Патент на изобретение №2292953

(54) ГРАВИТАЦИОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ РУД И ШЛАМОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использован для эффективного обогащения разных типов тонкоизмельченных руд и шламов. Гравитационный аппарат для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов включает колеблющуюся систему из конусообразных дек, количеством не более шести, взаимодействующих с валом с дебалансными грузами и связанным с приводом колебаний, привод вращения дек, устройство для снятия концентрата, выполненное в виде напорных труб радиально установленных над деками и снабженных форсунками, устройство для подачи питания в виде стояка-питателя пульпы, стояка-питателя промывной воды, а также стояка подачи воды в устройство для снятия концентрата, которые расположены внутри колеблющейся системы из конусообразных дек, кольцеобразный желоб-приемник продуктов обогащения. Деки установлены на опорной раме, при этом рабочая поверхность конусообразных дек покрыта эластичным магнитом с возрастающей в радиальном направлении напряженностью магнитного поля и верхним слоем из полимерных материалов с микрошероховатостью из карбида кремния. Сам магнит намагничен полосами по образующей конической поверхности дек перпендикулярно или под углом к потоку пульпы, а над деками на траверсе установлена обслуживающая площадка, снабженная лестницей. Технический результат – повышение эффективности переработки руд и производительности процесса. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано для эффективного обогащения разных типов тонкоизмельченных руд и шламов (крупностью 1-0 мм и мельче 40 микрон), а также железосодержащих слабомагнитных и магнетитовых руд в движущемся по наклонной колеблющейся конусообразной поверхности потоку пульпы. Аппараты могут применяться вместо конусных и винтовых сепараторов, а также концентрационных столов при обогащении измельченных материалов.

При доводке отходов обогатительных фабрик и хвостохранилищ они могут быть использованы с целью доизвлечения ценных минералов, таких как золото, вольфрам, хромит и других железосодержащих.

Известный гравитационный аппарат с орбитальными колебаниями, который содержит стояки-питатели для пульпы и воды, в отверстиях которых закреплены цилиндрические насадки. Насадки расположены над конусообразными деками, которые соединены с вращающимся полым валом, внутри которого расположен эксцентриковый вал. Гравитационный аппарат имеет привод, устройство для снятия концентрата в виде напорной трубы с брызгалами, которые консольно закреплены на стояке-питателе воды. Конусообразные поверхности разделения гравитационного аппарата выполнены из полиуретана и стеклотекстолита. В нижней части гравитационного аппарата расположен приемник продуктов обогащения (А.С. СССР №1197733).

Недостатком известной конструкции гравитационного аппарата является то, что поток пульпы при использовании цилиндрических насадков имеет высокую скорость и небольшой угол растекания по конусообразной поверхности дек, что предопределяет значительные потери тяжелых частиц руды, унесенных потоком. Устройство для снятия концентрата в виде напорной трубы-консоли закреплялось недостаточно прочно на стояке-питателе. Сама напорная труба с брызгалами не обеспечивает достаточный смыв концентрата с конусообразной поверхности дек. Использование на поверхности деления полиуретана и стеклотекстолита не эффективно из-за их низкого коэффициента трения и слабых электростатических свойств.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является гравитационный аппарат для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов, включающий колеблющуюся систему из конусообразных дек, количеством не более шести, взаимодействующих с валом с дебалансными грузами и связанным с приводом колебаний, привод вращения дек, устройство для снятия концентрата, выполненное в виде напорных труб радиально установленных над деками и снабженных форсунками, устройство для подачи питания в виде стояка-питателя пульпы, стояка-питателя промывной воды, а также стояка подачи воды в устройство для снятия концентрата, которые расположены внутри колеблющейся системы из конусообразных дек, кольцеобразный желоб-приемник продуктов обогащения (Патент Украины №46477А, опубл. 15.05.2002 г.).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность обогащения слабомагнитных материалов.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции гравитационного аппарата для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов за счет комплексного влияния на пульпу новых магнитных сил эластичного магнита, а также механических колебаний конусообразных дек с микрошероховатым слоем из карбида кремния, что позволяет повысить эффективность переработки руд в разных узлах технологической схемы обогащения.

Поставленная задача решается за счет того, что гравитационный аппарат для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов, включающий колеблющуюся систему из конусообразных дек, количеством не более шести, взаимодействующих с валом с дебалансными грузами и связанным с приводом колебаний, привод вращения дек, устройство для снятия концентрата, выполненное в виде напорных труб радиально установленных над деками и снабженных форсунками, устройство для подачи питания в виде стояка-питателя пульпы, стояка-питателя промывной воды, а также стояка подачи воды в устройство для снятия концентрата, которые расположены внутри колеблющейся системы из конусообразных дек, кольцеобразный желоб-приемник продуктов обогащения.

Согласно изобретению, деки установлены на опорной раме, при этом рабочая поверхность конусообразных дек покрыта эластичным магнитом с возрастающей в радиальном направлении напряженностью магнитного поля и верхним слоем из полимерных материалов с микрошероховатостью из карбида кремния, причем сам магнит намагничен полосами по образующей конической поверхности дек перпендикулярно или под углом к потоку пульпы, а над деками на траверсе установлена обслуживающая площадка, снабженная лестницей.

