RU2098193C1

RU2098193C1 - Plant for extraction of substances and particles from suspensions and solutions

Info

Publication number: RU2098193C1
Application number: RU95113259A
Authority: RU
Inventors: В.С. Жабреев
Original assignee: Челябинский государственный технический университет
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: equipment and process of extraction of particles from disperse systems, applicable for mining of gold and metals and their oxides, for extraction of protein substances, for water purification and disinfection. SUBSTANCE: the plant uses cored insulated electrodes connected to a voltage source and placed in a casing furnished with inlet and drain holes. The plant is furnished with three cylindrical drums installed concentrically in the casing one in another, two of the drums (internal metal and middle dielectric) are fixed, and the external dielectric drum is installed for rotation. The cored electrodes are positioned in the walls of the fixed dielectric drum on its circumference generating line. The drum proper is installed in the casing in such a manner that the electrodes are arranged from the axis of the inlet hole to the edge of the passage for discharge of the extracted material, with a scraper installed above it. The voltage source is installed inside the metal drum. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области техники и технологии для извлечения частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий) и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), окислов большинства металлов, белковых веществ и т.д. для разделения заряженных частиц, для очистки воды. The invention relates to the field of engineering and technology for the extraction of particles from dispersed systems (suspensions, colloidal solutions, suspensions) and can be used in mining for the extraction of free metals (gold, platinum, etc.), oxides of most metals, protein substances, and t .d. for separation of charged particles, for water purification.

После переработки горных пород в отвалах и хвостах остается некоторое количество драгоценных металлов, в основном в мелких фракциях. Существующие способы и устройства для обогащения золотосодержащих руд недостаточно эффективны для максимального извлечения золота из отвалов и россыпных месторождений, содержащих мало золота. After processing the rocks in the dumps and tails, a certain amount of precious metals remains, mainly in small fractions. Existing methods and devices for the enrichment of gold-bearing ores are not effective enough to maximize the extraction of gold from dumps and placer deposits containing little gold.

Известно решение для обогащения полезных ископаемых (1), сущность которого состоит в том, что золотосодержащую породу измельчают и классифицируют на слив и пески. Эффективность обогащения повышается за счет того, что измельчение производят в роторно-пульсационном аппарате гидроударного действия. Пески классификации крупностью более гранитной направляют на доизмельчение также в роторно-пульсационный аппарат. A solution is known for mineral processing (1), the essence of which is that the gold-bearing rock is crushed and classified into plums and sands. The enrichment efficiency is increased due to the fact that grinding is carried out in a rotary-pulsating apparatus of hydropercussion action. Sands of classification with granularity larger than granite are also sent to regrinding in a rotary pulsation apparatus.

Недостатком такого устройства является то, что оно не предусматривает извлечение мельчайших частиц. The disadvantage of this device is that it does not provide for the extraction of the smallest particles.

Известна установка обезметалливания золотосодержащих растворов, содержащая цементатор в виде корпуса с патрубками ввода и вывода раствора и чередующимися слоями металла-цементатора, которая для повышения качества золотого осадка дополнительно содержит слои инертного материала, перфорированные пластины, фиксированно установленные в верхней и нижней частях корпуса. A known installation for the de-metalization of gold-containing solutions, containing a cementer in the form of a housing with solution inlet and outlet pipes and alternating layers of metal-cement, which additionally contains layers of inert material, perforated plates fixedly installed in the upper and lower parts of the housing to improve the quality of the gold precipitate.

Слои металла-цементатора и инертного материала чередуются и сжаты в пакет перфорированными пластинами, а инертный слой выполнен из углеродного материала, например графитизированного ватина (2). The layers of metal-cement and inert material are alternated and compressed into a packet by perforated plates, and the inert layer is made of carbon material, e.g. graphitized batting (2).

Эта установка способствует обезметалливанию растворов, но не решает проблемы извлечения мельчайших частиц золота. This installation contributes to the de-metallization of solutions, but does not solve the problem of extracting the smallest particles of gold.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство (3), включающее корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения. Closest to the claimed solution is a device (3), comprising a housing with inlet and drain holes, two concentric cylindrical drums installed in the housing, one of which is fixedly mounted, and the other, the outer one, is mounted for rotation, insulated electrodes connected to the source voltage.

Однако это устройство предназначено только для очистки от частиц и не позволяет осуществлять разделение (сортировку) частиц. При обработке жидких сред имеются значительные потери энергии за счет электролиза и низкая производительность. However, this device is intended only for cleaning from particles and does not allow the separation (sorting) of particles. When processing liquid media, there are significant energy losses due to electrolysis and low productivity.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства разделение (сортировку) частиц и повышение эффективности извлечения частиц и мелких фракций из суспензий и растворов, а также понижения энергопотребления. The invention is aimed at expanding the functionality of the device separation (sorting) of particles and increasing the efficiency of extraction of particles and fine fractions from suspensions and solutions, as well as lowering energy consumption.

