СПИРАЛЬНЫЙ ЖЕЛОБ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛОВ Российский патент 2022 года по МПК B03B5/52 B03B5/62 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к области техники оборудования для гравитационного разделения, в частности к спиральному желобу для разделения минералов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Спиральный желоб для разделения минералов представляет собой разделитель минералов, который физически разделяет минералы под действием центробежной силы и составного поля силы тяжести на основании разной плотности и удельной плотности минеральных крупиц и рыхлость потока минеральных крупиц сквозь мембрану. Эффект разделения непосредственно определяется основной частью желоба спирального желоба для разделения минералов. Если во время разделения минералов применяется традиционный спиральный желоб для разделения минералов, так называемая «высокая песчаная дюна», образованная скоплением грубых минеральных крупиц, когда концентрация пульпы увеличивается до определенной степени, будет обычно двигаться в спиральном направлении по касательной в радиально центральной области основной части желоба. Это ухудшит рыхлость минеральных крупиц и будет препятствовать движению тяжелых минеральных крупиц снаружи основной части желоба внутрь основной части желоба, тем самым ограничивая максимальный подаваемый объем и пропускную способность. В полезной модели раскрыт вращающийся спиральный желоб или спиральный маятниковый желоб с механическим усилием, чтобы целенаправленно решить указанную проблему и, таким образом, получить эффект улучшения. Однако механическое усилие применяется для увеличения центробежной силы спирального желоба с тем, чтобы выбросить так называемую «высокую песчаную дюну» из основной части желоба для повышения рыхлости минеральных крупиц. В то же время тяжелые минеральные крупицы внутри основной части желоба смещаются наружу основной части желоба под действием той же центробежной силы, что увеличивает пропорцию тяжелых минералов в промежуточной зоне смешанных минералов (а именно, промежуточного минерала) между зоной обогащения тяжелых минералов и зоной отходов легких минералов, и таким образом увеличивает время повторного разделения промежуточного минерала и улучшает потребление энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Исходя из этого, настоящее изобретение предоставляет спиральный желоб для разделения минералов с целью преодоления недостатков известного уровня техники, который может расширить наружу «песчаную дюну» таким образом, чтобы она стала тоньше, улучшить рыхлость минеральных крупиц и увеличить пропускную способность, тем самым реализуя лучшую эффективность и эффект разделения минералов.

[0004] Предоставлен спиральный желоб для разделения минералов, содержащий основную часть спирального желоба, которая поддерживается в вертикальном положении, при этом: кривая радиального поперечного сечения основной части желоба постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части желоба; кривая радиального поперечного сечения основной части желоба является сложной кривой; сложная кривая содержит первый сегмент кривой и второй сегмент кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части желоба; и задний конец первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены с первой точкой соединения, и угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью, при этом: первый сегмент кривой содержит начальный сегмент первого сегмента кривой и конечный сегмент первого сегмента кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части желоба; и задний конец начального сегмента первого сегмента кривой и передний конец конечного сегмента первого сегмента кривой соединены со второй точкой соединения, задний конец конечного сегмента первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены с первой точкой соединения, и угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью.

[0005] Для спирального желоба для разделения минералов, кривая радиального поперечного сечения основной части желоба является сложной кривой, которая постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части желоба; сложная кривая содержит первый сегмент кривой и второй сегмент кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части желоба, и задний конец первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены с первой точкой соединения. На этапе проектирования первую точку соединения размещают в приблизительной области основной части желоба согласно фактическим потребностям. Передний конец второго сегмента кривой является более пологим и, таким образом, уменьшает сопротивление центробежной силе движения пульпы благодаря тому, что угол между касательной к кривой переднего конца второй кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью, а именно, передний конец второго сегмента кривой, относительно заднего конца первого сегмента кривой, имеет угловой перегиб в первой точке соединения. Это способствует движению пульпы из основной части желоба, разбавлению накопленной пульпы и увеличению рыхлости крупиц в потоке сквозь мембрану, тем самым реализуя улучшенный эффект разделения.

[0006] На этапе проектирования вторую точку соединения размещают в области зонирования между тяжелыми минеральными крупицами и легкими минеральными крупицами. Угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью является небольшим и, таким образом, способствует улучшению центробежной силы пульпы внутри основной части желоба. Угол между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью является большим и обладает достаточным сопротивлением тяжелым минеральным крупицам, так что величина центробежной силы не позволит тяжелым минеральным крупицам беспрепятственно пересечь область поверхности желоба, соответствующую конечному сегменту первого сегмента кривой, но может позволить легким минеральным крупицам беспрепятственно пересечь область поверхности желоба, соответствующую конечному сегменту первого сегмента кривой, чтобы попасть в область поверхности желоба, соответствующую второму сегменту кривой. Таким образом, тяжелые и легкие минеральные крупицы явно распределены по зонам для преимущественного улучшения эффективности разделения и для эффективного разделения минералов.

