СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМООБОГАЩЕНИЯ СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ТЯЖЕЛЫЕ МИНЕРАЛЫ И МЕТАЛЛЫ Российский патент 1999 года по МПК B07B9/02 B03B4/02 

Изобретение относится к пневмообогащению полезных ископаемых и предназначено для переработки полезных ископаемых в концентрат методом отдувки в механически подвижном кипящем слое.

Известны следующие способы и устройства того же назначения:
1. Патент США N 5183161, кл. B 03 B 4/00, опубл. 1993 - Способ и установка для разделения гранулированной смеси на тяжелые и легкие фракции. Установка для отделения материалов от потока материалов с меньшей плотностью содержит наклонный воздухопроницаемый слой, имеющий верхний и нижний торцы, вибратор, сообщающий колебательные движения таким образом, что гранулы более тяжелого материала перемещаются в сторону верхнего торца стола, распределительное устройство, которое расположено над верхнем торцом стола и состоит из каскада лотков и плиты, направляющей гранулированную смесь к верхнему торцу стола, а также пневматическое устройство, которое пропускает сжатый воздух через стол вверх. При этом сжатый воздух перемещает гранулы более легкого материала к нижнему торцу стола. Верхний торец стола и распределительное устройство образуют зону разделения, в которой гранулы более тяжелого материала удаляются из потока гранулированной смеси. Пневматическое устройство подает воздух через большую часть поверхности стола, образуя зону разделения гранулированной смеси. Направляющая плита установлена над столом по всей его ширине и совершает колебательное движение вместе с лотками и столом. Направляемый вверх поток воздуха проходит между распределительным устройством и столом к нижнему торцу стола, образуя зону возврата гранул более легкого материала.

Общие признаки: наклонный воздухопроницаемый стол, вибратор сообщающий колебания, пневматическое устройство, которое пропускает воздух через большую часть стола, образуя зону разделения.

Недостатки: отсутствует взвешенное состояние исходного материала в воздушном потоке; низкая производительность установки; нет обогащения в тяжелой сухой среде; нет кругового движения стола.

2. Заявка ЕПВ N 0280127, кл. B 03 B 4/00, опубл. 1988 - Пневматический вибрационный сепаратор для сортировки гетерогенных сыпучих материалов. Многослойный перфорированный стол равномерно псевдоожижает обрабатываемый материал. Верхняя часть стола выполнена из тонкого перфорированного металлического листа, а нижняя часть из синтетической ткани. Центрирование стола и его жесткое крепление к боковым рамам обеспечивает равномерность перемещения. Два электрических вибратора генерируют однонаправленные колебания. Вибраторы взаимосвязаны жесткой трубчатой поперечной деталью, которая передает колебания рамам. Направление колебаний образует с плоскостью стола угол, который можно регулировать в зависимости от сортируемого материала. Направление колебаний может проходить через центр тяжести вибрационной секции установки. Опорная конструкция стола несет также фильтр-пылеуловитель. Приспособление между столом и фильтром улавливает захваченный воздухом материал.

Общие признаки: взаимосвязанные вибратором, возможность регулировки угла наклона, центрирование стола для равномерности перемещения.

Недостатки: при работе сепаратора происходит забивка ячеек синтетической ткани, что отрицательно влияет на равномерность пневмоожижения материала; нет кругового движения стола, способствующего равномерному перемещению взвешенной сухой фракции во всех направлениях в горизонтальной плоскости; нет накапливания естественной сухой тяжелой фракции, способствующей дополнительному разделению компонентов в тяжелой среде.

