EA037602B1 - Pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials according to particle shape - Google Patents
Pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials according to particle shape Download PDFInfo
- Publication number
- EA037602B1 EA037602B1 EA201900111A EA201900111A EA037602B1 EA 037602 B1 EA037602 B1 EA 037602B1 EA 201900111 A EA201900111 A EA 201900111A EA 201900111 A EA201900111 A EA 201900111A EA 037602 B1 EA037602 B1 EA 037602B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- chamber
- particles
- raw materials
- air
- separating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
- B07B4/08—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures are supported by sieves, screens, or like mechanical elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обогащения минерального и техногенного сырья и может быть использовано для создания мобильных обогатительных фабрик, предназначенных для переработки и классификации сырья по форме практически в любых погодных условиях, в том числе и при температурах окружающего воздуха от -50 до +50°C.The invention relates to the field of enrichment of mineral and technogenic raw materials and can be used to create mobile processing plants intended for processing and classification of raw materials in shape in almost any weather conditions, including at ambient temperatures from -50 to + 50 ° C.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Известно, что при переработке сырья для получения продуктов требуемого качества производится разделение физическими способами по различным параметрам, таким как крупность, плотность, магнитная восприимчивость и др. Одним из таких параметров является форма зерен. Очень часто необходимо разделить материалы близкие по своим основным свойствам, но отличающиеся по форме. Например, в щебне, идущем на дорожные покрытия и строительство, регламентируется содержание зерен имеющих пластинчатую форму или лещадных зерен. Это связано с тем, что зерна плоской формы являются менее прочными, а также снижают несущую способность насыпных материалов за счет снижения сил сцепления между зернами. Традиционно низкое содержание лещадных зерен обеспечивается за счет применения много стадиальных схем дробления пород с малым сокращением крупности продукта на каждой стадии. Данное решение приводит к высокому образованию отсева класса 0-5 мм, который относится к продуктам низкого качества и имеющего ограниченное применение. Например, при производстве щебня классов 5-10 мм и 10-20 мм, наиболее востребованных в дорожном строительстве, образуется отсев 0-5 мм в количестве от 60 до 75%, При этом, чем более прочную и ценную породу используют при производстве щебня, тем больше выход отсева. При использовании схем дробления с меньшим количеством стадий выход отсева снижается до 30-35%, но получаемый щебень содержит плоские зерна в большем количестве и их необходимо удалить из товарного щебня. Становится понятно, что дальнейшее развитие технологий обогащения невозможно без эффективных технологий, обеспечивающих разделение по форме. При этом, технология обогащения сырья по форме должна удовлетворять нескольким жестким требованиям.It is known that during the processing of raw materials to obtain products of the required quality, separation is carried out by physical methods according to various parameters, such as size, density, magnetic susceptibility, etc. One of these parameters is the shape of the grains. It is very often necessary to separate materials that are similar in their basic properties, but differ in shape. For example, in crushed stone used for road surfaces and construction, the content of lamellar grains or flaky grains is regulated. This is due to the fact that flat grains are less strong, and also reduce the bearing capacity of bulk materials by reducing the adhesion forces between the grains. Traditionally, a low flaky grain content is achieved through the use of multi-stage rock crushing schemes with a small reduction in product size at each stage. This solution results in a high dropout rate of the 0-5 mm class, which is a low quality product with limited use. For example, in the production of crushed stone of classes 5-10 mm and 10-20 mm, which are most in demand in road construction, a dropout of 0-5 mm is formed in an amount of 60 to 75%, Moreover, the more durable and valuable rock is used in the production of crushed stone, the greater the dropout yield. When using crushing schemes with a smaller number of stages, the screening yield is reduced to 30-35%, but the resulting crushed stone contains flat grains in large quantities and must be removed from the commercial crushed stone. It becomes clear that the further development of enrichment technologies is impossible without effective technologies that ensure separation by shape. At the same time, the technology for enrichment of raw materials in shape must meet several stringent requirements.
Во-первых, способ должен быть универсальным, легко перестраиваемым под переработку различного вида минерального сырья (щебня, асбеста, слюды и других минеральных или техногенных продуктов).First, the method must be universal, easily reconstructed for processing various types of mineral raw materials (crushed stone, asbestos, mica and other mineral or man-made products).
Во-вторых, способ переработки должен предусматривать возможность быстро и плавно производить изменение технологических режимов в зависимости от свойств перерабатываемого сырья (массы и размеров частиц, плотности и формы), что позволит создавать мобильные обогатительные фабрики модульного типа с использованием однотипного оборудования, с малым уровнем капитальных затрат на их доставку и установку.Secondly, the processing method should provide for the ability to quickly and smoothly change technological modes depending on the properties of the processed raw materials (mass and size of particles, density and shape), which will make it possible to create mobile processing plants of a modular type using the same type of equipment, with a low level of capital costs for their delivery and installation.
