Устройство для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков Российский патент 2017 года по МПК C22B3/02 B03B5/32 

Изобретение относится к области гравитационного обогащения россыпей, содержащих тонкую вкрапленность ценных минералов малоконтрастных по плотности, а именно к области горно-обогатительной техники для гравитационного обогащения россыпей, содержащих тонкую вкрапленность ценных минералов малоконтрастных по плотности.

Известно устройство разделения по плотности методом центробежной отсадки, которое решает задачу эффективного обогащения тонких частиц свободного золота крупностью до 5 мкм и золотосодержащих сульфидов крупностью до 10 мкм. Высокая степень концентрации при непрерывном режиме работы обеспечивается путем создания центробежных сил во вращающемся цилиндрическом сите и предания ему пульсаций эксцентриковым кулачковым устройством амплитудой 2-3 мм, частотой 1800-2200 пульсаций в минуте с использованием искусственной постели. Устройство включает узлы подачи воды, питания, вывода хвостов и концентрата, грохот, резиновые затворы, пульсатор, приводной ремень с вращающейся частью. [Журнал Золотодобыча, 2009, №127, статья Ладейщиков В.В. Центробежные отсадочные машины «Келси». Первый опыт промышленного использования на предприятиях золотодобывающей промышленности. (Прототип)].

Недостатками данного устройства являются: сложное техническое устройство узлов; высокая цена (стоимость машины производительностью 30 т/час составляет более 1 млн дол. США; необходимость обеспечения подачи чистой воды. В процессе эксплуатации установлена низкая надежность центробежно-отсадочной машины «Келси» и невозможность использования ее на открытом воздухе, например в условиях прииска.

Целью изобретения является повышение эффективности извлечения тонкозернистых малоконтрастных по плотности минералов.

Указанная цель достигается тем, что за счет одновременного наложения полей: центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при орбитальных колебаниях в условиях сложного кругового и радиального движения частиц, а также повышения подвижности искусственной постели путем размещения эластичных перфорированных трубок, способных под воздействием пульсирующей среды периодически изменять свою форму и выполняющих роль сборников для улавливания минералов тяжелой фракции,

В корпусе с основанием помещены привод с подшипниковым узлом, дебаланс, внутренняя и внешняя чаши, узел загрузки исходного питания, узел разгрузки тяжелой фракции, узел разгрузки фракции промежуточной по плотности, узел разгрузки легкой фракции, внутренняя и внешняя чаши помещены одна в другую, жестко связаны между собой и выполнены с возможностью вращения, орбитальные и колебательные движения передаются им посредством подшипникового узла с дебалансом.

Поверхность внутренней чаши перфорирована отверстиями (щелями) размером до 0,5 мм, общее живое сечение которых составляет до 20% от пропускного сечения патрубка входящего в состав внутренней воронки и находящегося в ее нижней части, внутренняя и внешняя чаши жестко связаны между собой, пространство между чашами заполнено искусственной постелью в виде подвижных элементов округлой формы, например шариков, размером около 1 мм, в которой размещены трубки, выполненные из эластичного материала с возможностью изменения формы под воздействием пульсирующей среды для обеспечения подвижности постели, поверхность трубок перфорирована отверстиями размером до 0,5 мм, общее живое сечение которых составляет до 5% от пропускного сечения патрубка, входящего в состав внутренней воронки, к нижним выходам перфорированных эластичных трубок подсоединен узел разгрузки тяжелой фракции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид центробежного устройства для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков, на фиг. 2 приведен разрез центробежного устройства для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков, на фиг. 3 проиллюстрирована работа устройства для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков.

Устройство для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков (сепаратора) включает следующее.