[0007] В одном из вариантов осуществления сложная кривая состоит из начального сегмента первого сегмента кривой, конечного сегмента первого сегмента кривой и второго сегмента кривой, и начальный сегмент первого сегмента кривой, конечный сегмент первого сегмента кривой и второй сегмент кривой представляют собой кубическую параболу. Значения крутизны начального сегмента первого сегмента кривой и конечного сегмента первого сегмента кривой постепенно и монотонно увеличиваются в направлении изнутри наружу основной части желоба, и крутизна второго сегмента кривой, которая меньше крутизны конечного сегмента первого сегмента кривой, также постепенно и монотонно увеличивается в направлении изнутри наружу основной части желоба, что является преимущественным для разделения минералов.

[0008] В одном из вариантов осуществления поверхность основной части желоба оснащена конструкцией, предотвращающей утечку тяжелых минеральных крупиц, и конструкция, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, расположена в области поверхности желоба, соответствующей конечному сегменту первого сегмента кривой. Конструкция, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, применяется для дальнейшего уменьшения движения тяжелых минеральных крупиц в направлении наружу из основной части желоба, чтобы улучшить эффективность разделения.

[0009] В одном из вариантов осуществления поверхность основной части желоба оснащена разделяющей конструкцией для содействия движению тяжелых минеральных крупиц внутрь основной части желоба, и разделяющая конструкция расположена в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту кривой. Разделяющая конструкция применяется для дальнейшего отделения тяжелых минеральных крупиц от легких минеральных крупиц, чтобы улучшить качество разделения.

[0010] В одном из вариантов осуществления разделяющая конструкция содержит множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок, расположенных вокруг центра основной части желоба, и множество дугообразных канавок, расположенных вокруг центра основной части желоба, при этом множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок соответствуют множеству дугообразных канавок в соотношении один к одному, дугообразные выступающие блокирующие перегородки расположены с одной стороны дугообразных канавок, обращенной от центра основной части желоба, и обращенные вверх по потоку поверхности дугообразных выступающих блокирующих перегородок расположены смежно с боковыми стенками дугообразных канавок; и горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок и центральной осью спирали основной части желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части желоба, высота каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок постепенно уменьшается до одного уровня с поверхностью основной части желоба в направлении снаружи внутрь основной части желоба, и горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных канавок и центральной осью спирали основной части желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части желоба. Что касается тяжелых минеральных крупиц, тяжелые минеральные крупицы движутся по направлению внутрь основной части желоба под совместным действием дугообразных выступающих блокирующих перегородок и дугообразных канавок. Благодаря слабому воздействию дугообразных выступающих блокирующих перегородок и дугообразных канавок, легкие минеральные крупицы движутся, не испытывая существенного воздействия, и таким образом могут плавно перемещаться по направлению наружу из основной части желоба. Кроме этого, пульпа будет отклоняться при столкновении с одной дугообразной выступающей блокирующей перегородкой и тяжелые минеральные крупицы, движущиеся вплотную к поверхности желоба, будут рассеиваться внутрь основной части желоба, перемещаясь на небольшое расстояние и одновременно сталкиваясь с дугообразными выступающими блокирующими перегородками. Пульпа последовательно проходит через множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок, что эквивалентно перемещению по направлению внутрь основной части желоба с разной частотой. В результате получается хороший эффект разделения минералов.

[0011] В одном из вариантов осуществления спиральный желоб для разделения минералов дополнительно содержит центральную колонну, при этом основная часть желоба расположена на центральной колонне для реализации надежного крепления основной части желоба.

[0012] В одном из вариантов осуществления спиральный желоб для разделения минералов дополнительно содержит несущий каркас, причем основная часть желоба расположена на несущем каркасе для реализации надежного крепления основной части желоба.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0013] На фиг. 1 показан структурный схематический вид спирального желоба для разделения минералов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0014] На фиг. 2 показан частичный схематический вид спирального желоба для разделения минералов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0015] На фиг. 3 показан вид A, изображенный на фиг. 2.

[0016] На фиг. 4 показан схематический вид сложной кривой согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0017] На фиг. 5 показано схематическое изображение спирального желоба для разделения минералов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0018] На фиг. 6 показан вид B, изображенный на фиг. 2.

[0019] На фиг. 7 показан увеличенный схематический вид C, изображенный на фиг. 2.