В-третьих, способ обогащения сырья должна быть высокоэффективным, обеспечивающей высокое качество получаемых продуктов, а так же то чтобы после ее применения, оставались только те отходы, которые не пригодны к дальнейшей переработке или к непосредственному применению. В-четвертых, технология обогащения сырья должна быть всепогодной и круглогодичной, чтобы процесс проходил не сезонно с временным привлечением трудовых ресурсов, а шел постоянно - с круглогодичной занятостью местного населения. По этой причине технологический цикл обогащения сырья должен включать диапазон температур окружающего воздуха от -50 до +50°C и должен допускать размещение оборудования под открытым небом или с использованием укрытий легкого типа.Thirdly, the method of enrichment of raw materials should be highly effective, ensuring high quality of the products obtained, as well as that after its use, only those wastes remain that are not suitable for further processing or for direct use. Fourth, the raw material enrichment technology should be all-weather and year-round, so that the process does not take place seasonally with the temporary involvement of labor resources, but goes on constantly - with year-round employment of the local population. For this reason, the technological cycle for enrichment of raw materials should include an ambient temperature range of -50 to + 50 ° C and should allow equipment to be placed in the open or using light-type shelters.
Известен способ разделения кускового материала по форме (патент RU 2119393, Кл. B07B 13/00, 1998 г.), в котором, за счет различия сил трения и динамических характеристик частиц плоской (лещадной) и кубовидной формы, происходит разделение частиц путем подачи материала на наклонную плоскость с последующим соударением с вращающейся цилиндрической поверхностью.There is a known method of separating lumpy material in shape (patent RU 2119393, CL. B07B 13/00, 1998), in which, due to the difference in frictional forces and dynamic characteristics of particles of flat (flaky) and cuboidal shape, separation of particles occurs by feeding the material on an inclined plane, followed by collision with a rotating cylindrical surface.
Основным недостатком данного способа является низкая эффективность разделения и возможность реализации процесса только на крупном материале, при том, что в промышленности необходимо перерабатывать в большей степени именно мелкий материал. Анализ отходов переработки природных материалов с извлечением слюды по аналогичной технологии показал, что в результате терялось около половины товарной слюды с крупностью 13-50 мм, а извлечение слюды в более мелких классах не происходило вообще.The main disadvantage of this method is the low separation efficiency and the possibility of implementing the process only on coarse material, despite the fact that in industry it is necessary to process to a greater extent just fine material. An analysis of waste products from processing natural materials with the extraction of mica using a similar technology showed that as a result, about half of the commercial mica with a particle size of 13-50 mm was lost, and the extraction of mica in smaller classes did not occur at all.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ пневматического обогащения минерального сырья (см. Евразийский патент № 022959, Кл. B07B 4/08, B03B 4/04, 2016 г.), включающий размещение обогащаемого сырья на воздухопроницаемой поверхности, пересекающей вертикальную камеру с восходящим воздушным потоком, поднимающим легкие фракции с воздухопроницаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, пропущенного ниже уровня нижнего основания вертикальной камеры, в которой выбором скорости воздушного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вертикальной камеры в камеру гравитационного осаждения. При использовании данного способа возможно разделение материалов не только по плотности, но и по форме, ввиду того, что зерна плоской или игольчатой формы имеют большее значение соотношения силы аэродинамического сопротивления к весу частицы.Closest to the claimed technical solution is a method of pneumatic enrichment of mineral raw materials (see Eurasian patent No. 022959, CL. B07B 4/08, B03B 4/04, 2016), including the placement of the enriched raw materials on an air-permeable surface crossing the vertical chamber with an ascending air flow, lifting light fractions from an air-permeable surface made in the form of a conveyor, passed below the level of the lower base of the vertical chamber, in which a volume pseudo-boiling layer of particles of a given density is formed by choosing the air flow rate, into which particles of lower density enter and freely pass through it, and then the ascending air flow is transferred from the vertical chamber to the gravity settling chamber. When using this method, it is possible to separate materials not only in terms of density, but also in shape, due to the fact that grains of a flat or acicular shape have a greater value of the ratio of the force of aerodynamic resistance to the weight of the particle.
Известный способ позволяет производить круглогодичное обогащение сырья под открытым небомThe known method allows for year-round enrichment of raw materials in the open air
- 1 037602 или с использованием укрытий легкого типа, а также производить быструю перестройку технологического процесса под переработку различного вида минерального сырья путем изменения скорости потока воздуха.- 1 037602 or with the use of light-type shelters, as well as to carry out a quick restructuring of the technological process for the processing of various types of mineral raw materials by changing the air flow rate.
Основным недостатком известного способа является его функциональная ограниченность при разделении минерального и техногенного сырья, которое содержит в своем составе много плоских или нитевидных частиц.The main disadvantage of the known method is its functional limitation in the separation of mineral and technogenic raw materials, which contains many flat or filamentary particles.
