RU2136373C1

RU2136373C1 - Centrifugal concentrator

Info

Publication number: RU2136373C1
Application number: RU98110120/03A
Authority: RU
Inventors: И.Ф. Мигачев; А.И. Романчук; А.И. Никулин; Р.В. Сиротинский; В.В. Жарков; В.В. Коблов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: mining equipment, in particular, devices for concentration of ores and sands containing diamonds, non-ferrous and noble metals, mainly for separation of fine-ground materials in centrifugal field in accordance with density. SUBSTANCE: centrifugal concentrator comprises a cone-shaped bowl mounted on an inclined shaft for rotation about the vertical axis, feeding and unloading devices, lock preventing the cone-shaped bowl from rotating about its own axis, the inclined shaft is hinge-mounted in the lower part, and installed in the upper part of the inclined shaft is a bearing receiving a pin rigidly coupled to the drive shaft through a coupler secured on it and having a groove for adjusting the angle of inclination; the lock is secured in the lower part of the inclined shaft; the concentrator is furnished with a discharging device for heavy fraction, the cone-shaped bowl is furnished with a special inner surface selected depending on concentration of useful components in material to be concentrated. EFFECT: intensified process of concentration, improved quality of separation, reduced loss of useful minerals due to effective control of separation parameters, simplified adjustment of assemblies, in particular, assembly for charging and discharging of trapped useful minerals, enhanced quality of obtained gravity concentrates. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих алмазы, цветные и благородные металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле. The invention relates to mining equipment, in particular to a device for the beneficiation of ores and sand containing diamonds, non-ferrous and noble metals, mainly for density separation of finely ground materials in a centrifugal field.

Известен концентратор для отделения золота, включающий станину, подвешенный на ней разделитель в форме чаши с возможностью совершения вращательных и колебательных движений, привод, питающее устройство (патент США N 2256504, кл. 209-437 - аналог). A known hub for separating gold, including a bed, a separator suspended in it in the form of a bowl with the possibility of performing rotational and oscillatory movements, a drive, a feeding device (US patent N 2256504, CL 209-437 - analogue).

К недостаткам концентратора относится ненадежность конструкции, невозможность регулирования величины и оптимизации центробежных сил для разделения минералов по плотности. The disadvantages of the concentrator include the unreliability of the design, the inability to control the magnitude and optimization of centrifugal forces for the separation of minerals by density.

Известен центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор, не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси (SU 899125A, 23.01.82, В 03 В 5/32 - прототип). A centrifugal concentrator is known, including a cone-shaped bowl mounted on an inclined shaft with the possibility of rotation around a vertical axis, feeding and unloading devices, a stopper that does not allow the cone-shaped bowl to rotate around its own axis, but does not impede movement around the vertical axis (SU 899125A, 23.01. 82, 03B 5/32 - prototype).

Недостатками аппарата являются его недостаточная надежность в работе и невозможность получать заданную степень сокращения исходного материала, что не позволяет выделять концентраты с высоким содержанием полезных компонентов. The disadvantages of the apparatus are its lack of reliability in the work and the inability to obtain a given degree of reduction of the source material, which does not allow to allocate concentrates with a high content of useful components.

Техническая задача изобретения - повышение надежности работы концентратора, обеспечение снижения потерь полезных минералов путем эффективного регулирования параметров разделения, упрощения наладки его узлов, в частности узла загрузки и выгрузки уловленных полезных минералов. The technical task of the invention is to increase the reliability of the concentrator, to reduce the loss of useful minerals by effectively adjusting the separation parameters, simplifying the adjustment of its nodes, in particular the node for loading and unloading the caught useful minerals.

Изобретение позволяет более эффективно разделить смеси материалов, содержащих минералы цветных и благородных металлов и пустой породы. The invention allows more efficient separation of mixtures of materials containing non-ferrous and precious metal minerals and gangue.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается как в повышении извлечения полезных минералов, так и в повышении качества готового продукта. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is both to increase the extraction of useful minerals and to improve the quality of the finished product.

