КОНЦЕНТРАТОР ТЯЖЕЛЫХ МИНЕРАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B03B5/36 

Изобретение относится к гравитационному обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения золота, тяжелых минералов из сырья с низким их содержанием.

Известна отсадочная машина для обогащения руд, включающая корпус, состоящий из надрешетного и подрешетного отделений, решето, расположенное в корпусе, подвижной конус для создания пульсации, приспособления для загрузки исходного материала и разгрузки легкой и тяжелой фракций [1]
Однако данное устройство не позволяет достичь высокой степени концентрации тяжелой фракции, так как псевдожижение слоя материала на решете достигается только гидродинамическим воздействием на материал, что при прочих равных условиях приводит к более интенсивной флуктуации частиц и соответственно к увеличению взаимозасорения фракций, кроме того, даже частичная разгрузка тяжелой фракции через решето не обеспечивает высокой ее концентрации, особенно при низком содержании в исходном классе.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является отсадочная машина для обогащения руд, включающая корпус, приспособление для пульсации рабочей среды, выполненное из двух частей, установленных под углом одна к другой, приспособления для загрузки исходного материала и разгрузки легкой и тяжелой фракции [2]
Однако данное устройство также не позволяет повысить степень концентрации тяжелых фракций, особенно при низком их содержании в исходном из-за разгрузки через решето, исключающем возможность формирования псевдоожижения слоя тяжелой фракции (естественной "постели", выполняющей в псевоожиженном состоянии роль тяжелой среды) и периодической (по мере накопления) разгрузки этой фракции.

Основная задача изобретения заключается в создании устройства, позволяющего повысить степень концентрации и соответственно качество концентратов за счет уменьшения взаимозасорения фракций и возможности накопления сколь угодно малого числа зерен тяжелой фракции в бесконечно уменьшающемся объеме рабочего пространства решета при создании условий периодической разгрузки тяжелой фракции.

Для решения поставленной задачи зявляемое устройство "концентратор тяжелых минералов" содержит следующую совокупность существенных признаков: корпус, установленный с возможностью вибрации, решето, приспособления для загрузки исходного материала и разгрузки легкой и тяжелой фракции, причем решето выполнено конической формы и состоит из концентрично расположенных дисков, собранных с зазором между собой в пакеты, установленные в отсеках, изолированных друг от друга и снабженных индивидуальными трубопроводами с кранами, регулирующими давление подводимой среды, вершина конусной поверхности решета сопряжена с патрубком для разгрузки тяжелой фракции. Решето состоит из дисков с внутренними и внешними плавно уменьшающимися к вершине конуса, а зазоры между дисками в каждом пакете увеличиваются к вершине конуса. Приспособление для разгрузки тяжелой фракции снабжено запирающим устройством, установленным с возможностью вертикального перемещения для периодической разгрузки тяжелой фракции. Выполнение решета из дисков, собранных с зазором между собой в пакеты, установленные в изолированных отсеках корпуса, позволяет подавать дифференцировано напор среды для равномерного псевдосжижения "слоя" взвеси различной толщины (из-за конической формы надрешетного отделения). Дифференцированный напор среды достигается тем, что отсеки герметизированы и снабжены индивидуальными регулировочными кранами, и диски в пакетах собраны с увеличивающимся между ними зазором. К вершине конуса, т.е. с увеличением толщины слоя материала, уменьшается гидродинамическое сопротивление решета в пределах каждого пакета. Установление конического решета вершиной вниз позволяет концентрировать сколь угодно малое количество частиц тяжелого минерала в вершине конуса в объеме рабочего пространства надрешетного отделения, пропорциональном объему этих частиц.

По отношению к прототипу предлагаемое устройство содержит следующие отличительные признаки: решето выполнено конической формы и состоит из концентрично установленных дисков, собранных с зазором между собой в пакеты, которые размещены в изолированных друг от друга отсеках, снабженных индивидуальными трубопроводами с кранами, регулирующими напор рабочей среды, а вершина конусной поверхности решета сопряжена с патрубком для разгрузки тяжелой фракции, причем последний снабжен запирающим устройством, установленным с возможностью вертикального перемещения для периодической разгрузки тяжелой фракции. Диски решета выполнены с внутренними и внешними диаметрами, плавно уменьшающимися к вершине конуса и собраны в пакеты, установленные на ребра жидкости в отсеках.

Таким образом, величина отличительных признаков позволяет:
осуществить процесс с противоточным движение фракций, что, при прочих равных условиях, снижает вероятность взаимозасорения фракций;
создать условия высокой концентрации частиц тяжелой фракции в вершине конуса практически независимо от их содержания в исходном;
накапливать "слой" тяжелых фракций в вершине конуса и непрерывно самоочищать его посредством псевдоожижения в соответствии с "тяжелосредной" и "потенциальной" гипотезами отсадки;
Периодически разгружать часть "слоя" тяжелых фракций по мере его накопления;
поддерживать равномерное псевдоожижение вибрирующего "слоя" материала различной толщины посредством дифференцированного регулирования подвода рабочей среды (воды или воздуха).

