КОНЦЕНТРАТОР ГРАВИТАЦИОННЫЙ Российский патент 2009 года по МПК B03B5/38 

Изобретение относится к области обогащения золотосодержащего и редкометалльного сырья, а также может быть использовано для извлечения ценных минералов высокой плотности.

Известно устройство для разделения частиц в восходящем потоке воды, содержащее камеру конической формы, обращенную вершиной конуса вниз, блок для подачи в камеру исходного материала, источники гидродинамического и вибрационного его разрыхления, контейнер для сбора концентрата [1].

Недостатком данного устройства является низкая эффективность разделения тонких частиц по их плотности ввиду большой разности в скоростях потока по высоте камеры и затухания колебаний от источников.

Известен концентратор гравитационный, содержащий перфорированную камеру конической формы, расположенную вершиной конуса вниз, центральную пульпозагрузочную трубу, размещенную в камере с возможностью вращения, диспергатор материала, выполненный в виде игл, закрепленных на трубе, штуцер для подачи воды в нижнюю часть камеры и контейнеры для сбора легкой и тяжелой фракции материала [2]. Это устройство взято нами в качестве прототипа.

Недостатком данного устройства является то, что в камере формируется турбулентный режим течения пульпы под воздействием бокового гидродинамического давления, создаваемого подачей воды через отверстия в камере, и давления, создаваемого подачей разрыхляющей воды сверху к вершине конуса в область накопления тяжелой фракции. Кроме этого, в данном устройстве отсутствует возможность непрерывной разгрузки легкой крупной фракции во время его работы.

Задачей изобретения является обеспечение эффективного извлечения ценного компонента из исходного материала за счет использования процесса сегрегационно-диффузионного разделения тяжелой и легкой фракций материала в псевдоожиженном слое.

Это достигается тем, что концентратор гравитационный, содержащий камеру конической формы, расположенную вершиной конуса вниз, центральную пульпозагрузочную трубу, размещенную в камере с возможность вращения, штуцер для подачи воды в нижнюю часть камеры и контейнеры для сбора легкой и тяжелой фракций материала, дополнительно снабжен перфорированным шнеком в виде геликоида, жестко соединенным с центральной трубой и обеспечивающим перемещение пульпы снизу вверх внутри камеры, а штуцер расположен соосно с центральной трубой, создавая поток разрыхляющей жидкости в противоток движению пульпы из трубы.

На фиг.1 показан общий вид концентратора гравитационного, на фиг.2 - разрез по А-А камеры.

Концентратор гравитационный состоит из камеры 1 конической формы, расположенной вершиной конуса вниз, бункера 2, в который подают исходный материал и воду, создавая пульпу с заданным соотношением Т:Ж, воронки 3, центральной загрузочной трубы 4, размещенной в камере с возможностью вращения, по которой пульпа поступает в камеру 1, перфорированного шнека 5 в виде геликоида, жестко соединенного с трубой и обеспечивающего перемещение пульпы снизу вверх внутри камеры 1, двух контейнеров 6, 7 для сбора легкой и тяжелой фракций и устройства для подачи разрыхляющей воды в противоток движению пульпы из трубы, включающего штуцер 8, рассекатель 9 с фильтром 10. Центральная труба 4 закреплена на раме 11 посредством спиц 12 и подшипников 13, а ее вращение обеспечивается с помощью, например, двигателя 14, редуктора 15, ременной передачи 16 и конической пары 17. Вывод легкой фракции из камеры 1 осуществляют в контейнер 6 через кольцевой желоб 18, а тяжелой фракции - в контейнер 7 через выпускное отверстие 19 и вентиль 20.

Концентратор гравитационный работает следующим образом.

Исходный материал, например, в виде шлихового продукта и воду подают в бункер 2 с заданным отношением Т:Ж в зависимости от гранулометрического состава исходного материала. Образовавшаяся в результате этого пульпа поступает из бункера 2 в камеру 1 через воронку 3 и центральную трубу 4. Выход трубы расположен на фиксированном расстоянии от вершины конуса, достаточном для накопления слоя концентрата. Для заполнения камеры 1 исходным материалом до заданного уровня осуществляют вращение шнека 5 с заданной частотой. После чего в противоток движению пульпы из трубы 4 подают разрыхляющую воду из штуцера 8 через рассекатель 9 и фильтр 10 в камеру 1 в количестве, обеспечивающем переход из уплотненного в псевдоожиженное состояние материала. В результате этого происходит диффузия тяжелой фракции материала сверху вниз и его осаждение в зоне накопления концентрата, а легкой фракции - перемещение снизу вверх и накопление в верхней части камеры 1. При этом вращательное движение шнека предотвращает образование каналов, при которых происходит переход материала из псевдоожиженного в уплотненное состояние. Наличие отверстий в шнеке позволяет диффундировать тяжелым частицам во всем объеме камеры 1 в ее нижнюю часть - зону накопления концентрата. В процессе работы концентратора легкая фракция выводится из камеры 1 через кольцевой желоб 18 в контейнер 6, а тяжелая фракция - в контейнер 7 через выпускное отверстие 19 и вентиль 20.

Таким образом, вышеописанный концентратор гравитационный позволяет непрерывно осуществлять разгрузку легкой фракции и выгрузку тяжелой фракции, а также создать ламинарное течение пульпы и повысить проницаемость материала для осаждения тонкодисперсных и коллоидных тяжелых частиц во всем объеме камеры, что позволяет увеличить производительность работы концентратора до 1,5% и повысить эффективность извлечения ценной тяжелой фракции из исходного материала до 95%.

Источники информации

1. Патент США №3997436, кл. В03В 5/60 от 10.06.1976 г.

2. Патент РФ №2246996, кл. В03В 5/62 от 25.12.2002 г. (прототип)

Изобретение относится к области обогащения золотосодержащего и редкометалльного сырья, а также может быть использовано для извлечения ценных минералов высокой плотности. Концентратор гравитационный содержит камеру конической формы, расположенную вершиной конуса вниз, центральную пульпозагрузочную трубу, размещенную в камере с возможность вращения, штуцер для подачи воды в нижнюю часть камеры и контейнеры для сбора легкой и тяжелой фракций материала. Концентратор снабжен перфорированным шнеком, жестко соединенным с центральной трубой и обеспечивающим перемещение пульпы снизу вверх внутри камеры. Штуцер расположен соосно с центральной трубой, создавая поток разрыхляющей жидкости, проходящей через рассекатель и фильтр, в противоток движению пульпы из трубы. Технический результат - повышение эффективности извлечения ценной тяжелой фракции, а также повышение производительности работы концентратора. 2 ил.

Концентратор гравитационный, содержащий камеру конической формы, расположенную вершиной конуса вниз, центральную пульпозагрузочную трубу, размещенную в камере с возможностью вращения, штуцер для подачи воды в нижнюю часть камеры и контейнеры для сбора легкой и тяжелой фракций материала, отличающийся тем, что он снабжен перфорированным шнеком в виде геликоида, жестко соединенным с центральной трубой и обеспечивающим перемещение пульпы снизу вверх внутри камеры, а штуцер расположен соосно с центральной трубой, создавая поток разрыхляющей жидкости в противоток движению пульпы из трубы.