Концентратор ленточный универсальный Российский патент 2004 года по МПК B03B5/08 B07B13/00 

Изобретение может быть использовано в горнодобывающей промышленности для обогащения полезных ископаемых.

Изобретение может быть использовано в горнодобывающей промышленности для обогащения полезных ископаемых.Уровень техники.

Известен сепаратор для сухой сепарации измельченных руд, включающий разделительную поверхность в виде наклонно установленной в направляющих бесконечной ленты, связанной с кривошипно-шатунным механизмом тягой, разделяющий руду и породу по трению (см. SU 768488, опубл. 07.10.1980), который недостаточно эффективен для разделения кусковых материалов, обладающих близкой плотностью, не применим для разделения материалов с различными свойствами.

Известен ленточный концентратор “Кроссбелт” (см. GB 1480984, опубл. 29.11.1977), включающий разделительную поверхность в виде бесконечной ленты, горизонтальной в направлении своего движения, имеющей слабый поперечный наклон и загрузку в направлении, поперечном перемещению, и привод орбитальных колебаний. Такой концентратор обеспечивает высокую степень обогащения, но имеет низкую производительность, кроме того, его применение для сухой сепарации невозможно, так как он приспособлен только для мокрого процесса обогащения, особенно из-за существенного недостатка: отсутствия возможности оперативного изменения траектории качательного движения рабочей поверхности (ленточного стола) в зависимости от механических свойств сепарируемого материала: формы минеральных частиц (округлая, или плоская, или остроугольная и т.п.), разницы минеральных частиц по плотности и крупности, влажности и др.

Наиболее близким аналогом по конструкции является концентратор ленточный, включающий несущую станину, установленное на ней шасси, закрепленный на шасси ленточный стол с регулируемым углом наклона, эксцентриковый привод колебаний, связанный с шасси, приспособление для изменения направления качаний ленточного стола (см. SU 927309, опубл. 25.05.1982).

Концентратор имеет высокую производительность при разделении материала по плотности в жидкой среде, однако не применяется для сухого обогащения и для разделения материалов не только по плотности, но и другим вышеуказанным свойствам, т.к. не имеет возможности регулирования формы траектории, а также регулируемого продольно-поперечного наклона.

Задачей изобретения является обеспечение возможности универсального использования концентратора при сухом и мокром обогащении для материалов, различных по свойствам (форме, крупности, плотности, коэффициентам трения, влажности и т.д.).

Достигаемый технический результат - повышение производительности и эффективности извлечения концентрата при сухом и мокром обогащении материалов с различными свойствами.

Указанный результат достигается тем, что концентратор ленточный, включающий несущую станину, установленное на ней шасси, закрепленный на шасси ленточный стол с регулируемым углом наклона, эксцентриковый привод колебаний, связанный с шасси приспособление для изменения траектории качаний ленточного стола, согласно предложенному изобретению, для возможности универсального использования концентратора при сухом и мокром обогащении материалов, различных по свойствам, приспособление для изменения траектории качаний выполнено в виде полозьев, закрепленных на шасси с возможностью замены на другой профиль и установленных на опорные ролики, закрепленные на станине, при этом шасси зафиксировано на роликах посредством пружин и связано с эксцентриковым приводом шатуном, а ленточный стол установлен с возможностью регулирования продольного и поперечного наклона.

Указанный результат достигается также тем, что лента стола может быть выполнена из эластичного материала:

- для мокрого обогащения лента выполнена с бортами по продольным краям, а каждый борт имеет прорези, направленные под углом к осевой линии ленты, причем каждая часть борта между прорезями своим концом наложена на начало следующей части для предотвращения утечки жидкости с ленты и снятия разрывающего усилия в бортах ленты при огибании приводных барабанов ленточного стола;

- приспособление для регулирования углов наклона ленточного стола может быть выполнено в виде установленных на шасси шарниров и тяги.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1-4 изображены схемы траекторий качаний ленточного стола четырех вариантов профилей полозьев;

на фиг.5, 6 изображен концентратор в двух проекциях для мокрой сепарации в качестве вашгерда и ваннера;

на фиг.7-9 показана лента для мокрой сепарации в разрезе трех проекций;

на фиг.10, 11 изображен концентратор для сухой сепарации в двух проекциях.