[0020] На фиг. 8 показан увеличенный схематический вид D, изображенный на фиг. 2.

[0021] На фиг. 9 показан детальный схематический вид спирального желоба для разделения минералов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0022] Список ссылочных позиций:

[0023] 10. основная часть желоба; 100. сложная кривая; 110. первый сегмент кривой; 111. начальный сегмент первого сегмента кривой; 112. конечный сегмент первого сегмента кривой; 113. вторая точка соединения; 120. второй сегмент кривой; 130. первая точка соединения; 20. конструкция, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц; 200. спиральная ступенчатая область; 30. разделяющая конструкция; 300. дугообразная выступающая блокирующая перегородка; 310. дугообразная канавка; 40. конструкция для удаления шлама и замедления пульпы; 400. дугообразная полоса для удаления шлама и замедления; 50. центральная колонна; 60. ковш для выгрузки; 70. загрузочный бункер.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0024] Для облегчения понимания настоящее изобретение будет более подробно описано в следующих абзацах со ссылкой на сопроводительные графические материалы. Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения представлены на сопроводительных графических материалах. Однако настоящее изобретение может быть осуществлено в виде многих других форм и не должно расцениваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем документе. Вместо этого, эти варианты реализации предоставлены для того, чтобы описание настоящего изобретения было полным и завершенным и полностью передавало объем настоящего изобретения специалистам в данной области техники.

[0025] Следует отметить, что когда говорится, что один элемент «прикреплен к» другому элементу, то он может быть непосредственно расположен на другом элементе или может также быть предусмотрен центрирующий элемент. Когда элемент рассматривается как «соединенный с» другим элементом, то он может быть непосредственно соединен с другим элементом или может также быть предусмотрен центрирующий элемент. Напротив, когда элемент обозначен как «непосредственно соединенный с другим элементом», то промежуточный элемент отсутствует. В контексте настоящего документа термины «вертикальный», «горизонтальный», «левый», «правый» и подобные выражения представлены только в иллюстративных целях и не выражают исключительные варианты реализации.

[0026] Если не определено другое, то все технические и научные термины, используемые в этом документе, имеют такие же значения, как и обычно понятные специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Все термины, используемые в описании настоящего изобретения, предназначены только для описания конкретных вариантов реализации, а не для ограничения настоящего изобретения. Термин «и/или», используемый в настоящем документе, включает один или множество родственный объектов и их сочетание.

[0027] Как изображено на фиг. 1–5, в одном варианте осуществления предоставлен спиральный желоб для разделения минералов, содержащий основную часть 10 спирального желоба, которая поддерживается в вертикальном положении, при этом: кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба; кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба является сложной кривой 100; сложная кривая 100 содержит первый сегмент 110 кривой и второй сегмент 120 кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба; задний конец первого сегмента 110 кривой и передний конец второго сегмента 120 кривой соединены с первой точкой 130 соединения, и угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента 120 кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента 110 кривой и горизонтальной плоскостью.

[0028] Как изображено на фиг. 5, кривая E является кривой радиального поперечного сечения (кубической параболой) основной части 10 традиционного спирального желоба для разделения минералов, причем радиус кривой радиального поперечного сечения основной части 10 желоба постепенно уменьшается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба. Кривая F является кривой радиального поперечного сечения (сложной кривой 100) основной части 10 спирального желоба для разделения минералов в этом варианте осуществления. Для спирального желоба для разделения минералов, кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба является сложной кривой 100, которая постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба; сложная кривая 100 содержит первый сегмент 110 кривой и второй сегмент 120 кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба, и задний конец первого сегмента 110 кривой и передний конец второго сегмента 120 кривой соединены с первой точкой 130 соединения. На этапе проектирования первую точку 130 соединения размещают в приблизительной области основной части 10 желоба согласно фактическим потребностям. Передний конец второго сегмента 120 кривой является более пологим и, таким образом, уменьшает сопротивление центробежной силе движения пульпы благодаря тому, что угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента 120 кривой и горизонтальная плоскость меньше угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента 110 кривой и горизонтальной плоскостью, а именно, передний конец второго сегмента 120 кривой, относительно заднего конца первого сегмента 110 кривой, имеет угловой перегиб в первой точке 130 соединения. Это способствует движению пульпы из основной части 10 желоба, разбавлению накопленной пульпы и увеличению рыхлости крупиц в потоке сквозь мембрану, тем самым реализуя улучшенный эффект разделения.

