ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к устройствам для разделения зернистых смесей на фракции по плотности и может использоваться при обогащении руд, содержащих редкие и благородные металлы.

Известное устройство для разделения материала по плотности, включающее наклонную камеру, патрубок для подачи питания, патрубки для подвода разделительной среды (воды) и для разгрузки легкой и тяжелой фракции (H. Schubert, Aufbereitungfestev mineralischer Rohstoffe. B. II, Leipzig, 1986, S, 120 121).

Недостатком устройства является то, что оно не пригодно для разделения мелкого материала.

Известна конструкция гравитационного концентратора, выбранная в качестве прототипа (авт.св. N 1701382, кл. B 03 B 5/62, БИ N 78, 1991 г.) содержащего наклонную камеру разделения, патрубки для подачи питания и выводы концентрата и хвостов.

Недостатком известной конструкции является накопление большого количества материала в зонах с повышенной скоростью потока воды, в связи с чем частицы с меньшей плотностью попадают в фракции, содержащие тяжелые минералы, что снижает эффективность разделения.

Задачей изобретения является создание гидравлического классификатора, обеспечивающего разделение мелких зернистых материалов по плотности как с большим, так и с малым различием их плотностей.

Техническим результатом является повышение эффективности разделения материала за счет перечистки путем циркуляции его в зонах вихреобразования.

Этот технический результат достигается тем, что известный гидравлический концентратор, включающий наклонную камеру разделения, патрубки для подачи питания и вывода концентрата и хвостов, снабжен дополнительной камерой разделения, расположенной над наклонной камерой и соединенной с ней под углом 80 170^o, и сужающимися желобами, сопряженными с камерами разделения, в месте соединения последних установлен патрубок для подачи питания, при этом дополнительная камера разделения снабжена деформаторами, установленными под углом 30 50^o к ее оси, а наклонная камера выполнена с выступом, сужающим ее сечение, или деформаторами потоков, установленных под углом 30 -50^o к оси камеры. Выступ наклонной камеры расположен на расстоянии 1/3 ее длины от места соединения камер.

Сужающиеся желоба установлены каскадно таким образом, что разгрузка одного желоба служит питанием другого. Такое расположение сужающихся желобов позволяет при попадании тяжелой фракции в верхний продукт камер разделения выделить их в промежуточный продукт, который смешивается с исходным питанием и поступает на повторное разделение.

Расположение камер разделения под углом 80 170^o позволяет создать зоны вихреобразования, которые существенно сокращают потери тяжелой фракции, и тем самым увеличить эффективность.

Выполнение выступа, сужающим сечение камеры, на расстоянии 1/3 длины камеры от места их соединения способствует созданию зон вихреобразования, что повышает эффективность разделения материала.

Выполнение наклонной камеры с деформаторами потока, расположенными под углом β 30 50^o к оси камеры сокращают потери тяжелой фракции при разделении смеси с малым различием плотности.

На фиг. 1 представлен общий вид гидравлического концентратора с выступом в наклонной камере; на фиг. 2 то же, но с деформаторами потока в наклонной камере; на фиг. 3 -вид концентратора сбоку.

Гидравлический концентратор содержит наклонную 1 и дополнительную 2 камеры разделения (фиг. 1), расположенные одна над другой и соединенные под углом a 80 170^o. Патрубок 3 для подачи питания установлен в месте соединения камер. Наклонная камера 1 выполнена с выступом 4, сужающим сечение камеры и расположенным на расстоянии 1/3 ее длины от места соединения камер разделения.

Камера 2 разделения выполнена с плоскими деформаторами потока 5, установленными под углом b 30 50^o к оси камеры. Деформаторы потока 5 выполнены в виде пластин из листовой стали. С камерами разделения 1 и 2 сопряжены сужающиеся желоба 6 и 7, расположенные каскадно. Между наклонной камерой 1 и сужающим желобом 7 расположен патрубок 8 для вывода легкой фракции (хвостов) из сужающегося желоба 6. Тяжелая фракция (концентрат) выводится из наклонной камеры 1 через патрубок 9. Для деления продукта на фракции под желобом 7 установлен отсекатель 10.

Для эффективного разделения материала с малым различием плотностей наклонная камера 1 может быть выполнена постоянного сечения, но с плоскими деформаторами потока 5, установленными под углом b 30 50^o к оси камеры (фиг. 2).