Это достигается тем, что установка для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов, включающая корпус с входным и сливным отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических барабана, один из которых закреплен неподвижно, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, изолированные электроды, соединенные с источником напряжения, согласно изобретению, снабжена дополнительным цилиндрическим барабаном, установленным неподвижно внутри барабанов, концентрично им, при этом внутренний барабан выполнен металлическим, средний и наружный барабаны выполнены из диэлектрика, корпус выполнен с каналом для выхода извлеченного материала, над которым установлен скребок, а электроды выполнены стержневыми и расположены в стенках среднего барабана по его образующим на части его поверхности, расположенной от оси входного отверстия корпуса до кромки канала до выхода извлеченного материала, причем источник напряжения расположен внутри металлического барабана. This is achieved by the fact that the installation for extracting substances and particles from suspensions and solutions, including a housing with inlet and drain holes, two concentric cylindrical drums installed in the housing, one of which is fixed motionless, and the other, the outer one, is mounted for rotation, insulated the electrodes connected to the voltage source, according to the invention, is equipped with an additional cylindrical drum mounted motionlessly inside the drums, concentric with them, while the inner drum n is made of metal, the middle and outer drums are made of dielectric, the housing is made with a channel for the output of the extracted material, a scraper is installed over it, and the electrodes are made of rod and are located in the walls of the middle drum along its generators on a part of its surface located from the axis of the housing inlet to the edge of the channel to the exit of the extracted material, and the voltage source is located inside the metal drum.

Особенностью установки является то, что электростатическое поле в рабочей зоне установки у поверхности наружного барабана создается за счет краевых эффектов стержневых электродов. При этом имеется градиент поля с увеличением интенсивности к поверхности барабана. Поэтому металлические частицы притягиваются к поверхности наружного барабана за счет сил Кулона, действующих в одном направлении на индуцированные заряды в частицах. A feature of the installation is that the electrostatic field in the working area of the installation near the surface of the outer drum is created due to the edge effects of the rod electrodes. In this case, there is a field gradient with increasing intensity to the surface of the drum. Therefore, metal particles are attracted to the surface of the outer drum due to Coulomb forces acting in the same direction on the induced charges in the particles.

Так как используется постоянное электростатическое поле, потенциальная энергия конденсатора, образованного стержневыми электродами и внутренним барабаном, затраты электрической энергии по линии высокого напряжения определяются малыми токами утечки. Since a constant electrostatic field is used, the potential energy of the capacitor formed by the rod electrodes and the inner drum, the cost of electric energy through the high voltage line is determined by low leakage currents.

Основные затраты электрической энергии определяются приводом вращения с постоянной скоростью внешнего барабана. Поэтому установка характеризуется малым потреблением электрической энергии. The main costs of electrical energy are determined by the rotation drive with a constant speed of the outer drum. Therefore, the installation is characterized by low consumption of electrical energy.

На фиг. 1 изображена конструкция установки в разрезе перпендикулярно оси вращения барабана; на фиг. 2 конструкция установки в разрезе по оси вращения барабана. In FIG. 1 shows the construction of the installation in a section perpendicular to the axis of rotation of the drum; in FIG. 2 design of the installation in section along the axis of rotation of the drum.

