ДИАФРАГМОВЫЙ КОЛЕСНЫЙ ТЯЖЕЛОСРЕДНИЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2015 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 применятся для разделения исходного материала на легкую и тяжелую фракцию. Применительно к углю легкой фракции является концентрат, а тяжелой фракцией является порода.

Тяжелосредные сепараторы имеют большую производительность до 500 т/час, поэтому в момент загрузки исходного материала в ванну с тяжелой средой происходит погружение в тяжелую среду больших масс исходного материала. Тяжелая среда или иначе ее называют суспензией, представляет собой механическую смесь магнетита с водой в определенных пропорциях. В исходной массе содержатся легкие и тяжелые фракции. Плотность суспензии выше плотности легкой фракции, но меньше плотности породы. Поэтому, согласно закону Архимеда, легкие фракции всплывают на поверхность суспензии, а тяжелые фракции тонут. В этом и заключается физическая сущность процесса обогащения.

Но вследствие большой инерции движения вниз кусков тяжелой фракции происходит увлечение ими незначительного количества кусков легкой фракции до 1,5-2%.Особенно это проявляется при максимальной производительности сепаратора, в режиме которой работают большинство сепараторов обогатительных фабрик. Куски легкой фракции, увлеченные вниз, далее выгружаются из сепаратора вместе с тяжелой фракцией и составляют потери полезного компонента в отходах производства.

В целях предотвращения потерь полезного компонента в отходах необходимо внутри ванны сепаратора создать небольшие знакопеременные колебания суспензии в горизонтальной плоскости. Это позволяет разрыхлить опускающуюся вниз массу тяжелой фракции и этим вызволит из нее куски легкой фракции. Конструктивно такая возможность имеется, если установить подвижную диафрагму в передней стенке колесного сепаратора под загрузочным устройством исходного материала в ванну.

Прототипом предлагаемого сепаратора является сепаратор СКВП-32,у которого для перемешивания продукта загружаемого в ванну применяется специальный подвижный лоток. Но как показывает практика, эффективность обогащения от применения лотка низкая и его часто отключают в целях экономии электроэнергии.

Это происходит вследствие того, что лоток установлен непосредственно в загрузке сепаратора, где еще нет необходимости перемешивать материал. Материал необходимо перемешивать внутри ванны сепаратора, чтобы разрыхлить утонувшую массу тяжелой фракции и высвободить из нее куски легкой фракции.

Целью настоящего изобретения является разработка конструкции тяжелосредного сепаратора, позволяющего более эффективно обогащать исходный материал, т.е. дополнительно извлекать из исходного материала полезный компонент путем создания целенаправленных возвратно-поступательных колебаний тяжелой среды внутри ванны сепаратора.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в центре передней стенки ванны колесного сепаратора под загрузочным устройством исходного материала установлена резиновая диафрагма с диаметром, равным 1/3 ширины ванны, получающая возвратно-поступательные движения от эксцентрикового привода. Диафрагма изготавливается из резинотканевой конвейерной ленты. В качестве привода диафрагмы может быть использован эксцентриковый привод качающихся питателей малой производительности.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), где ванна сепаратора изображена в разрезе.

Предлагаемый диафрагмовый колесный тяжелосредный сепаратор состоит из ванны сепаратора 1 полусферической формы, элеваторного колеса 2,загрузочного устройства 3,лопастного разгрузчика 4, трубопровода подачи суспензии 5, диафрагмы 6,эксцентрикового привода 7 с толкателем 8.

Диафрагмовый колесный тяжелосредный сепаратор работает следующим образом.

Снизу в ванну сепаратора 1 по трубопроводу 5 постоянно насосом подается суспензия, которая образует восходящий поток. Навстречу восходящему потоку загрузочным устройством 3 подается исходный материал (руда, уголь), в котором содержатся куски тяжелой и легкой фракции. Плотность суспензии, подаваемой в ванну, выше плотности легкой фракции, но меньше плотности тяжелой фракции. Поэтому исходный материал, погрузившись в суспензию, расслаивается на фракции по плотностям. Легкая фракция (она на чертеже изображена черными кружками) всплывает на поверхность суспензии и выгружается из ванны сепаратора лопастным разгрузчиком 4 вместе с суспензией. Тяжелая фракция (на чертеже изображена белыми кружками),опускается вниз, преодолевая восходящий поток суспензии, поступает в перфорированные ковши элеватора и выгружается им из ванны сепаратора.

Но, вследствие большой массы исходного материала, поступающей в ванну сепаратора, не происходит четкого на 100% разделения его на легкую и тяжелою фракцию, т.е. незначительная часть легкой фракции до 2% увлекается вниз тяжелыми фракциями и выгружается вместе с ними в отходы, (Увеличивая потери полезного компонента.

