ЦЕНТРОБЕЖНО-ОТСАДОЧНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР Российский патент 2011 года по МПК B03B5/32 B03B5/10 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих тяжелые мелкозернистые минералы.

Известны серийно выпускаемые отсадочные машины типа МОД, имеющие широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом. Отсадочная машина этого типа имеет две симметричные отсадочные камеры, эксцентриковый привод, подвижные конусы и резиновые диафрагмы, с помощью которых привод создает в отсадочных камерах восходяще-нисходящие пульсации воды (Проспект ОАО «Завод Труд», Новосибирск, 2000 г.).

Недостаток этих машин: снижение эффективности обогащения с уменьшением крупности материала ценного компонента, особенно низкое извлечение частиц крупностью менее 0,25 мм.

Известна центробежная отсадочная машина Kelsey для извлечения тяжелых мелкозернистых минералов, которая включает вращающуюся отсадочную камеру с перфорированными стенками, приводную систему их вращения (электродвигатель - цепная пара - вал), диафрагму, систему ее колебаний (кулачковый вал - цепная пара - электродвигатель), устройства разгрузки концентрата, легкой фракции и загрузки питания (Austral. Mining. - 1998, - 90,5, - с.53).

Недостатки машины Kelsey - сложность конструкции, большая масса и стоимость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по конструктивному исполнению и физической сути осуществляемого процесса разделения является центробежная отсадочная машина, включающая неподвижный корпус, обогатительную камеру конусообразной формы, закрепленную на вращающемся вертикальном валу, узел бесконтактного гидроуплотнения между корпусом и обогатительной камерой, состоящий из двух подвижных и одного неподвижного кольца, подвижный конус, диафрагму, одноплечий балансирный привод. Подвижный конус, диафрагма, одноплечий балансирный привод образуют механическую систему для получения в обогатительной камере с перфорированными стенками восходяще-нисходящих импульсов воды (Патент США 4056464, В03В 5/16, 1976).

Недостатки машины: недостаточно эффективная работа гидроуплотнения, связанная с проникновением в зазор между его кольцами тяжелого абразивного подрешетного материала (концентрата) из корпуса концентратора, в результате чего существенно уменьшается ресурс работы колец гидроуплотнения и снижаются технологические показатели работы аппарата.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности обогащения, снижении расхода технологической воды, электроэнергии, удельных показателей материалоемкости, упрощении конструкции концентратора без ухудшения технологических показателей, а также повышении его надежности.

Это достигается тем, что в центробежно-отсадочном концентраторе, включающем опорную раму, неподвижный корпус с фланцевым соединением, отсадочную камеру конусообразной формы с проницаемой боковой поверхностью, внутрь которой вложен сетчатый конус и прижимной конический трафарет, которая закреплена на пустотелом валу, узел гидроуплотнения между неподвижным корпусом и вращающейся отсадочной камерой, желоб для отвода хвостов, устройство для подачи подрешетной воды, подвижный конус с отверстием для непрерывного вывода концентрата, соединенный с неподвижным корпусом концентратора резиновой диафрагмой, согласно изобретению устройство для подачи подрешетной воды выполнено с возможностью ее тангенциального поступления в зону бесконтактного гидроуплотнения корпуса концентратора не менее чем в шести точках по периметру корпуса, а бесконтактное гидроуплотнение выполнено в виде одного нижнего вращающегося кольца и одного верхнего неподвижного кольца. Внешняя поверхность вращающегося кольца гидроуплотнения имеет радиальные лопасти по всему периметру.

Заявленный центробежно-отсадочный концентратор отличается от прототипа конструкцией гидроуплотнения между корпусом машины и вращающейся отсадочной камерой, способом и устройством подачи подрешетной воды в корпус концентратора. С целью уменьшения износа колец гидроуплотнения непосредственно под них тангенциально подается не менее чем в шести точках по периметру корпуса концентратора подрешетная вода, которая вытесняет абразивные частицы пульпы от колец гидроуплотнения, а расположение самих колец, неподвижного над подвижным, создает насосный эффект - отбрасывание частиц от колец по направлению вектора центробежной силы (к внутренней стенке корпуса аппарата), что исключает проникание твердых частиц (концентрата) через кольца гидроуплотнения в желоб для отвода хвостов. Данный эффект усиливается установкой на внешней поверхности вращающегося кольца гидроуплотнения радиальных лопастей, способствующих дополнительному воздействию на твердые частицы, оказавшиеся в зоне гидроуплотнения. В прототипе гидроуплотнение состоит из двух гладких вращающихся колец, закрепленных на отсадочной камере, и одного гладкого неподвижного, закрепленного на корпусе машины и находящегося между двух вращающихся колец.

