RU2019295C1

RU2019295C1 - Apparatus for separating minerals

Info

Publication number: RU2019295C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Маньков; В.Ф. Малков; А.В. Крехов
Original assignee: Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: refinement of minerals. SUBSTANCE: apparatus incorporates outer cone 1, inner cone 2 having perforations in the form of narrow annular slits 3, grate 4 located on internal surface of cone 2, feed pipe 5 disposed in alignment with apparatus axis, and pipe 6 employed to supply water to intercone space and communicating with cone 1. Base of outer cone 1 is secured in position by flexible diaphragm 10. Outer cone 1 is enabled to reciprocate by drive 11 and inner cone 2 is enabled to execute rotary motion by drive 12. Centrifugal force presses material undergoing separation against internal surface of cone 2 and water loosens material. Heavy particles of material pass through slits 3 and then are discharged through heavy fraction discharging device 8. Light particles are forced upwards and discharged via light fraction discharging device 9. EFFECT: Vibration of outer cone 1 allows higher efficiency of apparatus without diminishing friability of material under separation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих золото. The invention relates to the beneficiation of minerals, in particular to mineral processing equipment, and can be used for the beneficiation of ores and sands containing gold.

Известно устройство для разделения твердых частиц, состоящее из вертикального резервуара, снабженного в верхнем конце впуском для подачи питания и выпуском для легких частиц, в нижнем конце - выпуском для тяжелых частиц, а в промежуточной зоне - впуском для промывочной воды. Кроме того, резервуар снабжен приспособлением для регулировки потока водной промывочной среды, поступающей через промежуточный впуск, желобом или несколькими желобами, расположенными один над другим и по периметру резервуара и имеющими перфорированную, вниз наклонную поверхность, что способствует прохождению вверх потока водной промывочной среды от нижней стороны желоба к верхней его стороне, и одним или несколькими вниз обращенными трубками, по которым стекают твердые частицы, проходящие по наклонной поверхности от верхней стороны желоба к нижней его стороне. Водная промывочная жидкость может быть пульсирующей [1]. Недостатками данного устройства являются низкая производительность и невысокая эффективность обогащения. Это обусловлено тем, что по существу данное устройство представляет собой не обогатительный, а классифицирующий аппарат, где разделение частиц осуществляется в основном по их гидравлической крупности в восходящем потоке воды с последующим грохочением на перфорированных желобах. При этом легкая фракция восходящим потоком жидкости выносится в верхнюю часть аппарата, тяжелая фракция разгружается через его нижнюю часть. A device for separating solid particles is known, consisting of a vertical tank equipped with an inlet for supplying power and an outlet for light particles at the upper end, an outlet for heavy particles at the lower end, and a wash water inlet in the intermediate zone. In addition, the tank is equipped with a device for adjusting the flow of the water washing medium entering through the intermediate inlet, a chute or several chutes located one above the other and around the perimeter of the tank and having a perforated downward inclined surface, which facilitates the passage of the water wash medium from the lower side grooves to its upper side, and one or more downward facing tubes along which solid particles flow along an inclined surface from the upper side eloba to its lower side. Aqueous flushing fluid may be pulsating [1]. The disadvantages of this device are low productivity and low enrichment efficiency. This is due to the fact that, in essence, this device is not a concentrating device, but a classifying apparatus, where the particles are separated mainly by their hydraulic size in an upward flow of water, followed by screening on perforated gutters. In this case, the light fraction is carried upward into the upper part of the apparatus, the heavy fraction is unloaded through its lower part.

В связи с этим работа аппарата при больших производительностях практически невозможна, так как это будет требовать большого расхода промывочной жидкости для выноса легкой фракции (хвостов) в верхнюю часть аппарата, приводящая к значительным потерям зерен ценных тяжелых минералов с ней. Уменьшение расхода промывочной жидкости при больших производительностях будет приводить к накоплению легкой фракции на перфорированных желобах и в конечном итоге к прекращению процесса разделения. In this regard, the operation of the apparatus at high capacities is practically impossible, since this will require a large flow rate of flushing fluid to carry light fractions (tails) to the upper part of the apparatus, resulting in significant loss of grains of valuable heavy minerals with it. A decrease in the flow rate of washing liquid at high capacities will lead to the accumulation of a light fraction on the perforated troughs and ultimately to the termination of the separation process.