Во-первых, это связано со сложностью подъема с конвейера вертикальным потоком тех частиц, длина, ширина и высота которых могут различаться в несколько десятков раз. Такие тонкие плоские или нитевидные частицы могут быть обращены к вертикальному всасывающему потоку своей узкой гранью или игольчатым концом, при этом их аэродинамические свойства при воздействии всасывающего потока будут сильно отличаться от свойств частиц, лежащих на конвейере плашмя.Firstly, this is due to the complexity of lifting from the conveyor with a vertical flow of those particles, the length, width and height of which can differ by several tens of times. Such thin flat or filamentary particles can face the vertical suction flow with their narrow edge or needle end, while their aerodynamic properties when exposed to the suction flow will be very different from the properties of particles lying flat on the conveyor.
Во-вторых, это связано с тем, что камера осаждения не позволяет улавливать тонкие плоские или нитевидные частицы из-за их малой скорости витания в воздухе, а, следовательно, для обеспечения их осаждения необходимо непропорционально увеличивать размеры камеры осаждения.Secondly, this is due to the fact that the deposition chamber does not allow capturing thin flat or filamentary particles due to their low velocity in the air, and, therefore, to ensure their deposition, it is necessary to disproportionately increase the dimensions of the deposition chamber.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу данного изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей пневматического способа разделения частиц, способного обогащать в различной степени отличающиеся по форме частицы различных видов минерального сырья и техногенных отходов, таких как слюда, асбестовая руда, щебень, а также бытовые отходы.The basis of this invention is the task of expanding the functionality of the pneumatic method for separating particles, capable of enriching particles of various types of mineral raw materials and industrial waste, such as mica, asbestos ore, crushed stone, and household waste, differing in shape.
Указанная задача в пневматическом способе разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц, включающем размещение перерабатываемого сырья на воздухопроницаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, пропущенного ниже уровня нижнего основания сепарационной камеры, в которой выбором скорости воздушного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вертикальной камеры в камеру гравитационного осаждения, решена тем, что в сепарационную камеру направляют дополнительную тангенциально ориентированную к стенке камеры струю воздуха, создающую вспомогательные вихревые потоки у стенок и нижнего основания камеры, после чего восходящим потоком воздуха подхватывают частицы плоской, игольчатой или нитевидной формы и переносят их в камеру гравитационного осаждения, в которой создают один или более встречно направленных вихревых потока, осаждающих частицы в камере, откуда они затем удаляются.The specified task in the pneumatic method for separating mineral and technogenic raw materials in the form of particles, including the placement of the processed raw materials on an air-permeable surface made in the form of a conveyor, passed below the level of the lower base of the separation chamber, in which a volumetric pseudo-boiling layer of particles of a given density is formed by choosing the air flow rate, into which particles of lower density enter and freely pass through it, and then are transported by an ascending air flow from the vertical chamber to the gravitational settling chamber, solved by the fact that an additional air stream tangentially oriented to the chamber wall is directed into the separation chamber, creating auxiliary vortex flows at the walls and the lower base of the chamber, after which particles of a flat, needle-like or filamentary shape are picked up by an ascending air flow and transferred to a gravitational settling chamber, in which one or more oppositely directed vi sludge flow, settling particles in the chamber, from where they are then removed.
Благодаря дополнительной тангенциально ориентированной к стенке камеры струи воздуха удается создать вихревые потоки воздуха у стенок и основания сепарационной камеры, и тем самым, избежать налипания частиц сепарируемого сырья на стенки сепарационной камеры с образованием агломератов частиц, а также воздействовать у основания камеры на тонкие плоские или нитевидные частицы, которые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному всасывающему потоку, чтобы способствовать изменению их пространственного положения, а значит улучшить их взаимодействие с всасывающим потоком. При этом в камере гравитационного осаждения создают один или более встречно направленных против движения частиц вихревых потоков, которые резко уменьшают кинетическую энергию движущихся частиц, что приводит к их быстрому осаждению на дно камеры.Due to the additional air jet tangentially oriented to the wall of the chamber, it is possible to create vortex air flows at the walls and base of the separation chamber, and thereby avoid adhesion of particles of the separated raw materials to the walls of the separation chamber with the formation of particle agglomerates, as well as to act at the base of the chamber on thin flat or threadlike particles that are directed by their narrow edge or needle end to the vertical suction flow in order to facilitate a change in their spatial position, and therefore to improve their interaction with the suction flow. In this case, one or more vortex currents are created in the gravitational settling chamber, which sharply reduce the kinetic energy of the moving particles, which leads to their rapid deposition to the bottom of the chamber.
Для создания управляемых вихревых потоков вблизи стенок сепарационной камеры, способных оказывать заданное вихревое воздействие на тонкие плоские или нитевидные частицы, которые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному всасывающему потоку, дополнительную тангенциально ориентированную струю воздуха подают через тангенциальное сопло, которое установлено с возможностью изменения его положения в вертикальной плоскости.To create controlled vortex flows near the walls of the separation chamber, capable of exerting a predetermined vortex effect on thin flat or filamentary particles, which face their narrow edge or needle end to the vertical suction flow, an additional tangentially oriented air stream is fed through a tangential nozzle, which is installed with the possibility of changing its position in the vertical plane.