Совокупность известных и новых признаков заявленного концентратора в сравнении с прототипом позволяет достичь более высоких технологических показателей, а также упростить конструкцию как аппарата в целом, так и отдельных его узлов, одновременно увеличивая их надежность и износостойкость за счет применения:

- нового типа гидроуплотнения;

- нового способа и устройства подачи подрешетной воды, которая разрыхляет поступающий материал на сеющей поверхности отсадочной камеры и препятствует износу колец гидроуплотнения;

- применение радиальных лопастей на внешней поверхности вращающегося кольца гидроуплотнения для создания «насосного» эффекта (отбрасывание твердых частиц от колец гидроуплотнения к внутренней стенке корпуса аппарата), что позволяет увеличить срок службы колец гидроуплотнения.

Приведенные отличительные признаки не известны и очевидным образом не вытекают из уровня техники.

На фиг.1 изображена схема заявленного центробежно-отсадочного концентратора, на фиг.2 - сечение по А по фиг.1, на фиг.3 - схема движения надрешетного (хвостов) и подрешетного (концентрата) продукта в прототипе и в центробежно-отсадочном концентраторе, на фиг.4 - принцип работы гидроуплотнения в прототипе и в центробежно-отсадочном концентраторе.

Заявленный центробежно-отсадочный концентратор включает неподвижный корпус 1 с фланцевым соединением 2 и желобом для отвода хвостов 3, закрепленный на опорной раме 4, внутри корпуса 1 находится вращающаяся отсадочная камера 5 конусообразной формы, закрепленная на пустотелом валу 6, с двумя верхними подшипниковыми опорами 7 и загрузочным устройством 8. Отсадочная камера 5 состоит из корзины 9 с проницаемой боковой поверхностью, во внутрь которой вложен сетчатый конус 10 и прижимной конический трафарет 11, в дне корзины 9 имеется два отверстия 12 для разгрузки надрешетного продукта, закрытые во время работы пробками. В узле гидроуплотнения 13 между вращающейся отсадочной камерой 5 и неподвижным корпусом 1 применена конструкция на основе тонкой щели с двумя кольцами, верхнее кольцо 14 закреплено на корпусе 1, а нижнее кольцо 15 гидроуплотнения на отсадочной камере 5, на внешней поверхности нижнего кольца гидроуплотнения 15 имеются радиальные лопатки 16 по всему его периметру. Для сообщения отсадочной камере 5 вращательного движения она через ременную передачу 17 связана с асинхронным электродвигателем 18. Изменение скорости вращения отсадочной камеры 5, а значит, и величины центробежного ускорения материала на рабочей поверхности корзины 9, регулируется изменением скорости вращения ротора электродвигателя 18 с помощью частотного преобразователя (на чертеже не указан). Для подвода подрешетной воды имеется устройство 19 с регулировочным вентилем 20 и тангенциально направленными патрубками 21, подающими воду в зону гидроуплотнения, которая защищает кольца 14 и 15 от абразивного износа твердыми частицами во время работы. Возвратно-поступательные колебания подвижный конус 22 получает через подвижную раму 23, которая приводится в движение через редуктор 24 и электродвигатель 25. Подвижный конус 22 соединен с неподвижным корпусом 1 резиновой диафрагмой 26. Подвижный конус 22 имеет разгрузочное отверстие 27.