На чертеже приведен общий вид концентратора, продольный разрез.

Концентратор тяжелых минералов состоит и цилиндрического корпуса 1 с размещенной в нем рабочей конической поверхностью-решетом 2, выполненным из концентрично установленных дисков 3, собранных с зазором между собой в пакеты 4, установленные в отсеках 5, изолированных друг от друга перегородками 6. Отсеки 5 снабжены индивидуальными трубопроводами 7 с кранами 8, регулирующими давление подводимой рабочей среды. Диски 3 в пакетах 4 опираются на ребра (угольники) 9.

Приспособление для разгрузки тяжелой фракции выполнено из патрубка 10, сопряженного с вершиной конического решета 2 и снабжено запирающим устройством 11, установленным с возможностью вертикального перемещения посредством винта 12. Концентратор снабжен кольцевым желобом 13 для разгрузки легкой фракции и приспособлением для подвода исходного материала 14. Корпус концентратора закреплен на раме 15 прижимными тягами 16 и установлен с возможностью вибрации от электродвигателя 17 посредством эксцентрично установленного стакана 18.

Концентратор работает следующим образом.

В кольцевые отсеки 5 по трубопроводам 7 подается подрешетная вода, включается электродвигатель 17 и затем по загрузочному устройству 14 подается исходный материал в сухом виде или в виде пульпы при сравнительно небольшом отношении Ж: Т (разжижении). Материал псевдоожижается и расслаивается по плотности частиц. Верхний слой, постепенно освобождаясь от частиц более высокой плотности, стекает в кольцевой желоб 13 приспособление для разгрузки легкой фракции. Сравнительно плотные частицы, опускаясь в нижние слои, достигают решета 2 и под действием тангенциальной составляющей гравитационной силы скатываются по нему в вершину конуса решета 2, где образуют "слой" частиц повышенной плотности. Последний, находясь в псевдоожиженном состоянии, самоочищается от случайных частиц легкой фракции и по мере накопления периодически разгружается через сопряженный с вершиной конуса 2 патрубок 10, путем подъема запирающего устройства 11 посредством вращения винта 12. После разгрузки тяжелой фракции запирающее устройство 11 возвращается в исходное положение и процесс продолжается.

Сравнительные испытания проводились на галените крупностью 1 0 мм при содержании его в исходном 1,2% после предварительной оптимизации параметров лабораторного концентратора с диаметром корпуса 300 мм и устройства по прототипу.

Вибрационное ускорение решет и удельная нагрузка сравниваемых устройств приняты идентичными и равными соответственно 52 л/с² и 1,1 т/ч•м². Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

По данным таблицы концентратор в сравнении с прототипом при примерно равном извлечении галенита позволяет увеличить его концентрацию в 8,5 раза.

На искусственной смеси (кварц-порошок железа) этой же крупности при содержании металла в исходной смеси 0,8% на лабораторном концентраторе получен за одну стадию обогащения концентрат с содержанием металла 92% при извлечении 83,7%

Использование: гравитационное обогащение полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения золота, тяжелых минералов из сырья с низким их содержанием. Сущность изобретения: концентратор включает корпус, установленный с возможностью вибрации, приспособления для загрузки исходного материала и разгрузки легкой и тяжелой фракции. В корпусе установлено решето конической формы, состоящее из концентрично расположенных дисков, собранных с зазором между собой в пакеты, которые установлены в изолированные отсеки корпуса. Отсеки имеют индивидуальные трубопроводы с кранами, регулирующими давление подаваемой рабочей среды в каждом отсеке. Приспособление для разгрузки тяжелой фракции выполнено в виде патрубка, сопряженного с вершиной конической поверхности решета и снабжено запирающим устройством, установленным с возможностью вертикального перемещения для периодической разгрузки тяжелой фракции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1. Концентратор тяжелых минералов, включающий корпус, решето, приспособления для загрузки исходного материала и разгрузки легкой и тяжелой фракций, отличающийся тем, что корпус установлен с возможностью вибраций, а решето выполнено конической формы и состоит из концентрично расположенных дисков, собранных с зазором между собой в пакеты, установленные в изолированных друг от друга отсеках корпуса, причем вершина конического решета сопряжена с патрубком для разгрузки тяжелой фракции. 2. Концентратор по п. 1, отличающийся тем, что решето состоит из дисков с внутренними и внешними диаметрами, плавно уменьшающимися к вершине конуса. 3. Концентратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что диски решета в каждом пакете собраны с зазорами, увеличивающимися в направлении к вершине конуса. 4. Концентратор по пп.1 3, отличающийся тем, что приспособление для разгрузки тяжелой фракции снабжено запирающим устройством, установленным с возможностью вертикального перемещения для периодической разгрузки тяжелой фракции.