ТРЕХПРОДУКТОВЫЙ ТЯЖЕЛОСРЕДНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2007 года по МПК B03B5/30 

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной и горнорудной промышленности.

Тяжелосредные сепараторы применяются для разделения исходного полезного ископаемого на легкую и тяжелую фракцию. Применительно к углю легкой фракцией является концентрат, а тяжелой фракцией является порода. Но в исходном сырье любого полезного ископаемого всегда содержатся промежуточные фракции (промпродукт), представленные в основном сростками полезного компонента и породы.

При разделении исходного сырья в тяжелосредных сепараторах на два продукта (концентрат и породу) промпродукт, имея промежуточную плотность между легкими и тяжелыми фракциями, попадает частично в концентрат, частично в породу. При этом наличие промпродукта в концентрате резко ухудшает его качество, а наличие промпродукта в породе приводит к безвозвратной потере полезного компонента с отходами.

Поэтому для улучшения качества концентрата и предотвращения больших потерь полезного компонента с отходами необходимо выделить промпродукт отдельно от легких и тяжелых фракций и подвергнуть его вторичной переработке.

Известна технология разделения исходного рядового угля на три продукта (концентрат, промпродукт, породу) с помощью двух последовательно установленных двухпродуктовых тяжелосредных сеператоров с различными плотностями магнетитовых суспензий (см. Фоменко Т.Г., Бутовецкий B.C., Погарцева Е.М. Технология обогащения углей. - М.: Недра, 1985, стр.94).

Недостатками этой технологии является сложность технологической схемы обогащения, так как необходимо эксплуатировать одновременно два сепаратора, два насоса, два электромагнитных сепаратора и иметь в наличии две емкости с различными кондиционными суспензиями (например, 1500 и 1800 кг/м³). Вследствие эксплуатации такой громоздкой схемы резко увеличивается себестоимость процесса обогащения.

Известен трехпродуктовый сепаратор типа СТТ, в котором также происходит разделение материала в суспензиях двух плотностей. Указанный сепаратор СТТ в сущности представляет собой спаренную конструкцию двух тяжелосредных двухпродуктовых сепараторов (см. справочник по обогащению углей. Под ред. Благова И.С., Коткина А.М., Зарубина Л.С. - М.: Недра, 1984, стр.205).

Применение сепаратора СТТ незначительно упрощает технологическую схему обогащения угля. Но к недостаткам этого сепаратора следует отнести его громоздкость, сложность конструкции вследствие того, что он имеет два отделения - породное и промпродуктовое, в которые подается суспензия различной плотности. А для этого также необходимо эксплуатировать одновременно два насоса, два электромагнитных сепаратора и иметь в наличии две емкости с различными плотностями суспензии. Кроме того, при перегрузке всплывшей фракции из породного отделения в промпродуктовое постоянно происходит изменение плотностей суспензий и, как следствие, изменение качества продуктов обогащения.

Следовательно, применение сепаратора СТТ также имеет сложную технологическую схему, а себестоимость процесса обогащения снижается незначительно.

Известен также трехпродуктовый тяжелосредный сепаратор: А.с. 1808381 СНГ, МКИ⁵ В03В 5/42, опубликованный 15.04.93, Бюл. №4.

Но и в этом сепараторе для разделения исходного материала на три продукта используются суспензии низкой и высокой плотности, что в свою очередь не уменьшает количество оборудования в технологической схеме, а следовательно, себестоимость процесса обогащения снижается незначительно.

На основании вышеизложенного, имеется необходимость в разработке конструкции такого трехпродуктового тяжелосреднго сепаратора, в котором бы использовалась суспензия одной плотности, что позволит исключить из эксплуатации один насос, один электромагнитный сепаратор, одну емкость с высокой плотностью суспензии, вследствие чего технологическая схема упростится, а следовательно, снизится себестоимость процесса обогащения.

Целью настоящего изобретения является разработка конструкции тяжелосредного трехпродуктового сепаратора с использованием магнетитовой суспензии одной плотности для разделения продуктов, что упростит технологическую схему обогащения и снизит себестоимость процесса переработки исходного сырья.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в разработанной конструкции тяжелосредного сепаратора используется выталкивающая сила тяжелой суспензии и сила транспортного потока этой же суспензии, подаваемой в сепаратор насосом под давлением с регулируемой скоростью и объемом подачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схема предлагаемого сепаратора представлена в разрезе и в виде сверху.

Сепаратор состоит из ванны сепаратора 1, породного элеваторного колеса 2, промпродуктового элеваторного колеса 3, гребкового устройства 4, сита предварительного сброса суспензии 5.

