УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВ И ЧАСТИЦ ИЗ СУСПЕНЗИЙ И РАСТВОРОВ Российский патент 1997 года по МПК B03C7/06 

Изобретение относится к области техники и технологии для извлечения частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий) и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), окислов большинства металлов, белковых веществ и т.д. для разделения заряженных частиц, для очистки воды.

После переработки горных пород в отвалах и хвостах остается некоторое количество драгоценных металлов, в основном в мелких фракциях. Существующие способы и устройства для обогащения золотосодержащих руд недостаточно эффективны для максимального извлечения золота из отвалов и россыпных месторождений, содержащих мало золота.

Известно решение для обогащения полезных ископаемых (1), сущность которого состоит в том, что золотосодержащую породу измельчают и классифицируют на слив и пески. Эффективность обогащения повышается за счет того, что измельчение производят в роторно-пульсационном аппарате гидроударного действия. Пески классификации крупностью более гранитной направляют на доизмельчение также в роторно-пульсационный аппарат.

Недостатком такого устройства является то, что оно не предусматривает извлечение мельчайших частиц.

Известна установка обезметалливания золотосодержащих растворов, содержащая цементатор в виде корпуса с патрубками ввода и вывода раствора и чередующимися слоями металла-цементатора, которая для повышения качества золотого осадка дополнительно содержит слои инертного материала, перфорированные пластины, фиксированно установленные в верхней и нижней частях корпуса.

Слои металла-цементатора и инертного материала чередуются и сжаты в пакет перфорированными пластинами, а инертный слой выполнен из углеродного материала, например графитизированного ватина (2).

Эта установка способствует обезметалливанию растворов, но не решает проблемы извлечения мельчайших частиц золота.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство (3), включающее корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения.

Однако это устройство предназначено только для очистки от частиц и не позволяет осуществлять разделение (сортировку) частиц. При обработке жидких сред имеются значительные потери энергии за счет электролиза и низкая производительность.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства разделение (сортировку) частиц и повышение эффективности извлечения частиц и мелких фракций из суспензий и растворов, а также понижения энергопотребления.

Это достигается тем, что установка для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов, включающая корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения, согласно изобретению, снабжена дополнительным цилиндрическим барабаном, установленным неподвижно внутри барабанов, концентрично им, при этом внутренний барабан выполнен металлическим, средний и наружный барабаны выполнены из диэлектрика, корпус выполнен с каналом для выхода извлеченного материала, над которым установлен скребок, а электроды выполнены стержневыми и расположены в стенках среднего барабана по его образующим на части его поверхности, расположенной от оси входного отверстия корпуса до кромки канала до выхода извлеченного материала, причем источник напряжения расположен внутри металлического барабана.

Особенностью установки является то, что электростатическое поле в рабочей зоне установки у поверхности наружного барабана создается за счет краевых эффектов стержневых электродов. При этом имеется градиент поля с увеличением интенсивности к поверхности барабана. Поэтому металлические частицы притягиваются к поверхности наружного барабана за счет сил Кулона, действующих в одном направлении на индуцированные заряды в частицах.

Так как используется постоянное электростатическое поле, потенциальная энергия конденсатора, образованного стержневыми электродами и внутренним барабаном, затраты электрической энергии по линии высокого напряжения определяются малыми токами утечки.

Основные затраты электрической энергии определяются приводом вращения с постоянной скоростью внешнего барабана. Поэтому установка характеризуется малым потреблением электрической энергии.

На фиг. 1 изображена конструкция установки в разрезе перпендикулярно оси вращения барабана; на фиг. 2 конструкция установки в разрезе по оси вращения барабана.

