СПОСОБ ЛИПКОСТНОЙ СЕПАРАЦИИ Российский патент 1996 года по МПК B03B7/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения гидрофобных и гидрофобизированных частиц, например алмазов.

Известны способы липкостной сепарации, широко применяемые при извлечении алмазов и именуемые жировым процессом, включающие нанесение разогретого липкого покрытия (жировой мази) на поверхность движущейся ленты, охлаждение липкого покрытия водой посредством орошения, принудительное контактирование обводненного зернистого материала с липким покрытием, удаление зерен пустой породы и отделение прилипших частиц полезного компонента от липкого покрытия [1,2]
Реализованный в жировом аппарате АЖ-2Б способ липкостной сепарации [2] применяемый в отечественной практике, имеет существенный недостаток, связанный с тем, что слой липкого покрытия служит одновременно и несущей поверхностью для всего обрабатываемого материала. Это требует повышенной (до 12 мм) толщины слоя липкого покрытия и его механической прочности, а, следовательно, и большого количества жировой мази и значительного расхода технологического тепла на ее разогрев. Кроме того, такой способ липкостной сепарации не позволяет вести процесс непрерывно, так как со временем липкое покрытие, насыщаясь частицами обрабатываемого материала и особенно шламами пустой породы, теряет свою активность. В результате этот процесс нарушается и требуется его остановка для замены липкого покрытия.

Большим недостатком способа [2] является то, что принудительный контакт обводненного материала осуществляется посредством бросания частиц обрабатываемого материала с большой скоростью (12-20 м/с) перпендикулярно и под некоторым углом (за счет рассеивания частиц материала) к липкому покрытию, что ведет к отрыву слабо закрепившихся на липком покрытии частиц полезного компонента под воздействием инерционных сил.

Придание вертикальных вибраций липкому покрытию усиливает возможность инерционных сил, приводящих к отрыву слабо закрепившихся на липком покрытии частиц полезного компонента и сносу их водным потоком в хвостовой продукт.

Недостатком известного способа липкостной сепарации [2] следует отметить и то, что при насыщении жировой мази минеральными частицами и шламами пустой породы снижается ее адгезионная активность и механическая прочность. В результате этого происходит от ленты вместе с прилипшими к ней частицами полезного компонента и снос их в хвостовой продукт. Это влияние усиливается еще и тем, что липкое покрытие наносится на слабогидрофобную поверхность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ липкостной сепарации, реализованный в устройстве липкостном сепараторе [3] включающий нанесение липкого покрытия на поверхность вращающегося барабана, охлаждение липкого покрытия водой, принудительное контактирование обводненного зернистого материала с липким покрытием прижимными валиками, удаление частиц пустой породы и отделение прилипших частиц полезного компонента от липкого покрытия.

Недостатком известного способа [3] является отсутствие в нем ряда последовательных операций, позволяющих непрерывно обновлять липкое покрытие и предотвращать его насыщение твердыми частицами и шламами пустой породы, а также прочно закреплять липкое покрытие в виде полимолекулярного слоя на рабочем органе.

Целью изобретения является повышение эффективности и ускорение процесса липкостной сепарации за счет упорядочения движения материала в зоне сепарации и улучшения условий контактирования частиц обрабатываемого материала с липким покрытием.

Цель достигается тем, что в способе липкостной сепарации, включающем нанесение разогретого липкого покрытия на поверхность рабочего органа, охлаждение липкого покрытия водой, принудительное контактирование обводненного зернистого материала с липким покрытием, удаление частиц пустой породы и отделение прилипших частиц полезного компонента от липкого покрытия, нанесение липкого покрытия производят в его расплавленном состоянии полимолекулярным слоем на движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа, а затем охлаждают водой при непосредственном контакте липкого покрытия с частицами обрабатываемого материала, при этом скорость движения гидрофобной поверхности рабочего органа принимают равной скорости движения частиц обрабатываемого материала при монослойном его расположении в зоне контакта с липким покрытием, а принудительное контактирование частиц обрабатываемого материала с липким покрытием осуществляют при монослойном их прокатывании между двух соприкасающихся между собой эластичных поверхностей рабочего органа с липким покрытием при непрерывном смещении этих поверхностей друг относительно друга. Нанесение липкого покрытия в расплавленном его состоянии полимолекулярным слоем на движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа производят аэрозольным напылением, например, посредством форсунок при подаче горячего воздуха или острого пара.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Эффективность процесса липкостной сепарации и его производительность во многом зависят от условий контактирования частиц обогащаемого материала с липким покрытием. Для высокой эффективности и производительности необходимо обеспечить также условия, чтобы любая и каждая частица обогащаемого материала, какую бы форму она не имела, приобретала возможность наилучшим образом соприкоснуться с липким покрытием и наилучшим образом получить при этом достаточный импульс для своего прочного прилипания к липкому покрытию, если поверхность этой частицы достаточно гидрофобна или гидрофобизирована. Липкое покрытие, в свою очередь, не должно терять своей адгезионной активности с течением времени, что достижимо при его непрерывном обновлении без остановки технологического процесса. При этом для снижения удельного расхода жировой мази и общего ее количества, участвующего в процессе липкостной сепарации, целесообразно иметь тонкий полимолекулярный слой этой мази, наносимый на поверхность рабочего органа, имеющего эластичную гидрофобную основу. Более тонкого полимолекулярного слоя липкого покрытия можно достигнуть, если наносить его на гидрофобную основу рабочего органа в расплавленном дисперсном виде с последующим охлаждением водой в момент контакта частиц обогащаемого материала с липким покрытием. Для исключения влияния инерционных сил, противодействующих адгезионным силам, целесообразно контакт частиц обогащаемого материала с липким покрытием производить без участия инерционных сил. В то же время для получения высокой производительности процесса липкостной сепарации при монослойном расположении частиц обогащаемого материала в зоне сепарации необходимо перемещать материал с наибольшей скоростью. Такие условия возможно обеспечить при равной скорости движения частиц обогащаемого материала и скорости движения поверхности рабочего органа с липким покрытием. Для увеличения производительности процесса липкостной сепарации целесообразно, чтобы поверхность рабочего органа с липким покрытием соприкасалась с монослойно расположенными частицами обогащаемого материала с обеих сторон монослоя. При этом для повышения эффективности процесса липкостной сепарации целесообразно, чтобы каждая частица обогащаемого материала при контакте с липким покрытием имела возможность повернуться к нему своей наибольшей гранью для лучшего прилипания к липкому покрытию. Это возможно, когда в зоне контакта частиц с липким покрытием путем двустороннего обжимания монослоя частиц обогащаемого материала поверхностями рабочего органа с липким покрытием движение поверхности рабочего органа с липким покрытием, соприкасающейся с одной стороны монослоя, будет иметь постоянную разницу в скорости по отношению к липкой поверхности рабочего органа, соприкасающейся с частицами материала с другой стороны этого монослоя.

