Центробежный аппарат для обогащения полезных ископаемых Советский патент 1982 года по МПК B04C5/16 B03B5/34 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности каолина, и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности.

При обогащении полезных ископаемых, особенно каолина, для получения качественного каолинового концентрата при минимальных потерях каолина с песками необходимо создание устойчивого режима работы гидроциклона, который обеспечивается равномерностью подачи массового и объемного количества исходного питания с незначительным колебанием фракций различной крупности при поддержании постоянства степени сгущения песков, . разгружающихся через песковую насадку.

Известен центробежный аппарат, содержащийкорпус с входным, сливным и Песковым патрубками, диффузор 1.

Недостаток устройства - малая эффективность разделения, обусловленная турбулентностью встречных струй, выходящих из диффузора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и Песковой насадкой С2.

В данном устройстве тяжелые фракции отделяются в отдельную камеру, что позволяет в некоторой степени ограничить попадание крупных фракций в слив. Однако при обогащении каоли 10на ввиду близкого значения удельного веса разделяемых частиц присутствие крупных частиц в сливе не исключается. Основным недостатком такого устройства является невозможность

15 создания высокой степени сгущения песков и стабильности процесса сгущения тяжелой фракции, налрр1ие резких перепадов давления в камерах, : что нарушает гидродинамику потоков

20 и приводит к колебаниям качества получаемых продуктов.

Целью изобретения является повы- шение эффективности разделения материалов путем предотвращения попа25дания в слив крупных частиц с близкими значениями удельных весов.

