Способ классификации частиц порошкового материала
Владельцы патента RU 2764420:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» (RU)
Изобретение относится к области разделения по плотности измельчённой горной породы в потоке воды за счёт сил гравитации и инерции и может быть использовано при обогащении минерального сырья и для извлечения тяжёлых минералов на геологические исследования. Способ классификации частиц порошкового материала в потоке воды включает подачу исходной пульпы на рабочую поверхность наклонного жёлоба, совершающего возвратно-поступательное движение с разными ускорениями при прямом и обратном ходе. Разделение порошкового материала по плотности обеспечивают за счёт сил гравитации и инерции, движение лёгких хвостов в направлении потока воды в нижнюю часть жёлоба на сброс, а тяжёлых порошков в верхнюю часть жёлоба - путём регулирования угла наклона жёлоба, расхода воды и перепада ускорений при прямом и обратном ходе жёлоба. Тяжёлые порошки смывают последовательно по возрастающей плотности с верхней части жёлоба в сборные ёмкости после завершения процесса классификации. Возвратно-поступательное движение жёлоба обеспечивают с частотой его собственных колебаний в условиях механического резонанса. Исходную пульпу подают на середину жёлоба. Технический результат - повышение селективности классификации порошковых материалов по плотности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области разделения по плотности измельчённой горной породы в потоке воды за счёт сил гравитации и инерции и может быть использовано при обогащении минерального сырья и для извлечения тяжёлых минералов на геологические исследования.
Известен способ гравитационного обогащения руд, включающий введение пульпы в зону разделения, поступательное движение пульпы в зоне разделения с воздействием на неё вибрационных колебаний в горизонтальной плоскости с амплитудой 0,9 – 1,1 мм и частотой 15-16 с-1 при соотношении времени импульса колебаний по ходу движения пульпы и против него 2,51:3,21 (патент СССР № 1438062, МПК B03B 5/26. Способ гравитационного обогащения руд и устройство для его осуществления / Мельников М.С., Карабанов Г.И., Сидоров В.А.,Девятков А.Н. Заявитель: Отделение экспериментальных исследований Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института цветных и благородных металлов в г. Туле;заявка № 3826343 от 06.11.1984, опубл. 10.05.1995). Недостатком этого способа является невысокое качество классификации частиц пульпы по плотности, особенно при крупности исходного материала менее 0,25 мм.
Известен также классификатор руды, приспособленный для отделения угля от тяжёлого зольного материала, включающий гофрированный наклонный желоб, сконструированный таким образом, чтобы затруднять движение частиц в нижнюю часть жёлоба. Жёлоб установлен на раме и совершает возвратно-поступательные движения, а на него подаётся руда и вода. При этом тяжёлые частицы зольного материала под действием вибрации принудительно движутся в верхнюю часть жёлоба и на сброс, а лёгкие частицы угля уносятся потоком воды в нижнюю часть жёлоба и оттуда вымываются. Недостатком этого способа является непригодность его для обработки геологических проб из-за невозможности тонкого разделения тяжёлых частиц по плотности (патент US 4237001 A от 02.12.1980 В03В 5/06).
Наиболее близким по техническому содержанию к предлагаемому способу является способ классификации частиц порошкового материала в потоке воды, включающий подачу исходной пульпы на рабочую поверхность наклонного жёлоба, совершающего возвратно-поступательное с разными ускорениями при прямом и обратном ходе, разделение порошкового материала по плотности за счёт сил гравитации и инерции, а также за счёт регулирования угла наклона жёлоба, расхода воды и перепада ускорений при прямом и обратном ходе жёлоба (патент РФ № 2317149, от 20.02.2008, B03B 5/26. Недостатком указанного способа является недостаточная селективность классификации минералов по плотности.
Целью предлагаемого способа является повышение селективности разделения порошковых материалов по плотности.
Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу классификации частиц порошкового материала в потоке воды, включающему подачу исходной пульпы на рабочую поверхность наклонного жёлоба, совершающего возвратно-поступательное движение с разными ускорениями при прямом и обратном ходе, разделение порошкового материала по плотности, обеспечивают, за счёт сил гравитации и инерции, движение лёгких хвостов в направлении потока воды в нижнюю часть жёлоба на сброс, а тяжёлых порошков в верхнюю часть жёлоба, путём регулирования угла наклона жёлоба, расхода воды и перепада ускорений при прямом и обратном ходе жёлоба. При этом, чтобы не происходило смешивание классифицированных по плотности тяжёлых порошковых материалов при их выгрузке с жёлоба, тяжёлые порошки смывают последовательно по возрастающей плотности с верхней части жёлоба в сборные ёмкости после завершения процесса классификации, а для снижения энергозатрат на возвратно-поступательное движение жёлоба это движение обеспечивают с частотой его собственных колебаний в условиях механического резонанса.