[0029] Как изображено на фиг. 5, передний конец второго сегмента 120 кривой, относительно заднего конца первого сегмента 110 кривой, имеет угловой перегиб в первой точке 130 соединения. На пульпу воздействует центробежная сила в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту 120 кривой, которая является достаточной для того, чтобы переместить крайнее положение границы жидкости и твердых веществ в направлении наружу основной части 10 желоба, в положение J из положения I.

[0030] Предпочтительно, первая точка 130 соединения расположена на основной части 10 желоба, на 60%–70% от наружной кромки основной части 10 желоба.

[0031] Следует отметить, что выбор угла между вторым сегментом 120 кривой и горизонтальной плоскостью в первой точке 130 соединения связан с диаметром и шагом основной части 10 желоба, при этом крайнее положение J является стандартом того, что граница твердых веществ и жидкости, для явного движения групп крупиц в потоке пульпы к мембране в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту 120 кривой, проходит в направлении наружу основной части 10 желоба.

[0032] Как изображено на фиг. 4 и 5, первый сегмент 110 кривой содержит начальный сегмент 111 первого сегмента кривой и конечный сегмент 112 первого сегмента кривой, оба из которых расположены последовательно в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба; задний конец начального сегмента 111 первого сегмента кривой и передний конец конечного сегмента 112 первого сегмента кривой соединены со второй точкой соединения 113, задний конец конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента 120 кривой соединены с первой точкой 130 соединения, и угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента 111 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью. На этапе проектирования вторую точку 113 соединения размещают в области зонирования между тяжелыми минеральными крупицами и легкими минеральными крупицами. Угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента 111 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью является небольшим и, таким образом, способствует улучшению центробежной силы пульпы внутри основной части 10 желоба. Угол между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью является большим и обладает достаточным сопротивлением тяжелым минеральным крупицам, так что величина центробежной силы не позволит тяжелым минеральным крупицам беспрепятственно пересечь область поверхности желоба, соответствующую конечному сегменту 112 первого сегмента кривой, но может позволить легким минеральным крупицам беспрепятственно пересечь область поверхности желоба, соответствующую конечному сегменту 112 первого сегмента кривой, чтобы попасть в область поверхности желоба, соответствующую второму сегменту 120 кривой. Таким образом, тяжелые и легкие минеральные крупицы явно распределены по зонам для преимущественного улучшения эффективности разделения и для эффективного разделения минералов.

[0033] Предпочтительно, вторая точка соединения 113 расположена на основной части 10 желоба, на 70%-80% от наружной кромки основной части 10 желоба.

[0034] Необязательно угол G между начальным сегментом 111 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью поддерживают в диапазоне 0°–6° и угол H между конечным сегментом 112 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью поддерживают в диапазоне 3°–9°.

[0035] Как изображено на фиг. 4 и 5, сложная кривая 100 состоит из начального сегмента 111 первого сегмента кривой, конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и второго сегмента 120 кривой, и начальный сегмент 111 первого сегмента кривой, конечный сегмент 112 первого сегмента кривой и второй сегмент 120 кривой представляют собой кубическую параболу. Значения крутизны начального сегмента 111 первого сегмента кривой и конечного сегмента 112 первого сегмента кривой постепенно и монотонно увеличиваются в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба, и крутизна второго сегмента 120 кривой, которая меньше крутизны конечного сегмента 112 первого сегмента кривой, также постепенно и монотонно увеличивается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба, что является преимущественным для разделения минералов.

[0036] Как изображено на фиг. 2, поверхность основной части 10 желоба оснащена конструкцией 20, предотвращающей утечку тяжелых минеральных крупиц, и конструкция 20, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, расположена в области поверхности желоба, соответствующей конечному сегменту 112 первого сегмента кривой. Конструкция 20, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, применяется для дальнейшего уменьшения движения тяжелых минеральных крупиц в направлении наружу из основной части 10 желоба, чтобы улучшить эффективность разделения.

[0037] Как изображено на фиг. 6 и 7, конструкция 20, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, содержит спиральную ступенчатую область 200, расположенную вокруг центра основной части 10 желоба, и спиральная ступенчатая область 200 постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба. Существует перепад высоты между ступенями спиральной ступенчатой области 200 и тяжелые минеральные крупицы беспрепятственно перемещаются в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба. Тяжелые минералы будут блокироваться несколькими перепадами высоты во время движения в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба, что улучшает эффективность разделения.