Поскольку каждая выделяемая фракция частиц имеет свои аэродинамические свойства, скорость дополнительной тангенциально ориентированной струи воздуха подбирают экспериментальным путем.Since each emitted fraction of particles has its own aerodynamic properties, the speed of an additional tangentially oriented air jet is selected experimentally.
Для выполнения одновременного многостадийного пневматического разделения минерального и техногенного сырья на частицы заданной формы и габаритов плоской, игольчатой или нитевидной формы устанавливают последовательно несколько сепарационных камер, в каждой из которых подбирают индивидуальные параметры для отбора частиц заданной формы и габаритов, при этом каждая камера соединена со своей камерой гравитационного осаждения.To perform the simultaneous multistage pneumatic separation of mineral and technogenic raw materials into particles of a given shape and dimensions of a flat, needle or threadlike shape, several separation chambers are installed in series, in each of which individual parameters are selected for the selection of particles of a given shape and dimensions, while each chamber is connected to its own a gravity settling chamber.
Для удаления осаждающихся на стенки камеры гравитационного осаждения частиц используют контактный метод воздействия, например механическими скребками, или бесконтактный метод, например путем воздействия струей воздуха или комбинацию обоих этих методов.To remove particles deposited on the walls of the gravity settling chamber, a contact method of action, for example, mechanical scrapers, or a non-contact method, for example, by exposure to an air jet, or a combination of both of these methods are used.
Таким образом, заявляемый пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц позволяет разделять минеральное сырье практически на любое количество фракций имеющих различную форму за один цикл перемещения на конвейере, при этом, способ разделяет фракции с большой эффективностью и производительностью, что не имеет аналогов среди известных методов пневматической сепарации тонких плоских или нитевидных частиц, а значит, соответствует критерию изобретательский уровень.Thus, the claimed pneumatic method for separating mineral and technogenic raw materials by particle shape allows separating mineral raw materials into almost any number of fractions having different shapes in one cycle of movement on a conveyor, while the method separates fractions with great efficiency and productivity, which has no analogues among known methods of pneumatic separation of thin flat or filamentary particles, which means that it meets the criterion of inventive step.
- 2 037602- 2 037602
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Заявляемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.The inventive method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 and 2.
На фиг. 1 представлена схема установки для реализации заявляемого способа разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц, где 1 - воздухопроницаемый конвейер с частицами обогащаемого минерального сырья 2; 3 - сепарационная камера с нижним основанием 4, тангенциальным патрубком 5, нагнетающим поток воздуха 6, и механизмом поворота направления струи 7; верхняя часть сепарационной камеры 3 соединена воздуховодом 8 с камерой гравитационного осаждения 9, нижнее основание которой 10 оборудовано поворотной шлюзовой заслонкой 11 для периодического высыпания отобранной по форме частиц фракции сырья 12; камера осаждения 9 через воздуховод 13 соединена с вытяжным вентилятором 14; 15 - тангенциальный воздуховод, создающий поток воздуха 16, противоположный потоку воздуха 17 с частицами сырья, поступающий в камеру 9; 18 - поток воздуха без сырья, отсасываемый из камеры 9.FIG. 1 shows a diagram of an installation for implementing the proposed method for separating mineral and technogenic raw materials in the form of particles, where 1 is an air-permeable conveyor with particles of enriched mineral raw materials 2; 3 - separation chamber with a lower base 4, a tangential nozzle 5, forcing the air flow 6, and a mechanism for turning the direction of the jet 7; the upper part of the separation chamber 3 is connected by an air duct 8 with a gravitational settling chamber 9, the lower base of which 10 is equipped with a rotary sluice flap 11 for periodically pouring out the fraction of raw material 12 selected in the form of particles; the deposition chamber 9 is connected through the air duct 13 to the exhaust fan 14; 15 - tangential air duct, creating a flow of air 16, opposite to the flow of air 17 with particles of raw materials, entering the chamber 9; 18 - air flow without raw materials, aspirated from chamber 9.
На фиг. 2 представлен чертеж сепарационной камеры 3 в изометрии и показаны вихревые потоки внутри камеры: 19 - пристеночный вихревой поток, 20 - осевой вихревой поток.FIG. 2 shows a drawing of the separation chamber 3 in perspective and shows the vortex flows inside the chamber: 19 - wall vortex flow, 20 - axial vortex flow.
