ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР Российский патент 2001 года по МПК B03B5/68 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд, техногенного сырья и других материалов.

Известен трубчатый гидравлический классификатор, разделяющий измельченный материал в восходящей струе воды (С.М. Ясюкевич "Обогащение руд", Металлургиздат, 1953, с. 175). Классификатор разделяет частицы материала по скорости их падения в воде.

Недостатком данного устройства является большой расход воды и низкая эффективность разделения из-за того, что согласно закону Стокса пропорциональность между скоростью падения частиц и их массой нарушается из-за влияния на нее размеров и формы частиц.

Известно устройство для мокрого разделения сыпучих материалов (Свидетельство РФ на полезную модель N 2521, опубл. в Бюлл. "Полезные модели. Промышленные образцы", N 8, 1996), содержащее загрузочный бункер, разделительную трубку, установленную под углом к горизонту, пульсатор и накопительные бункеры для продуктов разделения, причем разделительная трубка установлена с возможностью изменения угла наклона, а пульсатор выполнен с возможностью регулирования частоты, длительности, амплитуды и формы импульса.

Такое устройство обеспечивает разделение материалов в пульсирующем потоке жидкости, так как при пульсациях для разделения используется не только вес частиц, но и их инерционность.

Недостатком известного устройства является его невысокая производительность, а также ограниченные возможности разделения тонких фракций материала, что связано с их уплотнением в нижнем участке трубки, препятствующем свободному выносу "легких" частиц в вертикальный ее участок.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание гидравлического классификатора, обеспечивающего повышение эффективности разделения "тяжелой" и "легкой" фракций материала за счет управления интенсивностью и направлением потока пульсирующей жидкости.

Поставленная задача решается гидравлическим классификатором, содержащим разделительную трубку, установленную под углом к горизонту, и пульсатор, выполненный с возможностью регулирования параметров импульсов, в котором согласно изобретению между пульсатором и нижней частью разделительной трубки размещен регулятор потока жидкости, состоящий из обратного клапана с устройством задержки закрытия для регулирования соотношения между прямым и обратным потоками, и направляющий аппарат. Этот регулятор при одном направлении потока создает турбулентность в струе жидкости и осуществляет интенсивное взмучивание исходного материала (препятствует уплотнению осадка), при другом направлении потока обеспечивает отрыв "тяжелой" фракции пробы от "легкой" и тем самым увеличивает эффективность их разделения.

Предложенная конструкция обеспечивает более высокую степень разделения "легких" и "тяжелых" частиц материалов и более высокую производительность их обогащения благодаря введению в конструкцию регулятора интенсивности и направления потока жидкости.

Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение качества разделения и повышение производительности процесса обогащения.

На чертеже изображена схема заявляемого гидравлического классификатора.

Гидравлический классификатор включает в себя разделительную трубку 1, установленную вертикально или под углом к горизонту, пульсатор 3, обеспечивающий восходящий пульсирующий поток жидкости в трубке 1, и емкость 9 для сбора мелкой фракции. Между пульсатором 3 и разделительной трубкой 1 установлен регулятор потока жидкости 5, состоящий из обратного клапана 6 с устройством задержки закрытия 7 и направляющего аппарата 8, обеспечивающего взмучивание осадка и отрыв "легкой" фракции материала от "тяжелой" в нижней части разделительной трубки.

