ГРОХОТ-ДЕЗИНТЕГРАТОР С ИНТЕНСИФИКАЦИЕЙ КАВИТАЦИИ КОМБИНИРОВАННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА Российский патент 2003 года по МПК B03B5/00 B03B7/00 B07B1/00 

Изобретение относится к добыче и переработке тяжелых минералов из труднопромывыстых россыпных месторождений, в частности - высокоглинистых, с повышенным содержанием мелкого золота.

Известны установки, сочетающие в себе процесс дезинтеграции - разрушения сцементированного материала и разделения его на отдельные частицы с целью освобождения зерен ценных минералов друг от друга и от пустой породы, и грохочения - отделения крупного материала, не содержащего ценных минералов, с последующим удалением его в отвал [1], с использованием различных элементов воздействия на перерабатываемый материал: вращением просеивающей поверхности, решета, ротора, вибрацией - их же, барабанного, конического, многоуровнего, ротационного, ротационно-вероятностного типа и других [2-6].

Данные установки применимы к обработке средне- и легкопромывистых руд и песков, неэкономичны, требуют большого расхода воды.

Известны грохота для первичной переработки глинистого материала с использованием теплоносителей и вибровозбудителей [7-10].

Данные установки обладают низкими производительностью, надежностью, износостойкостью и эффективностью.

Известно устройство для улавливания и промывки глинистых окатышей, включающее верхний приемный дезинтегрирующий и нижний сеющий ставы, в верхней части оросительную трубу, лоток корытообразной формы, установленный внутри грохота по его оси, напорную насадку над рабочей поверхностью лотка, пластаны, шарнирно установленные на внутренней поверхности сеющего става [11] , и грохот для влажного материала, включающий ротор, привод, сито, желоба для надрешетного и подрешетного материала [12].

Известны установки для ускорения процессов разрушения, дезинтеграции и диспергирования твердых тел в ультразвуковом поле с интенсификацией процесса кавитации. Возникновение кавитации в порах и трещинах перерабатываемой горной массы способствует активизации процесса разрушения агрегатных связей между ценными минералами и пустой породой [13]. Одна из установок - ультразвуковой аппарат типа УПХА - содержит колонну из четырех магнитострикционных цилиндрических излучателей с рубашкой охлаждения, стационарную камеру, в которой осуществляется обработка суспензии [13]. Другая установка - малогабаритный ультразвуковой диспергатор с преобразователем, включающем сердечник из феррита с пластинками из постоянного магнита для создания подмагничивающего поля и снижения электромагнитных и магнитомеханических потерь, обеспечивающих низкий уровень теплоотдачи и возможность исключения системы водяного охлаждения [13].

Наиболее близкими по технической сущности, уровню и достигаемому результату являются грохот-дезинтегратор (см. SU 1643115, В 07 В 1/22, опублик. 23.04.91. Бюл. 15), содержащий "верхний дезинтегрирующий став с приводом его вращения относительно вертикальной оси, нижний став и загрузочные элементы".

Установки не обладают достаточной эффективностью для переработки высокоглинистых россыпей с мелким золотом в условиях вязкой суспензии.

Целью изобретения является повышение производительности и эффективности процесса дезинтеграции и грохочения при переработке высокоглинистых россыпей.

Поставленная цель достигается тем, что грохот-дезинтегратор с интенсификацией кавитации комбинированным воздействием ультразвука, содержащий верхний дезинтегрирующий став с приводом его вращения относительно вертикальной оси, нижний став и загрузочные элементы. При этом устройство снабжено установленными вдоль горизонтальной оси нижнего става боковыми лотками со шнековыми роторами прямого поступления материала, щелевыми ситами, желобом для надрешетного материала и желобами для подрешетного материала, сопряженным со звукоизолирующим кожухом магнитострикционным цилиндрическим излучателем совместного действия ультразвуковых полей двух частот, установленным стационарно с внешней стороны верхнего дезинтегрирующего става. Причем дно верхнего дезинтегрирующего става выполнено в виде винтообразной поверхности, а боковая поверхность снабжена наклонными к вертикальной оси направляющими, установленными ступенчато навстречу друг другу, между верхним дезинтегрирующим ставом и нижним ставом над поддоном загрузочных элементов установлена направляющая поверхность, а загрузочные элементы установлены над боковыми лотками со стороны загрузки. При этом нижний став снабжен установленным вдоль его горизонтальной оси с наклоном в направлении разгрузки надрешетного продукта, между боковых лотков, ниже уровня их днищ, отсеком грохочения со шнековыми роторами обратного поступления материала, дно подрешетного отделения имеет наклон в направлении разгрузки подрешетного продукта, а между боковыми лотками и отсеком грохочения установлены перегородки.

