ЭЛЕКТРОННЫЙ ОБОГАТИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАТА СУХИХ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ПОРОДЫ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ РОССЫПЕЙ Российский патент 2007 года по МПК B03C7/00 

Предлагаемое устройство по назначению своему является обогатителем концентрата сухих малоразмерных частиц породы (ЧП) из техногенных россыпей.

Известен электростатический сепаратор для сыпучих смесей (авторское свидетельство на изобретение СССР №592458), включающий два вертикально расположенных один внутри другого подвижного цилиндрического электрода и неподвижного цилиндрического электрода, оси которых смещены.

Указанный сепаратор относится к оборудованию для очистки и сортировки семян сельскохозяйственных культур и не может быть использован в обогащении металлосодержащих сыпучих смесей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности обогащения концентрата сухих малоразмерных частиц породы (ЧП), содержащей металлические включения.

Техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым электронным обогатителем, является разделение металлонесущих частиц (ЧП-М) и «пустых» частиц (ЧП-П) размером от 0,5 до 10^-4 мм с коэффициентом извлечения, близким к 100%.

Такой технический результат достигается тем, что предлагаемое обогатительное устройство содержит в замкнутой цилиндрической камере, стенка которой является электродом, центральный электрод, составленный из двух цилиндров, имеющих вертикальные прорези, расположенные в шахматном порядке, при этом в верхней части внутреннего цилиндра центрального электрода расположено отверстие для выхода частиц пустой породы, при этом устройство содержит дополнительные электроды в виде колец, расположенных соответственно на верхней и нижней стенках камеры, и дополнительные электроды, расположенные на внешней части дна камеры для перемещения металлических частиц в накопитель, при этом оно имеет воздуховоды с форсунками для подачи воздуха по касательной и к центру замкнутой цилиндрической камеры.

На фиг.1 изображено описываемое устройство, общий вид сбоку в разрезе; на фиг.2 изображен узел регулировки скорости воздушного потока; на фиг.3 показан центральный электрод, составленный из двух вписанных друг в друга цилиндров; на фиг.4 изображена секция из четырех обогатителей, вид сверху.

Устройство обогащения включает в себя замкнутую камеру 1 в форме цилиндра, имеющего D=10 см, Н=1,5 см. На верхней плоской части камеры имеется отверстие 2 для ввода ЧП на обработку и отверстие 3 в центре для выхода ЧП-П. Внутри камеры в центре расположен центральный электрод, составленный из двух цилиндров - внешнего цилиндра 4 и вписанного в него внутреннего цилиндра 5. Боковая стенка камеры 1 является цилиндрическим электродом 6. Особенности центрального электрода заключаются в том, что он составлен из двух элементов: внешнего цилиндра D=16 см и внутреннего, вписанного в него, цилиндра D=12 см. На боковых сторонах цилиндров 4 и 5 имеются вертикальные прорези 7 и 8 соответственно, расположенные в шахматном порядке, оставляющие проход через электроды для ЧП-П. Горизонтальные электроды 9 и 10 представлены в форме колец с отверстиями, равными диаметру внешнего цилиндра 4. Верхний электрод 9 находится на верхней стенке камеры 1. Нижний электрод 10 находится на внешней части дна камеры 1. Нижняя часть внешней боковой стенки камеры 1 является цилиндрическим электродом 11. В нижнем окончании цилиндра 4 продолжение его является цилиндрическим электродом 12. Под дном камеры 1 расположен цилиндрический накопитель ЧП-М 13. На внешней стенке камеры 1 расположены воздухопроводы 14 и форсунки 15, обращенные своей выходной щелью внутрь, а на внутренней стороне камеры 1 прикреплены небольшие выпуклости, определяющие направление воздушного потока внутри области обогащения. Четыре взаимно противоположные щели форсунок предназначены для формирования воздушного потока, направленного по касательной к боковой стенке камеры 1. Другие четыре, также взаимно противоположные, щели предназначены для формирования радиальных воздушных потоков. Два вентиля 16 с шаровыми запорами, смонтированные в одной сборке 17, предназначены для регулировки скорости воздушного потока. Поворот ручек вентилей осуществляется соленоидами 18 с изменяющимся током, определяемым схемой управления в соответствии с заданной программой.

Четыре обогатителя объединены в одну секцию с целью организации централизованного поступления породы в замкнутые камеры обогащения из накопительной емкости 19 от устройства приведения забираемой породы в состояние концентрата малоразмерных ЧП. Каналы для выхода концентрата из накопительной емкости 19 представлены четырьмя породопроводами, каждый из которых имеет по минишнеку 20, установленному на корпусе камеры 1. Минидвигатели 21 предназначены для осуществления начала и окончания вращения минишнеков 20.

