ГРАВИТАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК B03B5/32 

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих цветные, благородные и редкие металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле.

Известен аппарат для разделения смесей зернистых материалов, включающий конусообразную чашу с нарифлениями на внутренней поверхности, питающее и разгрузочное приспособления, разгоняющий диск, а также сопла для подачи воды и разгрузочное приспособление для тяжелой фракции (RU 2049561, B 03 B 5/32 - аналог).

К недостаткам аппарата относится невозможность создания переменных центробежных сил, а также невозможность подачи питания в строгом соотношении твердого к жидкому.

Известен гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевые желоба на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением (RU 2087200 C1, 20.08.97, B 03 B 5/32 - прототип).

К недостаткам этого концентратора относится то, что в нем изменяется по высоте как центробежная сила, так и скорость восходящих потоков, что приводит к резкому изменению условий концентрации тяжелых минералов по высоте чаши, а также невозможность регулирования плотности исходной пульпы.

Техническая задача изобретения - повышение извлечения ценных компонентов в концентрат преимущественно за счет самых тонких классов и качества готового продукта путем эффективного регулирования параметров разделения, упрощения наладки отдельных узлов, в частности узла подачи питания.

Более высокие технические показатели достигаются тем, что гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевыми желобами на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением, по предлагаемому изобретению промывная вода подается под давлением в разных направлениях относительно вращения центрифуги, а для регулирования подачи исходного материала в строгом соотношении твердого к жидкому узел подачи пульпы снабжен подающим шнеком, перемешивающими дисками и соплами для впрыскивания воды.

У предлагаемого аппарата центрифуга имеет вертикальную боковую поверхность, а не наклонную, как в аппарате - прототипе.

Кольцевые желоба имеют форму усеченного конуса с шириной, равной 0,125 радиуса центрифуги, и глубиной 0,72 от ширины желоба. Указанные размеры желобов и вертикальная боковая поверхность центрифуги обеспечивают наиболее благоприятное течение восходящих водяных потоков.

Промывная вода под давлением подается внутрь каждого желоба, поочередно в разных направлениях, в самый нижний - по ходу вращения центрифуги, во второй снизу - против вращения и т. д.

Поэтому желоб, в котором подача воды направлена по ходу вращения, выполняет роль "разгоняющего" желоба, а тот, в котором вода подается "против" вращения, выполняет роль "промывочного".

Подача воды внутрь желобов осуществляется следующим способом.

Четыре водопроводящих трубы, расположенные на противоположных концах по окружности центрифуги и проходящие вдоль ее боковой поверхности, снабженные соплами для создания сильных направленных струй, обеспечивают эффективное вымывание легких компонентов из желобов или разгоняющее действие разделяемой смеси, в зависимости от того, в каком направлении происходит подача воды.

Для промывки разделяемой смеси сопла направлены под углом 30^o по касательной окружности центрифуги против вращения центрифуги. Для совершения разгоняющего действия сопла направлены под углом 30^o по касательной окружности центрифуги по направлению вращения.

При вращении центрифуги с рабочей скоростью 420 об/мин частицы движутся со скоростью 11 м/сек, а струя воды, выходящая из сопла, в зависимости от давления (1,0-2,0 ати) имеет скорость 100 м/сек и более. Таким образом разделяемый материал, попадая в "разгоняющий" желоб, подвергается воздействию значительно больших по величине центробежных сил, что способствует улавливанию особенно мелких частиц ценных компонентов. При этом для создания больших центробежных сил не требуется увеличения мощности двигателя и укрепления опорной системы центрифуги. Когда же разделяемый материал попадает в "промывочный" желоб, он эффективно перемешивается сильными водяными струями, направленными против движения частиц. В результате тяжелые частицы остаются в желобе, а легкие выносятся общим потоком из центрифуги. Давление воды в трубах "промывочного" желоба составляют 0,5-1,0 ати. Диаметр отверстий в соплах, создающих напорные струи, равняется 2,0-2,5 мм.

В центробежных аппаратах происходят значительные колебания соотношения твердого к жидкому в исходном материале, которое изменяется от 1:3 до 1:20 и более. Учитывая также и промывную воду, в аппаратах часто создается переизбыток воды, что отрицательно сказывается на процессе гравитационного обогащения. Переизбыток воды создает внутри аппарата излишне мощный поток пульпы, который часто выносит вместе с легкой фракцией как наиболее мелкие частицы тяжелых минералов, так и самые крупные, что в результате приводит к невосполнимым потерям.

Предлагаемый узел подачи пульпы позволяет регулировать соотношение твердого к жидкому в строгом соотношении. Также он позволяет подавать в аппарат кроме пульпы различной плотности и сухой сыпучий материал, который смачивается внутри узла подачи пульпы водой, подаваемой соплами, и попадает внутрь аппарата уже в виде пульпы.