[0038] Угол между вторым сегментом 120 кривой радиального поперечного сечения спирального желоба для разделения минералов в этом варианте осуществления и горизонтальной плоскостью меньше угла между соответствующим положением кривой радиального поперечного сечения традиционного спирального желоба для разделения минералов и горизонтальной плоскостью, что уменьшает сопротивление центробежной силе движения пульпы, и таким образом является преимущественным для движения пульпы по направлению наружу основной части 10 желоба. Если область поверхности желоба, соответствующая второму сегменту 120 кривой, является гладкой, тяжелые и легкие минеральные крупицы будут двигаться по направлению наружу основной части 10 желоба под действием той же центробежной силы. Для предотвращения этой проблемы были внесены следующие усовершенствования.

[0039] Как изображено на фиг. 2, поверхность основной части 10 желоба оснащена разделяющей конструкцией 30 для содействия движению тяжелых минеральных крупиц внутрь основной части 10 желоба, и разделяющая конструкция 30 расположена в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту 120 кривой. Разделяющая конструкция 30 применяется для дальнейшего отделения тяжелых минеральных крупиц от легких минеральных крупиц, чтобы улучшить качество разделения.

[0040] Как изображено на фиг. 6 и 8, разделяющая конструкция 30 содержит множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300, расположенных вокруг центра основной части 10 желоба и множество дугообразных канавок 310, расположенных вокруг центра основной части 10 желоба, при этом множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 соответствуют множеству дугообразных канавок 310 в соотношении один к одному, дугообразные выступающие блокирующие перегородки 300 расположены с одной стороны дугообразных канавок 310, обращенной от центра основной части 10 желоба, и обращенные вверх по потоку поверхности дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 расположены смежно с боковыми стенками дугообразных канавок 310; горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 и центральной осью спирали основной части 10 желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба, высота каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 постепенно уменьшается до одного уровня с поверхностью основной части 10 желоба в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба, и горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных канавок 310 и центральной осью спирали основной части 10 желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба. Что касается тяжелых минеральных крупиц, тяжелые минеральные крупицы движутся по направлению внутрь основной части 10 желоба под совместным действием дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 и дугообразных канавок 310. Благодаря слабому воздействию дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 и дугообразных канавок 310, легкие минеральные крупицы движутся, не испытывая существенного воздействия, и таким образом могут плавно перемещаться по направлению наружу из основной части 10 желоба. Кроме этого, пульпа будет отклоняться при столкновении с одной дугообразной выступающей блокирующей перегородкой 300 и тяжелые минеральные крупицы, движущиеся вплотную к поверхности желоба, будут рассеиваться внутрь основной части 10 желоба, перемещаясь на небольшое расстояние и одновременно сталкиваясь с дугообразными выступающими блокирующими перегородками 300. Пульпа последовательно проходит через множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300, что эквивалентно перемещению по направлению внутрь основной части 10 желоба с разной частотой. В результате получается хороший эффект разделения минералов.

[0041] Предпочтительно, дугообразные канавки 310 проходят в область поверхности желоба, соответствующую первой точке 130 соединения, из области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту 120 кривой, по направлению изнутри наружу основной части 10 желоба, причем дугообразные выступающие блокирующие перегородки 300 проходят из одних и тех же положений, смежных с дугообразными канавками 310, в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба, и длина каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок 300 составляет 70%–80% длины каждой из дугообразных канавок 310, а именно дугообразные выступающие блокирующие перегородки 300 не проходят в область поверхности желоба, соответствующую первой точке 130 соединения, но находятся на одном уровне с поверхностью основной части 10 желоба; дугообразная выступающая блокирующая перегородка 300 отсутствует между областью перехода на один уровень и областью поверхности желоба, соответствующей первой точке 130 соединения, но дугообразные канавки 310 проходят в область поверхности желоба, соответствующую первой точке 130 соединения; скорость потока пульпы сквозь мембрану в этой области плавно уменьшается, тяжелые минеральные крупицы, скопившиеся в нижней части дугообразных канавок 310, могут перемещаться внутрь основной части 10 желоба с тем, чтобы непрерывно подаваться в область поверхности желоба, соответствующую конечному сегменту 112 первого сегмента кривой, и затем поступать в область поверхности желоба, соответствующую начальному сегменту 111 первого сегмента кривой. Такая конструкция является преимущественной для лучшего отделения тяжелых минеральных крупиц от легких минеральных крупиц. Необязательно каждая из дугообразных канавок 310 имеет глубину в диапазоне 1мм–3мм, так что тяжелые минеральные крупицы, уловленные снаружи основной части 10 желоба, могут эффективно перемещаться внутрь основной части 10 желоба.