3. Заявка ФРГ N 3833197, кл. B 03 B 4/00, B 07 B 1/30, 1/42, опубл. 1990 - Двухступенчатое сортировочное устройство. Устройство для сортировки смесей штучных твердых материалов различной плотности, например смеси из угля и горной породы или смеси железной руды и руды благородных металлов, на легкий и тяжелый материал содержит открытый сверху вытянутый прямоугольный резервуар с пружинящей опорой, в которой обрабатываемый материал поступает на переднем конце, имеет переливное приспособление, по меньшей мере частично проницаемую для воздуха осадочную постель, а также по меньшей мере один генератор линейных колебаний, воздействующий на резервуар в направлении, перпендикулярном плоскости осадочной постели, при этом осадочная постель проходит от разгрузочного конца только на части длины резервуара. Перед свободным концом постели расположена наклонная в направлении загрузочного конца поперечная стенка, верхняя кромка которой находится ниже верхних кромок боковых стенок резервуара, а нижняя кромка образует вместе с постелью зазор. Сзади свободного конца постели расположена еще одна наклонная в сторону задней стенки поперечная стенка, нижняя кромка которой образует вместе со свободной кромкой постели зазор для выпуска тяжелого материала, который закрыт лопастным затвором. Верхняя кромка второй поперечной стенки прямо или косвенно примыкает к желобу для перелива легкого материала.

Общими признаками являются: наличие вытянутого прямоугольного резервуара с пружинящей опорой, переливное приспособление в виде порогов, проницаемая для воздуха осадочная постель, привод движения резервуара, позволяющий осадочной постели разделиться на слои.

Недостатки: нет равномерного распределения воздушного потока в осадочной постели; нет кругового движения резервуара.

4. Заявка PCT N 87/04950, кл. B 03 B 4/00, опубл. 1987 - Устройство сепарации частиц различной плотности. Сепарируемый материал поступает из трубки на вращающийся пористый диск. Через диск вверх подают воздух, обеспечивающий псевдоожижение частиц, которые приводятся воздухом во вращение. Частицы различной плотности сепарируются под действием центробежных сил и оседают на различных радиальных расстояниях от оси вращения. Отбор частиц различной плотности осуществляется отсасывающим патрубком. Диск имеет коническую форму и обеспечивает сепарацию частиц под действием совместно центробежной силы и силы тяжести. Частицы различной плотности могут быть отобраны в различных зонах по окружности наружной части диска.

Общими признаками являются: псевдоожижение частиц, которые приводятся воздухом во вращение, отделение частиц различной плотности под действием центробежных сил.

Недостаток: низкая производительность устройства, с увеличением производительности резко падает ее эффективность.

5. Патент США N 4804463, кл. B 03 B 4/00, 5/24. опубл. 1989. Гравитационный сепаратор для классификации дисперсного материала по массе частиц содержит наклонную площадку, по которой движется подлежащий разделению материал, и расположенный ниже площадки кожух, в котором формируется воздушный поток, направленный вверх через площадку. Кожух служит опорой для площадки, разделен по высоте перегородкой, в центре которой предусмотрено направляющее приспособление, выполненное в виде канала Вентури. Под перегородкой в кожухе имеется отверстие. Сепаратор снабжен приводным механизмом с эксцентричным валом, вращающимся вокруг вертикальной оси. Механизм обеспечивает колебательное движение площадки. Воздухонаправляющее приспособление состыковано с вентилятором, формирующим движение воздушной массы через площадку, при этом вал вентилятора ориентирован поперечно эксцентричному валу приводного механизма. Оба вала приводятся во вращение одним электродвигателем.

Общими признаками являются: наличие наклонной площадки, по которой движется подлежащий разделению материал; наличие приводного механизма с эксцентричным валом, вращающимся вокруг вертикальной оси для сообщения колебательного движения площадки; наличие приспособления, формирующего движение воздушной массы через площадку.

Недостаток: нет накапливания естественной сухой взвешенной тяжелой фракции, способствующей дополнительному улавливанию тяжелых ценных компонентов и снижающей вероятность их механического выноса.