Электродвигатель - 1, рама - 2, корпус сепаратора - 3, основание - 4, внешняя чаша сепаратора - 5, внутренняя чаша сепаратора - 6, установленные друг в друга, ведущий дебаланс - 7, ведомый дебаланс - 8, амортизаторы корпуса - 9 (4 шт.), амортизаторы основания - 10 (4 шт.), вентиляционные отверстия - 11 (18 шт.), вентиляционные отверстия корпуса - 12 (3 шт.), крыльчатка - 13, подшипниковый узел (шарнир) - 14, подшипники (4 радиальных, 2 упорных) - 15 (6 шт.), пята - 16, подпятник - 17, кольцо - 18, внешняя питающая воронка - 19, внутренняя питающая воронка с центральным патрубком (окно снизу) - 20, втулки - 21 и - 22, перфорированные эластичные трубки - 23 (8 шт.), узел разгрузки легкой фракции - 24 (2 шт.), узел разгрузки фракции промежуточной по плотности (промпродукта) - 25 (4 шт.), узел разгрузки тяжелой фракции - 26 (8 шт.), узел крепления шарнира - 27, капроновая заглушка - 28, ребра крепления шарнирного узла - 29 (4 шт.), каркас узла крепления шарнира - 30, каркас узла крепления шарнира - 30, муфта - 31, вал - 32, ребро жесткости крышки сепаратора - 33 (4 шт.), крышка сепаратора - 34, ведомый шкив - 35, ведущий шкив - 36, распределительное кольцо - 37, втулка вала - 38, фланец - 39, фланец - 40.

Устройство для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков работает следующим образом.

Исходный материал подают через узел загрузки исходного питания, состоящего из внешней питающей воронки 19 и внутренней питающей воронки с центральным патрубком (окно снизу) 20 в центр внутренней чаши 6. При этом живое сечение отверстий (щелей) составляет до 20% от пропускного сечения патрубка внутренней питающей воронки 20. Внутренняя 6 и внешняя 5 чаши жестко связаны между собой и установлены внутрь друг друга, а орбитальные и колебательные движения передаются им посредством привода выполненного в виде подшипникового узла 14 с дебалансом 7.

Первая стадия гравитационного обогащения осуществляется внутри чаши 6, где частицы исходного материала предварительно распределяются в объеме движущегося потока соответственно своим массам за счет центробежных сил. Тяжелая фракция, характеризующаяся высокой плотностью, концентрируется в нижней части внутренней чаши 6, занимает место в пристеночной зоне и под действием пульсаций и под действием сил Кориолиса, через перфорации переходит в зону между внутренней 6 и внешней 5 чашами. Легкая фракция, характеризующаяся низкой плотностью, концентрируется в центральной и верхней части внутренней чаши 6, в процессе работы сепаратора поднимается наверх и далее выгружается через узел разгрузки легкой фракции (хвостов) 24.

Вторая стадия гравитационного обогащения начинается в момент поступления тяжелой фракции в зону между внутренней 6 и внешней 5 чашами сепаратора, в которой расположено 8 штук перфорированных (0,5 мм) эластичных (например, резиновых) трубок 23 с живым сечением отверстий (щелей) не более 5% от пропускного сечения центрального патрубка внутренней питающей воронки 20. Объем зоны между внутренней 6 и внешней 5 чашами сепаратора заполнен искусственной постелью (на чертеже не показано) в виде элементов округлой формы (например, шариков) размером около 1 мм. Промежуточное по плотности между тяжелой и легкой фракцией (также сростки) минеральное сырье (промпродукт), проходящее через внутреннюю чашу 6 к внешней 5, из-за недостатка плотности не попадает внутрь эластичных трубок 23, поднимается вверх по пространству, ограниченному внешней стороной внутренней чаши 6, внутренней стороной внешней чаши 5 и наружной поверхностью эластичных трубок 23, и выгружается через узел разгрузки фракции промежуточной по плотности (промпродукта) 25. Преодолевая сопротивление пульсирующей среды, тяжелая фракция попадает внутрь перфорированных (большей степенью в нижней части) эластичных трубок 23 и выгружается через узел разгрузки тяжелой фракции (концентрата) 26 (основной продукт выхода).