Известен сепаратор минералов, включающий корпус в форме цилиндра либо усеченного конуса, с углом образующей до 1^о, закрепленного на центральном валу, совершающем асимметричные возвратно-поступательные движения: резкие в сторону широкого основания, плавные в сторону малого основания, а также совершающий вращательное движение вокруг оси. На середине внутренней поверхности корпуса имеются приспособления для подачи суспензии обогащаемого материала и смывной воды. Приспособление для разгрузки тяжелой фракции расположено в нижней, а легкой фракции - в верхней части корпуса. Корпус с внутренней стороны снабжен выступами, изгибами или скосами к нижнему концу [2] . Недостатком данного сепаратора является низкая производительность аппарата и резкое снижение качества концентрата с повышением производительности, необходимость предварительной тонкой классификации обогащаемого материала по классу 0,075 мм. Применение центробежных сил в сочетании с асиметричными колебаниями повышает эффективность улавливания ценных тяжелых минералов, но при небольших производительностях и на тонком материале, не содержащем частицы крупнее 0,075 мм, когда материал располагается по внутренней поверхности вращающегося конуса тонким слоем толщиной в 1,5-2,0 диаметра наиболее крупного зерна обогащаемого материала.Known minerals separator comprising a body in the shape of a cylinder or a truncated cone, with an angle generator to one ^of mounted on a central shaft engaged on asymmetric reciprocates: sharp toward a wide base, flowing in the direction of the small base, and performs rotational movement around axis. In the middle of the inner surface of the housing there are devices for supplying a suspension of the enriched material and flushing water. The device for unloading the heavy fraction is located in the lower, and the light fraction in the upper part of the body. The housing on the inside is provided with protrusions, bends or bevels to the lower end [2]. The disadvantage of this separator is the low productivity of the apparatus and a sharp decrease in the quality of the concentrate with an increase in productivity, the need for preliminary thin classification of the enriched material according to the class of 0.075 mm. The use of centrifugal forces in combination with asymmetric vibrations increases the efficiency of capturing valuable heavy minerals, but at low capacities and on thin material containing no particles larger than 0.075 mm, when the material is located on the inner surface of the rotating cone with a thin layer with a thickness of 1.5-2.0 diameter of the largest grain of the enriched material.

При этом использование асиметричных колебаний способствует частичному разрыхлению пристенного слоя материала и перемещению продуктов обогащения в соответствующих направлениях. При большой производительности увеличивается толщина пристенного слоя материала, прижимаемого центробежной силой к внутренней поверхности вращающегося конуса, при этом ухудшается возможность его разделения на тяжелую (концентрат) и легкую (хвосты) фракции и их перемещение в соответствующих направлениях, происходит перемешивание зерен тяжелых ценных минералов (концентрата) и зерен легкой фракции (хвостов), в результате чего качество получаемого концентрата резко снижается. Этот процесс усугубляется при обогащении неклассифицированного материала, когда размер зерен пустой породы в несколько раз превышает размер зерен ценных минералов. Moreover, the use of asymmetric vibrations contributes to the partial loosening of the wall layer of the material and the movement of enrichment products in the corresponding directions. With high productivity, the thickness of the wall layer of material pressed by centrifugal force to the inner surface of the rotating cone increases, while the possibility of its separation into heavy (concentrate) and light (tails) fractions and their movement in the corresponding directions decreases, grains of heavy valuable minerals (concentrate mix) ) and grains of light fraction (tails), as a result of which the quality of the resulting concentrate decreases sharply. This process is aggravated by the enrichment of unclassified material, when the grain size of waste rock is several times larger than the grain size of valuable minerals.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный сепаратор, включающий вращающуюся коническую чашу, состоящую из внешнего и внутреннего конусов, кольцевые нарифления на внутреннем конусе, питающий патрубок и патрубок для подачи воды; сепаратор снабжен механизмом для перемещения внутреннего конуса в аксиальном направлении, внутренний конус имеет перфорацию в виде узких кольцевых щелей и жестко соединен с питающим патрубком, а патрубок для подачи воды соединен с межконусным пространством и жестко установлен внутри питающего патрубка [3]. Недостатком данного аппарата является низкая производительность, а также ограничение по крупности обогащаемого материала. Closest to the proposed invention is a centrifugal separator, including a rotating conical bowl, consisting of external and internal cones, ring rafting on the inner cone, a supply pipe and a pipe for supplying water; the separator is equipped with a mechanism for moving the inner cone in the axial direction, the inner cone has perforation in the form of narrow annular slots and is rigidly connected to the supply pipe, and the pipe for water supply is connected to the inter-cone space and is rigidly installed inside the supply pipe [3]. The disadvantage of this apparatus is its low productivity, as well as the restriction on the size of the enriched material.

