Устройство для классификации и обогащения полезных ископаемых

 

Использование: в горной промышленности при попутном доизвлечении теряемого полезного компонента на завершающей стадии обогащения, в строительстве, при рекультивации ранее отработанных площадей. Сущность: устройство включает емкость1 с патрубком 2 подачи исходного материала. В нижней части емкости установлены патрубок 7 для подачи потока жидкости со средством 8 для закручивания потока и патрубок 6 для восходящей разгрузки гидросмеси. Патрубки 6 и 8 имеют вертикальные и горизонтальные ветви. Вертикальная ветвь патрубка 6 расположена коаксиально внутри вертикальной ветви патрубка 8. Их открытые торцы направлены к днищу емкости 1. Торец патрубка 6 расположен ниже торца патрубка 8. На днище емкости 1 расположен классификатор-ловушка 9 в виде выпуклой оболочки с перфорированной периферийной частью. С классификатором-ловушкой 9 соединен патрубок 10 для разгрузки концентрата. 5 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при попутном доизвлечении теряемого полезного компонента на завершающей стадии (уборке хвостов) обогащения на традиционно применяемых промывочных приборах, в строительстве, когда исходным сырьем являются материалы прошлых лет промывки, при рекультивации ранее отработанных площадей.

Известно устройство для обогащения угля в тяжелой суспензии получением трех продуктов, содержащее цилиндроконический аппарат с удлиненным цилиндрическим отсеком и тангенциальным входным патрубком, разделительную диафрагму в нижней части цилиндрического отсека с винтовыми каналами и конусным дном, патрубок для слива, патрубок для промпродукта, сливную камеру [1] Недостатками данного устройства являются невысокая эффективность разделения мелких классов, большой объем выходящего концентрата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является устройство для классификации и обогащения полезных ископаемых, в котором формируется закрученный поток в зоне классификации, а пульпа разделяется на классификаторе, выполненном в виде полого тела вращения с перфорированной поверхностью, на мелкие, крупные и граничные фракции. Устройство осуществляет удаление легких частиц мелкой фракции восходящим потоком, удаление частиц крупной фракции, подачу частиц граничной фракции в полость классификатора и удаление частиц граничной фракции. Устройство включает в себя цилиндрический корпус с крышками, тангенциально расположенный питающий патрубок, установленный в верхней крышке корпуса патрубок для легкой фракции, выполненный в нижней крышке корпуса щелевой желоб для тяжелой фракции, приспособление для разгрузки промпродукта и коническую воронку, соединенную основанием через эластичную диафрагму с нижней крышкой а тягой с источником колебаний. Приспособление для разгрузки промпродукта выполнено в виде коаксиально расположенных конусообразных сит, пространство между которыми заполнено шарами, основания сит соединены с нижней крышкой, а вершины направлены в сторону патрубка для легкой фракции.

Крупные и тяжелые частицы, концентрируясь в пристенных областях и опускаясь по нисходящей стороне, разгружаются через щелевой желоб. Мелкие и легкие частицы, двигаясь с малым радиусом вращения, концентрируются в восходящем потоке и разгружаются через патрубок для легкой фракции. Частицы же, близкие к граничной фракции, подвергаются разделению на просеивающей поверхности конусообразного сита, то есть только по крупности.

Недостатком этого устройства является то обстоятельство, что если полезный компонент будет представлен тяжелыми а частицами мелкой и граничной фракции, то при попадании внутрь конусообразного сита не произойдет их центробежной классификации, в связи с тем, что закрученный на поверхности сита поток пульпы, сталкиваясь с шарами между его стенками, будет терять энергию вращения. В результате внутри сита поток не будет закрученным и центробежного разделения полезного компонента, представленного тяжелыми частицами мелкой и граничной фракций, не произойдет. В результате область применимости устройства ограничивается тем, что не могут быть классифицированы и обогащены полезные ископаемые, извлекаемый компонент которых представлен тяжелыми частицами мелкой и граничной фракций, например золото, что существенно снижает эффективность работы устройства.

Изобретение направлено на повышение эффективности извлечения полезного компонента, представленного тяжелыми частицами мелкой и граничной фракций.