П р и м е р. Способ липкостной сепарации реализуется в липкостном сепараторе, в котором контакт частиц обогащаемого материала алмазосодержащего материала с липким покрытием обеспечивается при монослойном их прокатывании во влажном состоянии между двух соприкасающихся эластичных поверхностей рабочего органа с липким покрытием при непрерывном смещении этих поверхностей друг относительно друга. Такими поверхностями являются цилиндрические поверхности двух барабанов, прижатых по образующей друг к другу и вращающихся при разности в окружных скоростях соприкасающихся поверхностей, равной 0,5-1,0% Обогащаемый материал подается по линии прижатия барабанов друг к другу. Частота вращения барабанов принимается из расчет монослойного расположения частиц материала в зоне контакта с липким покрытием (по принципу непрерывности потока). Упругие деформации эластичных поверхностей рабочего органа обеспечивают при этом качественный контакт частиц обогащаемого материала с липким покрытием. При монослойном прокатывании частиц обогащаемого материала в зоне контакта с липким покрытием кристаллы алмазов повертываются к липкому покрытию наибольшей своей гранью, что обеспечивает их прочное прилипание к липкому покрытию.

Прилипшие к липкому покрытию алмазы удаляются с поверхности барабанов за счет центробежных сил и механически вращающимися щетками, установленными под каждым из барабанов и соприкасающимися с поверхностью рабочего органа в нижней его части. Снятые алмазы и сопутствующие им минералы выгружаются из аппарата по самостоятельным течкам раздельно от хвостового продукта.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет упорядочения движения материала в зоне сепарации и улучшения условий контактирования частиц с липким покрытием повысить эффективность и ускорить процесс липкостной сепарации.

Использование: в области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения гидрофобных и гидрофобизированных частиц, например алмазов. Способ включает нанесение разогретого липкого покрытия на поверхность рабочего органа, охлаждение липкого покрытия водой, принудительное контактирование обводенного зернистого материала с липким покрытием, удаление частиц пустой породы и отделение прилипших частиц полезного компонента от липкого покрытия. Нанесение липкого покрытия производят в его расплавленном состоянии полимолекулярным слоем на быстро движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа. Затем охлаждают водой при непосредственном контакте липкого покрытия с частицами обрабатываемого материала. Скорость движения гидрофобной поверхности рабочего органа принимают равной или близкой скорости движения частиц обрабатываемого материала при монослойном его расположении в зоне контакта с липким покрытием. Принудительное контактирование частиц обрабатываемого материала с липким покрытием осуществляют при монослойном их прокатывании между двух соприкасающихся между собой эластичных поверхностей рабочего органа с липким покрытием при незначительном непрерывном смещении этих поверхностей друг относительно друга. Нанесение липкого покрытия в расплавленном его состоянии полимолекулярным слоем на быстро движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа производят аэрозольным напылением, например, посредством форсунок при подаче горячего воздуха или острого пара. 1 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ЛИПКОСТНОЙ СЕПАРАЦИИ, включающий нанесение липкого покрытия на поверхность рабочего органа, охлаждение липкого покрытия водой, принудительное контактирование обводненного монослойно расположенного зернистого материала с липким покрытием, удаление частиц пустой породы и отделение прилипших частиц полезного компонента от липкого покрытия, отличающийся тем, что нанесение липкого покрытия производят в его расплавленном состоянии полимолекулярным слоем на движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа, а затем охлаждают водой при непосредственном контакте липкого покрытия с частицами обрабатываемого материала, при этом скорость движения гидрофобной поверхности рабочего органа принимают равной скорости движения частиц обрабатываемого материала в зоне контакта с липким покрытием, а принудительное контактирование частиц обрабатываемого материала с липким покрытием, осуществляют при их прокатывании между двух соприкасающихся эластичных поверхностей рабочего органа с липким покрытием при непрерывном смещении этих поверхностей одна относительно другой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение липкого покрытия в расплавленном его состоянии полимолекулярным слоем на движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа производят аэрозольным напылением, например, посредством форсунок при подаче горячего воздуха или острого пара.