Лучший вариант осуществления изобретенияBest Mode for Carrying Out the Invention
Осуществление заявляемого способа рассмотрим на установке, представленной на фиг. 1. На фиг. 2 видна схема вихревых потоков внутри камеры 3. Частицы сепарируемого сырья 2 равномерным слоем размещаются на поверхности воздухопроницаемого конвейера 1 и перемещаются в сторону сепарационной камеры 3. Оказавшись под основанием камеры 4 сырье 2 попадает в зону объемного псевдокипящего слоя из частиц заданной плотности, образовашегося в результате воздействия восходящего потока газа, создаваемого вентилятором 14 через воздуховоды 8 и 13. Разделение частиц по форме происходит за счет различия массы и аэродинамического сопротивления частиц разной формы. Близкие по одному линейному размеру, но отличающиеся по одному или двум линейным размерам частицы имеют различную массу и аэродинамическое сопротивление. Например, плоские частицы имеют массу в несколько раз, а иногда в несколько десятков раз меньше, чем частицы условно кубовидной или сферической формы, при этом аэродинамическое сопротивление плоских частиц существенно выше сопротивления сферических частиц. Различие в свойствах приводит к тому, что скорость витания частиц различной формы существенно отличается. Это же справедливо и при сравнении игольчатых или нитевидных частиц с плоскими или сферическими или кубовидными. Оказавшись в зоне псевдокипящего слоя, частицы начинают циркулировать в нем, и те из них, которые имеют скорость витания меньше скорости потока в камере сепарации 3, удаляются с потоком 17 по воздуховоду 8 в камеру осаждения 9. Частицы с более высокой скоростью витания возвращаются на конвейер 2 и удаляются из зоны 4 сепарационной камеры 3. Одновременно с этим процессом в камеру 3 через тангенциальный патрубок 5 поступает поток воздуха 6. В результате воздействия пристеночного вихревого потока 19 (см. фиг. 2) удается избежать налипания частиц сепарируемого сырья 2 на стенки сепарационной камеры 3 с образованием агломератов частиц, а также создать вихревые потоки у стенок и нижнего основания сепарационной камеры 4, и тем самым, воздействовать на тонкие плоские или нитевидные частицы, которые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному всасывающему потоку и не могут в силу плохих аэродинамических свойств быть всосаны только вертикальным потоком 20. Частицы под воздействием потока 19 поворачиваются, их аэродинамические свойства улучшаются и они захватываются потоком 20. Далее захваченные частицы с потоком 17 поступают в камеру гравитационного осаждения 9, нижнее основание которой 10, оборудовано поворотной шлюзовой заслонкой 11 для периодического высыпания отобранной по форме частиц фракции сырья 12. При работе гравитационной камеры в режиме осаждения, поворотная шлюзовая заслонка 11 закрыта. При этом навстречу потоку воздуха 17, поступает поток воздуха 16, скорость частиц резко падает, их аэродинамические свойства ухудшаются и они под действием гравитационных сил опускаются на дно камеры осаждения 9.The implementation of the proposed method will be considered on the installation shown in Fig. 1. In FIG. 2 shows a diagram of vortex flows inside the chamber 3. Particles of the separated raw material 2 are uniformly placed on the surface of the air-permeable conveyor 1 and move towards the separation chamber 3. Once under the base of the chamber 4, the raw material 2 enters the zone of a volumetric pseudo-boiling layer of particles of a given density, formed as a result the impact of the ascending gas flow created by the fan 14 through the air ducts 8 and 13. The separation of particles in shape occurs due to the difference in mass and aerodynamic resistance of particles of different shapes. Particles close in one linear size, but differing in one or two linear sizes, have different mass and aerodynamic resistance. For example, plane particles have a mass several times, and sometimes several tens of times less than particles of a conventionally cuboid or spherical shape, while the aerodynamic drag of plane particles is significantly higher than the resistance of spherical particles. The difference in properties leads to the fact that the speed of hovering of particles of various shapes is significantly different. The same is true when comparing needle or filamentous particles with flat or spherical or cuboidal ones. Once in the zone of the pseudo-boiling bed, the particles begin to circulate in it, and those of them that have a soaring rate less than the flow rate in the separation chamber 3 are removed with a stream 17 through the air duct 8 into the settling chamber 9. Particles with a higher soaring speed return to the conveyor 2 and are removed from zone 4 of the separation chamber 3. Simultaneously with this process, an air flow 6 enters the chamber 3 through the tangential nozzle 5. As a result of the action of the wall vortex flow 19 (see Fig. 2), it is possible to avoid adhesion of particles of the separated raw material 2 to the walls of the separation chambers 3 with the formation of agglomerates of particles, as well as create vortex flows at the walls and the lower base of the separation chamber 4, and thereby act on thin flat or threadlike particles that face their narrow edge or needle-like end to the vertical suction flow and cannot, due to poor aerodynamic properties can only be sucked up by vertical flow 20. Particles under the air The flow 19 turns, their aerodynamic properties are improved and they are captured by the flow 20. Further, the captured particles with the flow 17 enter the gravitational settling chamber 9, the lower base of which 10 is equipped with a rotary sluice valve 11 for periodically pouring out the fraction of raw material 12 selected in the shape of particles. the operation of the gravity chamber in the settling mode, the rotary airlock 11 is closed. At the same time, towards the air flow 17, the air flow 16 enters, the speed of the particles drops sharply, their aerodynamic properties deteriorate and, under the action of gravitational forces, they sink to the bottom of the deposition chamber 9.
Техническая применимостьTechnical applicability
Конкретное осуществление заявляемого способа рассмотрим на примерах обогащения различного минерального сырья.The specific implementation of the proposed method will be considered on the examples of the enrichment of various mineral raw materials.