Электронный обогатитель работает следующим образом. В накопительную емкость 19 поступают ЧП от устройства приведения забираемой породы в состояние концентрата малоразмерных ЧП. Концентрат с выхода из накопительной емкости 19 разделяется на четыре породопровода, каждый из которых имеет по минишнеку 20. Начало и окончание вращения минишнеков осуществляется минидвигателями 21 по сигналу схемы управления. С заданной скоростью и числом оборотов, определяющих объем дозы вводимых ЧП, минишнек перемещает их породы в замкнутые камеры обогащения и прекращает вращение. Загрузка камер осуществляется при скорости вращения винта минишнека 4 об/сек за Δt=0,25 сек. Одновременно с началом загрузки ЧП в каждой камере начинает вращаться воздушный поток и на все электроды подаются напряжения. Поступающие ЧП, «упакованные» в естественных условиях, захваченные вращающимся воздушным потоком, рассеиваются по всему объему камеры за одну секунду и распределяются по крупности в радиальном направлении от центра к стенкам камеры.

ЧП-М из состава, вводимого в камеру массива ЧП, начинают извлекаться сразу же после загрузки. Вследствие постоянства направления перемещения ЧП-М (вдоль линий напряженности поля электродами 4 и 6) и высокой скорости они неизбежно попадут в зону захвата полей электродов 4, 5, 6 и электродов 9 и 10. Кратковременные касания с ЧП-П не смогут внести существенного смещения направления перемещения ЧП-М.

При таком расположении ЧП полями электродов вначале будут захвачены мельчайшие ЧП-М. Снижая скорость вращающегося воздушного потока, вводя радиальные потоки, и увеличивая напряжения на электродах 9 и 10, к центральному электроду начнут подходить все остальные ЧП-М. Перемещаясь по полю электродов 9 и 10, ЧП-М не доходят до электрода 10, а сразу же за границей дна попадают в поле электродов 11 и 12 и перемещаются в цилиндрический накопитель ЧП-М 13.

Имея в виду значительную рассеянность ЧП и изначальную скорость перемещения ЧП-М в течение Δt≤1 сек, практически все ЧП-М будут находиться в своем накопителе. В камере останутся только ЧП-П. Если в таких условиях воздушные потоки ориентировать на очистку камеры от ЧП-П и перемещение их к выходному отверстию, то для этого необходимо уменьшить скорость вращения ЧП-П и подать в камеру радиальные воздушные потоки. В этом случае они начнут быстрее (с ускорением, большим g) перемещаться к центру через просвет в центральном электроде и выходному отверстию 3, подталкиваемые радиальными воздушными потоками.

Все акты процесса разделения ЧП-М и ЧП-П во времени и изменения количественных показателей исполняются программным управлением.

Период тактов = 4 сек. Объем загружаемой в модуль породы 48 см³. Рабочий объем камеры 200 см³.

За основные положения при разработке аппаратуры и технологии обогащения сухого концентрата малоразмерных частиц техногенных россыпей принимается:

- обработка производителя в дискретном режиме дозированными порциями;

- процесс разделения ЧП-М и ЧП-П одноразовый;

- использование в процессе обогащения концентрата в качестве силовых воздействий на ЧП не только напряженности электрического поля, а и центробежной силы, создаваемой вращающимся потоком сжатого воздуха, создающим рассеяние введенной дозы ЧП, и допускающей возможность обработки ее послойно в зависимости от крупности ЧП;

- использование различной скорости перемещения ЧП-М и ЧП-П.

Использование: для обогащения концентрата сухих малоразмерных частиц породы техногенных россыпей. Позволяет создать лучшие условия для извлечения металлонесущих частиц. Обогатительное устройство содержит в замкнутой цилиндрической камере, стенка которой является электродом, центральный электрод, составленный из двух цилиндров, имеющих вертикальные прорези, расположенные в шахматном порядке. В верхней части внутреннего цилиндра центрального электрода расположено отверстие для выхода частиц пустой породы. Устройство содержит дополнительные электроды в виде колец, расположенных соответственно на верхней и нижней стенках замкнутой цилиндрической камеры, и дополнительные электроды, расположенные на внешней части дна замкнутой цилиндрической камеры для перемещения металлических частиц в накопитель. Устройство имеет воздуховоды с форсунками для подачи воздуха по касательной и к центру замкнутой цилиндрической камеры. 4 ил.

Обогатительное устройство для сухих частиц породы техногенных россыпей, содержащих золото, характеризующееся тем, что оно содержит в замкнутой цилиндрической камере, стенка которой является электродом, центральный электрод, составленный из двух цилиндров, имеющих вертикальные прорези, расположенные в шахматном порядке, при этом в верхней части внутреннего цилиндра центрального электрода расположено отверстие для выхода частиц пустой породы, причем устройство содержит дополнительные электроды в виде колец, расположенных соответственно на верхней и нижней стенках замкнутой цилиндрической камеры, и дополнительные электроды, расположенные на внешней части дна замкнутой цилиндрической камеры для перемещения металлических частиц в накопитель, при этом оно имеет воздуховоды с форсунками для подачи воздуха по касательной и к центру замкнутой цилиндрической камеры.