RU2123884C1

RU2123884C1 - Centrifugal concentrator

Info

Publication number: RU2123884C1
Application number: RU98102900A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Лейтес
Original assignee: Лейтес Анатолий Борисович
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: mining industry, benefaction of mineral materials by density to extract heavy native metals, predominantly gold and platinoids. SUBSTANCE: given centrifugal concentrator has rotor in the form of internal and external truncated cones installed concentrically and put of shafts of reduction gear that ensures their rotation with own speeds. External cone has through holes on side of smaller base and is fitted with circular threshold on side of bigger base. Ring slit where agitators in the form of fingers put on end face of internal cone are positioned is located between circular threshold and end face of internal cone. Circular threshold is manufactured in the form of truncated cone which smaller base is equal or smaller than bigger base of internal cone. EFFECT: enhanced efficiency of extraction of heavy minerals predominantly carrying noble metals from ores and placers including fine fraction. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению минерального сырья по плотности, концентраторам и может быть использовано в горнодобывающей промышленности для извлечения из исходного сырья и продуктов его переработки тяжелых самородных металлов, преимущественно золота и платиноидов. The invention relates to the enrichment of mineral raw materials by density, concentrators and can be used in the mining industry to extract heavy native metals, mainly gold and platinum, from the feedstock and its processed products.

Центробежные концентраторы все шире применяются за рубежом и в России для извлечения золота из песков россыпных месторождений. Первые центробежные концентраторы были весьма просты по конструкции [1]. Их главным рабочим узлом является ротор, выполненный в виде чаши, имеющей форму полусферы или усеченного конуса, закрепленной на вертикальном валу. Чаша или ее футеровка снабжена кольцевыми желобками. Внутрь чаши заведена неподвижная труба, предназначенная для подачи питания. Ротор приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Centrifugal concentrators are increasingly used abroad and in Russia to extract gold from the sands of placer deposits. The first centrifugal concentrators were very simple in design [1]. Their main working unit is a rotor made in the form of a cup having the shape of a hemisphere or a truncated cone, mounted on a vertical shaft. The bowl or its lining is provided with annular grooves. Inside the bowl, a fixed pipe is designed to supply power. The rotor is driven by an electric motor through a V-belt drive.

Принцип действия концентратора состоит в следующем. Внутрь вращающейся чаши ротора по неподвижной трубе подается, например, золотосодержащая зернистая масса с водой (пульпа), которая под действием центробежных сил движется к широкому краю чаши. При этом наиболее тяжелые частицы, в том числе золото, оседают и накапливаются в желобках чаши, а легкие зерна уходят через ее край в хвосты. Ротор концентратора периодически останавливается, и осевшая в желобках тяжелая фракция (концентрат) выгружается. В случае несвоевременной разгрузки концентрата он запрессовывает желобки, и золото уходит с хвостами в отвал. Чем больше центробежный фактор (отношение центробежного ускорения к ускорению силы тяжести), тем скорее заполняются желобки и, следовательно, чаше необходимо производить разгрузку концентрата. Такие концентраторы работают, как правило, с центробежным фактором не более 12g и разгружаются через каждые 20 мин. Низкий центробежный фактор, обеспечивающий эффективное извлечение золота только крупнее 0,25 мм и необходимость частых остановок ограничивают промышленное использование описанных концентраторов. Аналогом изобретения может служить современный центробежный концентратор Б.Кнельсона (КК), находящий широкое применение за рубежом [2]. КК включает ротор, устройство для периодической разгрузки концентрата и привод. Ротор состоит из стакана, в котором с зазором жестко закреплен полиуритановый усеченный конус, имеющий дно и снабженный внутри кольцевыми желобками со множеством мелких отверстий. Устройство для разгрузки концентрата выполнено в виде клапана, смонтированного на дне полиуританового конуса. Стакан ротора сидит на пустотелом валу, связанном с водопроводом и получающем вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. The principle of operation of the hub is as follows. For example, a gold-containing granular mass with water (pulp), which, under the action of centrifugal forces, moves to the wide edge of the bowl, is fed inside a rotating rotor bowl through a fixed tube. In this case, the heaviest particles, including gold, settle and accumulate in the grooves of the bowl, and light grains go through its edge into the tails. The hub rotor periodically stops, and the heavy fraction (concentrate) settled in the grooves is discharged. In case of untimely unloading of the concentrate, it presses in the grooves, and the gold leaves with tailings in the dump. The larger the centrifugal factor (the ratio of centrifugal acceleration to the acceleration of gravity), the sooner the grooves are filled and, therefore, the bowl needs to unload the concentrate. Such concentrators work, as a rule, with a centrifugal factor of not more than 12g and are unloaded every 20 minutes. The low centrifugal factor providing efficient gold recovery is only larger than 0.25 mm and the need for frequent stops limit the industrial use of the described concentrators. An analogue of the invention can serve as a modern centrifugal concentrator B. Knelson (CC), which is widely used abroad [2]. QC includes a rotor, a device for periodic unloading of concentrate and a drive. The rotor consists of a glass in which a polyurethane truncated cone is rigidly fixed with a gap, having a bottom and provided with annular grooves with many small holes. The device for unloading the concentrate is made in the form of a valve mounted on the bottom of the polyurethane cone. The rotor glass sits on a hollow shaft connected to a water supply system and receiving rotation from an electric motor through a V-belt drive.

