Центробежный концентратор

 

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих алмазы, цветные и благородные металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле. Центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор, не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси, наклонный вал в нижней части установлен шарнирно, а в верхней части наклонного вала установлен подшипник и входящий в него штифт, жестко связанный с приводным валом через закрепленное на нем соединительное устройство с пазом для регулирования угла наклона, причем стопор закреплен в нижней части наклонного вала, концентратор снабжен разгрузочным приспособлением для тяжелой фракции, конусообразная чаша снабжена специальной внутренней поверхностью, выбираемой в зависимости от концентрации полезных компонентов в обогащаемом материале. За счет повышения интенсивности процесса обогащения улучшается качество разделения. Удается обеспечить снижение потерь полезных минералов путем эффективного регулирования параметров разделения и упростить наладку его узлов, в частности узла загрузки и выгрузки уловленных полезных минералов, при одновременном повышении качества получаемых гравитационных концентратов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих алмазы, цветные и благородные металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле.

Известен концентратор для отделения золота, включающий станину, подвешенный на ней разделитель в форме чаши с возможностью совершения вращательных и колебательных движений, привод, питающее устройство (патент США N 2256504, кл. 209-437 - аналог).

К недостаткам концентратора относится ненадежность конструкции, невозможность регулирования величины и оптимизации центробежных сил для разделения минералов по плотности.

Известен центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор, не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси (SU 899125A, 23.01.82, В 03 В 5/32 - прототип).

Недостатками аппарата являются его недостаточная надежность в работе и невозможность получать заданную степень сокращения исходного материала, что не позволяет выделять концентраты с высоким содержанием полезных компонентов.

Техническая задача изобретения - повышение надежности работы концентратора, обеспечение снижения потерь полезных минералов путем эффективного регулирования параметров разделения, упрощения наладки его узлов, в частности узла загрузки и выгрузки уловленных полезных минералов.

Изобретение позволяет более эффективно разделить смеси материалов, содержащих минералы цветных и благородных металлов и пустой породы.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается как в повышении извлечения полезных минералов, так и в повышении качества готового продукта.

Более высокие технологические показатели достигаются тем, что центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси, по изобретению наклонный вал в нижней части установлен шарнирно, а в верхней части наклонного вала установлен подшипник и входящий в него штифт, жестко связанный с приводным валом через закрепленное на нем соединительное устройство с пазом для регулирования угла наклона, причем стопор закреплен в нижней части наклонного вала, концентратор снабжен разгрузочным приспособлением для тяжелой фракции, конусообразная чаша снабжена специальной внутренней поверхностью, выбираемой в зависимости от концентрации полезных компонентов в обогащаемом материале.

Конусообразная чаша, монтированная с жесткой фиксацией в определенном положении, после совершения оборота вокруг вертикальной оси сообщает своей поверхностью резким толчок разделяемому материалу внутри чаши, благодаря чему частицы разделяемого материала приобретают высокое начальное ускорение и разгоняются до необходимой скорости.

В результате движения конусообразной чаши, закрепленной на наклонном валу, вокруг вертикальной оси на разделяемый материал воздействуют переменные по величине и направлению силы, обеспечивающие эффективную дезинтеграцию и разделение минеральных частиц по плотности.

С целью более полного улавливания и концентрирования полезных минералов чаша имеет специальную внутреннюю поверхность.

Для доводочных операции по перечистке гравитационных концентратов внутренняя поверхность имеет восемь канавок, отстающих друг от друга на 45^o, которые проходят от верхнего края чаши до днища дугами, причем конец каждой дуги у днища смещен относительно начала дуги у верхнего края чаши на 180^o. Глубина канавки соответствует крупности частиц полезного минерала и составляет 2-4 мм (фиг. 2А). Тяжелые частицы полезных минералов, коснувшиеся боковой поверхности чаши, попадают в канавки и транспортируются к днищу чаши, при этом предотвращается их случайный выброс с легкой фракцией.

Для обогащения грубозернистых материалов с низким содержанием полезных компонентов внутренняя поверхность выполняется с кольцевыми нарифлениями в виде треугольных выступов, высота которых составляет 3-6 мм (фиг.2Б). Тяжелые минералы удерживаются кольцевыми нарифлениями и смываются к днищу чаши.

Разгрузочное приспособление позволяет вести процесс накопления в течение длительного времени с образованием у днища чаши минеральной постели, в которой накапливаются полезные минералы, а затем эффективно и быстро произвести разгрузку концентрата.

Таким образом, минеральная постель внутри чаши подвергается многократной промывке, что позволяет производить сокращение исходного материала до 10000 раз и получать в одну стадию богатые гравитационные концентраты.

На фиг. 1 схематично изображен концентратор; на фиг. 2 - специальная внутренняя поверхность конусообразной чаши.