Классификатор работает следующим образом. В разделительную трубку 1 через ее верхний конец заливают жидкость-носитель 4. В качестве жидкости-носителя может использоваться любая нелетучая или слаболетучая жидкость, например вода. Затем также через верхний конец разделительной трубки 1 загружают исходный материал, состоящий из частиц 2. После загрузки исходный материал опускается в нижнюю часть разделительной трубки 1. Затем включают пульсатор 3, обеспечивающий возвратно-поступательное движение жидкости через трубку 1. Частицы 2 исходного материала взаимодействуют с пульсирующим потоком жидкости-носителя 4 и благодаря этому вовлекаются в колебательное движение. При этом степень увлечения частиц, имеющих разную массу, оказывается различной вследствие различия их инерционных свойств. При одной и той же частоте пульсаций более легкие частицы имеют большие скорости и амплитуды смещения, чем тяжелые. Путем регулировки амплитуды и частоты импульсов, создаваемых пульсатором 3, и регулировки соотношения между прямым и обратным потоками регулятором 5 обеспечивается средняя скорость восходящего потока жидкости в трубке, необходимая для разделения смеси по крупности и массе частиц исходного материала. Поток жидкости, проходя через направляющий аппарат 8, локально увеличивает скорость, что приводит к интенсивному взмучиванию материала и к свободному выносу его в восходящий участок разделительной трубки 1. Здесь происходит разделение частиц по массе в результате их различных инерционных свойств. Эффективность разделения усиливается за счет отрыва "тяжелой" фракции от "легкой" в результате изменения направления потока жидкости регулятором 5. Соотношение между прямым и обратным потоками определяется временем задержки закрытия обратного клапана 6 и регулируется специальным устройством задержки закрытия 7. "Легкие" фракции выносятся с жидкостью-носителем 4 в приемную емкость 9, а "тяжелые" опускаются и накапливаются в нижней части разделительной трубки 1.

После завершения разделения остаток материала ("тяжелая" фракция) удаляется из трубки путем ее наклона и промывки потоком жидкости-носителя. Может быть также выполнен выпускной кран в нижней части разделительной трубки (на рисунке не показан).

Испытания предложенной конструкции показали, что разделение материалов даже с небольшой разницей в удельных массах происходит чрезвычайно эффективно, легко контролируется и регулируется.

Примером, демонстрирующим возможности использования гидравлического классификатора, является анализ минералов месторождения массива Палабора (ЮАР), проведенный с целью обнаружения элементов платиновой группы (ЭПГ). Применение гидравлического классификатора впервые позволило сконцентрировать, выделить и определить 9 минералов платиновых металлов (1 - платины, 8 - палладия) и 4 минерала золота и серебра, причем содержание ЭПГ в сульфидном концентрате, полученном из руд этого месторождения, не превышало 1 г/т.

Возможны и другие более сложные схемы реализации заявляемого гидравлического классификатора, например, включающие в себя автоматизированные бункеры для загрузки исходного материала и жидкости-носителя. Однако специалисту нетрудно заметить, что все такие вариации заявляемого устройства не выходят за пределы существенных признаков, изложенных в приведенной ниже формуле изобретения.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд, техногенного сырья и других материалов. Гидравлический классификатор содержит разделительную трубку, установленную под углом к горизонту, и пульсатор, выполненный с возможностью регулирования параметров импульсов. Между пульсатором и нижней частью разделительной трубки размещен регулятор потока жидкости, состоящий из обратного клапана с устройством задержки закрытия для регулирования соотношения между прямым и обратным потоками и направляющего аппарата изменения скорости потока жидкости. Этот регулятор при одном направлении потока создает турбулентность в струе жидкости и осуществляет интенсивное взмучивание исходного материала, при другом направлении потока обеспечивает отрыв "тяжелой" фракции пробы от "легкой". Изобретение повышает эффективность разделения "легких" и "тяжелых" частиц материалов и более высокую производительность их обогащения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидравлический классификатор для разделения измельченного материала в восходящей струе жидкости-носителя, включающий в себя разделительную трубку, установленную под углом к горизонту, и пульсатор, выполненный с возможностью регулирования параметров импульсов, отличающийся тем, что между пульсатором и нижней частью разделительной трубки размещен регулятор потока жидкости, состоящий из обратного клапана с устройством задержки закрытия для регулирования соотношения между прямым и обратным потоками, и направляющего аппарата для изменения скорости. 2. Гидравлический классификатор по п.1, отличающийся тем, что разделительная трубка установлена вертикально. 3. Гидравлический классификатор по п.1, отличающийся тем, что разделительная трубка установлена под углом, меньшим 90^o. 4. Гидравлический классификатор по п.1, отличающийся тем, что разделительная трубка установлена с возможностью изменения угла ее наклона относительно горизонта. 5. Гидравлический классификатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен выпускным краном для удаления остатка исходного материала, расположенным в нижней части разделительной трубки.