ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2001 года по МПК B03B5/32 B04B11/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других тяжелых полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья.

Типовые центробежные сепараторы включают рабочую чашу со сливной кромкой и тем или иным количеством приемных полостей, устройство подвода пульпы, привод и магистрали для отвода частиц отсепарированных материалов, при этом одна магистраль служит для отвода концентрата, а другая - для отвода легкой фракции (Описания изобретений к патентам США N 5586965, НКл. 494/29, опубл. 24.12.96 г. и N 5368541, Нкл. 494/37, опубл. 29.11.94 г.).

Наличие на чашах сепараторов рубашек для подвода технологической воды значительно усложняет их конструкцию, хотя благодаря подаваемой воде обеспечивается достаточно качественное выделение концентрата из пульпы при условии однородности измельчения соответствующего сырья. При этом до конца не решается задача извлечения тонкого металла и металла в сростках. Кроме этого, в связи с тем что сепаратор настраивается на ограниченный диапазон крупности, технологический процесс переработки исходного сырья подразумевает его многокаскадную переочистку, что технологически и экономически не всегда целесообразно.

Известен центробежный сепаратор, включающий рабочую камеру с тремя сливными кромками, устройство подвода пульпы, привод и три магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, при этом каждая магистраль взаимодействует со своей сливной кромкой (Описание изобретения к патенту РФ N 2094122, В 03 В 5/32, опубл. БИ N 30 - 97 г.).

Стабильное качество концентрата на данном сепараторе можно получить лишь при достаточно большом относительном содержании свободного металла в составе исходного сырья. Однако этот сепаратор не решает проблему извлечения мелкого металла из-за высокой чувствительности к качеству подаваемой пульпы и, в первую очередь, к ее расходу и равномерной крупности.

Некоторых из перечисленных выше недостатков известных устройств лишен центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой, приемными полостями и каналами вывода частиц отсепарированных материалов, устройство подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, при этом магистрали гидравлически связаны с приемными камерами, расположенными на разных уровнях, и со сливной кромкой (Описание изобретения к патенту США N 5601524, НКл. 494/29, фиг. 7, опубл. 11.02.97 г.).

Данному сепаратору свойственны те же достоинства и недостатки, что и известным сепараторам, конструкции которых описаны в изобретениях по патентам США N 5586965 и N 5368541. Кроме того, присутствие шаров в кольцевых приемных полостях, несмотря на тщательное перемешивающее воздействие, тормозит пульпу, что в итоге снижает эффективность сепарации и не позволяет работать на больших угловых скоростях, обеспечивающих высокую производительность устройства.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому изобретению является центробежный сепаратор (Описание изобретения к патенту РФ N 2132234, В 03 В 5/32, В 04 В 3/06, опубл. 27.06.99. Бюл. N 18), содержащий рабочую камеру в виде набора из по меньшей мере двух жестко связанных между собой и установленных соосно чаш со сливными кромками, устройство для подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами.

Недостатками известного сепаратора являются его ограниченные технологические возможности, обусловленные способностью извлечения частиц в узком диапазоне плотности. Большой разброс плотности извлекаемых материалов (что характерно, например, для вновь разрабатываемых месторождений) требует многостадийной обработки исходного сырья, что снижает производительность устройства.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в упрощении конструкции центробежного сепаратора и расширении его технологических возможностей.

В результате решения поставленной задачи улучшится качество концентрата за счет извлечения частиц в широких диапазонах их размеров и плотности, при этом сепаратор будет отличаться простотой конструкции, надежностью в работе и высокой производительностью.

Для решения поставленной задачи в известном центробежном сепараторе, содержащем рабочую камеру в виде набора из, по меньшей мере, двух жестко связанных между собой и установленных соосно чаш со сливными кромками, устройство для подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода части отсепарированных материалов, обладающих различными физико- механическими свойствами, по меньшей мере, две чаши установлены одна в другой, причем каждая из чаш выполнена с приемными полостями, имеющими каналы для вывода частиц отсепарированных материалов, при этом каналы, по меньшей мере, одной внутренней чаши, расположенные на разных уровнях, выполнены с различной площадью поперечного сечения.

Кроме этого, между соседними чашами расположено устройство подвода отсепарированных материалов, выполненное в виде замкнутой по окружности перегородки и/или стенки и установленное с зазором, расположенным с нижней стороны наружной чаши.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид центробежного сепаратора.

Центробежный сепаратор содержит рабочую камеру 1 со сливной кромкой 2, приемными полостями 3 и 4 различной конструкции (изображены условно) и каналами 5 и 6 вывода частиц отсепарированных материалов, устройство 7 подвода пульпы, привод 8 и магистрали 9, 10 и 11 для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, при этом рабочая камера 1 выполнена в виде набора из по меньшей мере двух жестко связанных между собой и установленных соосно чаш 12 и 13. По меньшей мере две упомянутые чаши сепаратора установлены одна в другой, что является оптимальным вариантом исполнения сепаратора, при этом наружная чаша 13 имеет собственную сливную кромку 14. Тот же принцип построения сепаратора сохраняется и при другом количестве чаш.