Более высокие технологические показатели достигаются тем, что центробежный концентратор, включающий конусообразную чашу, монтированную на наклонном валу с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, питающее и разгрузочное приспособления, стопор не позволяющий конусообразной чаше совершать вращательное движение вокруг собственной оси, но не препятствующий движению вокруг вертикальной оси, по изобретению наклонный вал в нижней части установлен шарнирно, а в верхней части наклонного вала установлен подшипник и входящий в него штифт, жестко связанный с приводным валом через закрепленное на нем соединительное устройство с пазом для регулирования угла наклона, причем стопор закреплен в нижней части наклонного вала, концентратор снабжен разгрузочным приспособлением для тяжелой фракции, конусообразная чаша снабжена специальной внутренней поверхностью, выбираемой в зависимости от концентрации полезных компонентов в обогащаемом материале. Higher technological performance is achieved by the fact that a centrifugal concentrator, including a cone-shaped bowl mounted on an inclined shaft with the possibility of rotation around the vertical axis, feeding and unloading devices, a stopper that does not allow the cone-shaped bowl to rotate around its own axis, but not preventing movement around the vertical axis , according to the invention, the inclined shaft in the lower part is pivotally mounted, and in the upper part of the inclined shaft there is a bearing and the shafts included in it t, rigidly connected to the drive shaft through a connecting device fixed to it with a groove for adjusting the angle of inclination, with the stopper fixed at the bottom of the inclined shaft, the concentrator equipped with a discharge device for the heavy fraction, the cone-shaped bowl is equipped with a special inner surface, selected depending on the concentration of useful components in the enriched material.

Конусообразная чаша, монтированная с жесткой фиксацией в определенном положении, после совершения оборота вокруг вертикальной оси сообщает своей поверхностью резким толчок разделяемому материалу внутри чаши, благодаря чему частицы разделяемого материала приобретают высокое начальное ускорение и разгоняются до необходимой скорости. A cone-shaped bowl mounted with rigid fixation in a certain position, after making a revolution around the vertical axis, gives its surface a sharp push to the material to be separated inside the bowl, due to which the particles of the material to be separated acquire a high initial acceleration and accelerate to the required speed.

В результате движения конусообразной чаши, закрепленной на наклонном валу, вокруг вертикальной оси на разделяемый материал воздействуют переменные по величине и направлению силы, обеспечивающие эффективную дезинтеграцию и разделение минеральных частиц по плотности. As a result of the movement of a cone-shaped bowl fixed on an inclined shaft around a vertical axis, the material to be separated is affected by variables in magnitude and direction of force, which ensure effective disintegration and separation of mineral particles by density.

С целью более полного улавливания и концентрирования полезных минералов чаша имеет специальную внутреннюю поверхность. In order to more fully capture and concentrate useful minerals, the bowl has a special inner surface.

Для доводочных операции по перечистке гравитационных концентратов внутренняя поверхность имеет восемь канавок, отстающих друг от друга на 45^o, которые проходят от верхнего края чаши до днища дугами, причем конец каждой дуги у днища смещен относительно начала дуги у верхнего края чаши на 180^o. Глубина канавки соответствует крупности частиц полезного минерала и составляет 2-4 мм (фиг. 2А). Тяжелые частицы полезных минералов, коснувшиеся боковой поверхности чаши, попадают в канавки и транспортируются к днищу чаши, при этом предотвращается их случайный выброс с легкой фракцией.For finishing operations on cleaning gravity concentrates, the inner surface has eight grooves that are 45 ^o behind each other, which extend from the upper edge of the bowl to the bottom by arcs, and the end of each arc at the bottom is 180 ^° offset from the beginning of the arc at the top of the bowl. The depth of the groove corresponds to the particle size of the useful mineral and is 2-4 mm (Fig. 2A). Heavy particles of useful minerals that touch the side surface of the bowl fall into the grooves and transported to the bottom of the bowl, thereby preventing their accidental discharge with a light fraction.