Для повышения производительности и эффективности процесса деления тонкоизмельченных рудных частиц и шламов, колеблющаяся система выполнена с возможностью варьирования частоты колебаний в интервале 6,6-10 с^-1 и амплитуды 2-5 мм.

Для обеспечения стабильной частоты и амплитуды колебаний конусообразных дек, опорная рама колеблющейся системы соединена амортизаторами с несущей крестовиной, расположенной под нижней декой и соединенной с приводом вращения с помощью передачи.

Для улучшения очистки поверхности дек от осевших рудных частичек, стояк подачи воды устройства для снятия концентрата снабжен подводом сжатого воздуха.

Для регулирования объема разгрузки готового продукта, стояк-питатель пульпы связан с накопительной емкостью, которая снабжена устройством поддержания постоянного уровня пульпы.

Для управления процессом последующей переработки металлургического сырья, в зоне разгрузки концентрата, установлено устройство для регулирования массы готового продукта-концентрата.

Для предотвращения засорения щепкой и мусором насадок стояков-питателей пульпы, стояк-питатель пульпы выполнен с накопительной емкостью, в которой на входе установлен сетчатый фильтр.

Для предотвращения затекания пульпы под конусообразные деки, они по периферии снабжены вертикальными резиновыми полосами – скапывающими кромками.

Для эффективного процесса разделения материала разной крупности в определенных местах технологической схемы, конусообразные деки выполнены с углом наклона образующей конической поверхности, равным 1-5°.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана вертикальная проекция гравитационного аппарата для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов, на фиг.2 – фрагмент деки с закрепленной к ее периферийной части скапывающей кромкой.

Гравитационный аппарат для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов включает стояк-питатель пульпы 1, стояк-питатель промывной воды 2, а также стояк подачи воды 3 в устройства для снятия концентрата 4. Колеблющаяся система из конусообразных дек 5 взаимодействует с валом 6, снабженным дебалансными грузами 7, связанным с приводом колебаний 8. Привод вращения 9 дек 5 взаимодействует с ними с помощью несущей крестовины 10, амортизаторов 11, опорной рамы 12. Устройство для снятия концентрата 4 выполнено в виде напорных труб радиально установленных над деками 5 и снабженными форсунками. К внешней поверхности конусообразных дек 5 закреплен эластичный магнит 13 с возрастающей напряженностью магнитного поля в радиальном направлении. Магнит 13 намагничен полосами по образующей конической поверхности дек 5 или под углом. Верхний слой магнита 13 выполнен из полимерных материалов 14 с микрошероховатостью из карбида кремния.

Под деками 5 установлен кольцеобразный желоб-приемник продуктов обогащения 15.

На траверсе 16 установлена обслуживающая площадка 17, снабженная лестницей 18.

Стояк подачи воды 3 устройства для снятия концентрата 4 может быть снабжен подводом сжатого воздуха 19.

Стояк-питатель пульпы 1 может быть связан с накопительной емкостью пульпы 20, снабженной устройством поддержания постоянного уровня пульпы 21 и сетчатым фильтром 22, установленном на ее входе.

Конусообразные деки 5 по периферии могут быть снабжены вертикальными резиновыми полосами 23 – скапывающими кромками.

Конусообразные деки 5 могут быть выполнены с углом наклона образующей конической поверхности равным 1-5°.

Гравитационный аппарат работает таким образом.

От привода колебаний 8 вращение передается на вал 6 с дебалансами 7. Дебалансы 7 создают возмущающую силу, которая через опорную раму 12 передается на систему конусообразных дек 5, вызывая их орбитальные (круговые) колебания в горизонтальной плоскости.

Конусообразные деки 5 соединены между собою и к опорной раме 12 с помощью шпилек.

Одновременно от привода вращения 9, с помощью передачи – цилиндрического или конического редуктора, через несущую крестовину 10, амортизаторы 11 и опорную раму 12 блок конусообразных дек 5 приводится во вращательное движение.

Из стояков-питателей 1, 2 через насадки на поверхность конусообразных дек 5 подается пульпа и промывная вода.

Применительно к заявляемому устройству технико-экономические показатели обогащения исходного сырья предопределяют наиболее оптимальный вариант, при котором используется не более шести дек. Это количество позволяет сочетать высокую производительность установки, но полноценное обслуживание в процессе эксплуатации.

Толщина пласта потока пульпы в радиальном направлении снижается и скорость течения уменьшается в несколько раз. Характер течения пульпы, волновой в верхний его разжиженной части, где движутся в основном легкие частицы, а в нижнем слое идет интенсивный процесс осаждения и уплотнение слоя тяжелых частиц. Наложение орбитальных колебаний в интервале 6,6-10 с^-1 при амплитуде 2-5 мм ускоряет процесс разделения пульпы и увеличивает производительность аппарата.