Между соседними чашами, например 12 и 13, расположено устройство подвода отсепарированных материалов, выполненное в виде замкнутой по окружности наклонной перегородки 15 и/или наклонной стенки 16 и установленное с зазором, расположенным с нижней стороны наружной чаши 13, а каналы 5 и 6 вывода частиц отсепарированных материалов приемных полостей 3 и 4 по меньшей мере одной чаши, например, внутренней чаши 12, расположенные в разных уровнях, выполнены с различной площадью поперечного сечения.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

Подготовленная пульпа, содержащая в своем составе частицы благородных металлов или других тяжелых полезных минералов, поступает в устройство 7 подвода пульпы вращающейся рабочей камеры 1, откуда дополнительное ускорение от лопаток 17 поступает в рабочую камеру 1. За счет толщин слоя пульпы по длине чаши и центробежных сил пульпа ускоренно перемещается к сливной кромке 2. Тяжелые частицы металла или других минералов (концентрат) наиболее интенсивно оседают на внутреннюю стенку чаши 12, на которой выполнены приемные полости 3 и 4 (в том числе различной конструкции, например, кольцевые проточки 3 и конические полости 4 или другие). Эвакуация концентрата осуществляется через каналы 5 и 6.

На самом нижнем уровне приемных полостей (в данном случае в кольцевой проточке 3) предусмотрены каналы 5 с отверстиями достаточно большого поперечного сечения. Здесь выделяются наиболее крупные и тяжелые частицы, в том числе те, в составе которых содержится требуемый металл. Эти частицы вместе с водой выносятся наружу и по магистрали 9 поступают, например, на дополнительное измельчение и повторно в устройство 7 подвода пульпы.

В полостях 4 следующих уровней чаши 12 происходит улучшение качества концентрата, частицы которого, двигаясь в дальнейшем вдоль наклонных перегородки 15 и стенки 16, поступают в чашу 13, на стенке которой расположены свои приемные полости с требуемыми геометрическими характеристиками. Под действием тех же динамических процессов, что и в чаше 12, происходит дополнительное обогащение концентрата. Высококачественный концентрат поступает в магистраль 10 и отводится на дальнейшую переработку.

Легкая фракция из чаши 12 через сливную кромку 2 выводится в магистраль 11. Туда же поступает и легкая фракция из чаши 13, сливная кромка 14 которой обеспечивает ее беспрепятственный выход.

Следует отметить, что число чаш рабочей камеры 1, их расположение на оси (одна в другой, разнесенные вдоль или другие комбинации), конструкция приемных полостей и площади поперечных сечений каналов задаются заранее исходя из конкретных особенностей сырья и необходимой степени его очистки.

Особенностью конструкции сепаратора является то, что благодаря многостадийной обработке пульпы в магистраль 10 поступает высококачественный концентрат, который прошел последовательно через отверстия каналов 5 и 6 с различной площадью поперечного сечения. Это позволяет выделять в том числе и наиболее мелкие частицы металла, которые в других случаях не выделяются, уходя, как правило, в хвосты.

Использование изобретения расширяет технологические возможности сепараторов и увеличивает их производительность при сохранении относительной простоты конструкции.

Изобретение может использоваться для обогащения полезных ископаемых, например для выделения благородных металлов и других тяжелых полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья. Сепаратор содержит рабочую камеру, которая выполнена в виде набора из по меньшей мере двух жестко связанных между собой и установленных соосно чаш со сливными кромками, устройство подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, по меньшей мере, две чаши установлены одна в другой, причем каждая из чаш выполнена с приемными полостями, имеющими каналы для вывода частиц отсепарированных материалов, при этом каналы, по меньшей мере, одной внутренней чаши, расположенные на разных уровнях, выполнены с различной площадью поперечного сечения. Изобретение расширяет технологические возможности сепаратора и качество концентрата за счет извлечения частиц в широких диапазонах крупности и плотности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру в виде набора из, по меньшей мере, двух жестко связанных между собой и установленных соосно чаш со сливными кромками, устройство для подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две чаши установлены одна в другой, причем каждая из чаш выполнена с приемными полостями, имеющими каналы для вывода частиц отсепарированных материалов, при этом каналы, по меньшей мере, одной внутренней чаши, расположенные на разных уровнях, выполнены с различной площадью поперечного сечения. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что между соседними чашами расположено устройство подвода отсепарированных материалов, выполненное в виде замкнутой по окружности перегородки и/или стенки и установленное с зазором, расположенным с нижней стороны наружной чаши.