[0042] Как изображено на фиг. 2, 5 и 8, поверхность основной части 10 желоба оснащена конструкцией 40 для удаления шлама и замедления пульпы, причем разделяющая конструкция 30 и конструкция 40 для удаления шлама и замедления пульпы последовательно расположены в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту 120 кривой, в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба. Проходящая пульпа может подвергаться интенсивной очистке и замедлению благодаря конструкции 40 для удаления шлама и замедления пульпы, и тяжелые минеральные крупицы, переносимые в растворе, перемешиваются и очищаются с целью высвобождения, и затем улавливаются и доставляются внутрь основной части 10 желоба с помощью разделяющей конструкции 30, и замедленная жидкая пульпа перемещается по направлению внутрь основной части 10 желоба для увлажнения минеральных крупиц, скопившихся в крайнем положении J снаружи основной части 10 желоба, также благодаря замедлению, тем самым улучшая рыхлость группы крупиц и улучшая восстановление минералов.

[0043] Как изображено на фиг. 8, конструкция 40 для удаления шлама и замедления пульпы содержит множество дугообразных полос 400 для удаления шлама и замедления, расположенных вокруг центра основной части 10 желоба, и горизонтальное расстояние между дугообразной полосой 40 для удаления шлама и замедления и центральной осью спирали основной части 10 желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части 10 желоба. Раствор можно надежно отделить от минералов с помощью вибрации дугообразной полосы 400 для удаления шлама и замедления. Предпочтительно множество дугообразных полос для удаления шлама и замедления 400 расположены непрерывно и на равном удалении друг от друга под углом к направлению потока пульпы.

[0044] Спиральный желоб для разделения минералов сочетает дугообразные канавки 310 и дугообразные выступающие блокирующие перегородки 300 на основной части 10 желоба, образованной сложной кривой с угловыми элементами в первой точке 130 соединения, благодаря кривой радиального поперечного сечения, что может улучшенным образом обеспечить значительный эффект разделения, эквивалентный механическому усилию, без дополнительного механического усилия.

[0045] Следует отметить, что внутренняя область основной части 10 желоба относится к внутренней части, смежной с центральной осью спирали, основной части 10 желоба, и наружная область основной части 10 желоба относится к внешней части, удаленной от центральной оси спирали, основной части 10 желоба.

[0046] Следует отметить, что поверхность основной части 10 желоба оснащена конструкцией 20, предотвращающей утечку тяжелых минеральных крупиц, разделяющей конструкцией 30 и конструкцией 40 для удаления шлама и замедления пульпы, и кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба обладает частичной и незначительной волнистостью. Кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба, то есть кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба в целом повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба. Другими словами, при условии, что кривая радиального поперечного сечения основной части 10 желоба повышается в направлении изнутри наружу основной части 10 желоба и передний конец второго сегмента 120 кривой, относительно заднего конца первого сегмента 110 кривой, имеет угловой перегиб в первой точке 130 соединения, они будут относиться к объему защиты настоящего изобретения.

[0047] В этом варианте осуществления спиральный желоб для разделения минералов дополнительно содержит центральную колонну 50, при этом основная часть 10 желоба расположена на центральной колонне 50 для реализации надежного крепления основной части 10 желоба. В других вариантах осуществления спиральный желоб для разделения минералов дополнительно содержит несущий каркас, при этом основная часть 10 желоба расположена на несущем каркасе, что является целесообразной схемой.

[0048] Необязательно основная часть 10 желоба изготовлена из термопластичного полимера или стеклопластика.

[0049] Кроме этого, спиральный желоб для разделения минералов дополнительно содержит ковш 60 для выгрузки, находящийся в нижней части основной части 10 желоба, и загрузочный бункер 70, находящийся в верхней части основной части 10 желоба.

[0050] Как изображено на фиг. 9, в этом варианте осуществления основная часть 10 желоба имеет диаметр 665 мм и шаг 420 мм. Угол между касательной к кривой переднего конца начального сегмента 111 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью равен 2 градусам и угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента 111 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью равен 5 градусам. Вторая точка соединения 113 расположена на 79% от наружной кромки основной части 10 желоба на основной части 10 желоба. Угол между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью равен 6 градусам и угол между касательной к кривой заднего конца конечного сегмента 112 первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью равен 7 градусам. Первая точка 130 соединения расположена на 62% от наружной кромки основной части 10 желоба, и угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента 120 кривой и горизонтальной плоскостью равен 4 градусам. Данные испытаний, исследующих разделение минералов, представлены ниже:

[0051] A. (8 кругов) В качестве материала для испытаний выбран вольфрамит, предоставленный определенной компанией, поставляющей вольфрам, из провинции Фуцзянь, с исходной чистотой вольфрама 0,087%, концентрацией подаваемого материала 36% по весу, пропускной способностью для твердых частиц 2,8 тонн в час/шт. и размером крупиц +0,3 мм~-0,7 мм. Результаты однократного разделения представлены ниже: Выход грубого концентрата составляет 8%, чистота грубого концентрата вольфрама составляет 0,9% и восстановление грубого концентрата составляет 82%; коэффициент концентрации равен 10; выход грубого промежуточного продукта составляет 40% и чистота грубого промежуточного продукта вольфрама составляет 0,018%; выход грубых отходов составляет 52% и чистота грубых отходов вольфрама составляет 0,016%.

