Гравитационно-центробежный сепаратор

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности. Гравитационно-центробежный сепаратор имеет установленную с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси дискообразную рабочую поверхность с нарифлениями, распределительный бункер, приводной механизм стола и кольцевой приемник для продуктов разделения. Рабочая поверхность выполнена вогнутой формы, а кольцевой приемник разделен на разгрузочные сектора. Технический результат - повышение скорости вращения рабочей поверхности, повышение извлечения в концентрат и содержания в концентрате полезного компонента, упрощение регулировки разгрузки продуктов разделения. 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности.

Известен «Концентрационный стол» (патент RU 2249485, опубл. 2005.04.10), который включает опорную раму, привод, ромбовидную с усеченными загрузочным и концентратным концами деку с рифлями, параллельными сливным кромкам для разгрузки легкой фракции, шарнирную тягу, включающую в себя упругий элемент, например, в виде пружин или резиновых деталей, упругие колебательные элементы, на которых через стержневую балку закреплена дека, выполнены в виде опорных стоек, установленных с наклоном в сторону привода, пульпоприемник, суживающуюся камеру для предварительной концентрации с рифлями на боковых стенках, параллельными рифлям деки, и системой порогов для разгрузки предварительно обогащенного концентрата, распределитель смывной воды и лотки сбора продуктов обогащения. Дека конструктивно разделена по продольной оси стола на две симметричные, равновеликие, подвижные в поперечном направлении рабочие части, которые снабжены распорными стойками для регулирования их поперечного угла наклона, причем последние и опорная стойка под концентратным концом деки включают в себя домкратные устройства, например механические или гидравлические.

Основными недостатками этого аппарата является низкая эффективность разделения мелких частиц, низкая удельная производительность, сложность конструкции.

Известен «Круглый концентрационный стол» (А.с. SU 564007, опубл. 05.07.77, бюл. 25), включающий круглую деку с нарифлениями и привод, дека стола выполнена в виде винтовой спирали.

Основные недостатки этого стола в сложности его конструкции, низкой удельной производительности, недостаточно высокой эффективности обогащения мелких частиц, сложности оперативного управления, сложности разгрузки продуктов разделения.

Известен дисковый концентрационный стол (Андреев Е.Е. и др. «Круглый вращающийся концентрационный стол», «Обогащение руд», 3, 2009, с.35-36), принятый за прототип, содержащий установленную с возможностью постоянного вращения вокруг своей вертикальной оси круглую деку в виде диска, с круговыми нарифлениями, разделенную на сектора разделителем секторов, распределительный бункер, приводной механизм стола и приемники для продуктов разделения, выполненные в кольцевых концентрических желобов.

Основные недостатки прототипа в сравнительно низкой удельной производительность, недостаточно высокое извлечение, особенно мелких частиц, сравнительной сложности регулирования выходов продуктов разделения.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости вращения рабочей поверхности, повышение извлечения в концентрат и содержания в концентрате полезного компонента, упрощение регулировки разгрузки продуктов разделения.

Технический результат достигается тем, что в гравитационно-центробежном сепараторе, имеющем установленную с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси дискообразную рабочую поверхность с нарифлениями, распределительный бункер, приводной механизм стола и кольцевой приемник для продуктов разделения, рабочая поверхность выполнена вогнутой формы, а кольцевой приемник разделен на разгрузочные сектора.

Выполнение рабочей поверхности вогнутой формы обеспечивает возможность вращения рабочей поверхности аппарата со значительно большей скоростью, чем у прототипа, что, в свою очередь, приводит к тому, что на частицы действует большая, чем в прототипе центробежная сила. Это позволяет повысить извлечение плотных частиц в концентрат и удельную производительность аппарата.

Разделение кольцевых приемников на разгрузочные сектора обеспечивает удобство точной регулировки разгрузки продуктов разделения, что повышает качество концентрата и извлечение.

Конструкция гравитационно-центробежный сепаратора поясняется чертежами - фиг.1 - вид сверху и разрез. На фиг.1 изображен гравитационно-центробежный сепаратор, имеющий вогнутую рабочую поверхность 1, разделенную на два сектора каждый из которых имеет круговые нарифления 2. В данном случае сектора разделены разделителем в виде дуги 3 с изгибом в направлении вращения деки. Аппарат снабжен распределительным бункером для подачи исходного питания и смывной воды 4. Под рабочей поверхностью, по ее периферии располагается кольцевой приемник, разделенный на разгрузочные сектора 5.

