ОБОГАТИТЕЛЬНО-ДЕЗИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК B03B5/26 

Изобретение относится к гравитационному обогащению полезных ископаемых с дезинтеграцией пластичных и слабосвязных включений и может быть использовано на обогатительных и горнорудных предприятиях для обогащения пластичных и слабосвязных глинистых россыпей, а также на предприятиях и плавучих установках по производству высококачественных строительных песков для диспергирования комовой глины в них и попутного извлечения коллективных концентратов минералов тяжелых фракций.

Известно устройство для обогащения тяжелых полезных ископаемых [1] с покрытием дна желоба трафаретами и без них. Материал поступает на шлюз и по мере его продвижения вдоль шлюза происходит перераспределение частиц за счет разности их плотностей, т. е. частицы с большой плотностью оседают на дно шлюза, в то время как легкие частицы уносятся потоком воды.

Основными недостатками данного устройства являются:
незначительная пропускная способность шлюза, так как перемещение исходного материала вдоль шлюза осуществляется только движущимся потоком воды, имеющим ограниченную гидротранспортную способность;
отсутствие механизма дезинтеграции пластичных и слабосвязных включений, что исключает возможность применения этого устройства при наличии таких включений.

Известно также устройство для извлечения тяжелых полезных ископаемых [3] представляющее собой шлюз, состоящий из желоба, цилиндрических трафаретов, на которых жестко крепятся пластины. Трафареты через рычаги соединены с общей планкой, которая связана с приводом кривошипно-шатунного типа.

Исходный материал подается на шлюз, где благодаря наличию постоянно разрыхленной постели, создаваемой колебательными движениями пластин трафаретов, осуществляется гравитационное обогащение полезных ископаемых, т.е. частицы с большой плотностью оседают на дно шлюза, а частицы с меньшей плотностью уносятся потоком воды.

Недостатком данного устройства является следующее:
незначительная пропускная способность шлюза по пескам в связи с тем, что их перемещение вдоль шлюза осуществляется только движущимся потоком воды;
незначительное проявление дезинтегрирующей способности связных и слабосвязных включений в пределах объема разрыхленной постели в связи с незначительным обменом частиц разрыхленной постели с движущимся над постелью потоком их.

Известно устройство для дешламации и сгущения песков [2] представляющее собой спиральный классификатор, состоящий из полуцилиндрической наклонной ванны, в которой вращается насаженная на продольный вал спираль. В нижней части ванны устроены бортовые окна для ввода водопесчаной смеси, а в днище верхней части ванны установлен разгрузочный люк.

Исходный материал в виде пульпы подается в бортовые окна и заполняет ванну. Вращающаяся спираль перемещает осевший на дно ванны песок к разгрузочному люку, при этом происходит частичное растирание (дезинтеграция) пластичных и слабосвязных включений и вынос дисперсных частиц вместе с мелкозернистыми включениями потоком воды через сливной порог классификатора.

Недостатком этого устройства является следующее:
из-за наклона ванны вымыв дезинтегрированных частиц из песка осуществляется не на всем пути перемещения осевшего песка;
из-за однонаправленного перемещения осевшего песка спиралью исключается возможность заметного накопления тяжелых минералов.

Цель изобретения повышение пропускной способности за счет увеличения высоты слоя обрабатываемого песка и обеспечение дезинтеграции пластичных и слабосвязных включений глин и глинистых россыпей минералов тяжелых фракций при извлечении из песков тяжелых полезных ископаемых и производстве качественных строительных песков.

Цель достигается тем, что обогатительно-дезинтегрирующее устройство, включающее наклонный желоб с расположенными в нем подвижными поперечными пластинами и приспособлениями для разгрузки полезного ископаемого, снабжено закрепленными с зазором к днищу желоба поперечными перегородками, разделяющими последний на секции, при этом в каждой секции расположена подвижная пластина, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль желоба и под каждой поперечной перегородкой или под частью их установлены коллекторы с соплами и клапанами для впуска воды при прямом ходе подвижных пластин. Кроме того устройство снабжено закрепленными без зазора к днищу глухими поперечными перегородками, делящими желоб на группы секций, при этом перед каждой глухой перегородкой или в ней выполнено приспособление для разгрузки обогащенного полезного ископаемого.

