмазов и, следовательно, уменьшает их цену. Кроме того, происходит дополнительный расход электроэнергии на ненужное переизмельчение готового продукта.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и принятой за прототип является мельница [2] мокрого самоизмельчения алмазосодержащего сырья, включающая барабан с загрузочным и разгрузочным устройствами и сборник готового продукта. Разгрузочное устройство представляет собой трехъярусную решетку, установленную с торцовой стороны барабана, внутренний ярус которой диаметром, равным 0,4-0,8 диаметра барабана, выполнен глухим, а средний ярус выполнен с коэффициентом живого сечения в пределах 0,1-0,4. Высота периферического яруса решетки равна 0,05 диаметра барабана, а коэффициент живого сечения его определяют из соотношения: K K_э ˙L, где К коэффициент живого сечения периферического яруса решетки; К_э коэффициент пропорциональности, характеризующий коэффициент живого сечения периферического яруса решетки эталонной мельницы с длиной барабана 1 м, равной 0,02 м^-1; L длина барабана, м.

Недостатком этой мельницы является то, что хотя в ней и обеспечивается некоторое снижение переизмельчения алмазов путем смягчения ударных нагрузок за счет поддержания определенного уровня материала мельче размера отверстий разгрузочной решетки, но избежать в достаточной степени повреждаемости алмазов не удается. Это объясняется тем, что разгрузка осуществляется через торцовую диафрагмовую решетку, а при такой разгрузке направление движения измельченных частиц и раскрытых алмазов к щелям разгрузочной решетки не совпадает с траекторией движения рудной загрузки в барабане, поэтому скорость вывода измельченного материала невысока. Несвоевременный вывод раскрытых алмазов из мельницы увеличивает опасность их повреждения. Кроме того, имеет место перерасход электроэнергии.

Цель изобретения создание мельницы, позволяющей повысить сохранность природного качества алмазов и снизить удельный расход электроэнергии путем увеличения скорости разгрузки измельченного материала и раскрытых алмазов.

Это достигается тем, что в мельнице мокрого самоизмельчения алмазосодержащего сырья, включающей барабан с загрузочным и разгрузочным устройствами и сборник измельченного материала, согласно изобретению, разгрузочное устройство выполнено в виде окон с решетками, расположенных равномерно по цилиндрической поверхности барабана со сдвигом каждого окна относительно предыдущего, при этом общую площадь живого сечения разгрузочных решеток определяют из соотношения:
S_ж.сеч= K где К поправочный коэффициент, значения которого лежат в интервале 0,8-1,2;
S_ж.сеч. суммарная площадь живого сечения отверстий разгрузочных решеток, м²;
Q объемная производительность мельницы, м³/ч;
D диаметр мельницы, м.

Соотношение получено эмпирическим путем, т.е. многочисленными экспериментальными проверками было подобрано такое соотношение, при котором обеспечивается своевременный вывод раскрытых алмазов из мельницы и не снижается при этом жесткость конструкции мельницы.

Длину разгрузочного окна определяют из соотношения
l где l длина разгрузочного окна, м;
L длина барабана, м;
n число окон по длине барабана.

При таком соотношении длины разгрузочного окна и длины барабана исключается образование мертвых зон в барабане.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства и прототипа позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Сравнение с другими техническими решениями, включенными в "уровень техники" показало, что известно устройство для измельчения кускового и крупнозернистого материала, в котором разгрузка измельченного материала происходит на цилиндрической поверхности барабана [3]
Однако в этом устройстве подколосниковые балки расположены по всей цилиндрической поверхности барабана и разделены на неподвижные дистанционные стержни и колосниковые элементы. Такая конструкция мельницы не является надежной в эксплуатации, особенно при большом объеме барабана. Кроме того, при использовании ее для самоизмельчения алмазосодержащих руд циркулирующая нагрузка значительно увеличится. Это обусловлено спецификой обогащения алмазосодержащих руд, содержащих алмазы крупностью 0,2-30 мм, и необходимостью извлечения их с сохранением природных крупности и качества. Для этого технологические схемы алмазоизвлекательных фабрик предусматривают при дезинтеграции кимберлитов до 2 мм развернутую схему обогащения измельченного рудного материала всех классов крупности от 0,5 + 0,2 мм до 30 /50/ + 16 мм, а на доизмельчение в мельницу в качестве циркулирующей нагрузки возвращаются только хвосты обогащения (крупнее 2 мм). Поэтому рост величины циркулирующей нагрузки неизбежно влечет за собой увеличение фронта классификации, грохочения и обогащения руды.

В заявляемой же мельнице выполнение разгрузочного устройства в виде окон с решетками, расположенных равномерно по цилиндрической поверхности барабана со сдвигом относительно друг друга и имеющих оптимальную площадь живого сечения обеспечит не только высокую скорость вывода измельченного материала без его переизмельчения, но при этом не приведет к большому росту циркулирующий нагрузки. Кроме того, такая конструкция мельницы отличается большой жесткостью и, следовательно, надежностью в эксплуатации.