Снабжение грохота-дезинтегратора магнитострикционным цилиндрическим излучателем совместного действия ультразвуковых полей двух частот, вращающимся верхним дезинтегрирующим ставом с винтообразным открытым дном и наклонными к вертикальной оси направляющими, обеспечивающими изменяющееся гидродинамическое давление в процессе вращения, оснащение нижнего става шнековыми роторама прямого поступления материала и обратного поступления материала повышает дезинтегрирующую способность устройства, эффективность грохочения и производительность.

Предлагаемый грохот-дезинтегратор с интенсификацией кавитации комбинированным воздействием ультразвука изображен на чертежах.

На фиг. 1 приведен общий вид установки; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг. 3 - вид А на фиг.1 без передней стенки, желоба для надрешетного материала и загрузочного элемента верхнего дезинтегрирующего става; на фиг.4 - элемент нижнего става, где осуществляется поступление материала с боковых лотков с перегородкой в отсек грохочения.

Грохот-дезинтегратор состоит из верхнего дезинтегрирующего става 1 и нижнего става 2 с желобом для надрешетного материала 3 и желобами для подрешетного материала 4.

Верхний дезинтегрирующий став 1 установлен с возможностью вращения в опорах 5, 6 относительно вертикальной оси 7 с помощью привода 8 и снабжен установленным стационарно с внешней стороны 9 магнитострикционным цилиндрическим излучателем совместного действия ультразвуковых полей двух частот 10 со звукоизолирующим кожухом 11. Дно 12 верхнего дезинтегрирующего става 1 выполнено в виде винтообразной поверхности 13. Это позволяет замедлить выход материала и сделать его непрерывным. Боковая поверхность 14 имеет наклонные к вертикальной оси 7 направляющие 15, которые установлены ступенчато 16 навстречу друг другу.

Между верхним дезинтегрирующим ставом 1 и нижним ставом 2, над поддоном 17 загрузочных элементов 18, 19 установлена направляющая поверхность 20. Загрузочные элементы 18, 19 установлены над боковыми лотками 21, 22 со стороны загрузки перерабатываемого материала. Боковые лотки 21, 22 установлены вдоль горизонтальной оси 23 нижнего става 2 и имеют днища 24, которые выполнены с наклоном 25 в направлении, противоположном разгрузке надрешетного продукта 26, шнековые роторы прямого поступления материала 27, которые приводятся во вращение приводом роторов 28, и перегородки 29, отделяющие отсек грохочения 30 нижнего става 2.

Отсек грохочения 30 установлен вдоль горизонтальной оси 23 нижнего става 2, между боковых лотков 21, 22, ниже уровня их днищ 24, с наклоном 31 в направлении разгрузки надрешетного продукта 26. Дно подрешетного отделения 32 установлено с наклоном в направлении разгрузки подрешетного продукта 33. В отсеке грохочения 30 установлены шнековые роторы обратного поступления материала 34 и щелевые сита 35.

На крышке верхнего дезинтегрирующего става 1 жестко установлен загрузочный элемент 36 в виде большой воронки, позволяющий осуществлять подачу материала непрерывно в процессе его вращения. В нижней части 37 звукоизолирующего кожуха 11 осуществлена подводка дополнительной воды 38 на усеченную направляющую поверхность 20. Магнитострикционный цилиндрический излучатель совместного действия ультразвуковых полей двух частот 10 состоит из элементов 39 направленного действия на обрабатываемый материал определенной зоны обработки. Звукоизолирующий кожух 11 обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

Грохот-дезинтегратор работает следующим образом. В исходном положении включается привод 8. Верхний дезинтегрирующий став 1 начинает вращаться относительно вертикальной оси 7 в опорах 5, 6. После предварительного активизированного разыскания исходного материала через загрузочный элемент 36 осуществляется его подача. При заполнении верхнего дезинтегрирующего става 1 включается магнитострикционный цилиндрический излучатель совместного действия ультразвуковых полей двух частот 10, установленный стационарно с его внешней стороны 9.

По верхней направляющей 15, наклоненной к вертикальной оси 7 в сторону установленных напротив элементов 39 магнитострикционного цилиндрического излучателя совместного действия ультразвуковых полей двух частот 10, осевший в водной суспензии плотный материал пустой породы с включением акцессорных минералов и золота передвигается вниз, подвергаясь при этом гравитационному, гидродинамическому и ультразвуковому воздействию. На плотную массу минеральной смеси воздействует радиационное давление. Ультразвуковые волны частично рассеиваются и отражаются от твердых частиц с разной степенью сжимаемости, усиливая эффект разрушения.