Тяжелые частицы оседают на деках 5 и задерживаются на них, а легкие частицы пустой породы и немагнитные уносятся текущей пульпой по поверхности дек 5 в приемник продуктов обогащения 15 в отделение для хвостов. Трудные слабомагнитные частицы оседают на поверхности дек 5 и удаляются потоком воды устройства для снятия концентрата 4 в соответствующее отделение приемника продуктов обогащения 15. Повышение эффективности разгрузки концентрата достигается дополнительным подводом сжатого воздуха 19 в стояк подачи воды 3.

Применение возрастающей напряженности магнитного поля в радиальном направлении и нанесенного сверху эластичного магнита 13 слоя из полимерного материала 14 с микрошероховатостью из карбида кремния позволяет повысить эффект деления частиц в несколько раз за счет комплексного влияния магнитных сил и трения. Эластичный магнит 13, намагниченный полосами по образующей поверхности конусообразной деки 5 или под углом к движущемуся потоку пульпы, позволяет использовать заявляемый аппарат в разных местах технологической схемы обогащения при разной крупности частиц пульпы в зависимости от требуемых качественных и количественных показателей получаемого концентрата.

В зависимости от производительности последующего в технологической цепи перерабатывающего оборудования и необходимости управления потоками получаемого продукта в зоне разгрузки концентрата, установлено устройство для регулирования массы готового продукта, которое может быть выполнено, например в виде шибера или заслонки.

Заявленный интервал колебаний системы дек обеспечивает максимально высокий эффект “вытряхивания” и извлечения непродуктивных частиц пульпы.

Для предупреждения попадания сорных частиц, щепы в гравитационный аппарат, накопительную емкость 20 снабжают сетчатым фильтром 22, который очищают по мере засорения.

Техническое обслуживание гравитационной установки напрямую связано с необходимостью проверки или замены насадок. Для безопасного обслуживания и ремонта гравитационного аппарата предложено размещение в верхней его части закрепленной к траверсе 16, обслуживающей площадки 17, снабженной откидной лестницей 18.

Опытно-промышленными исследованиями установлено, что эффективность работы устройства в полной мере зависит от постоянного давления пульпы в стояках-питателях. Для этого накопительная емкость снабжена устройством поддержания постоянного уровня пульпы 21, что предотвращает переполнение накопительной емкости и, соответственно, увеличение давления пульпы в стояках.

Экспериментальные исследования показали, что выполнение образующей дек под углом 1-5° позволяет получить высокое качество концентрата в прямой зависимости от физико-механических свойств руды и степени ее дробления.

Так как указанный диапазон углов имеет небольшую величину, то в качестве направляющей плоскости для истекающих в приемник продуктов обогащения компонентов пульпы предложено закреплять к периферийной части дек скапывающую кромку 23.

Опытно-промышленные испытания заявляемого решения показали возможность его применения для обогащения разных руд и получения при этом концентрата с высокими качественными показателями.

Формула изобретения

1. Гравитационный аппарат для обогащения тонкоизмельченных руд и шламов, включающий колеблющуюся систему из конусообразных дек количеством не более шести, взаимодействующих с валом с дебалансными грузами и связанных с приводом колебаний, привод вращения дек, устройство для снятия концентрата, выполненное в виде напорных труб, радиально установленных над деками и снабженных форсунками, устройство для подачи питания в виде стояка-питателя пульпы, стояка-питателя промывной воды, а также стояка подачи воды в устройство для снятия концентрата, которые расположены внутри колеблющейся системы из конусообразных дек, кольцеобразный желоб-приемник продуктов обогащения, отличающийся тем, что деки установлены на опорной раме, при этом рабочая поверхность конусообразных дек покрыта эластичным магнитом с возрастающей в радиальном направлении напряженностью магнитного поля и верхним слоем из полимерных материалов с микрошероховатостью из карбида кремния, причем сам магнит намагничен полосами по образующей конической поверхности дек перпендикулярно или под углом к потоку пульпы, а над деками на траверсе установлена обслуживающая площадка, снабженная лестницей.

2. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что колеблющаяся система выполнена с возможностью варьирования частоты колебаний в интервале 6,6-10 с^-1 и амплитуды 2-5 мм.

3. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что опорная рама колеблющейся системы соединена амортизаторами, например, в виде пружин с несущей крестовиной, расположенной под нижней декой и соединенной с приводом вращения с помощью передачи.

4. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что стояк подачи воды устройства для снятия концентрата снабжен подводом сжатого воздуха.

5. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что стояк-питатель пульпы связан с накопительной емкостью, которая снабжена устройством поддержания постоянного уровня пульпы.

6. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что в приемнике продуктов обогащения в зоне разгрузки концентрата установлено устройство для регулирования массы готового продукта-концентрата.

7. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что стояк-питатель пульпы выполнен с накопительной емкостью, в которой на входе установлен сетчатый фильтр.

8. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что конусообразные деки по периферии снабжены вертикальными резиновыми полосами – скапывающими кромками.

9. Гравитационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что конусообразные деки выполнены с углом наклона образующей конической поверхности, равным 1-5°.

РИСУНКИ