Установка содержит установленные в корпусе 1, на осях 2 и 3, концентрично один в другом цилиндрические барабаны. Внутренний металлический барабан 4 и средний барабан 5 из диэлектрика закреплены в корпусе 1 неподвижно. Наружный барабан 6, выполненный также из диэлектрика, соединен с приводом 7 для его вращения. В стенках барабана 5 по его образующей на части окружности расположены стержневые электроды 8, а сам барабан закреплен в корпусе таким образом, что электроды 8 расположены от оси входного отверстия 9 загрузочного бункера 10 до кромки 11 канала 12 для выхода извлеченного материала. Внутри корпуса 1 над каналом 12 расположен скребок 13 для очистки поверхности барабана 6. В нижней части корпуса 1 выполнены сливные отверстия для слива воды 14 и выхода суспензии (раствора) 15. В стенке корпуса 1 имеются отверстия 16 для залива воды. В полости металлического барабана 4 помещен источник напряжения 17, к которому подключены стержневые электроды 8 и который так же, как и привод 7, подключен в сеть. The installation contains installed in the housing 1, on the axes 2 and 3, concentric in one another cylindrical drums. The inner metal drum 4 and the middle dielectric drum 5 are fixedly mounted in the housing 1. The outer drum 6, also made of a dielectric, is connected to the drive 7 for its rotation. In the walls of the drum 5, rod electrodes 8 are located along its circumferential part, and the drum itself is fixed in the housing so that the electrodes 8 are located from the axis of the inlet 9 of the loading hopper 10 to the edge 11 of the channel 12 for the output of the extracted material. Inside the housing 1 above the channel 12 there is a scraper 13 for cleaning the surface of the drum 6. In the lower part of the housing 1 there are drain holes for discharging water 14 and the outlet of the suspension (solution) 15. In the wall of the housing 1 there are openings 16 for filling water. A voltage source 17 is placed in the cavity of the metal drum 4, to which the rod electrodes 8 are connected and which, like the drive 7, is connected to the network.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Исходный материал (мокрый песок, суспензия, раствор) посредством загрузочного бункера 10 наносится на вращающийся барабан из диэлектрика 6. Под действием электростатического поля электродов 8 соответствующего знака частицы металла с индуцированным зарядом притягиваются к поверхности барабана, а на частицы другого знака действует отталкивающая сила. Частицы, на которые не действуют силы притяжения, при повороте барабана 6 оседают с последующим удалением через канал для выхода 15. Удерживаемые электростатическими силами частицы далее выходят из области действия поля электродов 8 и снимаются скребком 13, затем выходят через канал 12. Электрическое поле создается высоким постоянным напряжением источника напряжения 17, который одним полюсом подключен к металлическому цилиндру 4, другим к электродам 8. Электрическое поле создается за счет краевого эффекта вокруг электродов 8. Вращение барабана из диэлектрика 6 обеспечивается приводом 6. Уровень жидкости в корпусе поддерживается за счет сливного канала 14 и с помощью заливного отверстия 16. The source material (wet sand, suspension, solution) is applied through a loading hopper 10 to a rotating drum from a dielectric 6. Under the influence of the electrostatic field of electrodes 8 of the corresponding sign, metal particles with an induced charge are attracted to the surface of the drum, and a repulsive force acts on particles of a different sign. Particles that are not affected by attractive forces, when the drum 6 is rotated, settles with subsequent removal through the channel for exit 15. The particles held by electrostatic forces then leave the field of action of the field of electrodes 8 and are removed by a scraper 13, then exit through channel 12. The electric field is created high by a constant voltage of a voltage source 17, which is connected to a metal cylinder 4 by one pole and to the electrodes 8 by the other. An electric field is created due to the edge effect around the electrodes 8. Drum rotation a dielectric 6 is provided drive 6. The liquid level in the housing is maintained by the drain channel 14 and via holes 16 Filler.

Повышение эффективности извлечения мельчайших частиц (золота) обусловлено использованием градиентного электростатического поля, которое отталкивает частицы противоположного знака, что позволяет осуществить разделение материалов. За счет использования краевого эффекта близко расположенных изолированных электродов создается высокая напряженность поля 10 10 В/м. При этом минимальный размер не ограничен в сравнении с гравитационными методами или фильтрующими средствами по размерам. Извлекаемый материал выделяется с малым количеством воды. Малое потребление электрической энергии обусловлено сочетанием постоянного электростатического поля для отделения и удержания частиц и механического их извлечения с помощью вращающегося барабана за пределы действия поля. Установка характеризуется высокой безопасностью, так как все электроды изолированы. The increase in the efficiency of extraction of the smallest particles (gold) is due to the use of a gradient electrostatic field, which repels particles of the opposite sign, which allows the separation of materials. By using the edge effect of closely spaced isolated electrodes, a high field strength of 10 10 V / m is created. Moreover, the minimum size is not limited in comparison with gravity methods or filtering means in size. Recoverable material is released with a small amount of water. The low consumption of electrical energy is due to the combination of a constant electrostatic field to separate and retain particles and mechanically extract them using a rotating drum outside the field. The installation is characterized by high safety, since all the electrodes are insulated.

Промышленная применимость: добыча драгоценных металлов, очистка каолина, очистка и обеззараживание воды, разделение материалов. Industrial applicability: mining of precious metals, purification of kaolin, purification and disinfection of water, separation of materials.

Claims

Installation for extracting substances and particles from suspensions and solutions, including a housing with inlet and drain holes, two concentric cylindrical drums installed in the housing, one of which is fixedly mounted, and the other external is mounted for rotation, insulated electrodes connected to a voltage source, characterized in that it is provided with an additional cylindrical drum mounted motionlessly inside the drums concentrically with it, while the inner drum is made of metal, the middle and outer drums are made of dielectric, the housing is made with a channel for the output of the extracted material, a scraper is installed over it, and the electrodes are made of rod and are located in the walls of the middle drum along its generators on a part of its surface located from the axis of the housing inlet to the channel edge for the output of the extracted material, and the voltage source is located inside the metal drum.