Процесс разделения зерен на легкие и тяжелые частицы происходит в пристенном слое материала, прижимаемом центробежной силой к внутренней поверхности вращающегося перфорированного конуса. Подача воды в межконусное пространство частично разрыхляет пристенный слой материала, тем самым способствует проникновению тяжелых зерен к внутренней поверхности конуса и вытеснению оттуда легких частиц. Но для повышения производительности и крупности обогащаемого материала необходимо увеличить скорость вращения внутреннего конуса, в результате толщина пристенного слоя увеличивается, он уплотняется и поступающая в межконусное пространство вода не может его разрыхлить, так как сила давления воды в межконусном пространстве не соответствует величине центробежной силы. The process of separating grains into light and heavy particles occurs in a wall layer of material pressed by centrifugal force to the inner surface of a rotating perforated cone. The water supply in the inter-conical space partially loosens the wall layer of the material, thereby facilitating the penetration of heavy grains to the inner surface of the cone and the displacement of light particles from there. But to increase the productivity and size of the enriched material, it is necessary to increase the rotation speed of the inner cone, as a result, the thickness of the wall layer increases, it becomes denser and the water entering the inter-cone space cannot loosen it, since the force of water pressure in the inter-cone space does not correspond to the value of centrifugal force.

В связи с этим пористость слоя резко уменьшается и процесс разделения практически прекращается. Это приводит к тому, что тяжелые ценные частицы не могут проникнуть к внутренней поверхности вращающегося конуса и разгрузиться через щели в межконусное пространство и далее в сборник для концентрата и вместе с частицами легкой фракции уходят в хвосты. In this regard, the porosity of the layer decreases sharply and the separation process practically ceases. This leads to the fact that heavy valuable particles cannot penetrate to the inner surface of the rotating cone and unload through the cracks into the inter-cone space and then into the collector for the concentrate and together with the light fraction particles go to the tails.

Задачей изобретения является повышение производительности и эффективности обогащения. The objective of the invention is to increase the productivity and efficiency of enrichment.

Сущность изобретения заключается в том, что в сепараторе для минералов, включающем внутренний вращающийся конус с перфорацией в виде узких кольцевых щелей, внешний конус, питающий патрубок и патрубок для подачи воды, согласно изобретению, внешний конус установлен с возможностью осевых возвратно-поступательных движений, а внутренний конус снабжен решеткой, установленной по его внутренней поверхности. Внешний конус закреплен основанием через эластичную диафрагму. Кольцевые щели в поперечном сечении выполнены трапецеидальными, причем меньшим отверстием щели направлены во внутрь вращающегося конуса. The essence of the invention lies in the fact that in the separator for minerals, including an internal rotating cone with perforation in the form of narrow annular slots, an external cone, a supply pipe and a pipe for supplying water, according to the invention, the external cone is mounted with the possibility of axial reciprocating movements, and the inner cone is equipped with a grill mounted on its inner surface. The outer cone is fixed to the base through an elastic diaphragm. The annular slots in the cross section are made trapezoidal, with the smaller opening of the slit directed into the inside of the rotating cone.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает наличие в нем существенных признаков, отличающих его от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows the presence in it of significant features that distinguish it from the prototype, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Благодаря тому, что в предлагаемой конструкции внешний конус установлен с возможностью осевых возвратно-поступательных движений, а внутренний конус снабжен решеткой, установленной по его внутренней поверхности, обеспечивается с увеличением центробежной силы (скорости вращения внутреннего конуса) увеличение толщины пристенного слоя материала и его разрыхленности, что способствует как повышению производительности устройства, так и повышению верхнего предела крупности обогащаемого материала. Кроме того, эффективность обогащения повышается за счет качества концентрата, так как с увеличением толщины и разрыхленности пристенного слоя материала уменьшается проникновение минеральных зерен пустой породы (легких частиц) в межконусный зазор. Выполнение кольцевых щелей в поперечном сечении трапецеидальными, причем с направлением щелей меньшим отверстием во внутрь вращающегося конуса, снижает запрессование щелей трудными зернами обогащаемого материала. Due to the fact that in the proposed design the outer cone is mounted with the possibility of axial reciprocating movements, and the inner cone is equipped with a grating installed on its inner surface, it is provided with an increase in centrifugal force (speed of rotation of the inner cone) an increase in the thickness of the wall layer of the material and its loosening, which contributes to both increasing the productivity of the device and increasing the upper limit of fineness of the enriched material. In addition, the enrichment efficiency is increased due to the quality of the concentrate, since with the increase in thickness and loosening of the wall layer of the material, the penetration of mineral grains of gangue (light particles) into the inter-conical gap decreases. The implementation of the annular slots in the cross section trapezoidal, and with the direction of the slots with a smaller hole into the inside of the rotating cone, reduces the pressing of the slots with difficult grains of the enriched material.

На чертеже представлен сепаратор, вертикальный разрез. The drawing shows a separator, a vertical section.

