Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых по крупности и плотности, в частности к аэродинамическому разделению по крупности и плотности песка, и может быть использовано в строительной, металлургической, химической и горнодобывающей отраслях промышленности.
Известно устройство для разделения смеси материалов с различной плотностью, состоящее из подающего смесь горизонтального ленточного конвейера; вибрационного питателя и примыкающего перпендикулярно к его концу сортировального барабана со сплошной оболочкой, вращающегося на горизонтальной оси; сопла для подачи сжатого воздуха в зазор между конвейером и барабаном и двух отводящих конвейеров. Работа устройства основана на прижимании под воздействием потока воздуха легких частиц на поверхности сортировального барабана, переносе их на противоположную сторону и сбрасывании в дальний конвейер, в то время как тяжелые частицы падают в более близкий конвейер (DE 4140584 A1, 17.06.1993. В 07 В 4/02).
Возможность обработки различных смесей обеспечивается изменением относительного положения вибропитателя, барабана и сопла, а также расхода и давления подаваемого им сжатого воздуха.
Недостатками устройства являются: использование сжатого воздуха, энергоемкость, зависимость качества продуктов разделения от расхода и давления сжатого воздуха.
Наиболее близким аналогом к предложенному способу является гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых, включающий дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения (RU 2022666 C1, В 07 В 9/00, 15.11.1994).
Недостатками способа являются: использование сжатого воздуха, сложность конструкции барабана.
Цель изобретения - повышение эффективности разделения сыпучей смеси минеральных компонентов, отличающихся по крупности и по плотности.
Упрощение технологии происходит за счет оптимизации условий (угла наклона оси, частоты вращения, производительности и конструктивных элементов) в рабочем объеме аппарата при разделении в гравитационно-центробежном поле при вращении
барабана, снижение энергетических затрат.
Предлагаемый гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых устраняет указанные недостатки тем, что в нем не применяется сжатый воздух. Разделение происходит в естественных условиях. Режим разделения регулируется легко доступным способом - изменением частоты вращения барабана, в результате снижается энергоемкость процесса.
Сущность способа заключается в том, что в гравитационно-центробежном способ обогащения полезных ископаемых, включающем дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения, согласно изобретению регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории.
При некоторой скорости движения любого слоя по круговой траектории нормальная сила N может стать равной по величине центробежной силе С. Так как тангенциальная сила Т погашается силой давления нижележащих тел того слоя, рассматриваемое тело становится свободным. Обладая скоростью V, равной окружной скорости его центра, тело будет перемещаться под влиянием собственного веса по параболической траектории ( как тело, брошенное со скоростью V под некоторым углом к горизонту, предполагается, что скольжение отсутствует). Тогда N=C, где
G - сила свободного падения;
α - угол отрыва тела;
V - окружная скорость движения тела по круговой траектории;
g - ускорение силы свободного падения;
R - радиус круговой траектории тела.
Подставив значение N и С, получим
Подставив значение V=πRn/30, получим
где n - частота вращения ротора, об/мин.
Полученное число определяет частоту вращения ротора, при которой тело переходит с круговой траектории на параболическую. При α=0 и Cosα=1
тело начинает центрифугировать.
При скольжении тела без трения по наклонной плоскости с углом наклона 30° результирующая сила Fрез. должна быть направлена вдоль наклонной плоскости, а сила реакции F1 перпендикулярно наклонной плоскости. Тогда
В таком треугольнике гипотенуза ровно вдвое больше короткого катета. Поэтому
Тогда
Если угол наклона равен α, то легко видеть, что , где Sinα = высота наклонной плоскости/длина плоскости скольжения.
При вращении наклонной плоскости на тело будет действовать центробежная сила (Fц), равная
где ω - частота вращения ротора, с-1;
R - радиус вращения частицы, м.
Тогда результирующая сила
Следовательно, частица будет двигаться вниз по наклонной плоскости при
В случае когда частица будет находиться в равновесии.
Результат достигается тем, что во вращающемся барабане создаются условия, при которых под воздействием гравитационно-центробежных сил крупные или тяжелые минеральные зерна осаждаются на внутренней поверхности барабана при угле наклона, оси равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортируются в верхнюю часть к разгрузочным отверстиям и ссыпаются на конвейер. Мелкие или легкие зерна также осаждаются на внутренней поверхности барабана, поднимаются им вверх до критической точки отрыва и, не преодолев угол естественного откоса, падают в каскадном режиме по параболическим траекториям из барабана на конвейер.
Существенным преимуществом данного способа перед существующими является исключение из технологического процесса сжатого воздуха, что снижает капитальные затраты и энергоемкость, а также повышает эксплуатационную надежность.
Через щелевидный дозатор по желобу подается исходная смесь в установленный наклонно к горизонту вращающийся с определенной скоростью (ниже критической) барабан. Осевшие под действием центробежной силы и прижатые к барабану крупные или тяжелые частицы поднимаются к верхнему концу и разгружаются на конвейер. Мелкие или легкие частицы, осевшие на внутренней поверхности барабана, поднимаются им на определенную высоту и под действием силы свободного падения в каскадном режиме высыпаются из ротора непосредственно на конвейер.
Пример. Кварцевый песок в количестве 15 кг через щелевидный питатель в количестве 31.8 кг/ч желобом подается в цилиндрический барабан диаметром 10 см, установленный с углом наклона оси 10° к горизонту, вращающийся при скорости 80 об/мин. Получен песок с модулем крупности 0,22 при выходе 91% и с модулем крупности 0,18 при выходе 19%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ АЛМАЗОГРАФИТОВОЙ ШИХТЫ | 2000 |
|
RU2193451C2 |
Устройство для обогащения и обезвоживания шламов | 1989 |
|
SU1754211A1 |
Способ обогащения полезных ископаемых | 1990 |
|
SU1755926A1 |
КОМПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД | 2012 |
|
RU2531148C2 |
ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ СОСТАВОВ | 1999 |
|
RU2177492C2 |
Гидроциклон для классификации и обогащения тонкозернистых материалов | 1983 |
|
SU1150043A1 |
Устройство для обогащения и обезвоживания шламов | 1989 |
|
SU1651957A1 |
Спиральный сепаратор | 1989 |
|
SU1832056A1 |
Устройство для разделения сыпучих материалов | 1988 |
|
SU1629114A1 |
Гидроциклон для классификации и обогащения тонкозернистых материалов | 1986 |
|
SU1368043A1 |
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых по крупности и плотности, в частности к аэродинамическому разделению по крупности и плотности песка, и может быть использовано в строительной, металлургической, химической и горнодобывающей отраслях промышленности. Гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых включает дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения. Регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории. Технический результат - повышение эффективности обогащения полезных ископаемых, упрощение технологии и снижение энергетических затрат.
Гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых, включающий дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения, отличающийся тем, что регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории.
СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 1991 |
|
RU2022666C1 |
Авторы
Даты
2006-02-10—Публикация
2003-11-26—Подача