Концентратор состоит из рамы 1, на которой установлен электродвигатель 2, приводящий с помощью клиноременной передачи 3 во вращение вал 4 и закрепленное на нем соединительное устройство 5 для регулирования угла наклона вала 6, соединенное жестко с наклонным валом 6 в пазу 7. Наклонный вал 6 опирается на раму 1 в нижней своей части шарниром 8. На валу 6 монтирована конусообразная чаша 9 со специальной поверхностью 10. Чаша 9 в днище имеет разгрузочное отверстие тяжелой фракции 11, соединенное с нижней полой частью вала 6 и которое в процессе работы закрыто донным клапаном 12. Клапан 12 закреплен на патрубке 13, находящемся на валу 6, с возможностью перемещения вдоль вала для закрытия и открытия клапана, причем закрытие клапана осуществляет пружина 14. На патрубке 13 закреплен дистрибутор в виде металлического круга 15, на который подается пульпа из питателя 16. Также на патрубке 13 в верхней его части закреплен диск 17, имеющий возможность сцепления с диском 18, закрепленным на штоке 19, имеющем возможность перемещения вдоль вертикальной оси. В верхней части вала 6 закреплен подшипник 20, соединенный со штифтом 21, который в свою очередь имеет жесткое крепление с устройством 5 в пазу 7. В нижней части вала 6 закреплен стопор 22 свободно входящий в отверстие 23 в раме 1. На раме 1 размещен сборник 24 для улавливания легкой фракции.

Аппарат (концентратор) работает следующим образом.

Чаша 9, закрепленная на наклонном валу 6, приводится в движение электродвигателем 2 через соединительное устройство 5. Обогащаемый продукт в виде пульпы самотеком через узел подачи направляется внутрь конусообразной чаши, которая работает в режиме накопления. При этом донный клапан находится в закрытом положении. Пульпа попадает на дистрибутор 15 и отбрасывается к боковой поверхности чаши 9. Вращение наклонного вала 6 вокруг вертикальной оси, на котором закреплена чаша, создает внутри чаши водяную волну, перемещающуюся по спирали от днища к верхнему краю. Величина или крутизна создаваемой волны зависит от угла наклона вала 6. Экспериментальным путем были установлены пределы изменения угла наклона, которые составляют 4-9^o. Скорость передвижения водяной волны внутри чаши зависит от скорости вращения вала 4, которая изменяется от 80 до 140 об/мин.

Указанная скорость вращения не создает значительных центробежных сил, которые расплющивали бы водяную волну по поверхности чаши, как это происходит в центробежных аппаратах с более высокой скоростью вращения, и поэтому волна за счет инерции перекатывается по боковой поверхности чаши по спирали от днища к верхнему краю.

Приведенные параметры наклона вала 6 и скорости вращения вала 4 создают в бегущей по внутренней поверхности чаши волне оптимальные для разделения зернистых материалов центробежные силы. Под действием переменных центробежных сил пульпа разгоняется и отбрасывается к боковой стенке чаши 9. Тяжелые частицы сильнее прижимаются к боковой поверхности чаши, чем легкие, и удерживаются на ней при вращении. Более эффективному улавливанию способствует специальная внутренняя поверхность чаши 9. Тяжелые частицы накапливаются на днище чаши 9 в виде минеральной постели, а легкие частицы выносятся волной вверх и выходят через разгрузочное устройство в сборнике 24.

После процесса обогащения подача пульпы в чашу прекращается и осуществляется разгрузка тяжелой фракции (концентрата). Шток 19 переводится в верхнее положение, диск 18 сцепляется с диском 17 и поднимает клапан 12, закрепленный на патрубке 13. В конусообразную чашу подается смывная вода, и через отверстие 11 и полую часть вала 6 тяжелые частицы разгружаются. После разгрузки шток 19 переводится в нижнее положение и передаточная система, состоящая из дисков 17, 18 и патрубка 13, запирает клапан 12 в отверстии 11. Более плотному закрытию клапана способствует пружина 14.

Заявляемый концентратор обеспечивает надежную и эффективную работу при производительности (по твердой массе) до 2,0 т/час.

За счет повышения интенсивности процесса обогащения и многократной промывки минеральной постели улучшается качество разделения. Удается повысить извлечение полезных минералов с одновременным повышением качества концентрата.

Формула изобретения

1. Центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор, не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси, отличающийся тем, что наклонный вал в нижней части установлен шарнирно, а в верхней части наклонного вала установлен подшипник и входящий в него штифт, жестко связанный с приводным валом через закрепленное на нем соединительное устройство с пазом для регулирования угла наклона, причем стопор закреплен в нижней части наклонного вала, концентратор снабжен разгрузочным приспособлением для тяжелой фракции, конусообразная чаша снабжена специальной внутренней поверхностью, выбираемой в зависимости от концентрации полезных компонентов в обогащаемом материале.

2. Центробежный концентратор по п.1, отличающийся тем, что специальная внутренняя поверхность выполнена с канавками, проходящими дугами от периферии к центру и отстающими друг от друга на 45^o.

3. Центробежный концентратор по п.1, отличающийся тем, что специальная внутренняя поверхность выполнена с кольцевыми нарифлениями в виде треугольных выступов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента считать недействительной.

Номер и год публикации бюллетеня: 13-2007

Извещение опубликовано: 20.06.2007        БИ: 17/2007

---