Благодаря тому, что устройство снабжено закрепленными с зазором к днищу желоба поперечными перегородками, разделяющими последний на секции, в каждой из которых расположена подвижная пластина, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль желоба, перемещение осевшего песка вдоль желоба совершается потоком воды и подвижной поперечной пластиной при ее прямом ходе, что позволяет увеличить высоту слоя обрабатываемого песка и, следовательно, пропускную способность устройства. При обратном ходе подвижной пластины поток жидкости перебрасывает сгребаемый слой песка в освобождаемый пластиной объем, осуществляя подготовку устройства к прямому ходу с перемещением материала вдоль желоба пластиной и потоком жидкости. При перемещениях поперечных пластин в обоих направлениях перед их фронтальными сторонами происходит взаимодействие частиц в слое сдвигаемого песка, в процессе которого осуществляется диспергирование ("растирание") пластичных и слабосвязных включений и гравитационное обогащение тяжелых минеральных частиц, опускающихся в подвижном слое песка ко дну желоба. За тыльными сторонами подвижных пластин происходит непрерывное заполнение освобождаемого объема за счет "сползания" песка с откоса и переброса нагребаемого слоя его потоком жидкости. В этом объеме происходит вымыв диспергированных шламов и гравитационное обогащение минералов тяжелых фракций зерна более тяжелых минералов проникают в нижнюю часть слоя оседающего песка, а зерна более легких перемещаются в верхнюю часть этого слоя.

Процесс диспергирования включений и гравитационного обогащения происходит практически одинаково во всех секциях желоба. Наличие поперечных неподвижных перегородок в совокупности с подвижными поперечными пластинами обеспечивает перемещение толстого слоя исходного материала вдоль желоба с последовательным перетиранием пластичных и слабосвязных включений в каждой секции, а также гравитационное обогащение тяжелых минеральных частиц. Наличие перебросов сдвигаемых слоев песка потоком жидкости через подвижные пластины и неподвижные перегородки обеспечивает вымыв диспергированных тонкозернистых шламов и гравитационное обогащение тяжелых минеральных частиц с их накоплением в нижней части желоба. Закрепленные с зазором к днищу желоба поперечные перегородки с установленными под каждой или под частью из них коллекторами с соплами и клапанами для впуска воды при прямом ходе подвижных пластин позволяют обеспечивать продвижение в просвет между днищем желоба и перегородкой части объема обогащенного минерала в каждую следующую секцию до разгрузочного приспособления, размещенного перед ближайшей глухой поперечной перегородкой или в ней. Деление желоба на группы секций глухими поперечными перегородками, установленными в желобе без зазора к днищу, позволяет получать обогащенные минералы тяжелых фракций разной крупности со стороны ввода в устройство исходного материала будут накапливаться обогащенные продукты из крупных тяжелых минеральных частиц, в последующих группах секций из более мелких. Такое деление при раздельной выгрузке обогащенных продуктов обеспечит оптимальные режимы и типы установок вторичного обогащения для получения промышленных концентратов. Для установки оптимальных режимов обогащения минералов различных плотностей путем изменения интенсивности передвижения слоя осевшего песка потоком движущейся в желобе жидкости устройство снабжается приспособлением для регулирования угла наклона желоба.

На фиг.1,2 и 3 изображено предлагаемое устройство.

Желоб 1, шарнирно укрепленный на опоре 2, снабжен поперечными неподвижными перегородками 3, закрепленными с зазорами к днищу желоба, и глухими поперечными перегородками 4, закрепленными без зазора к днищу желоба. В секциях, образованных неподвижными перегородками 3 и 4, приводом 5 перемещаются возвратно-поступательно вдоль желоба поперечные подвижные пластины 6, объединенные жестко или шарнирно в один узел. В днище желоба 1 перед глухими перегородками 4 или в перегородках 4 установлены приспособления 7 для разгрузки обогащенного полезного ископаемого, а под перегородками 3 коллекторы 8 с соплами и клапанами для впуска воды при прямом ходе подвижных пластин. Изменение угла наклона желоба осуществляется приспособлением 9.

Устройство работает следующим образом.