Пример 1.Example 1.
Рассмотрим сепарацию флогопитовой руды. Процесс пневматического обогащения проводился на экспериментальной установке, представленной на фиг. 1. До начала переработки руда предварительно дробится до крупности 0-16 мм и подается на ленточный конвейер 1 с полотном, выполненным из сетки с ячейкой 1 мм, шириной 600 мм и движущимся со скоростью 0.5-1.5 м/с, над которым последовательно друг за другом установлено две цилиндрические камеры 3 с конусными основаниями 4, равными ширине конвейера - 600 мм. Цилиндрическая часть камеры имеет диаметр 1200 мм и высоту 2000 мм. Каждая из камер соединена со своей камерой гравитационного осаждения 9 в форме перевернутого усеченного конуса с диаметром верхнего основания 2400 мм, нижнего основания 900 мм и высотой 3200 мм. Камера осаждения 9 имеет конструкцию, которая обеспечивает образование двух встречно направленных вихрей 15 и 17, при этом вихрь 15 заводится в камеру 9 тангенциально к ее стенке по часовой стрелке, а вихрь 17 тоже тангенциально, но против часовой стрелки. Частицы руды 2 с размером менее 1 мм просыпаются под сетку конвейера 1, попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан) и удаляютсяConsider the separation of phlogopite ore. The pneumatic enrichment process was carried out on a pilot plant shown in FIG. 1. Before the start of processing, the ore is preliminarily crushed to a size of 0-16 mm and fed to a belt conveyor 1 with a cloth made of a mesh with a mesh of 1 mm, a width of 600 mm and moving at a speed of 0.5-1.5 m / s, over which one after another the other has two cylindrical chambers 3 with conical bases 4 equal to the width of the conveyor - 600 mm. The cylindrical part of the chamber has a diameter of 1200 mm and a height of 2000 mm. Each of the chambers is connected to its own gravity settling chamber 9 in the form of an inverted truncated cone with a diameter of the upper base of 2400 mm, the lower base of 900 mm and a height of 3200 mm. The deposition chamber 9 has a design that provides the formation of two oppositely directed vortices 15 and 17, while the vortex 15 is introduced into the chamber 9 tangentially to its wall clockwise, and the vortex 17 is also tangential, but counterclockwise. Particles of ore 2 with a size of less than 1 mm spill out under the conveyor mesh 1, fall on a vibrating chute (not shown in Fig. 1) and are removed
- 3 037602 из дальнейшей обработки.- 3 037602 from further processing.
Воздушный поток в камерах 3 подбирается таким образом, что в первой сепарационной камере выделяется продукт, представленный пластинками флогопита с толщиной менее 0.1 мм, а во второй камере выделяются зерна с толщиной до 1 мм. Оставшийся на конвейере материал представлен зернами щебня, который может быть использован для строительных целей. Производительность экспериментальной технологической линии составляет до 20 т/ч.The air flow in chambers 3 is selected in such a way that in the first separation chamber a product is released, represented by phlogopite plates with a thickness of less than 0.1 mm, and in the second chamber, grains with a thickness of up to 1 mm are released. The material remaining on the conveyor is represented by grains of crushed stone, which can be used for construction purposes. The capacity of the experimental technological line is up to 20 t / h.
Пример 2.Example 2.
Рассмотрим сепарацию строительного щебня. Задачей является получение стабильного качества щебня, содержащего малое количество слабых зерен, имеющих плоскую форму (лещадных зерен). Процесс пневматического обогащения проводился на экспериментальной установке, представленной на фиг. 1. При переработке исходный материал дробится и классифицируется на машинные классы, и на переработку поступает щебень класса 5-10 и 10-20 мм, наиболее часто используемый в дорожном строительстве, каждый из которых перерабатывается по отдельности. Частицы крупностью 5-10 мм подаются на ленточный конвейер 1, с полотном, выполненным из сетки с ячейкой 3 мм и шириной 1000 мм, движущимся со скоростью 1.0-2.0 м/с, над которым установлена одна камера 3, с конусным основанием 4, равным ширине конвейера - 1000 мм. Цилиндрическая часть камеры имеет диаметр 1500 мм и высоту 1600 мм. Камера соединена с камерой гравитационного осаждения 9 с диаметром верхнего основания 2800 мм, нижнего основания 2000 мм и высотой 3700 мм. Частицы щебня с размером менее 3 мм, которые остались в щебне класса 5-10 по причине невозможности их полного удаления, просыпаются под сетку конвейера 1, попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан) и удаляются из дальнейшей обработки. Воздушные потоки 6 и 17 в сепарационной камере 3 подбираются таким образом, что в камере 3 выделяется продукт, имеющий плоскую лещадную форму, а на сетке конвейера 1 остается продукт, представленный зернами с формой, близкой к кубической. Производительность экспериментальной технологической линии составляет до 100 т/ч.Consider the separation of construction crushed stone. The task is to obtain a stable quality of crushed stone containing a small amount of weak grains having a flat shape (flaky grains). The pneumatic enrichment process was carried out on a pilot plant shown in FIG. 1. During processing, the raw material is crushed and classified into machine classes, and crushed stone of 5-10 and 10-20 mm classes, most often used in road construction, is sent for processing, each of which is processed separately. Particles with a size of 5-10 mm are fed to a belt conveyor 1, with a cloth made of a mesh with a mesh of 3 mm and a width of 1000 mm, moving at a speed of 1.0-2.0 m / s, above which one chamber 3 is installed, with a conical base 4 equal to conveyor width - 1000 mm. The cylindrical part of the chamber has a diameter of 1500 mm and a height of 1600 mm. The chamber is connected to the gravity settling chamber 9 with a top base diameter of 2800 mm, a bottom base of 2000 mm and a height of 3700 mm. Particles of crushed stone with a size of less than 3 mm, which remained in crushed stone of class 5-10 due to the impossibility of their complete removal, wake up under the conveyor mesh 1, fall on the vibrating chute (in Fig. 1 it is not shown conventionally) and are removed from further processing. Air flows 6 and 17 in the separation chamber 3 are selected in such a way that a product with a flat flaky shape is released in the chamber 3, and a product represented by grains with a shape close to cubic remains on the conveyor mesh 1. The capacity of the experimental processing line is up to 100 t / h.