При работе КК пульпа поступает внутрь вращающегося полиуританового конуса, а через полый вал в зазоре между стаканом и конусом подается чистая "ожидающая" вода, проникающая через отверстия в желобки и разрыхляющая концентрат. Это позволяет увеличить центробежный фактор до 30g и, следовательно, уменьшить нижний предел крупности извлекаемого золота. Одновременно возрастает время непрерывной работы до 2-8 ч без заметного падения уровня извлечения. Во время остановки ротора концентрат омывается водой и через клапан выводится из машины. По желанию заказчика концентратор комплектуется системой автоматического управления разгрузкой концентрата. During operation, the CC pulp enters the inside of the rotating polyurethane cone, and through the hollow shaft in the gap between the glass and the cone pure “waiting” water is supplied, penetrating through the holes into the grooves and loosening the concentrate. This allows you to increase the centrifugal factor to 30g and, therefore, reduce the lower limit of fineness of the recovered gold. At the same time, the continuous operation time increases to 2-8 hours without a noticeable drop in the recovery level. When the rotor stops, the concentrate is washed with water and is discharged from the machine through the valve. At the request of the customer, the concentrator is equipped with an automatic control system for concentrate unloading.

Недостатки КК:
- необходимость остановки схемы питания на период разгрузки концентрата;
- большой удельный расход воды (более 4 м³/т);
- необходимость использования чистой воды для разрыхления концентрата (взвешенные в воде частицы оседают в зазоре между конусом и стаканом, а крупные зерна запрессовывают отверстия желобков);
- при центробежном факторе более 30g резко возрастает расход "ожидающей воды", а при паспортном факторе теряется тонкое и чешуйчатое золото.QC disadvantages:
- the need to stop the power circuit for the period of unloading of the concentrate;
- large specific water consumption (more than 4 m ³ / t);
- the need to use pure water for loosening the concentrate (particles suspended in water settle in the gap between the cone and the glass, and large grains press in the holes of the grooves);
- with a centrifugal factor of more than 30g, the consumption of “waiting water” sharply increases, and with a passport factor, thin and scaly gold is lost.

В связи с указанными недостатками и высокой ценой в России концентраторы Кнельсона практически не применяются. Due to these shortcomings and the high price in Russia, Knelson concentrators are practically not used.

Наиболее близким аналогом к предлагаемом устройству является концентратор в виде центрифуги со шнековой нагрузкой твердого материала [3]. Центрифуга содержит ротор в виде концентрично установленных и повернутых вершинами в одну сторону внутреннего сплошного усеченного конуса со шнеком на наружной поверхности и внешнего перфорированного усеченного конуса, сидящих на концентричных валах редуктора, обеспечивающего возможность их вращения с собственными угловыми скоростями. Оба конуса открыты с широких концов, а их малые основания закрыты днищами, посредством которых конуса крепятся к соответствующим валам редуктора. Причем днище центрального конуса имеет окна, прикрытые камерой. Окна соединяют камеру с пространством между концами. The closest analogue to the proposed device is a hub in the form of a centrifuge with a screw load of solid material [3]. The centrifuge contains a rotor in the form of concentrically mounted and turned vertices in one direction of the inner continuous truncated cone with a screw on the outer surface and an external perforated truncated cone, sitting on the concentric shafts of the gearbox, allowing them to rotate at their own angular speeds. Both cones are open from the wide ends, and their small bases are closed by bottoms, through which the cones are attached to the corresponding shafts of the gearbox. Moreover, the bottom of the central cone has windows covered by a camera. Windows connect the camera to the space between the ends.