Таким образом, совокупность существенных признаков обеспечит осуществление задачи изобретения, т.к. за счет ускорения вывода из барабана мельницы раскрытых алмазов и измельченного рудного материала готовой крупности удается избежать переизмельчение алмазов, что позволит значительно снизить долю кристаллов алмазов, получивших трещины, расколы или потерявших массу и, тем самым, в большей степени сохранить их природное качество и стоимость.

Этот эффект усиливает и то обстоятельство, что выбор длины разгрузочного окна, определяемой из соотношения l , исключает образование мертвых зон в барабане мельницы, т. е. измельченный материал разгружается равномерно по всей длине барабана мельницы.

Сокращение времени пребывания готового продукта в мельнице обеспечивает и уменьшение удельного расхода электроэнергии на измельчение руды.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На чертеже показана предлагаемая мельница.

Мельница мокрого самоизмельчения алмазосодержащих руд содержит барабан 1, у которого торцовая стенка 2 выполнена цельной, а торцовая стенка 3 имеет загрузочное отверстие. На цилиндрической поверхности барабана 1 на равном расстоянии друг от друга выполнены окна 4 с решетками, расположенные со сдвигом каждого последующего окна относительно предыдущего.

В данном примере окна 4 расположены в два ряда по длине барабана 1, поэтому длина окна 4 составляет половину длины барабана 1. Общая площадь "живого" сечения решеток определена из соотношения
S_ж.сеч= K
Для загрузки исходной руды в барабан 1 служат бункер 5 и цапфа 6, а для приема измельченного материала сборник 7. Барабан 1 снабжен ребрами жесткости 8 для крепления к цапфам 5.

Мельница работает следующим образом.

Во вращающийся барабан 1 из бункера 5 через цапфу 6 и загрузочное отверстие в торцовой стенке 3 подают куски исходной руды и воду. Материал, поступивший в барабан 1, захватывается лифтерами (не показаны) и поднимается вверх до тех пор, пока радиальная составляющая силы тяжести не превысит центробежную силу, после чего куски руды падают вниз и ударяются друг о друга. Происходит постоянное перемешивание материала, во время которого он измельчается путем раскалывания, раздавливания и истирания. Измельченный материал, крупность которого становится меньше щели разгрузочной решетки окон 4, вместе с водой проходит через щели в сборник 7 и выгружается из мельницы. Направление движения измельченного материала к разгрузочной решетке в барабане 1 мельницы совпадает с направлением движения рудной загрузки, что увеличивает скорость вывода измельченного материала.

Для определения перспективы использования мельницы заявленной конструкции были проведены сравнительные испытания по измельчению кимберлитовой руды на полупромышленных образцах двух мельниц: по прототипу и по изобретению. Испытания проведены в равных условиях на одной и той же руде. Результаты испытаний представлены в таблице.

Проведенные испытания подтвердили соответствие заявляемого устройства критерию "промышленная применимость".

Использование предлагаемой мельницы обеспечит своевременный вывод измельченного материала из барабана, сократив вдвое время нахождения алмазов в мельнице. Это повысит сохранность алмазов, уменьшив в среднем в два раза опасность получения трещин, сколов, расколов и более значительных разрушений кристаллов алмазов. Потери алмазов в массе уменьшаются с 0,95 до 0,02% потери в стоимости алмазов с 0,76 до 0,03% Удельный расход электроэнергии уменьшается на 30% производительность мельницы увеличивается на 80%

Использование: в алмазодобывающей промышленности при подготовке руд к обогащению. Сущность изобретения: мельница мокрого самоизмельчения алмазосодержащего сырья включает барабан с загрузочным и разгрузочным устройствами и сборник для приема измельченного материала. Разгрузочное устройство выполнено в виде окон с решетками, расположенных равномерно по цилиндрической поверхности барабана со сдвигом каждого окна относительно предыдущего. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. МЕЛЬНИЦА МОКРОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, включающая барабан с загрузочным и разгрузочным устройствами и сборник измельченного материала, отличающаяся тем, что разгрузочное устройство выполнено в виде окон с решетками, расположенных равномерно по цилиндрической поверхности барабана со сдвигом каждого окна относительно предыдущего, при этом общую площадь "живого" сечения S ж.сеч. разгрузочных решеток определяют из соотношения

где K поправочный коэффициент;
Q объемная производительность мельницы, м³/ч;
D диаметр мельницы, м. 2. Мельница по п. 1, отличающаяся тем, что длину l разгрузочного окна определяют из соотнношения
l L/n,
где L длина барабана, м; n число разгрузочных окон по длине барабана.