Решение этой задачи достигается тем, что в устройстве для классификации и обогащения полезных ископаемых, содержащем емкость, сообщенный с верхней ее частью патрубок для подачи исходного материала, средство разгрузки гидросмеси и закрепленную на днище емкости классификатор-ловушку, в нижней части емкости размещен подсоединяемый к напорному водоводу патрубок подачи нисходящего потока жидкости со средством закручивания потока. Средство разгрузки гидросмеси выполнено в виде патрубка восходящей разгрузки гидросмеси, вертикальная ветвь которого установлена коаксиально внутри расположенной соосно с емкостью вертикальной ветви патрубка нисходящего потока жидкости, а соответственно выходной и заборной торцы патрубков обращены к днищу емкости. К отличию относится, и то что классификатор-ловушка закреплена под указанными торцами и выполнена с выпуклой оболочкой с отверстиями в ее периферийной части и неперфорированной центральной частью, диаметр которой не менее диаметра заборного торца патрубка восходящей разгрузки гидросмеси.

Средством закручивания нисходящего потока жидкости может быть выполнено из пластин, наклонно закрепленных в кольцевом зазоре между вертикальными ветвями патрубков. Это средство может быть образовано также кольцевой камерой в зазоре между стенками вертикальных ветвей патрубков, если горизонтальная ветвь патрубка подачи нисходящего подачи нисходящего потока жидкости встроена в вертикальную ее ветвь тангенциально. К отличиям относится размещение заборного торца патрубка восходящей разгрузки гидросмеси ниже выходного торца патрубка подачи нисходящего потока жидкости. В частном варианте выполнения устройства оболочка классификатора-ловушки имеет полусферическую форму. Устройство может быть дополнено конусообразным рассекателем, установленным под выходным торцом патрубка подачи исходного материала.

На чертеже изображена рабочая емкость, продольный разрез.

В верхней части цилиндрической емкости 1, имеющей куполообразные днище и крышку, соосно с корпусом и коаксиально друг другу смонтированы патрубок 2 подачи пульпы в емкость и патрубок 3 отвода жидкого из нее. Под патрубком 2 вершиной к его выходному торцу установлен соосно с корпусом конусообразный рассекатель 4 для равномерного распределения твердого 5 пульпы. В нижней части емкости установлен патрубок 6 восходящей разгрузки гидросмеси, выполненный из горизонтальной и вертикальной ветвей, последняя соосна с корпусом емкости, а заборный торец патрубка обращен к днищу емкости.

Вертикальная ветвь разгрузочного патрубка 6 пропущена через вертикальную ветвь патрубка 7 подачи закрученного нисходящего потока жидкости. Ближе к выходному торцу патрубка в зазоре между патрубками 6 и 7 наклонно закреплены пластины 8, являющиеся средством для закручивания подаваемого в емкость потока жидкости. Закрученный поток можно создать и иным путем. Для этого горизонтальная ветвь патрубка 7 может быть встроена в ее вертикальную ветвь тангенциально, образуя со стенками вертикальной ветви патрубка 6 кольцевую камеру, в которой будет происходить закручивание потока. В других случаях горизонтальные ветви указанных патрубков как и вертикальные, могут быть установлены коаксиально друг другу. Наиболее эффективно поток будет закручиваться, если нижний открытый торец патрубка 7.

Под нижним торцом разгузочного патрубка 6 в днище корпуса установлен классификатор-ловушка, например, в виде полусферы 9 выпуклостью наружу. Ее поверхность, за исключением центральной части, размером не менее диаметра открытого торца патрубка 7, перфорирована отверстиями с диаметром, определяемым размерами частиц извлекаемого полезного ископаемого, в оптимальном варианте порядка трех средних диаметров частиц. В днище емкости 1 выполнено отверстие, в котором герметично установлен сливной патрубок 10.

Устройство работает следующим образом. Исходную пульпу по питающему патрубку 2 подают в рабочую емкость 1. Попадая на рассекатель 4, пульпа равномерно распределяется по всему сечению корпуса емкости. При этом осуществляется обезвоживание пульпы, путем осаждения твердой части и слива по патрубку 3 жидкой составляющей пульпы с основной массой мелкой легкой фракции. После заполнения камеры твердым материалом подачу пульпы в нее прекращают. Затем через патрубок 7 в емкость под давлением подают напорную воду, которая, истекая под давлением из завихрителя 8 на нижнем торце патрубка 7, формирует закрученный по спирали поток, размывающий твердый материал и образующий гидросмесь. Он при своем вращении захватывает частицы твердого, поступающего по мере разгрузки в нижнюю часть емкости, и также вовлекает их во вращение. Таким образом, закрученный поток гидросмеси формируют на поверхности классификатора-ловушки 9. Наиболее тяжелые частицы твердого при вращении потока стремятся к центру, в зону с меньшим радиусом вращения, а более мелкие вращаются на расстоянии от центра, обратно пропорциональном их массе. Таким образом, при вращении потока под действием центробежных сил происходит разделение частиц по крупности на мелкие, крупные и граничные фракции. При этом в режиме работы узла разгрузки, когда напорная вода под давлением постоянно поступает в разгрузочный узел, ее избыток по разгрузочному патрубку 6 выходит из нижней части емкости, образуя восходящий поток. Этим потоком из зоны разделения удаляют легкие частицы мелких фракций, а также частицы крупных фракций, которые не смогли проникнуть через отверстия перфорации классификатора 9.