Для обогащения грубозернистых материалов с низким содержанием полезных компонентов внутренняя поверхность выполняется с кольцевыми нарифлениями в виде треугольных выступов, высота которых составляет 3-6 мм (фиг.2Б). Тяжелые минералы удерживаются кольцевыми нарифлениями и смываются к днищу чаши. To enrich coarse-grained materials with a low content of useful components, the inner surface is made with annular arches in the form of triangular protrusions, the height of which is 3-6 mm (Fig.2B). Heavy minerals are held in annular ring patterns and washed off to the bottom of the bowl.

Разгрузочное приспособление позволяет вести процесс накопления в течение длительного времени с образованием у днища чаши минеральной постели, в которой накапливаются полезные минералы, а затем эффективно и быстро произвести разгрузку концентрата. The unloading device allows the accumulation process to be carried out for a long time with the formation of a mineral bed at the bottom of the bowl, in which useful minerals accumulate, and then the concentrate is unloaded efficiently and quickly.

Таким образом, минеральная постель внутри чаши подвергается многократной промывке, что позволяет производить сокращение исходного материала до 10000 раз и получать в одну стадию богатые гравитационные концентраты. Thus, the mineral bed inside the bowl is subjected to repeated washing, which allows to reduce the source material up to 10,000 times and get rich gravity concentrates in one stage.

На фиг. 1 схематично изображен концентратор; на фиг. 2 - специальная внутренняя поверхность конусообразной чаши. In FIG. 1 schematically shows a hub; in FIG. 2 - a special inner surface of the cone-shaped bowl.

Концентратор состоит из рамы 1, на которой установлен электродвигатель 2, приводящий с помощью клиноременной передачи 3 во вращение вал 4 и закрепленное на нем соединительное устройство 5 для регулирования угла наклона вала 6, соединенное жестко с наклонным валом 6 в пазу 7. Наклонный вал 6 опирается на раму 1 в нижней своей части шарниром 8. На валу 6 монтирована конусообразная чаша 9 со специальной поверхностью 10. Чаша 9 в днище имеет разгрузочное отверстие тяжелой фракции 11, соединенное с нижней полой частью вала 6 и которое в процессе работы закрыто донным клапаном 12. Клапан 12 закреплен на патрубке 13, находящемся на валу 6, с возможностью перемещения вдоль вала для закрытия и открытия клапана, причем закрытие клапана осуществляет пружина 14. На патрубке 13 закреплен дистрибутор в виде металлического круга 15, на который подается пульпа из питателя 16. Также на патрубке 13 в верхней его части закреплен диск 17, имеющий возможность сцепления с диском 18, закрепленным на штоке 19, имеющем возможность перемещения вдоль вертикальной оси. В верхней части вала 6 закреплен подшипник 20, соединенный со штифтом 21, который в свою очередь имеет жесткое крепление с устройством 5 в пазу 7. В нижней части вала 6 закреплен стопор 22 свободно входящий в отверстие 23 в раме 1. На раме 1 размещен сборник 24 для улавливания легкой фракции. The hub consists of a frame 1 on which an electric motor 2 is mounted, which drives the shaft 4 by means of a V-belt drive 3 and a connecting device 5 for adjusting the angle of inclination of the shaft 6 fixed thereon, connected rigidly to the inclined shaft 6 in the groove 7. The inclined shaft 6 is supported on the frame 1 in its lower part by a hinge 8. A cone-shaped bowl 9 with a special surface 10 is mounted on the shaft 6. The bowl 9 in the bottom has a discharge opening of the heavy fraction 11 connected to the lower hollow part of the shaft 6 and which is closed during operation dug bottom valve 12. The valve 12 is mounted on the pipe 13 located on the shaft 6, with the possibility of movement along the shaft to close and open the valve, and the valve closes the spring 14. On the pipe 13 a distributor is fixed in the form of a metal circle 15, to which the pulp is fed from the feeder 16. Also on the pipe 13 in its upper part is fixed to the disk 17, which is able to engage with the disk 18, mounted on the rod 19, having the ability to move along the vertical axis. In the upper part of the shaft 6, a bearing 20 is fixed, connected to the pin 21, which in turn has a rigid mount with the device 5 in the groove 7. In the lower part of the shaft 6, a stopper 22 is fixed that freely enters the hole 23 in the frame 1. On the frame 1 there is a collector 24 for trapping a light fraction.