Высокая эффективность процесса гравитационного разделения малоконтрастных по плотности зерен на второй стадии процесса между внутренней 6 и внешней 5 чашами достигается благодаря активному перемещению отдельных подвижных элементов (шариков) искусственной постели (на чертеже не показано) относительно друг друга за счет периодического изменения формы расположенных в ней эластичных перфорированных трубок 23 под воздействием пульсирующей среды и под действием сил Кориолиса.

Таким образом, мокрое гравитационное обогащение тонкозернистых песков достигается за счет одновременного наложения полей: центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при орбитальных колебаниях в условиях сложного кругового и радиального движения частиц, а также повышения подвижности искусственной постели путем размещения эластичных перфорированных трубок, способных под воздействием пульсирующей среды периодически изменять свою форму и выполняющих роль сборников для улавливания минералов тяжелой фракции.

Изобретение относится к мокрому гравитационному обогащению тонкозернистых песков. Устройство содержит корпус с узлами подачи воды, загрузки исходных песков, разгрузки легкой фракции в виде хвостов и разгрузки тяжелой фракции в виде концентрата, а также оно снабжено установленными в корпусе одна в другую внутренней и внешней чашами, жестко связанными между собой и выполненными с возможностью орбитального и колебательного движения, и узлом разгрузки промежуточной по плотности фракции. Узел загрузки исходных песков состоит из внешней питающей воронки и внутренней питающей воронки с патрубком по центру внутренней чаши, которая выполнена с перфорацией в виде отверстий. Пространство между чашами заполнено искусственной постелью. Узел разгрузки тяжелой фракции в виде концентрата подсоединен к нижним выходам перфорированных эластичных трубок, узел разгрузки легкой фракции в виде хвостов выполнен с возможностью выгрузки фракции, концентрированной в центральной и верхней частях внутренней чаши, а узел разгрузки промежуточной по плотности фракции выполнен с возможностью выгрузки фракции с подъемом вверх в пространстве, ограниченном внешней стороной внутренней чаши, внутренней стороной внешней чаши и наружной поверхностью трубок. Повышается эффективность извлечения тонкозернистых малоконтрастных по плотности минералов. 3 ил.

Устройство для мокрого гравитационного обогащения тонкозернистых песков, содержащее корпус с узлами подачи воды, загрузки исходных песков, разгрузки легкой фракции в виде хвостов и разгрузки тяжелой фракции в виде концентрата, отличающееся тем, что оно снабжено установленными в корпусе одна в другую внутренней и внешней чашами, жестко связанными между собой и выполненными с возможностью орбитального и колебательного движения посредством подшипникового узла с дебалансом, и узлом разгрузки промежуточной по плотности фракции, при этом узел загрузки исходных песков состоит из внешней питающей воронки и внутренней питающей воронки с патрубком по центру внутренней чаши, которая выполнена с перфорацией в виде отверстий размером до 0,5 мм, имеющих живое сечение до 20% от пропускного сечения патрубка внутренней питающей воронки, при этом пространство между чашами заполнено искусственной постелью в виде подвижных элементов округлой формы размером около 1 мм, в которой размещены трубки из эластичного материала с перфорацией в виде отверстий размером до 0,5 мм, имеющих живое сечение не более 5% от пропускного сечения патрубка внутренней питающей воронки, выполненные с возможностью изменения формы под воздействием пульсирующей среды и обеспечением подвижности постели, причем узел разгрузки тяжелой фракции в виде концентрата подсоединен к нижним выходам перфорированных эластичных трубок, узел разгрузки легкой фракции в виде хвостов выполнен с возможностью выгрузки фракции, концентрированной в центральной и верхней частях внутренней чаши, а узел разгрузки промежуточной по плотности фракции выполнен с возможностью выгрузки фракции с подъемом вверх в пространстве, ограниченном внешней стороной внутренней чаши, внутренней стороной внешней чаши и наружной поверхностью трубок.