Полезный компонент, представленный тяжелыми частицами мелкой и граничной фракций, вращаясь вместе с потоком в зоне классификатора-ловушки, проникает через перфорацию на боковой поверхности классификатора 9 внутрь вместе с закрученным потоком, где наиболее тяжелые частицы полезного компонента, например, крупинки золота, концентрируются у оси вращения и накапливаются там. При этом их удерживают от вовлечения в восходящий поток локализацией возможности их попадания в него, например, тем, что центральная часть сферы ловушки классификатора 9, размером не менее диаметра разгрузочного патрубка 6, выполнена без перфорации. Возможны и другие варианты локализации, например, установка заслонки, либо такой подбор скорости подачи напорного потока воды в камеру, при которой тяжелые фракции не вовлекаются в восходящий поток гидросмеси, отводимой из камеры, и т.д. В этой локализованной (спокойной от засасывания восходящим потоком гидросмеси) зоне накапливаются самые тяжелые частицы мелкой и граничной фракций полезного компонента.

Более легкие частицы мелкой и граничной фракций, радиус вращения которых в закрученном потоке внутри классификатора больше радиуса спокойной неперфорированной зоны и которые таким образом не являются частицами полезного компонента, через верхние отверстия перфорации уносятся восходящим потоком из внутренней полости классификатора-ловушки 9 в зону разгрузки рабочей емкости и далее по разгрузочному патрубку 6 выводятся из нее. Кроме того постоянное поступление тяжелых частиц мелкой и граничной фракций в закрученном потоке через нижние боковые ряды отверстий перфорации также способствует вытеснению попавших туда ранее более легких частиц мелкой и граничной фракций и последующему их удалению в восходящем потоке через патрубок 6. Постоянное поступление в классификатор-ловушку 9 полезного компонента в виде тяжелых частиц мелкой и граничной фракций вместе с закрученным потоком и удаление оттуда этим же потоком отделенных легких частиц обеспечивает постоянный обмен этих частиц в классификаторе-ловушке и способствует более полному улавливанию тяжелых частиц мелкой и граничной фракций полезного компонента, например, крупиц золота. Когда спокойная зона классификатора-ловушки наполняется концентратом полезного компонента на сливном патрубке 10, открывают пробковый кран 11 и разгружают классификатор от концентрата.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ И ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, содержащее емкость, сообщенный с верхней частью емкости патрубок для подачи исходного материала, средство разгрузки гидросмеси и закрепленный на днище емкости классификатор-ловушку, отличающееся тем, что в нижней части емкости размещен подсоединяемый к напорному водоводу патрубок подачи нисходящего потока жидкости со средством закручивания потока, при этом средство разгрузки гидросмеси выполнено в виде патрубка восходящей разгрузки гидросмеси, вертикальная ветвь которого установлена коаксиально внутри расположенной соосно с емкостью вертикальной ветви патрубка нисходящего потока жидкости, а соответственно выходной и заборный торцы патрубков обращены к днищу емкости, классификатор-ловушка закреплен под указанными торцами и выполнен с выпуклой оболочкой с отверстиями в его периферийной части и неперфорированной центральной частью, диаметр которой не менее диаметра заборного торца патрубка разгрузки гидросмеси.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство закручивания потока жидкости выполнено из пластин, наклонно закрепленных в кольцевом зазоре между вертикальными ветвями патрубков.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальная ветвь патрубка подачи нисходящего потока жидкости встроена в вертикальную его ветвь тангенциально так, что кольцевая камера в зазоре между стенками вертикальных ветвей патрубков образует средство закручивания потока жидкости.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что заборный торец патрубка восходящей разгрузки гидросмеси размещен ниже выходного торца патрубка подачи нисходящего потока жидкости.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что оболочка классификатора-ловушки выполнена полусферической формы.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что под выходным торцом патрубка подачи исходного материала установлен конусообразный рассекатель для равномерного распределения материала по объему емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1