Ванна сепаратора 1 имеет форму усеченного конуса, которая расширяется и углубляется в направлении движения суспензии и обогащаемого материала. На ванне сепаратора смонтированы приводы элеваторных колес и гребкового устройства (не показаны). Исходный материал подается в ванну сепаратора по течке 6, а магнетитовая суспензия по трубопроводу 7, на котором установлена регулировочная задвижка 8.

Применительно к каменным углям сепараторы работают следующим образом.

Кондиционная магнетитовая суспензия, например, с плотностью 1500 кг/м³ подается под давлением по трубопроводу 7 в узкую и неглубокую часть ванны сепаратора. Сверху по течке 6 подается рядовой уголь непосредственно в быстрый поток суспензии. Суспензия, двигаясь в узкой части ванны с большой скоростью, транспортирует уголь (по принципу работы гидротранспорта) к породному элеваторному колесу. Дно узкой части ванны, по ходу движения суспензии с углем, расширяется и углубляется. У входа суспензии в расширенную зону породного элеваторного колеса дно ванны имеет небольшой выступ 9 (типа трамплина), который подбрасывает весь уголь вверх и разрыхляет его внутри магнетитовой суспензии.

В связи с тем, что ванна в этой зоне значительно шире и глубже ее передней части, скорость суспензии снижается, а следовательно, и снижается действие транспортного потока на транспортируемый уголь. Под действием тяжелой среды здесь происходит разделение рядового угля: куски породы, имеющие плотность >1800 кг/м³, т.е. значительно большую, чем плотность суспензии, опускаются вниз, а затем поступают в ковши элеваторного колеса и выгружаются из ванны сепаратора.

Легкие куски концентрата и промпродукта под действием транспортного потока суспензии транспортируются дальше по длине ванны в зону промпродуктового колеса 3. В этой зоне ванна сепаратора имеет наиболее широкое сечение, поэтому скорость транспортного потока суспензии становится незначительной. Под действием тяжелой среды здесь происходит вторичное разделение угля на концентрат и промпродукт. Плотность промпродукта (1700 - 1800 кг/м³) больше, чем плотность суспензии, поэтому он оседает на дно ванны, поступает в ковши элеваторного колеса, которым затем выгружается из ванны сепаратора. Легкие фракции угля всплывают на поверхность зеркала суспензии и транспортируются транспортным потоком суспензии к гребковому устройству и им выгружаются вместе с потоком суспензии. Для отделения суспензии от концентрата предусмотрено сито предварительного сброса суспензии 5.

Регулирование выхода породы производится изменением скорости потока суспензии с помощью задвижки 8 и регулируемым давлением суспензии, создаваемым насосом (не показан).

Таким образом, в разработанной конструкции сепаратора производится разделение исходного рядового угля на три продукта (концентрат, промпродукт, породу) в суспензии, имеющей одну плотность.

Следовательно, эксплуатация разработанного трехпродуктового тяжелосредного сепаратора значительно упростит технологическую схему обогащения угля в минеральных суспензиях, так как из схемы исключается один насос, подающий суспензию большой плотности, одна емкость, содержащая эту суспензию, один электромагнитный сепаратор для регенерации суспензии и соответственно часть трубопроводной схемы. А это, в свою очередь, значительно снизит себестоимость процесса обогащения угля и минеральной суспензии.

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной и горнорудной промышленности. Трехпродуктовый тяжелосредный сепаратор, использующий тяжелосредную суспензию одного удельного веса, включает суспензионную ванну, породное и промпродуктовое элеваторные колеса с приводами для выгрузки потонувших фракций, гребковое устройство для выгрузки всплывшей фракции, трубопровод для подачи суспензии в ванну сепаратора, сито предварительного сброса суспензии. Трубопровод для подачи суспензии снабжен задвижкой для регулирования подачи суспензии. Ванна выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося и углубляющегося в направлении движения суспензии и обогащаемого материала. Дно ванны в конце загрузочной части у входа в расширенную зону породного элеваторного колеса выполнено с выступом для разрыхления и взвешивания материала внутри объема суспензии. Технический результат - повышение эффективности разделения материала, упрощение технологической схемы обогащения, а также снижение себестоимости процесса переработки исходного сырья. 1 ил.

Трехпродуктовый тяжелосредный сепаратор, использующий тяжелосредную суспензию одного удельного веса, включающий суспензионную ванну, породное и промпродуктовое элеваторные колеса с приводами для выгрузки потонувших фракций, гребковое устройство для выгрузки всплывшей фракции, трубопровод для подачи суспензии в ванну сепаратора, сито предварительного сброса суспензии, отличающийся тем, что трубопровод для подачи суспензии снабжен задвижкой для регулирования подачи суспензии, при этом ванна выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося и углубляющегося в направлении движения суспензии и обогащаемого материала, а дно ванны в конце загрузочной части у входа в расширенную зону породного элеваторного колеса выполнено с выступом для разрыхления и взвешивания материала внутри объема суспензии.