МЕХАНИЧЕСКИЙ ЛОТКОВЫЙ ШЛЮЗ И СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МИНЕРАЛОВ И МЕТАЛЛОВ Российский патент 2000 года по МПК B03B7/00 B03B5/70 

Механический лотковый шлюз обогащения тяжелых минералов и металлов относится к способам и устройствам для выделения в концентрат тонкодисперсных частичек с созданием подвижной тяжелой среды.

Известен способ для сортировки, в частности руд минералов в виде пульпы, заявка PCT 87/03827, B 03 B 5/04; 5/72. В соответствии со способом, в частности для обогащения песчаного материала, содержащего золото, материал подают на движущуюся вперед плоскую профилированную поверхность. Во время транспортировки материала по поверхности к нему непрерывно прикладывают усилия, вызывающие пульсирующее движение в направлении движения подстилающей поверхности. Одновременно предусматривают подачу воды под углом 90 град. к направлению движения подстилающей поверхности. При этом материал находится под воздействием составляющей силы тяжести, направленной под углом к направлению движения поверхности, которая создается в результате наклона подстилающей поверхности или ее вращения по круговой траектории. После длительной обработки на подстилающей поверхности концентрат снимают или сбрасывают. Установка для отделения полезных ископаемых от пульпы, в частности для обработки золотоносного песка, содержит перемещающуюся плоскую профилированную платформу, на которую поступает материал и которая осуществляется его перемещение. В процессе перемещения материал непрерывно подвергается действию вибрации, которая обуславливает его пульсирующее движение, главным образом, в направлении перемещения основания. Одновременно перпендикулярно направлению перемещения основания подается поток воды. При этом на материал действует сила тяжести, направленная под углом к направлению платформы. Последняя также подвергается наклону или вращению. После некоторого времени пребывания материала на столе полученный таким образом концентрат удаляется или сбрасывается.

Этот способ является наиболее близким аналогом заявляемому способу и имеет следующие общие признаки: перемещение разделяемого материала по наклонной платформе, установленной с возможностью колебательных движений, воздействие на перемещаемый разделяемый материал инерционными силами и силой тяжести, воздействие на разделяемый материал потоком воды, придание платформе движения по круговой траектории, разделение под воздействием внешних сил на подстилающей поверхности, периодическое сбрасывание концентрата.

Недостаток: нет снижения общей скорости потока, невозможность отделения тонкодисперсных частиц на профилированной поверхности, так как они остаются подвижными от сдергивающего воздействия.

Известно устройство для разделения немагнитных материалов по плотности, авт. св. 1371707, B 03 B 5/70. Внутри корпуса устройства соосно ему размещена центральная труба с установленным над ней колпаком из немагнитного материала. В зоне верхней части трубы корпус охватывается кольцевым электромагнитом. В полости корпуса на уровне электромагнита подвешена рабочая среда из ферромагнитного материала. Сердечник электромагнита выполнен в виде замкнутого магнитопровода. Противолежащие пары обмоток присоединены к выполненному в виде пар токосъемников приспособлению для создания вращающегося переменного магнитного поля. Токосъемники установлены между электромагнитом и источником постоянного тока и поочередно питаются от источников через вращающийся двухполюсный коллектор. Исходный материал падает на колпак и попадает в рабочую среду, находящуюся под воздействием вращающегося переменного поля в псевдотекучем состоянии. Частицы тяжелой фракции проходят через слой рабочей среды и выпадают в осадок. Частицы легкой фракции, попадая в рабочую среду, всплывают и скатываются в трубу.

Общие признаки: движущаяся рабочая среда вокруг центральной трубы в псевдотекучем состоянии с возможностью вращения по всем степеням свободы.

Недостаток: нет собственного движения устройства по круговой траектории.

Известен струйный концентратор, авт. св. 1604482, B 03 B 5/70. Изобретение относится к гравитационному обогащению руд в тонком слое пульпы.

Цель изобретения - повышение эффективности обогащения. Для этого внутри неподвижной рамы концентратора установлены суживающиеся наклонные желоба, отсекатели продуктов, питающие и разгрузочные приспособления. На раме в подшипниках установлен приводной вал. Каждый желоб посредством кривошипно-шатунных механизмов связан с приводным валом, а в верхней части - посредством амортизаторов с рамой. Установлены желоба на расположенных под их разгрузочной частью шарнирах с вертикальной осью. Вал побуждает желоба совершать поворотные колебания вокруг осей шарниров. Совместное действие гидродинамических сил от потока материала и инерционных сил от поворотных вибраций обеспечивает улучшение условий разрыхления слоя частиц над поверхностью желоба, интенсификацию вытеснения легких частиц породы в верхние слои потока и вовлечение в обогащение тонких частиц ценного компонента.