Сепаратор включает внешний конус 1, внутренний конус 2 с перфорацией в виде узких кольцевых щелей 3, решетку 4, установленную на внутренней поверхности внутреннего конуса, патрубок для питания 5, расположенный по оси устройства, патрубок 6 для подачи воды в межконусное пространство 7, приспособления для разгрузки тяжелой фракции 8, легкой фракции 9, расположенные соответственно в нижней и верхней части устройства. Внешний конус 1 крепится основанием через эластичную диафрагму 10 и совершает возвратно-поступательные движения с помощью привода 11. Внутренний конус 2 приводится во вращательное движение приводом 12. The separator includes an outer cone 1, an inner cone 2 with perforation in the form of narrow annular slots 3, a grill 4 mounted on the inner surface of the inner cone, a supply pipe 5 located along the axis of the device, a pipe 6 for supplying water to the inter-cone space 7, devices for unloading the heavy fraction 8, light fraction 9, located respectively in the lower and upper parts of the device. The outer cone 1 is fixed by the base through the elastic diaphragm 10 and makes a reciprocating motion with the help of the drive 11. The inner cone 2 is rotationally driven by the drive 12.

Сепаратор работает следующим образом. Приводом 11 благодаря креплению через эластичную диафрагму 10 внешний конус 1 приводится в возвратно-поступательное движение, а с помощью привода 12 внутренний конус 2 приводится во вращательное движение. По патрубку 6 в межконусное пространство 7 подается вода, которая за счет возвратно-поступательного движения внешнего конуса 1 начинает пульсировать. Исходный материал по патрубку 5 поступает в нижнюю часть внутреннего конуса 2, под действием центробежной силы прижимается к нему, перемещается к его верхней части и образует пристенный слой материала на решетке 4, при этом решетка способствует увеличению толщины пристенного слоя материала и его разрыхлению. Образованный на решетке 4 пристенный слой материала под действием пульсирующей воды разрыхляется. Тяжелые минералы (тяжелая фракция), содержащиеся в обогащаемом материале, проникают в поры разрыхленного слоя, под действием центробежной силы перемещаются к внутренней поверхности внутреннего конуса 2, проникают через кольцевые щели 3 в межконусное пространство 7 и разгружаются через приспособление 8. Легкая фракция, вытесненная из пристенной зоны тяжелой фракцией и вертикальными пульсациями воды, концентрируется над пристенным слоем и под действием центробежной силы перемещается в верхнюю часть внутреннего конуса 2 и разгружается через приспособление 9. The separator works as follows. The drive 11 due to the fastening through the elastic diaphragm 10, the outer cone 1 is driven into reciprocating motion, and with the help of the drive 12, the inner cone 2 is rotationally driven. Through the pipe 6, water is supplied into the inter-conical space 7, which begins to pulsate due to the reciprocating movement of the external cone 1. The source material through the pipe 5 enters the lower part of the inner cone 2, is pressed against it by centrifugal force, moves to its upper part and forms a wall layer of material on the grate 4, while the grate helps to increase the thickness of the wall layer of the material and loosens it. Formed on the grid 4, the wall layer of material under the action of pulsating water loosens. Heavy minerals (heavy fraction) contained in the enriched material penetrate into the pores of the loosened layer, under the action of centrifugal force move to the inner surface of the inner cone 2, penetrate through the annular slots 3 into the inter-cone space 7 and are discharged through the device 8. The light fraction displaced from of the near-wall zone with a heavy fraction and vertical pulsations of water, concentrates over the near-wall layer and, under the action of centrifugal force, moves to the upper part of the inner cone 2 and unloads Without tool 9.

В зависимости от производительности аппарата, крупности обогащаемого материала, требуемого выхода концентрата и его качества толщина слоя и степень его разрыхленности устанавливается экспериментально и регулируется скоростью вращения внутреннего конуса 2, возвратно-поступательным движением (амплитудой колебания) внешнего конуса 1, расходом воды, а также толщиной решетки. Depending on the productivity of the apparatus, the size of the material to be enriched, the required yield of concentrate and its quality, the layer thickness and the degree of loosening is established experimentally and is controlled by the rotation speed of the inner cone 2, the reciprocating movement (amplitude of oscillation) of the outer cone 1, the water flow rate, and also the thickness lattice.

Таким образом, осуществление устройства иллюстрирует промышленную применимость для обогащения руд и песков, содержащих свободное золото, и может быть использовано, например, на предприятиях Якутзолото, Уралзолото, Забайкалзолото. Thus, the implementation of the device illustrates the industrial applicability for the processing of ores and sands containing free gold, and can be used, for example, at the enterprises of Yakutzoloto, Uralzoloto, Transbaikalzoloto.

Claims

1. SEPARATOR FOR MINERALS, including an internal rotating cone with perforation in the form of narrow annular slots, an external cone, a supply pipe for supplying water, characterized in that the external cone is mounted with the possibility of axial reciprocating movements, and the inner cone is equipped with a grill mounted on its inner surface.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the outer cone is fixed to the base through an elastic diaphragm.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the annular slots in the cross section are trapezoidal, with the smaller opening of the slit directed into the inside of the rotating cone.