Аппарат для очистки кварцевого сырья в ультразвуковом поле Советский патент 1992 года по МПК B03B5/62 B06B1/04 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых с помощью ультразвукового поля,

Известен аппарат для очистки кварцевого сырья в ультразвуковом поле. Он содержит вертикально расположенный плоский корпус, ультразвуковой преобразователь в форме пластины, установленной в одну из боковых стенок корпуса, на противоположной стенке которого с внутренней стороны расположены параллельно друг другу и перпендикулярно стенке консольные перегородки, а также штуцеры для подвода и отвода жидкого реагента, причем перегородки имеют клиновидную форму и обращены вершинами к излучателю, а высота перегородок составляет 0,5-0,9 расстояния между их основанием и излучателем, при этом штуцер ввода жидкого реагента расположен в нижней части, а сливной штуцер - в верхней части корпуса.

Достоинство данного аппарата заключается в том, что при его применении удается создать непрерывные экологические чистые процессы обогащения кварцевого сырья. Кроме того, применение менее агрессивных реагентов и снижение времени контакта фаз (за счет применения ультразвука) приводит к снижению потерь целевого компонента (обогащаемого сырья).

Недостатками известного аппарата являются относительно невысокая производительность, нестабильное получение качественного продукта из-за неравномерного воздействия ультразвуковых колебаний по мере прохождения частиц кварца а ультразвуковой камере, что объясняется различной интенсивностью излучений маг- нитостриктора в центре и на периферии. Это приводит к загрязнению обогащаемого сырья продуктами износа материала стенок камеры аппарата либо к недостаточно эффективной очистке сырья. Кроме того, в зоне

VI VI

СО 4 00

со

ультразвукового воздействия происходит значительное увеличение концентрации твердой фазы, а наличие выступов на стенке аппарата приводит к резкому возрастанию сопротивления движению твердой фазы (сопротивление этого участка фактически определяет скорость движения материала в аппарате, а значит, и его производительность).

По технической сущности и достигаемому технико-экономическому эффекту вышеуказанный аппарат близок к заявляемому устройству и принят за прототип.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата для очистки кварцевого сырья и качества обрабатываемого продукта.

Цель достигается тем, что в аппарате, содержащем вертикально расположенный плоский корпус, ультразвуковой преобразователь в форме пластины, установленный в одну из боковых стенок корпуса, загрузочный бункер, разгрузочную камеру, а также штуцеры для подвода и отвода жидкого реагента, устанавливают дополнительный ультразвуковой излучатель .напротив основного в боковой стенке аппарата и по меньшей мере одну двояковогнутую перфорированную перегородку внутри корпуса между ультразвуковыми преобразователями, причем крепление перегородки осуществляется эластичными (гибкими) элементами, допускающими возможность ее перемещения во время работы.

На чертеже показан схематично аппарат для очистки кварцевого сырья в ультразвуковом поле. Он состоит из следующих основных частей: приемного бункера 1, распределительной камеры 2, ультразвуковой камеры 3, разгрузочной камеры 4. Бункер 1 пирамидальной формы содержит в центральной части питающую трубу 5 с затворным устройством 6. а также патрубок 7 для перелива избытка жидкой фазы пульпы. Распределительная камера 2 прямоугольной формы оснащена наклонными листами 8 для расслоения материала и патрубками 9 с фильтрами 10 для слива отработанной жидкости. Ультразвуковая камера 3 состоит из корпуса 11 и крышек 12, в которых установлены излучатели ультразвуковых колебаний, например магнитострикционные преобразователи 13, электрически соединенные с генератором ультразвуковой частоты (на чертеже не показан). Перегородка 14 двояковогнутой формы крепится по периметру с помощью эластичного элемента 15 и содержит сквозные отверстия, расположенные в шахматном порядке по площади перегородки. Разгрузочная камера 4 прямоугольной формы с наклонными листами содержит штуцеры 16 для подачи воды на промывку кварцевого сырья и штуцер 17 с затвором для разгрузки очищенного продукта.

Аппарат для очистки кварцевого сырья в ультразвуковом поле работает следующим образом.