Щебень класса 10-20 мм перерабатывается на аналогичной установке, отличающейся тем, что размер ячеек сетки конвейера 1 составляет 5 мм.Crushed stone of 10-20 mm class is processed on a similar plant, characterized in that the mesh size of the conveyor 1 mesh is 5 mm.
Пример 3.Example 3.
Рассмотрим сепарацию бытового мусора. В процессе жизнедеятельности человека образуются большие объемы твердых бытовых отходов. Они содержат как органические отходы, так и ценные для вторичной переработки материалы: стекло, пластики, бумагу, картон и т.д. При переработке твердого мусора на первом этапе предусмотрено удаление мелких примесей с крупностью 40 мм и менее. Они в основном представлены органическими отходами и стеклобоем и поступают на дальнейшую промывку. Материал крупностью более 40 мм подается на шредер с шириной ножей 20 мм, в котором материал плоской формы режется на полоски шириной 20 мм или дробится на частицы той же крупности. Далее весь материал подается на ленточный конвейер 1 с полотном, выполненным из сетки с ячейкой 10 мм, шириной 500 мм и движущимся со скоростью 0.5-1.5 м/с, над которым последовательно друг за другом установлено две цилиндрические камеры 3 с конусными основаниями 4, равными ширине конвейера 500 мм. Цилиндрическая часть камеры имеет диаметр 1200 мм и высоту 2000 мм. Каждая из камер соединена со своей камерой гравитационного осаждения 9 в форме перевернутого усеченного конуса с диаметром верхнего основания 2400 мм, нижнего основания 900 мм и высотой 3200 мм. Каждая камера имеет конструкцию, которая обеспечивает образования двух встречно направленных вихрей 15 и 17. Частицы сырья с размером менее 10 мм просыпаются под сетку конвейера 1 и попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан), который удаляет продукт из под конвейера 1. Воздушный поток в камерах подбирается таким образом, что в первой камере выделяется продукт, представленный тонкими материалами, такими как пленки, ткани, бумага, пластик от бутылок, а во второй камере выделяются более толстые полоски, которые представлены в основном картоном. Оставшийся на конвейере материал представлен зернами кубовидной формы, которые поступают на дальнейшую переработку. Полученные продукты далее брикетируются и используются в качестве топлива или сырья для химической промышленности. Производительность экспериментальной технологической линии составляет до 4,5 т/ч.Consider the separation of household waste. In the process of human activity, large volumes of solid household waste are generated. They contain both organic waste and recyclable materials: glass, plastics, paper, cardboard, etc. When processing solid waste, the first stage provides for the removal of small impurities with a particle size of 40 mm or less. They are mainly represented by organic waste and cullet and go for further washing. Material larger than 40 mm is fed to a shredder with a blade width of 20 mm, in which flat material is cut into strips 20 mm wide or crushed into particles of the same size. Further, all the material is fed to the belt conveyor 1 with a canvas made of a mesh with a mesh of 10 mm, a width of 500 mm and moving at a speed of 0.5-1.5 m / s, above which two cylindrical chambers 3 with conical bases 4 equal to conveyor width 500 mm. The cylindrical part of the chamber has a diameter of 1200 mm and a height of 2000 mm. Each of the chambers is connected to its own gravity settling chamber 9 in the form of an inverted truncated cone with a diameter of the upper base of 2400 mm, the lower base of 900 mm and a height of 3200 mm. Each chamber has a design that provides the formation of two oppositely directed vortices 15 and 17. Particles of raw materials with a size of less than 10 mm spill under the conveyor mesh 1 and fall on a vibrating chute (not shown in Fig. 1), which removes the product from under the conveyor 1. The air flow in the chambers is selected in such a way that in the first chamber a product is released, represented by thin materials, such as films, fabrics, paper, plastic from bottles, and in the second chamber thicker stripes are released, which are mainly represented by cardboard. The material remaining on the conveyor is represented by cuboid grains, which are fed for further processing. The resulting products are then briquetted and used as fuel or raw materials for the chemical industry. The capacity of the experimental technological line is up to 4.5 t / h.