Установка содержит установленные в корпусе 1, на осях 2 и 3, концентрично один в другом цилиндрические барабаны. Внутренний металлический барабан 4 и средний барабан 5 из диэлектрика закреплены в корпусе 1 неподвижно. Наружный барабан 6, выполненный также из диэлектрика, соединен с приводом 7 для его вращения. В стенках барабана 5 по его образующей на части окружности расположены стержневые электроды 8, а сам барабан закреплен в корпусе таким образом, что электроды 8 расположены от оси входного отверстия 9 загрузочного бункера 10 до кромки 11 канала 12 для выхода извлеченного материала. Внутри корпуса 1 над каналом 12 расположен скребок 13 для очистки поверхности барабана 6. В нижней части корпуса 1 выполнены сливные отверстия для слива воды 14 и выхода суспензии (раствора) 15. В стенке корпуса 1 имеются отверстия 16 для залива воды. В полости металлического барабана 4 помещен источник напряжения 17, к которому подключены стержневые электроды 8 и который так же, как и привод 7, подключен в сеть.

Установка работает следующим образом.

Исходный материал (мокрый песок, суспензия, раствор) посредством загрузочного бункера 10 наносится на вращающийся барабан из диэлектрика 6. Под действием электростатического поля электродов 8 соответствующего знака частицы металла с индуцированным зарядом притягиваются к поверхности барабана, а на частицы другого знака действует отталкивающая сила. Частицы, на которые не действуют силы притяжения, при повороте барабана 6 оседают с последующим удалением через канал для выхода 15. Удерживаемые электростатическими силами частицы далее выходят из области действия поля электродов 8 и снимаются скребком 13, затем выходят через канал 12. Электрическое поле создается высоким постоянным напряжением источника напряжения 17, который одним полюсом подключен к металлическому цилиндру 4, другим к электродам 8. Электрическое поле создается за счет краевого эффекта вокруг электродов 8. Вращение барабана из диэлектрика 6 обеспечивается приводом 6. Уровень жидкости в корпусе поддерживается за счет сливного канала 14 и с помощью заливного отверстия 16.

Повышение эффективности извлечения мельчайших частиц (золота) обусловлено использованием градиентного электростатического поля, которое отталкивает частицы противоположного знака, что позволяет осуществить разделение материалов. За счет использования краевого эффекта близко расположенных изолированных электродов создается высокая напряженность поля 10 10 В/м. При этом минимальный размер не ограничен в сравнении с гравитационными методами или фильтрующими средствами по размерам. Извлекаемый материал выделяется с малым количеством воды. Малое потребление электрической энергии обусловлено сочетанием постоянного электростатического поля для отделения и удержания частиц и механического их извлечения с помощью вращающегося барабана за пределы действия поля. Установка характеризуется высокой безопасностью, так как все электроды изолированы.

Промышленная применимость: добыча драгоценных металлов, очистка каолина, очистка и обеззараживание воды, разделение материалов.

Использование: техника и технология для извлечения частиц из дисперсных систем и может быть использовано для добычи золота и металлов и их окислов, для извлечения белковых веществ, для очистки и обеззараживания воды. Сущность изобретения: установка для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов, содержащая стержневые изолированные электроды, соединенные с источником напряжения и размещенные в корпусе, в котором выполнены входные и сливные отверстия. Установка снабжена тремя установленными в корпусе концентрично один в другом цилиндрическими барабанами, два из которых внутренний металлический и средний из диэлектрика закреплены неподвижно, а наружный из диэлектрика - с возможностью вращения. Стержневые электроды расположены в стенках неподвижного диэлектрического барабана по его образующей на части окружности. Сам барабан установлен в корпусе таким образом, что электроды расположены от оси входного отверстия до кромки канала для выхода извлеченного материала, над которым установлен скребок. Источник напряжения расположен внутри металлического барабана. 2 ил.

Установка для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов, включающая корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой наружный установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения, отличающаяся тем, что снабжена дополнительным цилиндрическим барабаном, установленным неподвижно внутри барабанов, концентрично им, при этом внутренний барабан выполнен металлическим, средний и наружный барабаны выполнены из диэлектрика, корпус выполнен с каналом для выхода извлеченного материала, над которым установлен скребок, а электроды выполнены стержневыми и расположены в стенках среднего барабана по его образующим на части его поверхности, расположенной от оси входного отверстия корпуса до кромки канала для выхода извлеченного материала, причем источник напряжения расположен внутри металлического барабана.