Гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых по крупности и плотности, в частности к аэродинамическому разделению по крупности и плотности песка, и может быть использовано в строительной, металлургической, химической и горнодобывающей отраслях промышленности. Гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых включает дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения. Регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории. Технический результат - повышение эффективности обогащения полезных ископаемых, упрощение технологии и снижение энергетических затрат.

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых по крупности и плотности, в частности к аэродинамическому разделению по крупности и плотности песка, и может быть использовано в строительной, металлургической, химической и горнодобывающей отраслях промышленности.

Известно устройство для разделения смеси материалов с различной плотностью, состоящее из подающего смесь горизонтального ленточного конвейера; вибрационного питателя и примыкающего перпендикулярно к его концу сортировального барабана со сплошной оболочкой, вращающегося на горизонтальной оси; сопла для подачи сжатого воздуха в зазор между конвейером и барабаном и двух отводящих конвейеров. Работа устройства основана на прижимании под воздействием потока воздуха легких частиц на поверхности сортировального барабана, переносе их на противоположную сторону и сбрасывании в дальний конвейер, в то время как тяжелые частицы падают в более близкий конвейер (DE 4140584 A1, 17.06.1993. В 07 В 4/02).

Возможность обработки различных смесей обеспечивается изменением относительного положения вибропитателя, барабана и сопла, а также расхода и давления подаваемого им сжатого воздуха.

Недостатками устройства являются: использование сжатого воздуха, энергоемкость, зависимость качества продуктов разделения от расхода и давления сжатого воздуха.

Наиболее близким аналогом к предложенному способу является гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых, включающий дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения (RU 2022666 C1, В 07 В 9/00, 15.11.1994).

Недостатками способа являются: использование сжатого воздуха, сложность конструкции барабана.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения сыпучей смеси минеральных компонентов, отличающихся по крупности и по плотности.

Упрощение технологии происходит за счет оптимизации условий (угла наклона оси, частоты вращения, производительности и конструктивных элементов) в рабочем объеме аппарата при разделении в гравитационно-центробежном поле при вращении

барабана, снижение энергетических затрат.

Предлагаемый гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых устраняет указанные недостатки тем, что в нем не применяется сжатый воздух. Разделение происходит в естественных условиях. Режим разделения регулируется легко доступным способом - изменением частоты вращения барабана, в результате снижается энергоемкость процесса.

Сущность способа заключается в том, что в гравитационно-центробежном способ обогащения полезных ископаемых, включающем дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения, согласно изобретению регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории.

При некоторой скорости движения любого слоя по круговой траектории нормальная сила N может стать равной по величине центробежной силе С. Так как тангенциальная сила Т погашается силой давления нижележащих тел того слоя, рассматриваемое тело становится свободным. Обладая скоростью V, равной окружной скорости его центра, тело будет перемещаться под влиянием собственного веса по параболической траектории ( как тело, брошенное со скоростью V под некоторым углом к горизонту, предполагается, что скольжение отсутствует). Тогда N=C, где

G - сила свободного падения;

α - угол отрыва тела;

V - окружная скорость движения тела по круговой траектории;

g - ускорение силы свободного падения;

R - радиус круговой траектории тела.

Подставив значение N и С, получим

Подставив значение V=πRn/30, получим

где n - частота вращения ротора, об/мин.

Полученное число определяет частоту вращения ротора, при которой тело переходит с круговой траектории на параболическую. При α=0 и Cosα=1

тело начинает центрифугировать.

При скольжении тела без трения по наклонной плоскости с углом наклона 30° результирующая сила Fрез. должна быть направлена вдоль наклонной плоскости, а сила реакции F1 перпендикулярно наклонной плоскости. Тогда

В таком треугольнике гипотенуза ровно вдвое больше короткого катета. Поэтому

Тогда

Если угол наклона равен α, то легко видеть, что , где Sinα = высота наклонной плоскости/длина плоскости скольжения.

При вращении наклонной плоскости на тело будет действовать центробежная сила (Fц), равная

где ω - частота вращения ротора, с-1;

R - радиус вращения частицы, м.

Тогда результирующая сила

Следовательно, частица будет двигаться вниз по наклонной плоскости при

В случае когда частица будет находиться в равновесии.

Результат достигается тем, что во вращающемся барабане создаются условия, при которых под воздействием гравитационно-центробежных сил крупные или тяжелые минеральные зерна осаждаются на внутренней поверхности барабана при угле наклона, оси равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортируются в верхнюю часть к разгрузочным отверстиям и ссыпаются на конвейер. Мелкие или легкие зерна также осаждаются на внутренней поверхности барабана, поднимаются им вверх до критической точки отрыва и, не преодолев угол естественного откоса, падают в каскадном режиме по параболическим траекториям из барабана на конвейер.