Таким образом, заявляемый способ позволяет эффективно осуществлять пневматическую сепарацию частиц из различного минерального и техногенного сырья, различающихся по своей форме.Thus, the inventive method makes it possible to effectively carry out pneumatic separation of particles from various mineral and technogenic raw materials that differ in their shape.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2017/000594 WO2019035729A1 (en) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials according to particle shape |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201900111A1 EA201900111A1 (en) | 2020-05-26 |
EA037602B1 true EA037602B1 (en) | 2021-04-20 |
Family
ID=65362212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201900111A EA037602B1 (en) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials according to particle shape |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA037602B1 (en) |
WO (1) | WO2019035729A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114746191A (en) * | 2019-10-03 | 2022-07-12 | 凡留艾什技术股份有限公司 | Device for sorting powder particles |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU452369A1 (en) * | 1973-01-08 | 1974-12-05 | Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт | Separator for breaking rubble |
SU825187A1 (en) * | 1979-01-25 | 1981-04-30 | Предприятие П/Я А-1297 | Air separator |
WO2011142688A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-11-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью"Пpoмышлeннoe Обогащением (Ооо "Пpoмышлeннoe Обогащением) | Apparatus for pneumatic vacuum separation of bulk materials |
RU2522674C1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Gas centrifugal classification and grinding of powders |
EA022959B1 (en) * | 2011-12-22 | 2016-03-31 | Андрей Иванович СТЕПАНЕНКО | Method for pneumatically concentrating mineral raw materials |
-
2017
- 2017-08-17 EA EA201900111A patent/EA037602B1/en not_active IP Right Cessation
- 2017-08-17 WO PCT/RU2017/000594 patent/WO2019035729A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU452369A1 (en) * | 1973-01-08 | 1974-12-05 | Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт | Separator for breaking rubble |
SU825187A1 (en) * | 1979-01-25 | 1981-04-30 | Предприятие П/Я А-1297 | Air separator |
WO2011142688A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-11-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью"Пpoмышлeннoe Обогащением (Ооо "Пpoмышлeннoe Обогащением) | Apparatus for pneumatic vacuum separation of bulk materials |
EA022959B1 (en) * | 2011-12-22 | 2016-03-31 | Андрей Иванович СТЕПАНЕНКО | Method for pneumatically concentrating mineral raw materials |
RU2522674C1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Gas centrifugal classification and grinding of powders |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019035729A1 (en) | 2019-02-21 |
EA201900111A1 (en) | 2020-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3836085A (en) | Tower extractor for municipal wastes | |
CN102574128A (en) | A method of sorting particulate matter | |
US9022222B2 (en) | Device for the selective granulometric separation of solid powdery materials using centrifugal action, and method for using such a device | |
JP6458267B2 (en) | Volcanic ejecta deposit mineral dry separation method, volcanic ejecta deposit mineral dry separation apparatus, fine aggregate and volcanic glass material manufacturing method | |
AU2010352883A1 (en) | Apparatus for pneumatic vacuum separation of bulk materials | |
CN205731673U (en) | A kind of multi-product cyclone | |
CN103934199A (en) | Environment-friendly dry type dust-free manufactured sand production device | |
RU2456101C1 (en) | Method of glass-making sands processing for production of quartz concentrate | |
RU2665120C1 (en) | Method of complex dry processing of fly ash and technological line for processing of fly area | |
Stepanenko et al. | Research of the process of air separation of grain material in a vertical zigzag channel | |
CN107185830A (en) | It is a kind of to fluidize bed dry coal dressing machine from medium gas-particle two-phase | |
JP2007061737A (en) | Sorting apparatus and sorting method of waste plastics | |
EA037602B1 (en) | Pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials according to particle shape | |
CN203304191U (en) | Environment-friendly dry type dust-free machine-made sand production device | |
CN203635320U (en) | Magnetic sorting pre-separator | |
KR100398069B1 (en) | dry refining method and process for grade-up of porcelain tone using serective grinding and gravity classification devices. | |
RU2600749C1 (en) | Mesh pneumatic classifier | |
US2660305A (en) | Classifier for solid bodies carried in a fluid stream | |
CN113518666A (en) | Method and apparatus for pneumatic separation | |
WO2013095179A1 (en) | Method for pneumatically concentrating mineral raw materials | |
CN110899116A (en) | Multistage air distribution screening device | |
CN203725365U (en) | Mica vibration separation device | |
CN1547514A (en) | A method and device for separating particulate material | |
US7367456B2 (en) | Air jig for separation of minerals from coal | |
JP2016209852A (en) | Waste selector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG TJ TM |