ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР Российский патент 2001 года по МПК B03C1/30 B03B5/32 B04B5/10 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для переработки золотосодержащих руд и черных шлихов, содержащих магнитную фракцию.

Общеизвестно применение центробежных аппаратов в разделении различного вида сырья по плотности, в которых на частицы материала действуют центробежные силы, во много раз превышающие силу собственного веса. Например, чашевые концентраторы (1), обычно применяемые при добыче золота и платины. Такие концентраторы содержат вращающуюся чашу с кольцевыми накопительными канавками на внутренней поверхности. На дно чаши подается питание, в процессе работы тяжелый концентрат собирается в накопительных канавках, по мере его накопления чаша останавливается или снижает обороты, питание прекращается и концентрат смывается через отверстия на дне чаши.

Недостатками таких аппаратов являются невысокое качество концентрата ввиду того, что в процессе работы пристенный слой материала сильно уплотняется и разделение становится неэффективным, кроме того, в составе концентрата накапливается магнетит, ухудшающий качество золотосодержащего концентрата и требующий дальнейшей его переработки на магнитном сепараторе.

Известен также концентратор Knelson (2), также используемый в основном при переработке золотосодержащих руд и руд редких металлов. Концентратор содержит вертикально установленный ротор, выполненный в форме усеченного конуса с двойными стенками. Питание концентратора осуществляется через центральный патрубок, не доходящий до дна ротора. Внутренняя поверхность конуса содержит накопительные канавки, на дне которых имеются перфорации для подачи воды из межстенного пространства конуса для разрыхления пристенного слоя. Разгрузка концентратора происходит периодически по мере накопления в рифлях тяжелой фракции.

Недостатком такого концентратора также является накопление в рифлях в составе тяжелой фракции магнитных частиц. Содержание же магнитной фракции в исходном сырье может достигать нескольких процентов, что значительно снижает эффективность процесса, так как накопительные канавки быстро наполняются магнитными частицами, требуется частая разгрузка концентратора и последующая переработка концентрата на магнитном сепараторе.

Задачей изобретения является непрерывная разгрузка накопительных канавок центробежного концентратора от магнитной фракции и повышение, таким образом, эффективности работы аппарата.

Сущность изобретения заключается в том, что в центробежном концентраторе, включающем корпус, чашу с накопительными канавками, центральный патрубок подачи исходного сырья, устройство слива, установлена многополюсная магнитная система, укрепленная на корпусе и расположенная внутри чаши, магнитная система содержит магнитопровод, окружающий патрубок подачи сырья, с укрепленными на внешней стороне магнитопровода постоянными магнитами. Между магнитной системой и внутренней поверхностью чаши установлена концентрическая разделительная перегородка с элементами ее крепления к чаше концентратора, обеспечивающими свободный проток исходного сырья между внутренней поверхностью чаши и перегородкой.

Кроме того, разделительная перегородка может содержать на внешней поверхности спиральную канавку.

Благодаря тому, что внутри чаши установлена многополюсная магнитная система с разделительной перегородкой, в процессе работы концентратора, наряду с движением магнитных частиц в потоке пульпы, происходит воздействие на них со стороны магнитной системы и непрерывная разгрузка накопительных канавок от магнитной фракции.

На фиг. 1 и 2 представлен общий вид концентратора в разрезе и в плане стрелками указано направление движения пульпы.

Концентратор содержит корпус 1, вращающуюся чашу 2 в виде усеченного конуса, с накопительными канавками на внутренней поверхности, патрубок подачи исходного сырья 3, приемник слива 4. Постоянные магниты 5, вектор напряженности магнитного поля которых перпендикулярен оси вращения чаши, установлены на магнитопроводе 6 в чередующейся последовательности. Магнитопровод окружает патрубок подачи сырья и так же, как и чаша имеет форму усеченного конуса. Между чашей и магнитной системой установлена концентрическая коническая разделительная перегородка 7, закрепленная на чаше элементами крепления 8.