Исходный материал в виде пульпы подается в желоб 1, разделенный поперечными перегородками 3 и 4 на секции, где происходит осаждение взвесей, над которыми движется поток осветленной воды. Подвижные поперечные пластины 6, перемещаемые в границах секций приводом 5, нагребают перед собой валы из осевшего слоя песка. Сдвиг слоя песка при этом происходит в плоскостях, наклоненных к горизонту под углом внутреннего трения. Эта плоскость сдвига смещается вместе с движением пластины и вызывает дезинтеграцию ("перетирание") пластичных и слабосвязных включений за счет взаимодействия частиц песка и включений между собой. При движении в сторону течения потока ("прямой ход") освобождаемые ими объемы заполняются "сползающим" с откосов песком, а надвигаемые валы осевшего песка перебрасываются потоком через неподвижные поперечные перегородки в емкости, освобождаемые впереди расположенными подвижными пластинами (фиг.2), при этом происходит гравитационное обогащение тяжелых минералов, которые оседают в придонный слой концентрата, и вымыв диспергированных шламов. Вал, нагребаемый последней пластиной, смывается потоком на сброс из устройства. При прямом ходе подвижных пластин 6 в коллекторы 8 с соплами и клапанами подается вода для разуплотнения объемов песка, примыкающих к неподвижным поперечными перегородкам 3, что обеспечивает продвижение части придонного слоя концентрата в конце прямого хода пластин из одной секции в другую в просветах между днищем желоба и нижними краями перегородок 3. Без разуплотнения водой объемов песка, примыкающих к поперечным перегородкам, продвижение в этот просвет части придонного слоя концентрата подвижными пластинами невозможно. При движении пластин против потока воды (фиг.3) нагребаемые пластинами валы из осевшего песка перебрасываются потоком через них. По плоскостям сдвига песка происходит дезинтеграция ("растирание") пластичных и слабосвязных включений глин и глинистых россыпей с последующим вымывом диспергированных шламов и гравитационным осаждением зерен минералов тяжелых фракций в придонной слой концентрата. Процесс переброса потоком жидкости нагребаемых валов осевшего песка через пластины и перегородки сопровождается пульсирующими турбулентными вихрями, способствующими гравитационному обогащению тяжелых минеральных частиц.

Для увеличения толщины придонного слоя продукта, обогащенного минеральными частицами тяжелых фракций, в нижней части желоба могут устанавливаться рыхлители, например, в виде зубьев на подвижной пластине (фиг.2).

Обогащенное полезное ископаемое, накапливаемое в каждой группе секций между смежными глухими поперечными перегородками 4, периодически или непрерывно выгружается через приспособления 7. При этом в головной группе секций будут накапливаться наиболее крупные зерна минералов тяжелых фракций, а в последующих более мелкие зерна. Такое деление на группы секций позволит подобрать оптимальное оборудование для вторичного обогащения концентратов и эффективные режимы его работы.

При производстве высококачественных строительных песков предлагаемое устройство может использоваться только для диспергирования комовой глины или для диспергирования комовой глины и попутного извлечения коллективных концентратов минералов тяжелых фракций.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить положительный эффект, заключающийся в следующем:
при производстве высококачественных строительных песков из аллювиальных отложений, загрязненных глиной в комках, обогатительно-дезинтегрирующее устройство позволяет "растирать" комочки глины и вымывать из песка дисперсные глинистые частицы, а также попутно извлекать тяжелые минералы;
подвергаются диспергированию пластичные и слабосвязные включения глинистых россыпей тяжелых минералов с последующим гравитационным обогащением тяжелых минералов и вымывом из песков диспергированных легких шламов;
обеспечивается высокая пропускная способность устройства по пескам за счет увеличения слоя обрабатываемого осевшего песка "активными" поперечными подвижными пластинами, совершающими возвратно-поступательные перемещения в секциях, ограниченных двумя соседними поперечными неподвижными перегородками и бортовыми стенками желоба;
обеспечивается получение обогащенных продуктов с различной крупностью тяжелых минеральных частиц.

Использование: при гравитационном обогащении слабосвязанных глинистых россыпей. Сущность изобретения: желоб 1 с перегородками 4 и 3 шарнирно закреплен на опоре 2. Перегородки 3 закреплены с зазором к днищу. В секциях, образованных перегородками 3 и 4, приводом 5 перемещаются подвижные пластины 6. Они объединены жестко или шарнирно в один узел. В днище 1 перед перегородками 4 или в них установлены приспособления 7 для разгрузки обогащенного полезного ископаемого. Под перегородками 3 расположены сопла 8 для впуска воды при прямом ходе подвижных пластин. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ОБОГАТИТЕЛЬНО-ДЕЗИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, включающее наклонный желоб с расположенными в нем подвижными поперечными пластинами и приспособления для разгрузки полезного ископаемого, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности за счет увеличения высоты слоя обрабатываемого песка и обеспечения дезинтеграции пластичных и слабосвязанных включений глин и глинистых россыпей минералов тяжелых фракций, устройство снабжено закрепленными с зазором к днищу желоба поперечными перегородками, разделяющими последний на секции, при этом в каждой секции расположена подвижная пластина, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль желоба. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленными в желобе без зазора к днищу глухими поперечными перегородками, делящими желоб на группы секций, при этом перед каждой глухой перегородкой или в ней выполнено приспособление для разгрузки обогащенного полезного ископаемого. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что под каждой или под частью поперечных перегородок, закрепленных с зазором к днищу, установлены коллекторы с соплами и клапанами для впуска воды при прямом ходе подвижных поперечных пластин.