[0052] B. (13 кругов) В качестве материала для испытаний выбран концентрат олова, предоставленный определенной компанией, поставляющей олово, в г. Хэчи, район Гуанси, с чистотой олова 4,97%, концентрацией подаваемого материала 24% по весу и пропускной способностью для твердых частиц 0,6 тонн в час/шт. Результаты однократного разделения представлены ниже: Выход концентрата олова составляет 5,92%, чистота концентрата олова составляет 57,67% и восстановление концентрата олова составляет 68,68%; коэффициент концентрации равен 11,6; распределение размеров крупиц в концентрате олова приведено ниже: +75 мкм=5,21%, -75 мкм+40 мкм=45,32%, -40 мкм+20 мкм=41,65%, -20 мкм+10 мкм=5,81% и -10 мкм=2,01%.

[0053] Выход промежуточного продукта олова составляет 5,71%, чистота промежуточного продукта олова составляет 6,84% и распределение размеров крупиц в промежуточном продукте олова приведено ниже: +75 мкм=4,63%, -75 мкм+40 мкм=13,7%, -40 мкм+20 мкм=49,88%, -20 мкм+10 мкм=14,81% и -10 мкм=16,98%.

[0054] Выход отходов олова составляет 88,37%, чистота отходов олова составляет 1,32% и распределение размеров крупиц в отходах олова приведено ниже: +75 мкм=1,32%, -75 мкм+40 мкм=11,22%, -40 мкм+20 мкм=17,88%, -20 мкм+10 мкм=23,19% и -10 мкм=46,39%.

[0055] Данные испытаний доказывают, что спиральный желоб для разделения минералов обладает эффектом разделения минералов, превосходящим эффект подобного международного передового оборудования в области разделения минералов с помощью силы тяжести и даже демонстрирует такие же хорошие результаты, как платформа для разделения минералов в мелком шламе. Следовательно, желоб может заменить вибрационные и даже центробежные разделители и с большой вероятностью приведет к значительному упрощению и модификации процессов в существующей технологии разделения минералов, что имеет значительный рыночный потенциал и ценность, связанные с использованием нового оборудования для замены старого оборудования.

[0056] Подводя итоги, спиральный желоб для разделения минералов объективно и фактически представляет собой основную часть спирального желоба с большим диаметром, в которую вставлена основная часть спирального желоба с малым диаметром и таким же шагом. Два спиральных желоба соединены в первой точке 130 соединения кривой радиального поперечного сечения основной части 10 желоба, и кривая радиального поперечного сечения имеет угловой перегиб в первой точке 130 соединения, и они соответственно оснащены целевой функциональной конструкцией для разделения минералов. Пульпа течет через две основные части спирального желоба для получения видимо разных эффектов, наружная основная часть спирального желоба с большим диаметром предварительно разделяет и извлекает минералы из пульпы и внутренняя основная часть спирального желоба с небольшим диаметром точно выбирает тяжелые минеральные крупицы из наружной части.

[0057] Спиральный желоб для разделения минералов преодолевает различные ограничения, которые по-прежнему имеет традиционный спиральный желоб для разделения минералов, улучшает и упрощает технологический процесс разделения минералов, реализует хороший эффект разделения минералов с низким качеством сырья, где размер крупицы составляет +0,02 мм, значительно уменьшает размер платформ для разделения минералов и экономит инвестиции в строительство крупномасштабных цехов, а также может сэкономить большое количество вещества, придающего плавучесть, посредством предварительного разделения перед флотацией, что значительно влияет на защиту окружающей среды.

[0058] Все технические признаки в вариантах осуществления можно комбинировать в произвольном порядке. Для обеспечения краткости описания в рассмотренных выше вариантах осуществления описаны не все возможные комбинации технических признаков. Однако сочетания этих технических признаков, не противоречащие описанию, должны расцениваться как относящиеся к объему изобретения, указанному в настоящем описании.

