Аппарат для промывки материалов, содержащих глину

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к устройствам для промывки руд. Аппарат включает вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера, надрешетного и подрешетного продуктов, неподвижный наклонный грохот, гидравлический классификатор и безвакуумное струйное гидротранспортное устройство. Наклонный грохот состоит из двух частей: верхняя часть выполнена в виде форсунок, вращающихся против движения потока исходного материала, между которыми установлены эластичные перемычки, а нижняя часть выполнена неподвижной с определенным размером ячеек, форсунки выполнены из двух концентрических цилиндров. Внутренний неподвижный цилиндр имеет по диаметру герметичную перегородку, где в верхнюю полость поступает под давлением вода, а в нижнюю полость - сжатый воздуха, а в его стенке выполнены отверстия соответственно для выхода сжатого воздуха и воды в полость между цилиндрами. Внешний вращающийся цилиндр имеет диаметрально противоположные отверстия-сопла, образующие струи воды и воздуха. Устройство позволяет увеличить степень дезинтеграции глинистых ассоциаций. 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам для промывки руд и труднопромывистых материалов, включающих глинистую составляющую.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является аппарат для дезинтеграции и классификации руд, включающий вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов (галечной и песковой фракции), неподвижный наклонный грохот, воздушный коллектор, гидравлический классификатор и без вакуумное струйное гидротранспортное устройство непрерывного действия для выгрузки надрешетного продукта [1].

Основным недостатком данного аппарата является то, что режим дезинтеграции в водовоздушной среде при стационарном нагнетании воздуха через воздушный коллектор в пульпу не является оптимальной: с одной стороны, он способствует диспергированию легкопромывистой фракции глины, но с другой стороны, барботажный режим не обеспечивает полноту дезинтеграции более плотных глинистых образований, в особенности в верхней зоне, где происходит коалиценция и подъем воздушных пузырьков. Более того, такой режим дезинтеграции способствует адгезии глинистых частиц вокруг галевых частиц с образованием и накоплением плотных окатышей, которые постепенно забивают перфорированные отверстия неподвижного грохота. При длительной работе аппарата это приводит к аварийной остановке.

Недостатки преодолеваются в предлагаемом аппарате для промывки материалов, содержащих глину, включающем вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов, наклонный грохот, гидравлический классификатор и безвакуумное струйное гидротранспортное устройство, отличающийся тем, что грохот снабжен верхней частью, состоящей из форсунок, вращающихся против движения потока исходного материала, а между ними установлены эластичные перемычки, которые активно вибрируют при нагнетании воздуха под грохот, причем форсунки выполнены из двух концентрических цилиндров, при этом внутренний неподвижный цилиндр имеет по диаметру герметичную перегородку, в верхнюю полость которой поступает под давлением вода, а в нижнюю полость - сжатый воздух, в стенке цилиндра выполнены отверстия соответственно для выхода сжатого воздуха и воды в полость между цилиндрами, внешний вращающийся цилиндр имеет диаметрально противоположные отверстия-сопла, образующие струи воды и воздуха, причем внутренний цилиндр снабжен по диаметру выступами, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр.

Сопоставительный анализ с аналогом показывает, что заявляемый аппарат позволяет значительно увеличить степень дезинтеграции глинистых ассоциаций за счет интенсификации разрушения противонаправленного к нисходящему потоку исходной породы движущейся струей воды, работающей в режиме резания. А вращение наружных цилиндров и постоянное нагнетание из сопел воды и воздуха предотвращает возможность забивания грохота. Таким образом, заявляемый аппарат способствует интенсивному предварительному разрушению более плотных глинистых образований с применением режима резания и соответствует критерию изобретения "новизна".

Известны технологические решения, в частности у прототипа, где для дезинтеграции и классификации песчано-глинистых материалов используется водовоздушная среда в режиме барботажа. Однако в заявляемом решении предлагаемая конструкция грохота позволяет нагнетать сжатый воздух только под грохот, и за счет эластичных перемычек, которые активно вибрируют, движение передается на материал на грохоте, причем режим колебания представляется сложным и задается скоростью вращения внешнего цилиндра вокруг своей оси и давления нагнетания воды и воздуха. В результате материал на грохоте переходит в активное вибродвижующее состояние, что также приводит к значительной интенсификации процесса дезинтеграции. Нагнетание воздуха в отличие от прототипа прежде всего направлено на создание вибродвижующего состояния материала на грохоте и способствует интенсификации перемещения и фракционного разделения глинистой фракции в рабочей зоне аппарата. Более четкую роль выполняет нижняя часть грохота, которая прежде всего работает на классификацию промытого материала по крупности, а не на функцию задерживающего устройства для размыва, как это предполагается у прототипа. Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательный уровень".