Общие признаки: каскад желобов с разрыхленным улавливающим слоем, привод.

Недостаток: нет принудительного отбора частиц.

Известен камерный концентратор, патент РФ 2044571, B 03 B 5/70, включающий приемный бункер, лоток-распределитель в виде открытого желоба с люками в днище, под которыми расположены камеры обогащения с разгрузочными отверстиями, установленными с зазором к днищу и разделяющими их на два отсека, один из которых перекрыт решетом, перегородками и днищем овальной формы с уклоном в сторону разгрузки, отличающийся тем, что он снабжен установленным в торцевой стенке головной части лотка-распределителя патрубком водоподгонки, установленными над люками трубами нисходящего водоорошения, сообщенного с нижней частью отсека обогащения не перекрытого решетом патрубком восходящего водопотока, контрольным шлюзом и приводом качания, при этом перегородки в камерах обогащения выполнены вертикальными, днище лотка распределителя покрыто линолиумом, решета выполнены с разными размерами ячеек, разгрузочные отверстия в днищах камер обогащения выполнены с запорными приспособлениями. Концентратор отличается тем, что снабжен шарнирными стержневыми подвесками лотка распределителя с регулируемым резьбовым приспособлением.

Этот аналог является наиболее близким техническим решением и имеет следующие общие признаки: наклонную платформу с рабочей поверхностью из каскада камер обогащения с разгрузочными отверстиями, сито, перекрывающее камеры обогащения, с уклоном в сторону разгрузки, магистраль водоподгонки, трубы нисходящего водоорошения, патрубки для создания восходящего потока, подвеску наклонной платформы с регулированием угла наклона.

Недостаток: нет вращения тяжелой среды в камере обогащения для принудительного отбора тонких частиц.

Способ и устройство для обогащения тяжелых минералов и металлов "Механический лотковый шлюз" в отличии от известных технических решений позволяют с достаточной эффективностью отбирать тонкие частицы без сдергивания их основной более подвижной массой разделяемого материала.

Технический результат: создание направленного движения тонких частиц через взвешенную тяжелую фракцию для образования концентрата при условии их большей удельной плотности или большего момента инерции.

Способ обогащения тяжелых минералов и металлов включает перемещение разделяемого материала по наклонной платформе, установленной с возможностью колебательных движений, воздействие на перемещаемый разделяемый материал инерционными силами и силой тяжести, воздействие на разделяемый материал потоком воды, приданием платформе движения по круговой траектории, разделение под воздействием внешних сил на подстилающей поверхности, периодическое сбрасывание концентрата.

Особенность заключается в том, что разделяемый материал перемещают по наклонной платформе, состоящей из составных промывочных лотков, разделяемый материал разгоняют на наклонной поверхности каждого составного лотка и снижают общую скорость потока пульпы в углублении каждого составного лотка, внешнее воздействие накладывают со стороны подвижной рабочей поверхности платформы, подвешенной на четырех тросах, на перемещаемый материал воздействуют в каждом составном лотке как силой тяжести, так и силой всплытия, на разделяемый материал воздействуют в каждом составном лотке потоком воды с получением взвешенной тяжелой фракции с равномерно распределенной восходящей жидкой фазой по всему объему составного лотка, взвешенную тяжелую фракцию раскручивают тангенциальным подводом воды между соосными цилиндрическими поверхностями, тяжелую фракцию поддерживают во взвешенном состоянии на конической подстилающей поверхности круговым движением платформы.

Устройство для обогащения тяжелых минералов и металлов содержит наклонную платформу с рабочей поверхностью из каскада камер обогащения с разгрузочными отверстиями, сито, перекрывающее камеры обогащения с уклоном в сторону разгрузки, магистраль водоподгонки, трубы нисходящего водоорошения, патрубок для создания восходящего потока в каждой камере обогащения, подвеску наклонной платформы с регулированием угла наклона, привод движения.