[0059] Вышеизложенные варианты осуществления подробно изображают лишь несколько конкретных вариантов реализации настоящего изобретения, но не должны расцениваться как ограничение объема настоящего изобретения. Следует отметить, что специалистам в данной области будет очевидно, что некоторые улучшения и модификации, выполненные без отступления от принципа настоящего изобретения, будут входить в объем защиты настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения будет определяться прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области техники оборудования для гравитационного разделения, в частности к спиральному желобу для разделения минералов. Спиральный желоб содержит основную часть (10) спирального желоба, поддерживаемую в вертикальном положении. Кривая радиального профиля поперечного сечения основной части желоба постепенно повышается в направлении изнутри основной части желоба наружу основной части желоба. Кривая радиального профиля поперечного сечения основной части желоба является сложной кривой (100). Сложная кривая содержит первый сегмент (110) кривой и второй сегмент (120) кривой, расположенные последовательно в направлении изнутри основной части желоба наружу основной части желоба. Задний конец первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены с первой точкой (130) соединения. Внутренний угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью. Спиральный желоб для обработки минералов может не только расширять наружу и уменьшать толщину так называемой «высокой дюны» с целью повышения рыхлости минеральных частиц, но также увеличивает пропускную способность, тем самым улучшая эффективность и эффект обработки минералов. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Спиральный желоб для разделения минералов, отличающийся тем, что содержит основную часть спирального желоба, которая поддерживается в вертикальном положении, при этом:

кривая радиального поперечного сечения основной части желоба постепенно повышается в направлении изнутри наружу основной части желоба; кривая радиального поперечного сечения основной части желоба является сложной кривой; сложная кривая содержит первый сегмент кривой и второй сегмент кривой, расположенные последовательно в направлении изнутри наружу основной части желоба; и

задний конец первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены в первой точке соединения, и внутренний угол между касательной к кривой переднего конца второго сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше внутреннего угла между касательной к кривой заднего конца первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью, при этом

первый сегмент кривой содержит начальный сегмент первого сегмента кривой и конечный сегмент первого сегмента кривой, расположенные последовательно в направлении изнутри наружу основной части желоба; и

задний конец начального сегмента первого сегмента кривой и передний конец конечного сегмента первого сегмента кривой соединены во второй точке соединения, задний конец конечного сегмента первого сегмента кривой и передний конец второго сегмента кривой соединены в первой точке соединения, и внутренний угол между касательной к кривой заднего конца начального сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью меньше внутреннего угла между касательной к кривой переднего конца конечного сегмента первого сегмента кривой и горизонтальной плоскостью.

2. Спиральный желоб для разделения минералов по п. 1, отличающийся тем, что сложная кривая состоит из начального сегмента первого сегмента кривой, конечного сегмента первого сегмента кривой и второй сегмент кривой, и начальный сегмент первого сегмента кривой, конечный сегмент первого сегмента кривой и второй сегмент кривой представляют собой кубические параболы.

3. Спиральный желоб для разделения минералов по п. 1, отличающийся тем, что поверхность основной части желоба оснащена конструкцией, предотвращающей утечку тяжелых минеральных крупиц, и конструкция, предотвращающая утечку тяжелых минеральных крупиц, расположена в области поверхности желоба, соответствующей конечному сегменту первого сегмента кривой.

4. Спиральный желоб для разделения минералов по п. 1, отличающийся тем, что поверхность основной части желоба оснащена разделяющей конструкцией для содействия движению тяжелых минеральных крупиц внутрь основной части желоба, и разделяющая конструкция расположена в области поверхности желоба, соответствующей второму сегменту кривой.

5. Спиральный желоб для разделения минералов по п. 4, отличающийся тем, что:

разделяющая конструкция содержит множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок, расположенных вокруг центра основной части желоба, и множество дугообразных канавок, расположенных вокруг центра основной части желоба, причем множество дугообразных выступающих блокирующих перегородок соответствуют множеству дугообразных канавок в соотношении один к одному, каждая из дугообразных выступающих блокирующих перегородок расположена с одной стороны каждой из дугообразных канавок, обращенной от центра основной части желоба, и обращенные вверх по потоку поверхности дугообразных выступающих блокирующих перегородок расположены смежно с боковыми стенками дугообразных канавок; и горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок и центральной осью спирали основной части желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части желоба, высота каждой из дугообразных выступающих блокирующих перегородок постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части желоба до одного уровня с поверхностью основной части желоба, и горизонтальное расстояние между каждой из дугообразных канавок и центральной осью спирали основной части желоба постепенно уменьшается в направлении снаружи внутрь основной части желоба.

6. Спиральный желоб для разделения минералов по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что дополнительно содержит центральную колонну, при этом основная часть желоба расположена на центральной колонне.

7. Спиральный желоб для разделения минералов по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что дополнительно содержит несущий каркас, при этом основная часть желоба расположена на несущем каркасе.