К недостаткам прототипа можно отнести невозможность извлечения тяжелых минералов из руд и россыпей, в том числе тонкой фракции, например, золота. The disadvantages of the prototype include the impossibility of extracting heavy minerals from ores and placers, including a fine fraction, for example, gold.

Задачей изобретения является повышение извлечения тяжелых минералов, преимущественно благородных металлов, из руд и россыпей, в том числе повышение извлечения тонкой фракции тяжелых минералов. The objective of the invention is to increase the extraction of heavy minerals, mainly precious metals, from ores and placers, including increasing the extraction of a fine fraction of heavy minerals.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном концентраторе, содержащем ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса со шнеком на наружной поверхности и внешнего усеченного конуса, сидящих на валах редуктора, обеспечивающего возможность их вращения с собственными скоростями, внешний конус со стороны меньшего основания имеет сквозные отверстия, а со стороны большего снабжен кольцевым порогом, причем между последним и торцом внутреннего конуса имеется кольцевая щель, в которой располагаются рыхлители в виде пальцев, закрепленных на торце внутреннего конуса. The specified technical result is achieved in that in a centrifugal concentrator containing a rotor in the form of a concentrically mounted internal truncated cone with a screw on the outer surface and an external truncated cone sitting on the shafts of the gearbox, allowing them to rotate at their own speeds, the outer cone from the side of the smaller base has through holes, and on the larger side is equipped with an annular threshold, and between the last and the end of the inner cone there is an annular gap in which I have rippers in the form of fingers attached to the end of the inner cone.

Кроме того, кольцевой порог выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого равно или меньше большего основания, внутреннего конуса. In addition, the annular threshold is made in the form of a truncated cone, the smaller base of which is equal to or less than the larger base, the inner cone.

На чертеже приведен пример конкретного исполнения предложенного концентратора. The drawing shows an example of a specific implementation of the proposed hub.

Концентратор состоит из ротора 1, встроенного редуктора 2, ограждения 3, рамы 4 и электродвигателя 5. Ротор 1 выполнен в виде концентрично смонтированных внутреннего 6 и внешнего 7 усеченных конусов, сидящих соответственно на внутреннем 8 и внешнем (пустотелом) 9 валах редуктора 2. Внешний конус 7 со стороны большего основания снабжен кольцевым порогом 10, а со стороны меньшего по периметру - сквозными отверстиями 11. Устройство для непрерывной разгрузки концентрата представляет собой шнек 12, жестко закрепленный на наружной поверхности внутреннего конуса 6. Между порогом 10 и торцом внутреннего конуса 6 имеется щель 13. Кроме того, на торце конуса 6 жестко закреплены рыхлители 14, выполненные в виде пальцев круглого сечения. Ограждение 3 изготовлено заодно с приемниками хвостов 15 и концентрата 16, а на его крышке 17 закреплена неподвижная труба 18. The hub consists of a rotor 1, an internal gearbox 2, a guard 3, a frame 4 and an electric motor 5. The rotor 1 is made in the form of concentrically mounted internal 6 and external 7 truncated cones, sitting on the internal 8 and external (hollow) 9 shafts of the gearbox 2, respectively. External the cone 7 from the side of the larger base is equipped with an annular threshold 10, and from the side of the smaller perimeter through holes 11. The device for continuous unloading of the concentrate is a screw 12, rigidly fixed to the outer surface of the inner about the cone 6. Between the threshold 10 and the end face of the inner cone 6 there is a gap 13. In addition, the rippers 14, made in the form of fingers of circular cross section, are rigidly fixed to the end of the cone 6. The fence 3 is made at the same time with the receivers of the tailings 15 and the concentrate 16, and a fixed pipe 18 is fixed on its cover 17.

Редуктор 2 обеспечивает возможность вращения конусов 6 и 7 с собственными угловыми скоростями. Gear 2 provides the possibility of rotation of the cones 6 and 7 with their own angular velocities.