Цель достигается тем, что в центробежном аппарате , содержащем корпус с тангенциальным входным патруб30ком, сливным патрубком и песковой насадкой и перепускное устройство, последнее снабжено диафрагмой с поперечными разгрузочньоми окнами, отражательным экраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные о верстия и перепускной патрубок. Целесообразно отражательный экра устанавливать под углом d к диафрагме равным 15-90°, а сечение перепускного патрубка должно составлять 0,5 0,75 сеченияПесковой насадки. Предпочтительно, чтобы разгрузоч ные окна были выполнены на поверхности диафрагмы и имели размер, рав ный 1,5-4 диаметра песковой насадки Перегрузочная диафрагма и отража тельный экран выполнены кон1гческими таким Образом, что конус одного пер ходит в раструб другого. Такой исполнение позволило создать устойчивый режим движения нисходящего потока, устранить вредное влияние воздушного столба на процесс дообогащения песков в нижней части аппарата, ограничить влияние восходящих потоков на нисходящий слой песков при движении их по кони ческой поверхности к перепускной ка мере . Перераспределение объемных количеств потоков в нижней части конуса центробежного аппарата позволило выделить из нисходящего слоя песков тонкую фракцию каолина в восходящий поток, как через попереч ные разгрузочные окна, так и через дренажные отверстия в стабилизаторе в перепускной патрубок. Выполнение разгрузочных окон по периметру перегрузочной камеры перпендикулярно к ее образующей позволило направить сгущенные пески радиально к поверхности перегрузочной камер ы, что спог собствует качественному формированию песков в песковой насадке и выделению тонкой фракции каолина из них в восходящий поток как перед входом их в перегрузочную камеру, так и. через перепускной патрубок. Установка стабилизатора на отражательном экране способствует устойчивому формированию воздушного столба относительно оси отверстия сливного патрубка, уменьшает пульсацию воздушного столба внутри аппарата, а каплевидная или тороидальная форма торцовой поверхности стабилизатора.придала ей обтекаемость и улучшила гидродинамические процессы на границе раздела и формирования восходящего и нисходящего потоков. Кроме того следуев отметить положительный эффект, отражательного экрана в .совокуп ности со стабилизатором по предотвращению попадания крупных фракций частиц в слив аппарата в процессе перераспределения частиц из нисходящего потока в восходящий в совокупности взаимодействия перераспределения потоков в разгрузочные окна перегрузочной диафрагмы и угла наклона отражательного экрана. Разгрузочные окна в перегрузочной камере выполнены на ее поверхности под углом 20-90° к образующей из условия соответствия работы гидроциклона при разных давлениях. При малых напорах -0,05-0,07 МПа на входе траектория спирали двихсения песков крутая и с большим шагом между витками спирали, в этом случае для уменьшения сопротивления разгрузке песков через разгрузочные Окна угол выбирается близким к перпендикулярному к образующей минимальным, а именно 20°, При больших напорах (от 3,0 МПа и выше) спираль становится пологой, шаг между витками становится ма.пым, из этого же условия - уменьшение сопротивления разгрузке песков, угол выбирается к образующей максимальным и равным 90°. Размер разгрузочных окон в перегрузочной диафрагме равен 1,5-4 диаметра пескового отверстия потому, что нижний предел (1,5) выбран из условия исключения забивки отверстий окон песками, т.е. крупности песков, а верхний предел (4) выбран из того условия, что дальнейшее увеличение размера приводит к отсутствию явления первичного (предварительного) концентрирования (перед песковой насадкой) песков и увеличению нагрузки на работу перепускного отверстия. Угол между перегрузочной диафрагмой и отражательным экраном составляет 15-90°. Нижний предел (15°) выбраниз того условия, что .дальнейшее уменьшение угла делает размеры по высоте диафрагмы и экраны протяженными и приводит к увеличению общей высоты гидроциклона и вследствие этого увеличение сопротивления, а верхний предел (90°) из условия возможности создания сопротивления, достаточного для пере-распределения частиц в Лерепускном устройстве. Живое сечение перепускного патрубка составляет 0,5-0,75 живого сечения песковой насадки. Нижний предел (0,5) выбран из условия исключения забивки отверстия волокнистыми включениями, присутствующими в каолиновой суспензии, и обеспечения беспрепятственного прохождения тонкого материала в общий слив, а верхний предел (0,75) выбран из условия ограничения влияния воздушного столба в песковой насадке на разгрузку песков , . На фиг. 1 показан центробежный аппарат, общий вид;, на фиг. 2 разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 W-образная чаша, общий вид. Центробежный аппарат состоит из цилиндроконического корпуса 1, входного 2 и сливного 3 патрубков, перепускного устройства 4 с вмонтированными в него перегрузочной диафрагмой 5 с поперечными разгрузочными он нами 6, выполненными перпендикулярно или под углом к образуюш1ей, отражательного экрана 7, сопряженного со стабилизатором 8, имеющим дренажные отверстия 9 и перепускной пат рубок 10, и песковой насадки 11. Поперечный размер и ширина разгрузочных окон 6выполняется 1,5-4 живого сечения отверстия песковой на садки 11. Угол наклона отражательного экрана -7 и перегрузочной диафрагмы 5 выбирается в зависимости от физикомеханических характеристик и свойств исхЬдного материала и находится в пределах 15-90, а диаметр перепускного патрубка 10 установлен 0,5-0,75 диаметра песковой насадки 11. Центробежный аппарат работает еле дующим образом. Подача исходного материала, подлежащего разделению, производится через тангенциальный входной патрубок 2. При закручивани.и потока в кор пусе центробежного аппарата происходит расслоение чадтиц в центробежном поле. Более крупные частицы концентриру отся у стенки аппарата -; и, снижаясь, идут с частью средних и мелких песков по направлению к перепускному устройству 4, где происходит перераспределение частиц уже в самом нисходящем потоке сконцентрированных песков, из которых тонкие фракции частиц каолина дополнительно выделяются в восходящий поток. Отражаясь и перераспределяясь, крупные пески сосредотачиваются на поверхности разгрузочной диафрагмы 5, двигаясь к разгрузочным окнам 6, и разгружаются радиально к поверхности перепускного устройства 4, в котором пески более уплотняются , в процессе чего жидкая фаза вместе с каолином выделяется (т.е. происходит дообогащенйе песков) и направляется через перепускной патрубок 10 и стабилизатор 8 в восходящий поток аппарата. Таким образом, снабжение центробежного аппарата перепускным устройством 4 с -вмонтированными в него диафрагмой, отражательным экраном и стабилизатором в совокупности позволило повысить эффективность разделения материалов, независимо от изменений в качественно-количественном составе питания. Результаты испытаний предложенного устройства сведены в таблицу.

Результаты испытаний показывают, что центробежный аппарат, снабженны перепускным устройством, позволяет получить более высокую степень сгущения песков в сравнении с обычным сгущением на 9,24% и на 19,14%, за счет чего пески были получены болбе чистыми на 16,57% и 21,14%; сливы по содержанию механических примесей были примерно одинаковыми и удолетворяли требованиям соответствующего ГОСТ, по которому содержание фракции - 0,056 мм должно быть меньше 0,6% (в предложенном устройстве - 0,39-0,42)%); за счет повышения степени сгущения извлечения каолина в концентрат повысилось на 1,5-2,46%.

Использование устройства позволяет повысить извлечение каолина в концентрат в среднем на 1,5-2%, что при годовом выпуске каолина мокрого обогащения в 250 тыс.т составит экономический эффект 230-270 руб. на один аппарат, а в масштабе использования аппаратов в количестве до 4000 шт. в,год эффект составит 1 млн. руб.

Формула изобретения 1. Центробежный аппарат для обогащения полезных ископаемых, срдержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и Песковой насадкой и перепускное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения материалов путем предотвращения попадания в слив крупных частиц с близкими значениями удельных весов, перепускное устройство снабжено диафрагмой с поперечными разгрузочными окнами, отражательным экраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные отверстия и перепускной патрубок.

1,Патент США № 273554, кл. 209-211, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР № 435856, кл. В-04 С 5/14, 1972.