Существенным преимуществом данного способа перед существующими является исключение из технологического процесса сжатого воздуха, что снижает капитальные затраты и энергоемкость, а также повышает эксплуатационную надежность.

Через щелевидный дозатор по желобу подается исходная смесь в установленный наклонно к горизонту вращающийся с определенной скоростью (ниже критической) барабан. Осевшие под действием центробежной силы и прижатые к барабану крупные или тяжелые частицы поднимаются к верхнему концу и разгружаются на конвейер. Мелкие или легкие частицы, осевшие на внутренней поверхности барабана, поднимаются им на определенную высоту и под действием силы свободного падения в каскадном режиме высыпаются из ротора непосредственно на конвейер.

Пример. Кварцевый песок в количестве 15 кг через щелевидный питатель в количестве 31.8 кг/ч желобом подается в цилиндрический барабан диаметром 10 см, установленный с углом наклона оси 10° к горизонту, вращающийся при скорости 80 об/мин. Получен песок с модулем крупности 0,22 при выходе 91% и с модулем крупности 0,18 при выходе 19%.

Гравитационно-центробежный способ обогащения полезных ископаемых, включающий дозирование, подачу материала на внутреннюю поверхность наклонно установленного вращающегося барабана, разгрузку продуктов разделения, отличающийся тем, что регулируют частоту вращения барабана и устанавливают скорость его вращения ниже критической, крупные или тяжелые частицы отделяют осаждением на внутренней поверхности барабана при угле его наклона, равном углу естественного откоса осаждаемого материала, транспортированием в его верхнюю часть к разгрузочным отверстиям, а мелкие или легкие частицы отделяют перемещением по внутренней поверхности барабана вверх до критической точки отрыва и выгрузкой из барабана под действием силы тяжести в каскадном режиме по параболической траектории.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сепарации сыпучих материалов с применением электрических и воздушных методов и может быть использовано в сельском хозяйстве, перерабатывающей и пищевой промышленности и других отраслях.

Изобретение относится к технологии разделения твердых частиц в воздушном потоке и может быть использовано при выделении металлосодержащих отходов, например из электронного лома.

Изобретение относится к области очистки зерновых смесей воздушным потоком и может быть использовано при переработке зерна в сельскохозяйственном производстве, мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности.

Изобретение относится к разделению твердых материалов, а именно к разделению резино-текстильных смесей при помощи вращающихся перфорированных барабанов и поперечных воздушных потоков.

Изобретение относится к добыче и производству цветных, редкоземельных и драгоценных металлов и производству стройматериалов и предназначено для удешевления и упрощения процесса обогащения первичного сырья и вторичного обогащения отходов металлургического производства.

Изобретение относится к установкам для сушки и очистки зерна в сельском хозяйстве, а также может широко применяться в других отраслях народного хозяйства металлургии, строительстве и т.д.

Изобретение относится к установкам для сушки и очистки сыпучих материалов в сельском хозяйстве, строительстве, а также в других отраслях народного хозяйства. .

Изобретение относится к сушке и обработке зерна в сельском хозяйстве, а также может применяться в строительстве, химической и других отраслях народного хозяйства . .

Изобретение относится к технике разделения сыпучих абразивных материалов по физико-механическим свойствам зерен и может быть использовано в области машиностроения при производстве шлифовального инструмента.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к механизации послеуборочной обработки зерна. .

Изобретение относится к области обогащения первичной руды, хвостов и доводки концентратов и может использоваться в горно-добывающей и металлургической промышленности.

Триер // 2236913
Изобретение относится к зерноочистительным машинам и предназначено для разделения зерновой смеси. .

Изобретение относится к способам и устройствам для классификации сыпучих материалов и может быть использовано в химической, микробиологической и пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для отделения инородных примесей от стебельчатых кормов. .

Изобретение относится к области разделения сыпучей массы, состоящей из частиц разной плотности и размеров, на слои из частиц одинаковой плотности (на слои из частиц одного минерала, если в сыпучей массе есть частицы разных минералов) и/или на слои из частиц одинакового размера (если в сыпучей массе все частицы из одного минерала одинаковой плотности).

Триер // 2223155
Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для разделения сыпучих зернистых смесей, например семян, по длине и ширине. .

Триер // 2217893
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для сепарации семян. .

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов и может найти применение для очистки и разделения по крупности зерна и продуктов его переработки, а также в химической, горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности
Наверх