При работе концентратора внутрь конуса 6 по неподвижной трубе 1 подается пульпа, которая под действием центробежных сил движется в направлении порога 10. При этом тяжелые минералы и благородные металлы оседают на внутреннюю поверхность конуса 6, сползают к щели 13, захватываются шнеком 12 и через отверстия 11 конуса 8 выбрасываются в приемник концентрата 16. Легкие минералы с водой, а также некоторая часть тяжелых, имеющих плотность существенно ниже плотности благородных металлов, уходят через порог в приемник хвостов 15 и далее в отвал. Пальцы 14, движущиеся совместно с конусом 6 относительно конуса 7, разрыхляют материал, находящийся в щели 13, облегчая работу шнека 12 и предотвращая вынос благородных металлов за порог 10, выполненный в виде усеченного конуса, меньшее основание которого равно или меньше большего основания конуса 6. During the operation of the concentrator, a pulp is fed into the cone 6 through the stationary pipe 1, which, under the action of centrifugal forces, moves in the direction of the threshold 10. At the same time, heavy minerals and precious metals settle on the inner surface of the cone 6, slide to the slot 13, are captured by the screw 12 and through holes 11 cones 8 are thrown into the receiver of the concentrate 16. Light minerals with water, as well as some of the heavy minerals having a density significantly lower than the density of noble metals, go through the threshold to the tailings receiver 15 and then to the dump. The fingers 14, moving together with the cone 6 relative to the cone 7, loosen the material located in the slit 13, facilitating the work of the screw 12 and preventing the noble metals from being carried over the threshold 10, made in the form of a truncated cone, the smaller base of which is equal to or less than the larger base of the cone 6.

В АООТ "Русский Клондайк" под руководством автора разработана, изготовлена и в настоящее время испытывается действующая модель центробежного концентратора Лейтеса А. Б. с диаметром внутреннего конуса 8 (200 мм) - ЦКЛ 8, выполненная согласно примеру конкретного исполнения. Испытания проводятся на песчанно-гравийной смеси Вяземского ГОКа, где в зумпфах песковых насосов при эксплуатации накапливается обогащенный материал с содержанием золота до 5 г/т преимущественно крупностью менее 0,5 мм. AOOT "Russian Klondike", under the guidance of the author, has developed, manufactured and is currently testing a working model of A. B. Leites centrifugal concentrator with an inner cone diameter of 8 (200 mm) - TsKL 8, made according to an example of a specific design. Tests are carried out on a sand-gravel mixture of the Vyazemsky GOK, where enriched material with a gold content of up to 5 g / t mainly less than 0.5 mm in size is accumulated in sumps of sand pumps during operation.

Извлечение золота из пробы крупностью -3 мм при производительности 1,5-2,0 т/ч, удельном расходе воды 2,5 м³/т и центробежном факторе 50g составляет 95-98% при выходе концентрата 0,5%.Extraction of gold from a sample with a grain size of -3 mm with a productivity of 1.5-2.0 t / h, a specific water consumption of 2.5 m ³ / t and a centrifugal factor of 50g is 95-98% with a concentrate yield of 0.5%.

Все известные технические решения по технической сущности и достигаемому результату далеки от предложенного, что подтверждает его новизну, а результаты испытания действующей модели показывают возможность его промышленной реализации. Полезность изобретения также не вызывает сомнения, так как существующее в России и странах СНГ оборудование не обеспечивает извлечение из россыпей золота крупностью менее 100 мкм. Золото крупностью 500-200 мкм извлекается на 60-70%, а мельче 200 мкм на 35-40%. All known technical solutions for the technical nature and the achieved result are far from the proposed, which confirms its novelty, and the test results of the current model show the possibility of its industrial implementation. The usefulness of the invention is also not in doubt, since the equipment existing in Russia and the CIS countries does not provide extraction from gold placers with a size of less than 100 microns. Gold with a grain size of 500-200 microns is extracted by 60-70%, and finer than 200 microns by 35-40%.

Источники информации
1. Шохин В.Н., Гравитационные методы обогащения. - М.: Недра, 1990, с. 285-295.Sources of information
1. Shokhin VN, Gravity methods of enrichment. - M .: Nedra, 1990, p. 285-295.

2. US 4846781 А, кл. В 04 В 11/00, 11.07.89. 2. US 4,846,781 A, cl. B 04 B 11/00, 07/11/89.

3. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. - М.,1961, с.8-9, 291-318, фиг. 145, 157. 3. Sokolov V.I. Modern industrial centrifuges. - M., 1961, p. 8-9, 291-318, FIG. 145, 157.

Claims

1. A centrifugal concentrator containing a rotor in the form of a concentrically mounted internal truncated cone with a screw on the outer surface and an external truncated cone sitting on the shafts of the gearbox, allowing them to rotate at their own speeds, characterized in that the outer cone from the side of the smaller base has through holes , and on the larger side it is equipped with an annular threshold, and between the last and the end of the inner cone there is an annular gap in which there are rippers in the form of fingers eplennyh at the end of the inner cone.

2. The hub according to claim 1, characterized in that the annular threshold is made in the form of a truncated cone, the smaller base of which is equal to or less than the larger base of the inner cone.