Осуществление изобретения.

Для всех вариантов конструкция концентратора состоит из несущей рамы 1 (фиг.5, 6, 10, 11), на которой закреплен привод 2 с эксцентриковым механизмом для производства качаний ленточного стола. Размах качаний регулируется величиной эксцентриситета. На несущей раме закреплены 4 опорных ролика 3 по два с каждой стороны. Ролики имеют реборды. Ролики выполняют роль катков, на которые опирается шасси 4 своими полозьями 5, закрепленными зажимами на его раме (фиг.1-4, 5, 6, 10, 11). Опорная сторона полозьев имеет определенный профиль 6.

Изменение траектории качаний производится путем замены полозьев на полозья с другим профилем. Например, при сепарации тонких песков, частицы, которые имеют окатанную форму, приближающуюся к шарообразной, предпочтительнее прямолинейная траектория качаний в плоскости ленточного стола (фиг.1), для измельченной руды, частицы которой имеют угловатую с острыми краями или уплощенную форму, сепарация происходит эффективнее при качаниях ленты стола в вертикальной плоскости по круговой или эллипсовидной траектории с некоторым подбрасыванием материала (фиг.3), что улучшает процесс сегрегации частиц.

Шасси на роликах фиксируется пружинами 7 по две с каждой стороны и соединено с эксцентриком 8 посредством шатуна 9. На шасси закреплен ленточный стол 10 с приводом 11 посредством шарниров 12 и тяг 13, которые позволяют изменять углы наклона ленточного стола в продольной и поперечной плоскостях в широких пределах в зависимости от способа сепарации (сухой, мокрой) и свойств сепарируемого материала. Привод стола 11 позволяет регулировать скорость движения ленты 14 в продольном направлении.

В случае необходимости применения концентратора для мокрой сепарации устанавливается лента с бортами 15 (фиг.7, 8, 9), для сухой сепарации - без бортов. Конструкция стола позволяет производить замены ленты просто и быстро.

Лента для мокрой сепарации (фиг.7, 8, 9) имеет отличительные признаки. Лента снабжена бортами 15, имеющими прорези 16, выполненные под углом к продольной оси ее так, что каждая часть борта между прорезями накладывается своим концом на начало следующего, что предотвращает утечку жидкости с ленты и снимает механические напряжения в бортах ленты при огибании барабанов ленточного стола, что повышает устойчивость ленты от износа.

При сепарации грубозернистых материалов поверхность ленты можно изготовить рифленой 17 в продольном или поперечном сечении, что улучшает выделение частиц тяжелого минерала.

Лента для сухой сепарации может быть изготовлена из линолеума или из резины с кордовым каркасом.

Для регулирования питания концентратор снабжен питателем 18, а для подачи смывной воды при мокрой сепарации - брызгалами с успокоителями 19.

Концентратор снабжен приемными желобами 20, 21 с отсекателями 22 для приема продуктов сепарации.

При мокрой сепарации ленточный стол имеет преимущественно уклон в продольной плоскости, поэтому приемные желоба устанавливают в торцах стола под приводным и натяжным барабанами 23, 24, а для сбора возможных проливов жидкости с ленты и защиты от них привода ленточный стол имеет желоб 25, сообщающийся с приемным желобом 20.

При сухой сепарации ленточный стол (фиг.10, 11) наклонен в продольной и поперечной плоскости, поэтому один из желобов 20 остается в торце ленты для приема тяжелой фракции, для легкой фракции устанавливают желоб 26 вдоль нижнего продольного края ленты, а устройство для подачи воды 19 демонтируют.