Кроме того, чтобы дополнительно увеличить селективность классификации порошковых материалов по плотности пульпу загружают в середину жёлоба, обеспечивая больший интервал для каждой группы тяжёлых порошков на верхней половине жёлоба.
Сущность предлагаемого способа будет понятна из нижеследующего описания его конкретной реализации с помощью вибрационного жёлоба, представленного на фиг. 1.
Пример осуществления изобретения приведен ниже:
Берут длинный жёлоб 1 постоянной ширины соединённый со штоком 2 асимметричного линейного вибратора 3. Верхний конец жёлоба заглушен. Отношение длины жёлоба к его ширине равно 2350:110. Жёлоб устанавливают с помощью двух упругих пластинчатых опор 4 на платформе 5 с регулируемым углом наклона, которая шарнирно связана с горизонтальной платформой 6. Угол наклона жёлоба к горизонтальной плоскости выставляют равным 2,5 градуса, с помощью механизма 7, позволяющего регулировать угол наклона в пределах от 0 до 5 градусов. Электромагнит вибратора питают от генератора прямоугольных импульсов 8 регулируемого по частоте, добиваясь равенства частоты генератора и частоты собственных колебаний жёлоба, равной 2 герца (резонанс). При прямом ходе штока вибратора торможение жёлоба осуществляют плавно сжимающейся пружиной вибратора, с отрицательным ускорением 0,15 м/с2. При обратном ходе штока вибратора за счёт усилия сжатой пружины торможение жёлоба производят ударом штока о прочный корпус вибратора 9, с отрицательным ускорением 190 м/с2. Если в жёлоб не будет подана вода, вся размещённая на нём пульпа, за счёт разности ускорений на прямом и обратном ходе, будет двигаться в верхнюю часть жёлоба (разность сил инерции). В верхнюю часть жёлоба подают воду насосом из водяного блока 10 с расходом 1литр/мин, через распылитель 11. В середину вибрирующего жёлоба с текущей в нём водой загружают 100 грамм пульпы из песка Туганского месторождения, просеянного через сито 0,25 мм. Частицы песка плотностью менее 4 г/с3, так называемые хвосты, начинают движение в нижнюю часть жёлоба и смываются в сливную ёмкость 12. Частицы песка с плотностью 4 г/с3 и более движутся в верхнюю часть жёлоба. Процесс классификации песка ведут до момента полной очистки нижней половины жёлоба от хвостов. Затем под нижний конец жёлоба последовательно устанавливают сборные ёмкости и струёй воды сливают по 0,5 метра концентрата тяжёлых порошков, продвигаясь от середины к верхнему концу жёлоба. При этом получают 2 порции концентрата тяжёлых порошков следующего состава, в масс %:
1-я порция (7 грамм) – лейкоксен 49; рутил 20; циркон 13; ильменит 5; лёгкие хвосты 5.
2-я порция (6 грамм) - лейкоксен 3; рутил 28; циркон 21: ильменит 43; магнетит 4; лёгкие хвосты 1.
Таким образом, в результате использования предлагаемого способа получается высококачественный, высокоселективный по плотности концентрат тяжёлых порошковых
материалов.
1. Способ классификации частиц порошкового материала в потоке воды, включающий подачу исходной пульпы на рабочую поверхность наклонного жёлоба, совершающего возвратно-поступательное движение с разными ускорениями при прямом и обратном ходе, отличающийся тем, что, разделение порошкового материала по плотности обеспечивают за счёт сил гравитации и инерции, движение лёгких хвостов в направлении потока воды в нижнюю часть жёлоба на сброс, а тяжёлых порошков в верхнюю часть жёлоба - путём регулирования угла наклона жёлоба, расхода воды и перепада ускорений при прямом и обратном ходе жёлоба, при этом тяжёлые порошки смывают последовательно по возрастающей плотности с верхней части жёлоба в сборные ёмкости после завершения процесса классификации, а возвратно-поступательное движение жёлоба обеспечивают с частотой его собственных колебаний в условиях механического резонанса.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходную пульпу подают на середину жёлоба.