6. Патент США N 4652362, кл. B 03 B 4/00, B 07 B 9/02, опубл. 1987 - Способ и установка для отделения тяжелых частиц. Установка для очистки содержит два наклонных вибрационных стола, расположенных один над другим по высоте в общем воздушном потоке и оборудованных общим приводом. Верхний стол, имеющий спускное устройство, используется для расслоения обрабатываемой массы, нижний стол - для отделения камешков. Около нижнего края верхнего стола расположена короткая зона, в которой помещается слой, обогащенный тяжелыми частицами, провалившимися вниз. Около короткой зоны смонтировано направляющее устройство для подачи частиц к средней части нижнего стола.

Этот способ является наиболее близким аналогом и содержит следующие признаки, сходные с признаками заявляемого технического решения: разделение исходного материала в процессе его движения от точки загрузки до точки выгрузки над наклонным столом, установленным с возможностью движения от привода, разделение подрешетного продукта с образованием концентрата.

Это устройство является наиболее близким аналогом и имеет следующие признаки, сходные с заявляемым техническим решением: наклонный стол, закрытый ситом, с приспособлением для разделения подрешетного продукта, приспособление для создания угла наклона стола, привод, приспособление для подачи воздуха через сито.

Недостаток: низкая эффективность извлечения мелкого класса тяжелых компонентов.

Преимуществом заявляемого способа и устройства перед известными является отбор тонких частиц тяжелых минералов и металлов при обогащении горной массы в процессе движения от исходной точки до точки выгрузки.

Технический результат: создание взвешенного состояния псевдоожиженного слоя для улавливания частичек тяжелых минералов и металлов.

Способ пневмообогащения сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы, включает разделение исходного материала в процессе его движения от точки загрузки до точки выгрузки над наклонным столом, установленным с возможностью движения от привода, разделение подрешетного продукта с образованием концентрата.

Особенность заключается в том, что рассеивают исходный материал на сите наклонного стола с образованием надрешетного слоя с последующим улавливанием самородков, отдувают тонкие частички с надрешетного продукта через сито посредством обдувочных форсунок, создают движение обогащаемой массы в каждой ячейке наклонного стола движением стола, подают сжатый воздух из трех раскручивающих форсунок снизу по закругленной образующей тела вращения ячейки для создания перепада разрежения, создают псевдоожиженный слой в обогатительной ячейке, разделяют подрешетный продукт с образованием концентрата путем вытеснения легких частичек через пересыпной порог на стыке ячеек.

Устройство для пневмообогащения сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы, включает наклонный стол, закрытый ситом, приспособление для разделения подрешетного продукта, приспособление для создания угла наклона стола, привод, приспособление для подачи воздуха через сито.

Особенность заключается в том, что наклонный стол, закрытый ситом, подвешен над подпружиненной стержневой подвеске с регулируемым резьбовым приспособлением для задания угла наклона и установлен с возможностью кругового движения на четырех карданных валах с регулируемым резьбовым приспособлением, привод имеет эксцентрик на приводном валу в виде планшайбы и тяги со сферическим подшипником на конце и приспособление для регулировки амплитуды кругового движения, приспособление для разделения подрешетного продукта имеет составные ячейки в виде тел вращения, закрепленные на наклонном столе и образующие на стыке пересыпные пороги, причем каждая ячейка имеет патрубок сброса концентрата и три раскручивающие форсунки для подачи сжатого воздуха, приспособление для подачи воздуха через сито выполнено в виде обдувочных форсунок.

На фиг. 1 изображен наклонный стол, закрытый ситом, подвешенный сверху и установленный с возможностью кругового движения на карданных валах, где:
поз. 1 - наклонный стол, закрытый ситом;
поз. 2 - шарнирная стержневая подвеска;
поз. 3 - регулируемое резьбовое приспособление;
поз. 4 - опора с устройством для регулировки усилия сжатия пружины;
поз. 5 - планшайба, закрепленная на приводном валу;
поз. 6 - тяга со сферическим подшипником на конце и с приспособлением для регулирования амплитуды кругового движения;
поз. 7 - карданный вал;
поз. 8 - ячейка наклонного стола в виде тела вращения;
поз. 9 - гребенка подвода сжатого воздуха;
поз. 10 - патрубок для сброса концентрата.

