ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B03B5/32 

Изобретение относится к горно-обогатительному оборудованию, предназначенному для центробежно-гравитационного обогащения полезных ископаемых,
Известными центробежно-гравитационными аппаратами с высокими значениями факторов расслоения минеральных смесей являются гидроциклоны и центрифуги. Создание поля центробежных сил в аппаратах данного типа принципиально может осуществляться тангенциальной подачей воды под давлением в закрытый и неподвижный цилиндрический сосуд (центробежный концентратор циклонного типа), а также закручиванием свободно подаваемого потока в открытом, неподвижном сосуде посредством центрального ротора (центробежный концентратор непрерывного действия).

Наиболее близким по принципу действия и конструктивному исполнению к предлагаемому гидродинамическому сепаратору является центробежный концентратор непрерывного действия, состоящий из цилиндрической емкости с плоским днищем, в стенках которой имеются спиральные канавки, направленные по движению вращения пульпы, создаваемого центральным ротором, насаженным на полый вал, посредством которого вводится пульпа. Благодаря вращению пульпы и наложению вибраций осевшие на стенку тяжелые зерна поднимаются по спиральной канавке вверх и разгружаются на уровне верха воронки вращающейся пульпы. Легкий материал разгружается посредством сифона.

Недостатком указанного концентратора является малая эффективность обогащения продуктов, крупность легких и тяжелых зерен в которых одинакова, высокие степени разжиженности пульпы, высокая чувствительность аппарата к отклонению частоты вращения пульпы от оптимальной, невозможность применения его при больших содержаниях минералов тяжелой фракции и при обогащении широко классифицированного необесшламленного материала, а также деление обогащаемой минеральной смеси только на две фракции концентрат и слив.

Целью изобретения является устранение всех без исключения перечисленных выше недостатков, причем деление обогащаемой минеральной смеси осуществляется на целый ряд фракций с полным удалением взвесей и глинистой составляющей в хвосты, а извлечение полезных компонентов достигает 100% при больших степенях сокращения.

Указанные технические результаты достигаются применением рассматриваемого гидродинамического сепаратора, характеризующегося сочетанием признаков центробежного концентратора непрерывного действия (неподвижный цилиндр с плоским днищем и спиральной нарезкой) и центробежного концентратора циклонного типа (тангенциальная подача водного потока под давлением).

На фиг.1 изображен предлагаемый гидродинамический сепаратор, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху.

Гидродинамический сепаратор состоит из цилиндрической емкости 1 с плоским днищем 2, разделенной на несколько круговых камер 3 цилиндрическими перегородками. Емкость сепаратора опоясана кожухом хвостосборника 4 с наклонным днищем 5, высота бортов которого выше кромки веpхнего среза круговых камер. В центре устройства располагается пульпообразующая (пульпоприемная) камера 6 с цилиндрическим обтекателем 7, снабженная двумя водными форсунками 8 и вертикальными прорезями в стенках камеры 9. В днище каждой камеры в отдельности вмонтированы водные форсунки 10 для подачи воды под давлением параллельно днищу, причем направление движения водного потока противоположно движению в смежной камере (см. фиг.2). Для съема расслоившейся и осадившейся минеральной смеси в днище каждой камеры предусмотрены самотечные щелевые или перфорированные пофракционные съемники 11. Питающая вода распределяется посредством водяного коллектора 12 и патрубков 13. Вышеназванные конструктивные элементы выполняются из листовой стали, стойкой к абразивному износу, а применяющаяся сталь обычных марок футеруется износоустойчивыми материалами.

Гидродинамический сепаратор работает следующим образом.

Исходный материал (пульпа малых разжижений, пески любой влажности и сортировки, необесшламленный материал класса 10 мм) поступает в пульпоприемную, (пульпообразующую) камеру, где закрученным по спирали восходящим водным потоком взмучивается и центробежной силой отбрасывается к фронтальной части верхней трети первой осадочной камеры. Здесь наиболее тяжелые зерна расслоившейся минеральной смеси центробежной силой прижимаются к фронтальной поверхности камеры и увлекаемые током воды по кругу на дно стягиваются в самотечный щелевой пофракционный съемник. Более легкие минералы через кромку верхнего среза первой камеры восходящим водным потоком вымываются на водяную подушку, образованную противоположно закрученными восходящими потоками воды над срезом верхней кромки осадочных камер, где подвергаются интенсивному перемешиванию, попеременному замедлению и ускорению, что с учетом резкого угасания параметров водной среды от центра к периферии и приводит к осаждению расслоившейся на фронтальных поверхностях камер минеральной смеси сообразно своей плотности. Взвесь и глинистая составляющая с током воды через срез верхней кромки последней камеры удаляется в отстойник.

Использование: в горно-обогатительной промышленности для центробежно-гравитационного обогащения полезных ископаемых. Сущность: сепаратор состоит из цилиндрической емкости с плоским днищем. Емкость разделена на несколько круговых камер перегородками цилиндрической формы и опоясана кожухом хвостосборника с наклонным днищем. Высота бортов хвостосборника выше верхнего среза верхней кромки камер. По оси устройства расположена пульпоприемная камера с цилиндрическими обтекателем. В камере расположены две водные форсунки. В днище каждой камеры вмонтированы водные форсунки для подачи воды параллельно днищу. В смежных камерах направление движения водных потоков противоположно. Тяжелые фракции выводятся через щели в днище. Исходный материал поступает в пульпоприемную камеру. Там он взмучивается и центробежной силой отбрасывается к фронтальной части верхней трети первой камеры, где и оседают наиболее тяжелые зерна. Более легкий материал выносится на водяную подушку, образованную противоположно закрученными восходящими потоками над срезом верхних кромок круговых камер. Объемы камер от центра к периферии резко возрастают, соответственно резко угасают скорости водных потоков и минеральная смесь расслаивается на фракции по плотности. Фракции оседают по камерам соответственно их плотности и через щели выводятся из сепаратора. Взвесь и глинистая составляющая с током воды через кожух хвостосборника удаляется в отстойник. 2 ил.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР, включающий цилиндрический корпус с плоским днищем, расположенную по оси корпуса пульпоприемную камеру, приспособления для вывода тяжелой и легкой фракций, отличающийся тем, что цилиндрический корпус с плоским днищем разеделен цилиндрическими перегородками на несколько камер, в днищах которых расположены водные форсунки, подающие воду под давлением параллельно днищу, причем направление движения водных потоков в сопряженных камерах противоположно, удаление хвостов обогащения производится через верхнюю кромку последней круговой камеры в кожух хвостосборника с наклонным днищем, приспособление для отбора тяжелых фракций выполнено в виде расположенных на днищах камер щелей.