В результате обеспечивается равномерность питания аппарата и стабильность процесса гравитационного обогащения, что позволяет повысить извлечение ценных компонентов.

На чертеже изображен общий вид гравитационного аппарата.

Гравитационный аппарат включает вращающуюся центрифугу 1 с кольцевыми желобами 2, опорную систему 3, раму 4, водоподводящие трубы 5 с соплами 6, разгоняющий вращающийся диск 7, разгрузочное приспособление для вывода легкой фракции 8, разгрузочное приспособление для вывода тяжелой фракции, выполненное в виде пустотелого вала 9. Корпус 10 узла подачи пульпы со шнеком 11 и перемешивающими дисками 12 и соплами для подачи воды 13.

Гравитационный аппарат работает следующим образом.

Устанавливается необходимое давление в водоподводящих трубах 5 и вода начинает через сопла 6 подаваться внутрь желобов 2. Центрифуга 1 и разгоняющий диск 7 приводятся во вращение электродвигателем до скорости 420 об/мин.

После набора центрифугой рабочей скорости вращения с задержкой в 10 сек приводится во вращение шнек 11 и одновременно открывается гидрозатвор, подающий воду в сопла 13 узла подачи пульпы 10. Обогащаемый продукт в виде пульпы подается на разгоняющий диск 7. Под действием центробежных сил, создаваемых вращением диска, пульпа разгоняется и отбрасывается к кольцевым желобам 2. Попадая на боковую поверхность центрифуги, обогащаемый продукт поочередно проходит "разгоняющий" желоб, в котором получает дополнительное ускорение и соответственно подвергается более эффективному разделению по плотности минеральных частиц, и "промывочный" желоб, в котором происходит вымывание легких частиц.

В результате указанных поочередных операций тяжелые частицы улавливаются в глубине кольцевых желобов 2, а легкие частицы вместе с водой поднимаются вверх и выходят через разгрузочное приспособление 8. Время накопления составляет от 3 минут до 9 часов и зависит от содержания ценных компонентов в исходном продукте.

После завершения накопления подача питания в центрифугу прекращается, для чего шнек 11 останавливается, подача воды через сопла 13 прекращается. Одновременно прекращается работа двигателя, приводящего во вращение центрифугу. Центрифуга начинает тормозиться и подаваемая соплами 6 вода вымывает тяжелые частицы из желобов 2. Через разгрузочное приспособление 9 происходит разгрузка тяжелой фракции.

Пример.

Исследования проводились в промышленном масштабе на Балахчинской обогатительной фабрике (республика Хакасия). Обогащение проводилось на золотосодержащей руде, содержащей 2 г/т золота. Руда измельчалась до крупности 66% кл. -0,074 мм и подавалась на обогащение в центробежные аппараты. Испытания проводились как на аппарате - прототипе, так и на предлагаемом аппарате.

Как видно из данных, приведенных в таблице, за счет значительного повышения интенсивности процесса обогащения в предлагаемом аппарате удается повысить извлечение ценных компонентов на 21,9% при одновременном повышении качества концентрата на 14,2%.

Продолжительность разгрузки составляет 30-60 секунд. Далее начинается новый цикл накопления. Гравитационный аппарат работает в непрерывном автоматическом режиме с чередованием циклов накопления и разгрузки. Для наладки необходимых технологических показателей предусмотрена работа аппарата в ручном режиме.

Заявляемый гравитационный аппарат обеспечивает надежную и эффективную работу при производительности (по твердой массе) до 15 т/час.

За счет значительного повышения интенсивности процесса обогащения и воздействия на разделяемый материал переменных по величине и направлению центробежных сил улучшается качество разделения. Удается повысить извлечение полезных минералов с одновременным повышением качества концентрата.

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих цветные, благородные и редкие металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле. Предложенный аппарат включает центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевые желоба на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением в разных направлениях относительно вращения центрифуги, для регулирования подачи исходного материала в строгом соотношении твердого к жидкому узел подачи пульпы снабжен подающим шнеком, перемешивающими дисками и соплами для впрыскивания воды. За счет значительного повышения интенсивности процесса обогащения и воздействия на разделяемый материал переменных по величине и направлению центробежных сил улучшается качество разделения. Удается повысить извлечение полезных минералов, особенно тонких классов, с одновременным повышением качества концентрата. 1 табл. 1 ил.

Гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевые желоба на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением, отличающийся тем, что промывную воду подают под давлением в разных направлениях относительно вращения центрифуги, для регулирования подачи исходного материала в строгом соотношении твердого к жидкому узел подачи пульпы снабжен подающим шнеком, перемешивающими дисками и соплами для впрыскивания воды.