Для подготовки концентратора к работе во всех перечисленных случаях его применения концентратор оснащают питателем 18, устанавливая его в положение, соответствующее выбранному способу или условию применения, устанавливают необходимые параметры работы по размаху и частоте качаний, по скорости движения ленты, по продольному или поперечному углам наклона рабочей поверхности ленты, по количеству смывной воды (для мокрого процесса), величине питания и необходимой траектории качаний.

При мокрых способах сепарация может быть осуществлена на неподвижном столе аналогично вашгерду, на подвижном столе подобно ваннеру, при сухом способе - подобно концентрационному столу, но с рабочей поверхностью (лентой), имеющей прямолинейное относительное движение в продольном направлении с регулируемой скоростью.

Пример 1.

При использовании концентратора в качестве вашгерда кроме общих подготовительных операций, описанных выше, надевают ленту 14 (фиг.5, 6) с бортами, на барабаны стола 23, 24 устанавливают ленточный стол 10 посредством шарнира 12 и тяги 13 с уклоном в пределах 1-5, закрепляют питатель 18 с брызгалом и успокоителем 19 приблизительно на 1/4 рабочей длины ленты от разгрузочного (натяжного) барабана 24, затем подают воду из брызгал в необходимом количестве и исходный материал посредством питателя. Процесс разделения минеральных частиц по плотностям происходит, как известно, под действием струи воды, текущей по наклонной плоскости в результате взаимодействия трех основных сил, возникающих при этом: силы веса частиц в воде, динамического действия струи воды и силы трения частицы о поверхность ленты, в следствие чего более тяжелые частицы и малой поверхностью удерживаются на ленте и, если имеются рифли на ленте, между ними; другие же, обладающие сравнительно небольшой плотностью и значительной поверхностью, сносятся по уклону водой, попадая в приемный желоб 20. При удалении частиц тяжелой фракции (сполоске) пускают ленту 14 в сторону подъема и смывают их посредством брызгала, установленного под натяжным барабаном 24 в желоб 21. Этот осадок представляет собой первичный концентрат, который подвергают перечистке для повышения в нем концентрации извлекаемого материала. Наклон ленточного стола и количество питания и смывной воды корректируют в процессе работы концентратора и зависит от крупности тяжелого минерала. После сполоска ленту останавливают и сепарация повторяется.

Пример 2.

При использовании концентратора в качестве ваннера лента 14 стола движется постоянно. Устанавливают посредством привода 11 скорость ленты в пределах 0,9-1,2 метра в минуту. Направление движения ленты вверх по уклону к натяжному барабану 24. После этого сообщают качательные движения ленточному столу в пределах 120-180 качаний в минуту с размахом (амплитудой) 20-40 мм, который устанавливают посредством эксцентрикового механизма 8, 9. Величины частоты и размаха качаний зависят от крупности исходного материала: чем крупнее материал, тем больше размах и меньше частота.

Аналогично предыдущему способу обогащения в вашгерде легкие частицы струей воды по ленте смываются в приемный желоб 20, а частицы тяжелой фракции лентой удаляются в приемный желоб 21. Лента споласкивается посредством брызгала 19, закрепленного под барабаном 24.

Пример 3.

При использовании концентратора в качестве сепаратора для сухого способа разделения минеральных частиц концентратор в качестве рабочей поверхности имеет эластичную бесконечную ленту без отверстий (перфораций).

Настройка концентратора при его использовании для сухой сепарации заключается в следующем.

После выполнения общих для всех вариантов действий устанавливают ленту 14 (фиг.10, 11) под углом к горизонтальной плоскости в продольном или поперечном направлениях в пределах 10-30°C и фиксируют данное положение ленточного стола посредством шарниров 12 и тяг 13. Закрепляют питатель 18 со стороны барабана 24, и приемный желоб для легкой фракции 26 с отсекателем 22 на несущей раме 1. На холостом ходу (без нагрузки) концентратора устанавливают скорость движения ленты 14 посредством привода 11, которая находится в пределах 1,5-3 см/сек, после чего подбирают размах и частоту качаний ленточного стола. После установки параметров работы стола 10 запускают концентратор в целом и подают нагрузку.