Исходная кварцевая крупка размерами

зерен 0,5-0,1 мм в смеси с водой поступает по трубе 5 в бункер 1. туда же поступает и вода для разжижения. Из бункера 1 пульпа самотеком под действием силы тяжести переходит в камеру 2, где, перепадая с одного

наклонного листа 8 на другой, расслаивается по ширине аппарата и двумя каналами входит в ультразвуковую камеру 3. Колебания мембраны преобразователя 13 вызывают колебания частиц кварцевой крупки, их

перемещение относительно друг друга. В сочетании с восходящим током воды, поступающей в разгрузочную камеру, происходит очистка поверхности кварцевых частиц. Далее пульпа переходит в разгрузочную кэмеру 4, где, перепадая с одного наклонного листа на другой, ее движение стабилизируется, и производится разгрузка очищенного продукта.

Производительность аппарата по твердому продукту регулируется с помощью затвора 6 в приемном бункере, плотность пульпы регулируется с помощью воды, поступающей в приемный бункер и восходящего тока воды в разгрузочной камере 4. Производительность аппарата по пульпе регулируется с помощью затвора штуцера 17.

Двояковогнутая форма перегородки 14

способствует выравниванию амплитуд колебаний частиц по всей зоне ультразвуковой камеры, а подвижность перегородки и отверстия в ней препятствуют образованию застойных зон в аппарате и способствуют

лучшему массообмену за счет возникновения поперечных токов материалов сквозь перфорированную перегородку, кроме того, создается суммарный эффект от направленного навстречу друг другу воздействия магнитострикторов. Промзвод.ительность аппарата возрастает за счет увеличения проходного сечения и снижения сопротивления движению материала, При этом минимальный зазор между пластиной магнитостриктора и перегородкой

на периферии составляет 10-15 мм, а максимальный в центре магнитостриктора - 30-40 мм. Использование подвижной перегородки дополнительно снижает сопротивление движущейся крупки.

Повышение качества обрабатываемой крупки достигается за счет обеспечения равномерной интенсивности упругих колебаний среды по всей зоне действия магни- тостриктора, что достигается вогнутой формой перегородки 14; увеличения времени пребывания материала (крупки) в зоне максимального воздействия магнитострик- тора, что достигается увеличением проходного сечения в центральной зоне, увеличением гидравлического сопротивления за счет перегородки 14 и возникновения токов материала, перпендикулярных его вертикальному движению; возрастания интенсивности ультразвукового воздействия путем расположения магнитострикторов, направленных навстречу друг другу.

Для проверки эффективности и производительности сепараторов были проведены эксперименты на ожелезненной кварцевой крупке, обработанной в 3%-ном растворе щавелевой кислоты при температуре 55°С. Полученные результаты сведены в таблицу.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в

том, что за счет повышения качества обогащенного продукта возрастает выход и качество готовых изделий из кварцевого стекла, которые, в свою очередь, могут быть использованы при создании новых изделий и в других целях.

Формула изобретения

1.Аппарат для очистки кварцевого сырья в ультразвуковом поле, включающий корпус с установленным в одной из его боковых стенок ультразвуковым преобразователем, загрузочный и разгрузочный бункера, приспособления для подвода и отвода жидкого реагента, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности аппарата и качества очистки, он снабжен дополнительным ультразвуковым преобразователем, установленным напротив основного в боковой стенке корпуса, и по меньшей одной двояковогнутой перфорированной перегородкой, установленной внутри корпуса между ультразвуковыми преобразователями.

2.Аппарат по п.1,отличающийся тем, что, двояковогнутая перегородка установлена с возможностью перемещения.

Использование: удаление с поверхности минералов примесей при обогащении полезных ископаемых. Сущность изобретения: в противоположных стенках корпуса аппарата установлены два ультразвуковых преобразователя, а внутри корпуса размещена с возможностью перемещения двояковогнутая перегородка. При работе аппарата колебания мембраны преобразователя вызывают колебания частиц кварцевой крупки, их перемещение относительно друг друга. В сочетании с восходящим током воды, поступающей в загрузочную камеру, где при перепадании с одного наклонного листа на другой движение стабилизируется и производится разгрузка очищенного продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Производительность

по крупкекг./ч

Продолжительность экспериментач

Содержание железа:

исходное10 И

после обработки 10 %

Износ стенок аппарата, приводящий к загрязнению очищенной крупки

70 500

100 10

Износ гребешков перегородки 2 мм в центральной масти аппарата

С неподвижной пере- С под

вижн. перегородкой

150 150 150 150 150 180 500 500 500 500 500 500

0

100

6

100

6

100

6

100 100 4 if

Видимых следов износа перегородки не наблюдается