Гравитационно-центробежный сепаратор работает следующим образом: исходное питание из распределительного бункера 4 подается на рабочую поверхность 1 из сектора 6 распределительного бункера 4. Из сектора 7 на рабочую поверхность подается смывная вода. Рабочая поверхность вращается, закручиваясь на определенный угол, таким образом, что в одном направлении (в данном случае по часовой стрелке) стол движется с меньшей скоростью и ускорением, а в противоположном (против часовой стрелки) с большей скоростью и ускорением. На частицу, находящуюся на рабочей поверхности, действует сила тяжести, сила гидродинамического давления потока воды, центробежная сила, сила инерции сила трения и др. силы. Под воздействием этих сил происходит перемещение частиц к периферии рабочей поверхности и их одновременное расслоение в соответствии с их плотностью и крупностью.

Вогнутая рабочая поверхность вращается со значительно большей скоростью, соответственно на частицы воздействует большая центробежная сила и, соответственно, скорость разделения, а значит и производительность аппарата возрастает. Также благодаря воздействию центробежной силы снижается минимальная крупность разделяемых частиц, что позволяет повысить извлечение мелких частиц.

Разделение кольцевого приемника (не показано) на сектора позволяет упростить и точно регулировать разгрузку продуктов разделения, что повышает содержание полезного компонента в концентрате.

Например, первые (наиболее близкие к месту подачи исходного питания) несколько разгрузочных секторов служат для разгрузки удельно-легкого продукта. Следующие несколько разгрузочных секторов служат для разгрузки промежуточного по плотности продукта. Остальные разгрузочные сектора служат для разгрузки удельно-тяжелого продукта.

При этом, во-первых, можно легко изменить количество разгрузочных секторов для разгрузки каждого продукта и, соответственно, выход каждого продукта разделения. Во-вторых, легко можно изменить количество продуктов разделение. Такая необходимость возникает постоянно, т.к. состав руды постоянно меняется, иногда сильно. Т.е. содержание удельно-тяжелого минерала в питании концентрационного стола может увеличится, например, в два раза, соответственно зона разгрузки удельно-тяжелого продукта разделения тоже увеличится, а в прототипе часть деки, предназначенная для разгрузки удельно-тяжелого минерала имеет постоянные размеры. Соответственно часть этого удельно-тяжелого минерала попадает в промпродукт. Если содержание удельно-тяжелого минерала в питании наоборот уменьшится, то в зону разгрузки удельно-тяжелого продукта разделения попадают и более удельно-легкие продукта разделения, загрязняя концентрат. Соответственно, можно весьма точно регулировать количества каждого из этих продуктов разделения, что повышает точность разделения и, соответственно, технологические показатели обогащения. В прототипе такая регулировка невозможна. Там есть несколько зон разгрузки, геометрию которых невозможно изменить, единственный путь изготавливать новую деку.

Скорость вращения и ускорения в прямом и противоположном направлениях, угол поворота рабочей поверхности, количество смывной воды подбирается экспериментально в зависимости от крупности и плотности разделяемого материала.

Например, работа гравитационно-центробежного сепаратора проверялась на экспериментальной модели, имеющей диаметр рабочей поверхности 300 мм.

Опыты проводились на искусственной смеси, содержащий 5% ферросилиция (ФС 15 с плотностью 6950 кг/м³) и 95% кварца, крупность - 0,1 мм. Результаты опытов представлены на фиг.2. При этом производительность у концентрационного стола по прототипу составляла 39 кг·ч/м², а у заявляемой конструкции 89 кг·ч/м².

Использование заявляемого гравитационно-центробежного сепаратора позволяет повысить скорость вращения рабочей поверхности, извлечения в концентрат и содержание в концентрате полезного компонента, упрощение регулировки разгрузки продуктов разделения.

1. Гравитационно-центробежный сепаратор, имеющий установленную с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси дискообразную рабочую поверхность с нарифлениями, распределительный бункер, приводной механизм стола и кольцевой приемник для продуктов разделения, отличающийся тем, что рабочая поверхность выполнена вогнутой формы, а кольцевой приемник разделен на разгрузочные сектора.