На фиг. 1 изображена схема грохота, а на фиг. 2 - рисунок форсунки в разрезе.

На фиг. 1 изображена схема грохота, верхняя часть грохота состоит из форсунок 1 и эластичных перемычек 2. Форсунка фиг. 2 состоит из двух концентрических цилиндров, внутренний неподвижный цилиндр 3 имеет по диаметру герметичную перегородку 4, образующую верхнюю 5 и нижнюю 6 полости, в стенке цилиндра выполнены отверстия 7 и 8, внутренний неподвижный цилиндр 3 снабжен по диаметру выступами 9, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр 10, имеющий диаметрально противоположные отверстия - сопла 11, расположенные непосредственно над- и под- выступами, между цилиндрами образуются полости 12.

Процесс дезинтеграции происходит следующим образом. На 2/3 наполняется водой весь объем вертикальной шахты. Через верхнюю часть шахты загружается исходный материал. Под действием воды и восходящих потоков воздуха происходит предварительная дезинтеграция материала. Перфорированные полки обеспечивают непрерывное удаление песчаной глинистой фракций из зоны дезинтеграции и равномерное распределение воздуха по сечению шахты. Зазор полки со стенкой шахты обеспечивает попадание кусков материала на верхнюю часть грохота на вращающиеся против потока материала форсунки 1, где происходит вторичная дезинтеграция. Вода под давлением через верхнюю полость 5 и отверстия 7 внутреннего неподвижного цилиндра 3 форсунки поступает в полость 12 и через отверстия-сопла 11 внешнего вращающегося цилиндра 10 струи воды направляются в исходный материал, а так как цилиндр 10 вращается против потока материала, то струя воды совершает соответствующее движение, проводя разрушение (резание материала).

Сжатый воздух через нижнюю полость 6 и отверстия 8 поступает в полость 6 и отверстия 8 поступает в полость 12 и через отверстия-сопла 11, которые являются общими для воды и воздуха, подается под грохот, создавая активную вибрацию эластичных перемычек 2, передающуюся материалу. В результате процесс дезинтеграции существенно увеличивается. Распыляемый под грохот воздух создает водовоздушную среду и способствует перемещению и удалению глинистой фракции. Выступы 9 и расположение отверстий-сопел 11 обеспечивают образование струй воды и сжатого воздуха без их смешения.

Имеющаяся крупная фракция попадает в бункер подрешетного материала и удаляется безвакуумным гидротранспортным устройством. Песковая и глинистые фракции, прошедшие через грохот, попадают в зону классификации. Частицы песка оседают в бункере подрешетного материала, а глинистые частицы подхватываются восходящими потоками воды, поднимаются по гидравлическому классификатору и смываются.

Литература 1. Бейлин А.Ю. и др., Аппарат для дезинтеграции и классификации руд, ж. Черная металлургия, N 9, 1988, с. 39.

Формула изобретения

Аппарат для дезинтеграции и классификации руд, включающий вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов, неподвижный наклонный грохот, гидравлический классификатор и безвакуумное струйное гидротранспортное устройство, отличающийся тем, что грохот снабжен верхней частью, состоящей из форсунок, вращающихся против движения потока исходного материала, а между ними установлены эластичные перемычки, причем форсунки выполнены из двух концентрических цилиндров, при этом внутренний неподвижный цилиндр имеет по диаметру герметичную перегородку, в верхнюю полость которой поступает под давлением вода, а в нижнюю полость - сжатый воздух, в стенке цилиндра выполнены отверстия соответственно для выхода сжатого воздуха и воды в полость между цилиндрами, внешний вращающийся цилиндр имеет диаметрально противоположные отверстия-сопла, образующие струи воды и воздуха, причем внутренний цилиндр снабжен по диаметру выступами, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2