На фиг. 2 изображен вид сверху ячейки наклонного стола, где:
поз. 11 - полый конус рассекателя;
поз. 12 - отверстия в рассекателе под раскручивающие воздушные форсунки;
поз. 13 - внутренняя коническая поверхность ячейки.

На фиг. 3 показаны разрез наклонного стола, схема подвода и отвода исходного материала, схема подвода сжатого воздуха, схема вывода концентрата, схема отсоса пыли, расположение обдувочных форсунок.

На фиг. 4 показан поперечный разрез приспособления для создания движения воздушной массы.

На фиг. 5 показан вид сверху приспособления для создания воздушной массы без конуса рассекателя.

На фиг. 3-5 обозначено:
поз. 14 - сито;
поз. 15 - обдувочная форсунка;
поз. 16 - ловушка для самородков;
поз. 17 - желоб;
поз. 18 - раскручивающая форсунка;
поз. 19 - пылеотсос;
поз. 20 - пересыпной порог на стыке ячеек;
поз. 21 - плоское днище ячейки наклонного стола;
поз. 22 - образующая поверхности вращения ячейки.

Пример. Подают исходный материал на наклонный стол (поз. 1, фиг. 1), закрытый сверху ситом (поз. 14) и подвешенный сверху в четырех местах на шарнирной стержневой подвеске (поз. 2) с регулируемым резьбовым приспособлением (поз. 3) для задания угла наклона рабочих поверхностей наклонного стола. Возможна подвеска на тросах или на цепях. Сверху стержни подвески (поз. 2) крепятся к опоре с устройством для регулировки усилия сжатия пружины (поз. 4). Наклонному столу сообщается круговое движение от планшайбы, закрепленной на приводном валу (поз. 5) с закрепленной на ней тягой со сферическим подшипником на конце и с приспособлением для регулировки амплитуды кругового движения (поз. 6). В качестве привода возможно использовать дисбаланс в горизонтальной плоскости с частотой вращения от 0,5 до 5,0 с. Наклонный стол (поз. 1) установлен с возможностью совершения круговых движений на четырех карданных валах с регулируемым резьбовым приспособлением для задания угла наклона (поз. 3). Исходный материал подвергают рассеиванию и обдувке обдувочными форсунками (поз. 15, фиг. 3) в процессе его движения по ситу над ячейками наклонного стола в виде тел вращения (поз. 8). Формируют движение воздушной массы в обогатительной ячейке, для чего подают сжатый воздух через раскручивающие воздушные форсунки (поз. 18), расположенные на гребенке подвода сжатого воздуха (поз. 9). Разделяют провалившиеся вниз частички с образованием концентрата в ячейке наклонного стола в виде тела вращения (поз. 8). Сбрасывают осевшие более тяжелые частички через патрубок для сброса концентрата. На фиг. 2 показан вид сверху ячейки наклонного стола (поз. 8, фиг. 1). Провалившиеся вниз тяжелые частички раскручиваются в потоке воздуха, созданном тремя раскручивающими форсунками (поз. 18, фиг. 2), закрытыми полым конусом рассекателя (поз. 11), имеющим отверстия под раскручивающие воздушные форсунки (поз. 12). Выделяемые более тяжелые частички прижимаются к рабочей внутренней конической поверхности ячейки (поз. 13), где они образуют псевдоожиженный подвижный слой, который способствует процессу обогащения в тяжелой взвешенной сухой среде с вытеснением легкой фракции через пересыпной порог на стыке ячеек (поз. 20), где легкие частички попадают под струю от обдувочных форсунок (поз. 15). Перед точкой разгрузки надрешетного продукта (поз. 17) расположена ловушка для самородков (поз. 16). Сверху установлен пылеотсос (поз. 19). На фиг. 4 показано размещение раскручивающих форсунок (поз. 18), закрытых рассекателем в виде полого конуса (поз. 11, 12), c отверстиями под раскручивающие форсунки. На фиг. 5 показано направление струи, задающееся раскручивающими форсунками (поз. 18) параллельно плоскому днищу ячейки наклонного стола (поз. 21) относительно образующей поверхности вращения ячейки (поз. 22) с плавным сопряжением с конусной внутренней поверхностью и образованием обратного наклона и с плавным сопряжением с плоским дном с образованием расширения.