В целях предотвращения этого необходимо внутри суспензии произвести разрыхление опускающейся вниз массы тяжелой фракции, чтобы высвободить из нее легкие фракции, которые затем всплывут на поверхность ванны и будут выгружены в концентрат.

Для этого в центре передней стенки ванны сепаратора, под загрузочным устройством, вырезано отверстие 9 диаметром, равным 1/3 ширины ванны, которое герметично закрыто диафрагмой 6 с помощью болтов 10. К центру диафрагмы 6 шарнирно одним концом закреплен толкатель 8, а другим концом он соединен с диском эксцентрикового привода 7. При вращении диска эксцентрикового привода толкатель 8 совершает возвратно-поступательные движения с частотой 70 колебаний в минуту, а поскольку он прикреплен к диафрагме, то диафрагма совершает возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости. При движении диафрагмы вовнутрь ванны суспензия находящаяся у передней стенке ванны, будет вытеснена вглубь ванны сепаратора, а при движении диафрагмы в обратную сторону суспензия вновь вернется к передней стенке. То есть, внутри ванны образуется колебания суспензии в перпендикулярном направлении восходящим потокам, которые разрыхляют утонувшую тяжелую фракцию и высвобождают из нее куски легкой фракции. Высвободившиеся куски легкой фракции всплывают на поверхность ванны и выгружаются в концентрат. Это позволит максимально сократить потери полезного компонента в отходах производства и увеличить выход концентрата примерно на 1,5-1,6%.

Увеличение выхода концентрата даже на 1% составит для обогатительной фабрики значительный годовой экономический эффект.

Например, фабрика выпускает 1 млн.т концентрата в год по цене 6000 руб./т. 1% концентрата составляет 10000 т. Тогда годовой экономический эффект составит: Э_г=10000*6000=60 млн. руб. Затраты на установку [y диафрагмы с эксцентриковым приводом с учетом расхода электроэнергии за год составляет около 200 тыс. рублей. То есть годовой экономический эффект составит: Э_г=60000000-200000=59,8 млн. руб. Установка диаграммы не представляет большой технической трудности и может быть выполнена в условиях любой обогатительной фабрики. В качестве материала для диафрагмы может быть использована конвейерная резинотканевая лента. В качестве эксцентрикового привода может быть использован привод качающегося питателя ПК-1,2-8,0 с мощностью двигателя 3 кВт.

Таким образом, предлагаемый диафрагмовый колесный тяжелосредный сепаратор позволяет дополнительно извлекать из исходного материала полезный компонент путем создания целенаправленных в горизонтальной плоскости возвратно-поступательных колебаний тяжелой среды внутри ванны сепаратора. Следовательно, цель изобретения достигнута.

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной и горнорудной промышленности. Технический результат - повышение эффективности обогащения исходного материала. Устройство состоит из ванны, трубопровода для подачи тяжелосредной суспензии в ванну снизу для обеспечения ее восходящего потока. Устройство имеет также загрузочный узел для подачи исходного материала с тяжелой и легкой фракциями навстречу восходящему потоку тяжелосредной суспензии. Имеется также элеваторное колесо с приводом для выгрузки тяжелой фракции и лопастной разгрузчик для легкой фракции. В центре передней стенки ванны под загрузочным узлом выполнено отверстие диаметром, равным 1/3 ширины ванны. Это отверстие закрыто герметичной резиновой диафрагмой. Упомянутая диафрагма выполнена с возможностью возвратно-поступательных движений в горизонтальной плоскости под действием эксцентрикового привода и толкателя. Эти движения образуют колебания тяжелосредной суспензии с частотой, обеспечивающей разрыхление утонувшей тяжелой фракции с высвобождением из нее легкой фракции. 1 ил.

Диафрагмовый колесный тяжелосредный сепаратор, состоящий из ванны, трубопровода для подачи тяжелосредной суспензии в ванну снизу для обеспечения ее восходящего потока, загрузочного узла для подачи исходного материала с тяжелой и легкой фракциями навстречу восходящему потоку тяжелосредной суспензии, элеваторного колеса с приводом для выгрузки тяжелой фракции, лопастного разгрузчика для легкой фракции, при этом в центре передней стенки ванны под загрузочным узлом выполнено отверстие диаметром, равным 1/3 ширины ванны, закрытое герметичной резиновой диафрагмой, выполненной с возможностью возвратно-поступательных движений в горизонтальной плоскости под действием эксцентрикового привода и толкателя с образованием колебаний тяжелосредной суспензии с частотой, обеспечивающей разрыхление утонувшей тяжелой фракции с высвобождением из нее легкой фракции.