Заявленный центробежно-отсадочный концентратор работает следующим образом. Перед запуском концентратора подрешетная вода по шести тангенциально направленным патрубкам 21, расположенным в верхней части корпуса 1 концентратора, непосредственно под гидроуплотнением, подается в корпус 1 аппарата и создает в зоне избыточного давления слой воды, свободный от абразивных частиц, непосредственно у вращающегося кольца гидроуплотнения 15, что предотвращает попадание в эту зону абразивных частиц, защищая таким образом кольца 14 и 15 гидроуплотнения от быстрого износа. После наполнения корпуса 1 концентратора водой, что видно по вытеканию воды из желоба для отвода хвостов 3 с помощью электродвигателя 18 и ременной передачи 17, приводится во вращение отсадочная камера 5, а электродвигателем 25 через редуктор 24 и подвижную раму 23 приводится в возвратно-поступательное движение подвижный конус 22. Для образования искусственной постели через загрузочное устройство 8 загружается металлическая дробь крупностью несколько больше размера отверстий сетчатого конуса 10, вложенного в корпус отсадочной камеры 5. Исходное питание поступает из загрузочного устройства 8 по пустотелому валу 6 к днищу отсадочной камеры 5. Далее под действием центробежной силы материал сносится к стенкам отсадочной камеры 5, разделяясь по плотности, тяжелые частицы крупностью меньше размера отверстий сетчатого конуса 10, подвергаясь большему воздействию центробежной силы по сравнению с легкими частицами той же крупности, проникают через искусственную постель и сетчатый конус 10 в корпус 1 центробежно-отсадочного концентратора. Возвратно-поступательные колебания подвижного конуса 22 разрыхляют искусственную и естественную постель на сетчатом конусе 10 отсадочной камеры 5 аппарата, что способствует эффективному проникновению тяжелых частиц в подрешетный продукт концентратора, который непрерывно разгружается через разгрузочное отверстие 27, а легкие частицы, не способные проникнуть через постель отсадочной камеры 5, восходящим потоком выносятся в желоб отвода хвостов 3.

Принцип действия заявленного концентратора заключается в принудительном разделении смеси минеральных зерен по удельным весам методом отсадки, основанном на принципе разности в скоростях стесненного падения частиц и одновременно приложенной к частицам центробежной силы.

Конструкция заявленного концентратора по сравнению с прототипом позволяет:

- повысить технологическую эффективность работы аппарата за счет практически полного исключения попадания частиц тяжелых ценных компонентов (золото, платина и др.) через кольца гидроуплотнения в желоб отвода хвостов;

- увеличить срок службы эксплуатации колец гидроуплотнения;

- упростить конструкцию узла гидроуплотнения и аппарата в целом.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих тяжелые мелкозернистые минералы. Центробежно-отсадочный концентратор включает опорную раму, неподвижный корпус с фланцевым соединением, желоб для отвода хвостов, отсадочную камеру конусообразной формы с проницаемой боковой поверхностью, с вложенным сетчатым конусом и прижимным коническим трафаретом, закрепленную на пустотелом валу, узел гидроуплотнения между неподвижным корпусом и вращающейся отсадочной камерой, устройство для подачи подрешетной воды, подвижный конус с отверстием для непрерывного вывода концентрата, соединенный с неподвижным корпусом резиновой диафрагмой. Устройство подачи подрешетной воды выполнено с возможностью ее тангенциального поступления в зону бесконтактного гидроуплотнения корпуса концентратора не менее чем в шести точках по периметру корпуса. Узел бесконтактного гидроуплотнения корпуса концентратора выполнен в виде одного нижнего вращающегося и одного верхнего неподвижного колец. Внешняя поверхность вращающегося кольца гидроуплотнения имеет радиальные лопасти по всему периметру. Технический результат - повышение эффективности обогащения, упрощение конструкции концентратора без ухудшения технологических показателей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Центробежно-отсадочный концентратор, включающий опорную раму, неподвижный корпус с фланцевым соединением, желоб для отвода хвостов, отсадочную камеру конусообразной формы с проницаемой боковой поверхностью, с вложенным сетчатым конусом и прижимным коническим трафаретом, закрепленную на пустотелом валу, узел гидроуплотнения между неподвижным корпусом и вращающейся отсадочной камерой, устройство для подачи подрешетной воды, подвижный конус с отверстием для непрерывного вывода концентрата, соединенный с неподвижным корпусом резиновой диафрагмой, отличающийся тем, что устройство подачи подрешетной воды выполнено с возможностью ее тангенциального поступления в зону бесконтактного гидроуплотнения корпуса концентратора не менее чем в шести точках по периметру корпуса, а бесконтактное гидроуплотнение выполнено в виде одного нижнего вращающегося и одного верхнего неподвижного колец.

2. Центробежно-отсадочный концентратор по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность вращающегося кольца гидроуплотнения имеет радиальные лопасти по всему его периметру.