Отличие сжимаемости приводит к пульсации рассеивающего тела, а отличие плотности создает дополнительное движение тела как целого или его осцилляцию. Кроме того, отражение звуковых волн происходит и от боковой поверхности 14, что приводит к активизации процессов разрушения сцементированного материала, его намоканию и разделению на отдельные частицы. У минералов с одинаковой кавитационной прочностью, к которой относятся глины, в мощном ультразвуковом поле наблюдается процесс истинной дезинтеграции [13]. Наложение радиационного давления ультразвуковых полей двух частот, отличающихся на два порядка и более, с гидродинамическим обусловит ускорение процессов формирования навигационных парогазовых пузырьков, их проникновение в поры между минералами и пустой породой.

На поверхности частиц, отличающихся повышенной концентрацией напряжений, обусловленных микротрещинами, неровностями, будут активно образовываться зародыши кавитационных пузырьков, которые под действием звукокапиллярного эффекта и интенсивных микропотоков проникнут в поры и трещины, где при захлопывании кавитационных пузырьков возникнет мощная ударная волна, способствующая разрушению связей [13].

Попадание части перерабатываемого материала на кромку направляющей 15 ведет к отрыву частиц и усилению гравитационной составляющей воздействия. При этом перерабатываемая плотная масса с минеральными включениями, приближаясь на близкое расстояние к элементам 39 магнитострикционного цилиндрического излучателя совместного действия ультразвуковых полей двух частот 10, подвергнется более мощному воздействию ультразвука. Попав на следующую направляющую 15, частицы минеральной смеси подвергнутся воздействию элемента 39, установленного с обратной стороны, напротив данной направляющей 15. Установленные ступенчато 16 навстречу друг другу направляющие 15 замедляют прохождение перерабатываемого материала, обеспечивая многократное усиление воздействия звуковых полей разных частот на подвергаемые диспергированию глинистые минералы. Поступая на дно 12, выполненное в виде винтообразной поверхности 13, перерабатываемый материал перемещается в зону усиливающихся гидродинамических полей и постепенно, периодически распределяясь по направляющей 20, попадает прямо в загрузочные элементы 18, 19, установленные над боковыми лотками 21, 22. При этом поддон 17 обеспечивает снижение воздействия ультразвуковых полей на привод 8 и герметичность конструкции.

Перерабатываемый материал распределяется по боковым лоткам 21, 22, установленным вдоль горизонтальной оси 23 нижнего става 2, равномерно, в равном количестве. При частичном налипании частиц на направляющей поверхности 20 на нее осуществляется подача воды через подводку дополнительной воды 38 в нижней части 37 звукоизолирующего кожуха 11.

Включается привод роторов 28. Шнековые роторы прямого поступления материала 27 обоих боковых лотков 21, 22 по днищам 24, выполненным с наклоном 25 в направлении, противоположном разгрузке надрешетного продукта 26, начинают перемещать перерабатываемый материал, размывая и отделяя глинистую составляющую механическим воздействием кромок лезвий шнековых роторов прямого поступления материала 27.

Динамическое воздействие шнековых роторов прямого поступления материала 27 происходит за счет давления на материал, создаваемого в зоне между кромками лезвий днищем 24, перегородками 29 и стенками боковых лотков 21, 22.

Пройдя расстояние от загрузки до конца боковых лотков 21, 22, материал поступает через отверстия, образованные между перегородками 29 и торцевыми стенками боковых лотков 21, 22, в отсек грохочения 30, установленный вдоль горизонтальной оси 23 нижнего става 2, ниже уровня их днищ 24, с наклоном 31 в направлении разгрузки надрешетного продукта 26 и в направлении разгрузки подрешетного продукта 33.

Дополнительное динамическое воздействие шнековых роторов обратного поступления материала 34 на продукт переработки обеспечивает дробление на пригодные к первичной стадии обогащения частицы. Через отверстия щелевых сит 35 материал поступает на дно подрешетного отделения 32, установленного с наклоном в направлении разгрузки подрешетного продукта 33, а затем - в желоба для подрешетного материала 4, распределяясь по обогатительным установкам. Более крупные куски пустой породы по желобу для надрешетного материала 3 поступают в отвал.

Грохот-дезинтегратор позволяет произвести высокопроизводительную и эффективную дезинтеграцию и грохочение высокоглинистых россыпей и может использоваться в поточных линиях в подготовительных и обогатительных процессах.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Полькин С.И. Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1987, 428 с.

2. Авторское свидетельство РФ 1618464, В 07 В 1/22, Барабанный грохот, опубл. 07.01.91. Бюл. 1.