Концентратор работает следующим образом.

Исходный материал в виде пульпы подается на дно вращающейся чаши 2 через патрубок 3. Пульпа под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам чаши, движется к верхнему краю чаши и сливается. В процессе движения пульпы вдоль внутренней поверхности чаши тяжелые немагнитные частицы исходного материала начинают заполнять накопительные канавки, а легкие пески уходят в слив. При этом на магнитные частицы действуют силы со стороны магнитной системы, притягивающие их к разделительной перегородке. Так как разделительная перегородка вращается вместе с чашей вокруг многополюсной магнитной системы, то магнитные частицы, притянувшиеся к ней, совершают скачкообразное движение и под действием потока пульпы поднимаются к верху и уходят в слив.

Для обеспечения более надежного удаления магнитных частиц из чаши разделительная перегородка может содержать на внешней стороне винтовую канавку (одно- или многозаходную). В этом случае магнитные частицы будут двигаться по винтовой канавке вверх к разгрузочному устройству. Достигнув верхнего края разделительной перегородки, они при прохождении между полюсами магнитной системы отрываются от перегородки и уходят в слив. При этом направление вращения чаши должно быть согласовано с направлением захода винтовой канавки.

Следует отметить, что такой концентратор способен работать в качестве магнитного сепаратора, перерабатывая, например, золотосодержащий черный шлих.

Примером конкретного выполнения может служить центробежный концентратор с диаметром конусной чаши у верхнего края 220 мм. Диаметр питающего патрубка составляет 60 мм, диаметр разделительной перегородки у верхнего края чаши равен 180 мм. Магнитная система содержит две пары полюсов, набранных из постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B размером 100x40x15 мм с остаточной индукцией 0,95 Тл. Частота вращения чаши 600 об/мин.

Предварительные испытания концентратора при производительности 400 кг/час и содержании магнитной фракции в исходном золотосодержащем сырье около одного процента показали, что при сохранении прежней степени извлечения золота количество остановок для разгрузки чаши можно сократить в 8-12 раз при повышении качества концентрата во столько же раз.

Для специалистов в этой области техники очевидно, что в конструкцию устройства могут быть внесены изменения и дополнения, не выходящие за рамки сути изобретения, объем которых определен в формуле изобретения.

Источники информации
1. Патент Российской Федерации 2065775, кл. B 03 B 5/32, опубл. 1996 г.

2. Итоги науки и техники, М., ВИНИТИ, 1987 г. Обогащение полезных ископаемых, т. 21, с. 44.

Изобретение используется для обогащения руд благородных металлов и платины, содержащих магнитную фракцию. Концентратор содержит вращающуюся чашу с накопительными канавками, питающий патрубок, подающий исходное сырье на дно чаши, устройство слива. В концентраторе неподвижно установлена многополюсная магнитная система с магнитопроводом, окружающим питающий патрубок. Между магнитной системой и внутренней поверхностью чаши расположена концентрическая разделительная перегородка, укрепленная на чаше. На внешней стороне разделительной перегородки может быть выполнена винтовая канавка. Концентратор повышает эффективность обогащения за счет непрерывного отделения и отвода магнитной фракции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центробежный концентратор, содержащий корпус, вращающуюся чашу с накопительными канавками, центральный патрубок подачи исходного сырья, входящий внутрь чаши, устройство слива, отличающийся тем, что концентратор содержит многополюсную магнитную систему, укрепленную на корпусе и расположенную внутри чаши, с магнитопроводом, окружающим патрубок подачи сырья, между магнитной системой и внутренней поверхностью чаши установлена концентрическая разделительная перегородка, с элементами крепления к чаше концентратора, обеспечивающими свободный проток исходного сырья между внутренней поверхностью чаши и разделительной перегородкой. 2. Центробежный концентратор по п.1, отличающийся тем, что разделительная перегородка содержит на внешней поверхности спиральную канавку.