Особенность заключается в том, что наклонная платформа установлена с возможностью движения по круговой траектории, рабочая поверхность каждой камеры обогащения выполнена в виде составного комбинированного лотка, состоящего из четырех плоских поверхностей, образующих углубление между длинной и короткой плоскими поверхностями, и двух боковых поверхностей, с образующими лоток плоскими поверхностями сопряжена коническая поверхность, опирающаяся на цилиндрическую поверхность с плоским днищем, на котором соосно установлен цилиндр с коническим рассекателем, каждая камера обогащения имеет патрубок подвода воды, установленный тангенциально в цилиндрической части камеры обогащения для раскручивания тяжелой фракции между цилиндрическими поверхностями камеры обогащения и подведенный сверху по ходу движения, подвеска наклонной платформы имеет вид четырех тросов, привод движения имеет вид дисбаланса, установленного с возможностью вращения и закрепленного под днищем наклонной платформы, или вид эксцентрикового механизма.

Особенность заключается в том, что привод движения имеет возможность регулировки амплитуды и частоты колебаний подбором дисбаланса и числа оборотов электродвигателя.

На фиг. 1 изображен продольный разрез механического лоткового шлюза, на котором показана платформа, подвеска, схема подвода воды, схема отвода хвостов, схема сбора концентрата, расположение камер обогащения в виде составных комбинированных лотков, закрепленных на платформе.

На фиг. 2 изображен вид сверху рабочей поверхности платформы механического лоткового шлюза, показывающий компановку составных комбинированных лотков.

На фиг. 3 показан поперечный разрез механического лоткового шлюза и привода.

На фиг. 4 показана схема подвода раскручивающей воды, схема подачи восходящего потока в патрубок для сброса концентрата.

Фиг. 5 показан разрез механического лоткового шлюза, показывающий размещение патрубков для раскручивающей воды и размещение патрубка для сброса концентрата.

Приняты следующие обозначения: 1 - сито; 2 - трос; 3 - основание для подвески платформы лоткового шлюза; 4 - канавка самородкоулавливателя; 5 - короб лоткового шлюза; 6 - платформа; 7 - привод; 8 - поперечный швеллер; 9 - камера обогащения в виде комбинированного составного лотка; 10 - магистраль для регулируемой подачи транспортной воды; 11 - трубы нисходящего водоорошения; 12 - желоб для сброса крупной фракции; 13 - отверстие слива отработанной пульпы в виде легкой фракции; 14 - шарнир; 15 - длинная плоскость лотка; 16 - короткая плоскость лотка; 17 - боковая плоскость лотка; 18 - магистраль для подвода воды и создания вращающегося потока; 19 - магистраль для подвода воды и создания восходящего потока; 20 - внутренняя коническая поверхность; 21 - внутренняя цилиндрическая поверхность; 22 - наружная цилиндрическая поверхность; 23 - патрубок подвода раскручивающей воды; 24 - патрубок подвода восходящего потока; 25 - патрубок для сброса концентрата; 26 - днище платформы: 27 - дисбаланс; 28 - шкив; 29 - емкость для сбора концентрата; 30 - патрубок сполоска.

Пример. Исходный материал в виде пульпы поступает на сито 1 (фиг. 1), вмонтированное в верхней части наклонной платформы 6 и исполняющее функцию грохота, размывается подачей воды из форсунок магистрали для подачи транспортной воды 10 и нависающих моющих форсунок трубы нисходящего водоорошения 11. Наклонная платформа 6 (фиг. 1) имеет подвеску в виде четырех тросов 2, закрепленных на сварном основании для подвески 3 наклонной платформы 6 лоткового шлюза. Подвеска обеспечивает необходимый наклон плоской платформы. Наклонная платформа имеет коробчатую конструкцию стенок 5, которые являются отбойниками и поддерживающими элементами для всех узлов. Рабочая поверхность платформы выполнена в виде составных комбинированных лотков 9, выполняющих роль камер обогащения и установленных на поперечных швеллерах 8 наклонной платформы 6. Наклонная платформа снабжена инерционным приводом 7, закрепленным на днище платформы 26. Привод 7 (фиг. 3) выполнен в виде дисбаланса 27, вал которого приводится во вращение от шкива 28 передачи трением. Камера обогащения в виде составного комбинированного лотка 9 состоит из четырех плоских поверхностей, образующих углубление между длинной поверхностью 15 и короткой плоской поверхностью 16, и двух боковых поверхностей 17 (фиг. 2). С образующими лоток плоскими поверхностями сопряжена коническая поверхность 20, опирающаяся на внутреннюю цилиндрическую поверхность 21 (фиг. 3), внутри которой соосно расположена наружная цилиндрическая поверхность 22 цилиндра, закрытого коническим рассекателем и закрепленного на общем плоском днище. В придонную часть цилиндрической части лотка подведен сверху по ходу движения исходного материала патрубок подвода раскручивающей воды 23, расположенный тангенциально между внутренней цилиндрической поверхностью 21 и наружней цилиндрической поверхностью 22. Патрубок для сброса концентрата 25 установлен вертикально в днище и расположен перед патрубком для подачи раскручивающей воды 23 (фиг. 5). Патрубок для сброса концентрата 25 (фиг. 4) имеет патрубок для создания восходящего потока 24, расположенный сверху и по ходу. Концентрат поступает через шланг в емкость для сбора концентрата 29, имеющую патрубок сполоска 30 (фиг. 4). Амплитуда и чистота колебаний регулируется подбором дисбаланса или числом оборотов электродвигателя. Привод также может быть выполнен в виде эксцентрикового механизма, установленного неподвижно на основании подвески платформы 3 (фиг. 1).

