ТРЕХФАЗНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦЕННЫХ И ТОКСИЧНЫХ МИНЕРАЛОВ Российский патент 2001 года по МПК B03B5/66 B03B5/32 

Изобретение относится к обогащению россыпей и руд на завершающих стадиях разделения концентрата, содержащего ценные минеральные частицы высокой плотности и минеральные частицы средней плотности с токсичными элементами; из сырья с преобладанием средней тяжелой фракции различных форм и большой разности в плотности разделяемых фракций.

Известны установки, принцип разделения в которых основан на увеличении гидродинамических параметров разделяемых частиц за счет центробежных сил [1, 2, 3, 4, 5, 6].

Эти установки осуществляют разделение концентрата на две и более фракций. Большинство из них позволяют осуществлять многофракционное разделение не за один цикл обработки. Кроме того, они имеют ряд технологических недостатков, не позволяющих использовать их при непрерывных циклах работы на крупных приисках и ГОКах, имеющих драги и несколько промприборов.

Известен центробежный сепаратор УЦК-26-800, имеющий корпус, камеру разделения с поверхностью осаждения тяжелых частиц, емкость для сбора концентрата, привод, систему дополнительной подачи воды [7].

Данный сепаратор позволяет осуществлять непрерывное ведение технологического процесса с автоматизированными загрузочной и разгрузочной операциями. Однако разделение в цикле осуществляется на две фракции.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков и достигаемому результату при его использовании является концентратор трехфазный одноплоскостной, содержащий привод, камеру разделения с поверхностью осаждения тяжелых частиц, имеющую отсек для частиц средней плотности и отсек для частиц низкой плотности с переливным порогом, выполненным концентрично стенкам камеры разделения [8].

Недостатком этой установки являются большие нагрузки на передаточные механизмы, ограничивающие пропускную способность, производительность и качество извлечения минералов средней плотности с токсичными элементами.

Цель изобретения - повышение эффективности извлечения ценного компонента на завершающих стадиях обогащения и снижение техногенного воздействия на среду путем выделения минералов средней плотности с токсичными элементами.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном концентраторе для выделения ценных и токсичных минералов, содержащем привод, камеру разделения с поверхностью осаждения тяжелых частиц, имеющую отсек для частиц средней плотности и отсек для частиц низкой плотности с переливным порогом, выполненным концентрично стенкам камеры разделения, привод, посредством периодически сопрягающегося с помощью муфты винтового соединения, связан с возбудителем центробежного действия, установленным под углом к горизонтальной плоскости камеры разделения, перпендикулярно поверхности осаждения тяжелых частиц и снабженным радиусными лопастями с двухсторонними вращающимися крыльчатками, при этом поверхность осаждения частиц средней плотности выполнена концентрично стенкам камеры разделения и установлена под углом к поверхности осаждения тяжелых частиц, под поверхностью осаждения частиц низкой плотности, а система дополнительной подачи воды расположена над поверхностью осаждения тяжелых частиц.

За счет винтового, периодически сопрягаемого муфтой соединения и ориентации возбудителя центробежного действия под углом к горизонтальной плоскости камеры разделения, перпендикулярно поверхности осаждения тяжелых частиц, обеспечиваются геометрически - зона разделения и физический процесс разделения. Создаются для тяжелых частиц физико-механические параметры воздействия центробежного (для отделения из зоны частиц средней и низкой плотности), и гравитационного типа - для осаждения тяжелых частиц определенно ориентированных к своей поверхности. Периодическое турбулентное воздействие элементов возбудителя центробежного действия на частицы средней и низкой плотности создает благоприятные реологические параметры среды (вязкость, сопротивление), снижает влияние крупности, увеличивает влияние различия плотности частиц и стабилизирует скорости осаждения частиц.

На чертежах представлен трехфазный концентратор для выделения ценных и токсичных минералов.

На фиг. 1 - общий вид концентратора без передней стенки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг. 3 - вид сбоку на радиусные лопасти и двухсторонние вращающиеся крыльчатки.

Трехфазный концентратор содержит привод 1, камеру разделения 2 с поверхностью осаждения тяжелых частиц 3 и отсеком для тяжелых частиц 4; содержит выполненную концентрично стенкам 5 камеры разделения 2 поверхность осаждения частиц средней плотности 6. Поверхность осаждения частиц средней плотности 6 установлена под углом 7 к поверхности осаждения тяжелых частиц 3, под поверхностью осаждения частиц низкой плотности 8 и сопрягается с отсеком для частиц средней плотности 9. Поверхность осаждения частиц низкой плотности 8 сопрягается с выполненным концентрично стенкам 5 камеры разделения 2 переливным порогом 10 отсека для частиц низкой плотности 11.

Привод 1 посредством периодически сопрягающегося с помощью муфты 12 винтового соединения 13 связан с возбудителем центробежного действия 14.

Возбудитель центробежного действия 14 установлен под углом 15 к горизонтальной плоскости 16 камеры разделения 2, перпендикулярно 17 поверхности осаждения тяжелых частиц 3 и снабжен радиусными лопастями 18 с двухсторонними вращающимися крыльчатками 19. Винтовое соединение 13 состоит из винта 20, жестко связанного со штоком 21 гидроцилиндра 22 и втулки 23, жестко соединенной с возбудителем центробежного действия 14 и установленной в подшипниковом узле 24, с возможностью свободного вращения при периодическом сопряжении своей внутренней винтовой поверхностью 25 с винтом 20.

Камера разделения 2 снабжена системой дополнительной подачи воды 26, расположенной над поверхностью осаждения тяжелых частиц 3, и отверстиями 27, 28, 29 для удаления фракций концентрата.