Гидравлический концентратор работает следующим образом. Исходный материал, содержащий более и менее плотные частицы, подается по патрубку 3 для подачи питания, сталкивается с восходящим потоком воды, движущимся по наклонным камерам разделения 1 и 2.

Менее плотные частицы преимущественно извлекаются потоком вверх, а более плотные частицы опускаются вниз навстречу потоку. При этом более эффективному разделению частиц с большим различием в плотностях способствует создание зон вихреобразования, находящихся между выступом 4 наклонной камеры 1 разделения и местом соединения камер 1 и 2.

Более плотные частицы отбрасываются на периферию вихря и тем самым отделяются от менее плотных частиц. Более плотные частицы в виде тяжелой фракции разгружаются через патрубок 9 для вывода концентрата.

Частицы, попавшие в камеру разделения 2, попадая последовательно в зоны вихреобразования, создаваемые плоскими деформаторами потока 5, также деляться на менее плотные и более плотные частицы, образуя легкую и тяжелую фракции. Легкая фракция попадает на сужающийся желоб 6, а тяжелая фракция постепенно опускается в зону разделения в месте соединения камер разделения 1 и 2.

Легкая фракция, попав в сужающийся желоб 6, разгоняется под действием силы тяжести, течет в безнапорном режиме, причем по мере сужения желоба 6 глубина потока увеличивается. Это приводит к тому, что более плотные частицы, попавшие в легкую фракцию в камере разделения 2, оказывается в нижней части потока сужающегося желоба 6, образуя тяжелую фракцию, а основная масса более легких частиц, образуя легкую фракцию (хвосты), попадает в канал 8 для ее разгрузки. Более легкая фракция, поступающая из желоба 6, в желоб 7 делится на легкую и тяжелую фракции с помощью отсекателя 10, установленного под нижним сужающимся желобом 7, например, насосом возвращаются в патрубок 3.

Аналогичной является работа концентратора с изменением в камере 1 разделения, где более эффективному разделению частиц с меньшим различием плотности способствует образование микровихрей, создаваемых дефрорматорами потока 5, установленными в наклонной камере разделения 1.

Оптимальный угол соединения a наклонных камер разделения 1 и 2 составляет 80 170^o. При меньшем угле (менее 80^o) увеличиваются потери энергии потока. При большем угле (более 170^o) снижается степень извлечения. Уменьшение или увеличение расстояния (от сужения сечения до места соединения камер) резко снижает степень извлечения в результате возникновения неоптимальных условий перечистки материала. Оптимальное значение угла наклона b плоских деформаторов потока 5 находится в интервале 30 50^o к направлению потока. Уменьшение угла наклона деформаторов потоков (менее 30^o), равно как и увеличение его (более 50^o) ведет к образованию вихрей, размеры которых не способствуют качественному разделению.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом показало, что степень концентрации тяжелой фракции выше, а содержание тяжелых частиц ценных компонентов в легкой фракции, идущим в отвал,ниже.

Использование: изобретение относится к устройствам для разделения зернистых смесей на фракции по плотности и может использоваться при обогащении руд, содержащих редкие и благородные металлы. Сущность изобретения: гидравлический концентратор включает камеры разделения 1 и 2. Камера 2 снабжена деформаторами потока 5, расположенными под углом 30 - 50^o к ее оси. Камера 1 выполнена с выступом, сужающим ее сечение, на расстоянии 1/3 ее длины от места соединения камер. Это обеспечивает повышение эффективности разделения материала за счет перечистки путем циркуляции его в зонах вихреобразования. Для материала с малым различием плотностей наклонная камера 1 выполнена постоянного сечения с деформаторами потока 5, установленными под углом 30 - 50^o к ее оси. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлический концентратор, включающий наклонную камеру разделения, патрубки для подачи питания и вывода концентратора и хвостов, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной камерой разделения, расположенной над наклонной камерой и соединенной с ней под углом 80 170^o, и сужающимися желобами, сопряженными с камерами разделения, в месте соединения последних установлен патрубок для подачи питания, при этом дополнительная камера разделения снабжена деформаторами потока, установленными под углом 30 - 50^o к ее оси, а наклонная камера выполнена с выступом, сужающим ее сечение, или с деформаторами потока, установленными под углом 30 50^o к оси наклонной камеры. 2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что выступ наклонной камеры расположен на расстоянии 1/3 ее длины от места соединения камер. 3. Концентратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сужающиеся желоба установлены каскадно таким образом, что разгрузка одного служит питанием другого.