Изобретение относится к способам и устройствам для выделения тонкодисперсных частичек с созданием подвижной тяжелой среды. В предложенном изобретении разделяемый материал перемещается по наклонной платформе, подвешенной на четырех тросах, состоящей из составных промывочных лотков, разделяемый материал разгоняют на наклонной поверхности каждого составного лотка и снижают общую скорость потока пульпы в углублении каждого составного лотка, на разделяемый материал воздействуют в каждом составном лотке потоком воды с получением взвешенной тяжелой фракции с равномерно распределенной восходящей жидкой фазой по всему объему составного лотка, взвешенную тяжелую фракцию раскручивают тангенциальным подводом воды между соосными цилиндрическими поверхностями, тяжелую фракцию поддерживают на конической подстилающей поверхности круговым движением платформы. Изобретение позволяет повысить эффективность отбора тонких частиц. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ обогащения тяжелых минералов и металлов, включающий перемещение разделяемого материала по наклонной платформе, установленной с возможностью колебательных движений, воздействие на перемещаемый разделяемый материал инерционными силами и силой тяжести, воздействие на разделяемый материал потоком воды, придание платформе движения по круговой траектории, разделение под воздействием внешних сил на подстилающей поверхности, периодическое сбрасывание концентрата, отличающийся тем, что разделяемый материал перемещают по наклонной платформе, состоящей из составных промывочных лотков, разделяемый материал разгоняют на наклонной поверхности каждого составного лотка и снижают общую скорость потока пульпы в углублении каждого составного лотка, внешнее воздействие накладывают со стороны подвижной рабочей поверхности платформы, подвешенной на четырех тросах, на перемещаемый материал воздействуют в каждом составном лотке как силой тяжести, так и силой всплытия, на разделяемый материал воздействуют в каждом составном лотке потоком воды с получением взвешенной тяжелой фракции с равномерно распределенной восходящей жидкой фазой по всему объему составного лотка, взвешенную тяжелую фракцию раскручивают тангенциальным подводом воды между соосными цилиндрическими поверхностями, тяжелую фракцию поддерживают во взвешенном состоянии на конической подстилающей поверхности круговым движением платформы. 2. Устройство для обогащения тяжелых минералов и металлов, содержащее наклонную платформу с рабочей поверхностью из каскада камер обогащения с разгрузочными отверстиями, сито, перекрывающее камеры обогащения с уклоном в сторону разгрузки, магистраль водоподгонки, трубы нисходящего водоорошения, патрубок для создания восходящего потока в каждой камере обогащения, подвеску наклонной платформы с регулированием угла наклона, привод движения, отличающееся тем, что наклонная платформа установлена с возможностью движения по круговой траектории, рабочая поверхность каждой камеры обогащения выполнена в виде составного комбинированного лотка, состоящего из четырех плоских поверхностей, образующих углубление между длинной и короткой плоскими поверхностями, и двух боковых поверхностей, с образующими лоток плоскими поверхностями сопряжена коническая поверхность, опирающаяся на цилиндрическую поверхность с плоским днищем, на котором соосно установлен цилиндр с коническим рассекателем, каждая камера обогащения имеет патрубок подвода воды, установленный тангенциально в цилиндрической части камеры обогащения для раскручивания тяжелой фракции между цилиндрическими поверхностями камеры обогащения и подведенный сверху по ходу движения, подвеска наклонной платформы имеет вид четырех тросов, привод движения имеет вид дисбаланса, установленного с возможностью вращения и закрепленного под днищем наклонной платформы, или вид эксцентрикового механизма. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что привод движения имеет возможность регулировки амплитуды и частоты колебаний подбором дисбаланса и числа оборотов электродвигателя.