Концентратор работает без подачи на рабочую поверхность воздуха, разделение частиц происходит под действием двух основных сил: гравитации и трения.

Процесс сухой сепарации на концентраторе происходит по закону сегрегации, при этом в слое материала под действием качаний стола частицы перераспределяются на рабочей поверхности, образуя подобие веера так, что у верхнего слоя ленты концентрируются тонкие частицы тяжелого минерала, ниже более крупные тяжелые, еще ниже - тонкие легкие и далее крупные легкие. При правильно выбранном угле наклона ленточного стола мелкие и крупные легкие частицы, преодолевая силы трения, под действием качаний устремляются по уклону к нижнему продольному краю ленты и далее в приемный желоб для легкой фракции 26, а частицы с большей плотностью благодаря силам трения удерживаются на ленте, которой транспортируются вдоль стола в приемный желоб 20 для тяжелой фракции.

Испытания модели концентратора в варианте сухой сепарации показали, что подбор траектории движения рабочей поверхности (ленты) применительно к механическим свойствам сепарируемого материала повышает показатели сепарации и по качеству продуктов разделения, по извлечению выделяемого компонента и по производительности выявлено, что данный фактор оказывает влияние и в мокрой сепарации, но в меньшей степени, чем в сухой сепарации.

Опыты также показали, что сухая сепарация тонких материалов (менее 0,1 мм) протекает эффективнее, чем мокрая и стоимость ее приблизительно вдвое меньше.

Для использования концентратора в перечисленных вариантах применения в комплект включаются детали для любого из вариантов согласно требованию заказчика.

Концентратор ленточный универсальный может применяться для обогащения измельченных руд и песков и техногенных отходов в горнодобывающей и металлургической промышленности. Концентратор ленточный содержит несущую станину, установленное на ней шасси, закрепленный на шасси ленточный стол с регулируемым углом продольного и поперечного наклона, эксцентриковый привод колебаний, связанный с шасси. Приспособление для изменения траектории качаний ленточного стола выполнено в виде полозьев, закрепленных на шасси с возможностью замены на другой профиль и установленных на опорные ролики, закрепленные на станине. Шасси зафиксировано на роликах посредством пружин и связано с эксцентриковым приводом шатуном. Для мокрого обогащения эластичная лента выполнена с бортами по продольным краям, а каждый борт имеет прорези, направленные под углом к осевой линии ленты, причем каждая часть борта между прорезями своим концом наложена на начало следующей части. Изобретение позволяет повысить производительность и эффективность извлечения концентрата при сухом и мокром обогащении материалов с различными свойствами. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Концентратор ленточный, включающий несущую станину, установленное на ней шасси, закрепленный на шасси ленточный стол с регулируемым углом наклона, эксцентриковый привод колебаний, связанное с шасси приспособление для изменения траектории качаний ленточного стола, отличающийся тем, что для обеспечения возможности универсального использования концентратора при сухом и мокром обогащении материалов, различных по свойствам, приспособление для изменения траектории качаний выполнено в виде полозьев, закрепленных на шасси с возможностью замены на другой профиль и установленных на опорные ролики, закрепленные на станине, при этом шасси зафиксировано на роликах посредством пружин и связано с эксцентриковым приводом шатуном, а ленточный стол установлен с возможностью регулирования продольного и поперечного наклона.2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что лента стола выполнена из эластичного материала.3. Концентратор по п.2, отличающийся тем, что для мокрого обогащения лента выполнена с бортами по продольным краям, а каждый борт имеет прорези, направленные под углом к осевой линии ленты, причем каждая часть борта между прорезями своим концом наложена на начало следующей части для предотвращения утечки жидкости с ленты и снятия разрывающего усилия в бортах ленты при огибании приводных барабанов ленточного стола.4. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что приспособление для регулирования углов наклона ленточного стола выполнено в виде установленных на шасси шарниров и тяги.