3. Авторское свидетельство РФ 1554990, В 07 В 1/06, Грохот, опубл. 07.04.90. Бюл. 13.

4. Авторское свидетельство РФ 1335326, В 07 В 1/06, Грохот, опубл. 07.09.87. Бюл. 33.

5. Авторское свидетельство РФ 1159663, В 07 В 1/56, Грохот, опубл. 07.06.85. Бюл. 21.

6. Авторское свидетельство РФ 447176, В 07 В 1/06, Гидрогрохот, опубл. 25.10.74. Бюл. 39.

7. Авторское свидетельство РФ 1660765, В 07 В 1/28, Гидрогрохот, опубл. 07.07.91. Бюл. 25.

8. Авторское свидетельство РФ 400383 В 07 В 1/56, Грохот, опубл. 01.10.73. Бюл. 40.

9. Авторское свидетельство РФ 688246, В 07 В 1/56, Грохот, опубл. 30.09.79. Бюл. 36.

10. Авторское свидетельство РФ 1510957, В 07 В 1/56, Грохот, опубл. 30.09.89. Бюл. 36.

11. Авторское свидетельство РФ 1643115, В 07 В 1/22, Устройство для улавливания и промывки глинистых окатышей, опубл. 23.04.91. Бюл. 15.

12. Авторское свидетельство РФ 858949, В 07 В 1/08, Грохот для влажного материала, опубл. 30.08.81. Бюл. 32.

13. Агранат Б. А. , Дубровин М.Н., Хавский Н.Н. и др. Основы физики и техники ультразвука. - М.: Высш. шк., 1987, 352 с.

Изобретение относится к добыче и переработке тяжелых минералов из труднопромывистых россыпных месторождений, в частности высокоглинистых, с повышенным содержанием мелкого золота. Техническим результатом является повышение производительности и эффективности процесса дезинтеграции и грохочения при переработке россыпей. Для этого устройство содержит верхний дезинтегрирующий став с приводом его вращения относительно вертикальной оси, нижний став и загрузочные элементы. При этом устройство снабжено установленными вдоль горизонтальной оси нижнего става боковыми лотками со шнековыми роторами прямого поступления материала, щелевыми ситами, желобом для надрешетного материала и желобами для подрешетного материала, сопряженным со звукоизолирующим кожухом магнитострикционным цилиндрическим излучателем совместного действия ультразвуковых полей двух частот, установленным стационарно с внешней стороны верхнего дезинтегрирующего става. Причем дно верхнего дезинтегрирующего става выполнено в виде винтообразной поверхности, а боковая поверхность снабжена наклонными к вертикальной оси направляющими, установленными ступенчато навстречу друг другу, между верхним дезинтегрирующим ставом и нижним ставом над поддоном загрузочных элементов установлена направляющая поверхность, а загрузочные элементы установлены над боковыми лотками со стороны загрузки. При этом нижний став снабжен установленным вдоль его горизонтальной оси с наклоном в направлении разгрузки надрешетного продукта, между боковых лотков, ниже уровня их днищ, отсеком грохочения со шнековыми роторами обратного поступления материала, дно подрешетного отделения имеет наклон в направлении разгрузки подрешетного продукта, а между боковыми лотками и отсеком грохочения установлены перегородки. 4 ил.

Грохот-дезинтегратор, содержащий верхний дезинтегрирующий став с приводом его вращения относительно вертикальной оси, нижний став и загрузочные элементы, отличающийся тем, что снабжен установленными вдоль горизонтальной оси нижнего става боковыми лотками со шнековыми роторами прямого поступления материала, щелевыми ситами, желобом для надрешетного материала и желобами для подрешетного материала, сопряженным со звукоизолирующим кожухом магнитострикционным цилиндрическим излучателем совместного действия ультразвуковых полей двух частот, установленным стационарно с внешней стороны верхнего дезинтегрирующего става, при этом дно верхнего дезинтегрирующего става выполнено в виде винтообразной поверхности, а боковая поверхность снабжена наклонными к вертикальной оси направляющими, установленными ступенчато навстречу друг другу, между верхним дезинтегрирующим ставом и нижним ставом над поддоном загрузочных элементов установлена направляющая поверхность, а загрузочные элементы установлены над боковыми лотками со стороны загрузки, при этом нижний став снабжен установленным вдоль его горизонтальной оси с наклоном в направлении разгрузки надрешетного продукта, между боковых лотков, ниже уровня их днищ, отсеком грохочения со шнековыми роторами обратного поступления материала, дно подрешетного отделения имеет наклон в направлении разгрузки подрешетного продукта, а между боковыми лотками и отсеком грохочения установлены перегородки.