Возбудитель центробежного действия 14 нижним концом 30 зафиксирован в отверстии 31 уголка 32.

Работа трехфазного концентратора осуществляется следующим образом.

После включения муфты 12 внутренняя винтовая поверхность 25 втулки 23 входит во взаимодействие с винтом 20. Включается гидроцилиндр 22 привода 1. Шток 21, жестко соединенный с винтом 20, начинает передвигать его из верхнего положения вниз. Одетая с помощью муфты 12 на винт 20 втулка 23 начинает свободно вращаться в подшипниковом узле 24 и вращать возбудитель центробежного действия 14.

Осуществляется подача концентрата над возбудителем центробежного действия 14. Создается система среды, подобная тяжелой суспензии, переходящая в однородное состояние за счет радиусных лопастей 18 и двухсторонних вращающихся крыльчаток 19 возбудителя центробежного действия 14. Частицы среды распределяются по радиусам концентрации над поверхностью осаждения частиц средней плотности 6, установленной под углом 7 к поверхности осаждения тяжелых частиц 3 под поверхностью осаждения частиц низкой плотности 8, и - над последней.

Тяжелые частицы концентрата, ориентированные в зоне над поверхностью осаждения тяжелых частиц 3, в условиях стесненного падения, начинают выходить из зоны действия скоростей сдвига при крайнем нижнем положении винта 20, включении муфты 12 и разъединении винтового соединения 13. Винт 20 свободно перемещается вверх в крайнее положение. Возбудитель центробежного действия 14 останавливается.

Тяжелые частицы ориентируются под действием гравитационных сил в спокойной среде, обеспеченной положением возбудителя центробежного действия 14 под углом 15 к горизонтальной плоскости 16 камеры разделения 2 и перпендикулярно 17 поверхности осаждения тяжелых частиц 3.

Тяжелые частицы опускаются на поверхность осаждения тяжелых частиц 3 и попадают в отсек для тяжелых частиц 4. Частицы средней плотности осаждаются на выполненную концентрично стенкам 5 камеры разделения 2 и установленную под углом 7 поверхность осаждения частиц средней плотности 6 и попадают в отсек для частиц средней плотности 9. Установленная над поверхностью осаждения частиц средней плотности 6 поверхность осаждения частиц низкой плотности 8 ориентирует частицы низкой плотности к переливному порогу 10 отсека для частиц низкой плотности 11, т.к. переливной порог 10 выполнен концентрично стенкам 5 камеры разделения 2.

Через систему дополнительной подачи воды 26 осуществляется регулировка плотности среды с учетом качества выходящего концентрата. Удаление разделенных фракций осуществляется через отверстия 27, 28, 29.

Трехфазный концентратор позволяет более качественно осуществить разделение концентрата на три фракции по плотности за один цикл при подаче материала непрерывно и разгрузке - по мере получения выделившихся фракций, автоматически. Выделение токсичных минералов в отдельную фракцию упорядочит процесс утилизации или дальнейшей переработки минералов до окончательного обезвреживания.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент Р N 95101711, A1, ТОО Маловнедренческое предприятие "ЦЕНТР", 20.12.96. B 03 B 5/32.

2. Патент RU 2033268 C1 (Восточный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов), 20.04.95, B 03 B 5/62.

3. Патент PU 2045351 C1 (Шевчук Н.К.), 10.10.95, B 03 B 5/32.

4. Патент SU 977027 A (Иркутский политехнический институт), 30.11.82, B 03 B 5/32.

5. Патент SU 4389809 A (LAURENCEH. KONVALIN), 21.06.83, B 03 B 5/02.

6. GB 5284250 A (GARY F., STERENHOFF), 08.02.94, B 03 B 5/00.

7. УЦК - 26 - 800 Центробежный сепаратор АО Промтехноресурс.

8. Патент РФ N 2033268 C1, 20.04.95, В 03 В 5/62 (прототип).

Изобретение относится к обогащению руд и россыпей на завершающих стадиях разделения концентрата. Концентратор содержит привод, камеру разделения с поверхностью осаждения тяжелых частиц, имеющую отсек для частиц средней плотности и отсек для частиц низкой плотности с переливным порогом, выполненным концентрично станкам камеры разделения. Привод посредством периодически сопрягающегося с помощью муфты винтового соединения связан с возбудителем центробежного действия, который установлен под углом к горизонтальной плоскости камеры разделения, но перпендикулярно поверхности осаждения тяжелых частиц. Возбудитель снабжен изогнутыми лопастями с двухсторонними вращающимися крыльчатками. Поверхность осаждения частиц средней плотности выполнена концентрично стенкам камеры разделения и расположена под углом к поверхности осаждения тяжелых частиц, под поверхностью осаждения частиц низкой плотности. Устройство позволяет более качественно осуществить разделение концентрата на три фракции по плотности за один цикл. 3 ил.

Трехфазный концентратор для выделения ценных и токсичных минералов, содержащий привод, камеру разделения с поверхностью осаждения тяжелых частиц, имеющую отсек для частиц средней плотности и отсек для частиц низкой плотности с переливным порогом, выполненным концентрично стенкам камеры разделения, отличающийся тем, что привод посредством периодически сопрягающегося с помощью муфты винтового соединения связан с возбудителем центробежного действия, установленным под углом к горизонтальной плоскости камеры разделения, перпендикулярно поверхности осаждения тяжелых частиц и снабженным лопастями с двухсторонними вращающимися крыльчатками, при этом поверхность осаждения частиц средней плотности выполнена концентрично стенкам камеры разделения и установлена под углом к поверхности осаждения тяжелых частиц, под поверхностью осаждения частиц низкой плотности, а система дополнительной подачи воды расположена над поверхностью осаждения тяжелых частиц.