Способ и устройство для пневмообогащения сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы, относятся к области обогащения и предназначены для переработки полезных ископаемых методом отдувки в механически подвижном кипящем слое. Исходный материал разделяют в процессе его движения от точки загрузки до точки выгрузки над наклонным столом, установленным с возможностью движения от привода рассеивают исходный материал на сите наклонного стола с образованием надрешетного слоя с последующим улавливанием самородков, отдувают тонкие частички с надрешетного продукта через сито посредством обдувочных форсунок, создают движение обогащаемой массы в каждой ячейке в виде тела вращения наклонного стола движением стола. Подают сжатый воздух из трех раскручивающих форсунок снизу по закругленной образующей тела вращения ячейки для создания перепада разрежения, создают псевдоожиженный слой в каждой ячейке, разделяют подрешетный продукт с образованием концентрата путем вытеснения легких частичек через пересыпной порог на стыке ячеек. Наклонный стол подвешен сверху на подпружиненных стержнях с регулируемым резьбовым приспособлением для задания угла наклона и установлен с возможностью кругового движения на четырех карданных валах с регулируемым резьбовым приспособлением на каждом, приводной механизм имеет эксцентрик в виде планшайбы и тяги со сферическим подшипником на конце и с приспособлением для регулирования амплитуды кругового движения. Изобретение повышает эффективность извлечения полезных ископаемых. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ пневмообогащения сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы, включающий разделение исходного материала в процессе его движения от точки загрузки до точки выгрузки над наклонным столом, установленным с возможностью движения от привода, разделение подрешетного продукта с образованием концентрата, отличающийся тем, что рассеивают исходный материал на сите наклонного стола с образованием надрешетного слоя с последующим улавливанием самородков, отдувают тонкие частички с надрешетного продукта через сито посредством обдувочных форсунок, создают движение обогащаемой массы в каждой ячейке наклонного стола движением стола, подают сжатый воздух из трех раскручивающих форсунок снизу по закругленной образующей тела вращения ячейки для создания перепада разрежения, создают псевдоожиженный слой в каждой ячейке, разделяют подрешетный продукт с образованием концентрата путем вытеснения легких частичек через пересыпной порог на стыке ячеек. 2. Устройство для пневмообогащения сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы, включающее наклонный стол, закрытый ситом, приспособление для разделения подрешетного продукта, приспособление для создания угла наклона стола, привод, приспособление для подачи воздуха через сито, отличающееся тем, что наклонный стол, закрытый ситом, подвешен на подпружиненной стержневой подвеске с регулируемым резьбовым приспособлением для задания угла наклона и установлен с возможностью кругового движения на четырех карданных валах с регулируемым резьбовым приспособлением, привод имеет эксцентрик на приводном валу в виде планшайбы и тяги со сферическим подшипником на конце и с приспособлением для регулировки амплитуды кругового движения, приспособление для разделения подрешетного продукта имеет составные ячейки в виде тел вращения, закрепленные на наклонном столе и образующие на стыке пересыпные пороги, причем каждая ячейка имеет патрубок сброса концентрата и три раскручивающие форсунки для подачи сжатого воздуха, приспособление для подачи воздуха через сито выполнено в виде обдувочных форсунок.