Аппарат (концентратор) работает следующим образом. The device (hub) operates as follows.

Чаша 9, закрепленная на наклонном валу 6, приводится в движение электродвигателем 2 через соединительное устройство 5. Обогащаемый продукт в виде пульпы самотеком через узел подачи направляется внутрь конусообразной чаши, которая работает в режиме накопления. При этом донный клапан находится в закрытом положении. Пульпа попадает на дистрибутор 15 и отбрасывается к боковой поверхности чаши 9. Вращение наклонного вала 6 вокруг вертикальной оси, на котором закреплена чаша, создает внутри чаши водяную волну, перемещающуюся по спирали от днища к верхнему краю. Величина или крутизна создаваемой волны зависит от угла наклона вала 6. Экспериментальным путем были установлены пределы изменения угла наклона, которые составляют 4-9^o. Скорость передвижения водяной волны внутри чаши зависит от скорости вращения вала 4, которая изменяется от 80 до 140 об/мин.The bowl 9, mounted on an inclined shaft 6, is driven by an electric motor 2 through a connecting device 5. The enriched product in the form of a pulp flows by gravity through the feed unit into the cone-shaped bowl, which operates in the accumulation mode. In this case, the bottom valve is in the closed position. The pulp enters the distributor 15 and is discarded to the side surface of the bowl 9. The rotation of the inclined shaft 6 around the vertical axis on which the bowl is mounted creates a water wave inside the bowl, moving in a spiral from the bottom to the upper edge. The magnitude or steepness of the generated wave depends on the angle of inclination of the shaft 6. Experimentally, the limits of change of the angle of inclination, which are 4-9 ^{o, were established} . The speed of movement of the water wave inside the bowl depends on the speed of rotation of the shaft 4, which varies from 80 to 140 rpm.

Указанная скорость вращения не создает значительных центробежных сил, которые расплющивали бы водяную волну по поверхности чаши, как это происходит в центробежных аппаратах с более высокой скоростью вращения, и поэтому волна за счет инерции перекатывается по боковой поверхности чаши по спирали от днища к верхнему краю. The indicated rotation speed does not create significant centrifugal forces that would flatten the water wave over the surface of the bowl, as is the case in centrifugal devices with a higher rotation speed, and therefore, due to inertia, the wave rolls along the side surface of the bowl in a spiral from the bottom to the upper edge.

Приведенные параметры наклона вала 6 и скорости вращения вала 4 создают в бегущей по внутренней поверхности чаши волне оптимальные для разделения зернистых материалов центробежные силы. Под действием переменных центробежных сил пульпа разгоняется и отбрасывается к боковой стенке чаши 9. Тяжелые частицы сильнее прижимаются к боковой поверхности чаши, чем легкие, и удерживаются на ней при вращении. Более эффективному улавливанию способствует специальная внутренняя поверхность чаши 9. Тяжелые частицы накапливаются на днище чаши 9 в виде минеральной постели, а легкие частицы выносятся волной вверх и выходят через разгрузочное устройство в сборнике 24. The above parameters of the inclination of the shaft 6 and the speed of rotation of the shaft 4 create a centrifugal force in the wave traveling along the inner surface of the bowl, which is optimal for the separation of granular materials. Under the action of variable centrifugal forces, the pulp accelerates and is thrown to the side wall of the bowl 9. Heavy particles are more strongly pressed to the side surface of the bowl than light ones, and are held on it during rotation. The special inner surface of the bowl 9 contributes to more efficient capture. Heavy particles accumulate on the bottom of the bowl 9 in the form of a mineral bed, and light particles are carried upward and exit through the discharge device in the collector 24.

После процесса обогащения подача пульпы в чашу прекращается и осуществляется разгрузка тяжелой фракции (концентрата). Шток 19 переводится в верхнее положение, диск 18 сцепляется с диском 17 и поднимает клапан 12, закрепленный на патрубке 13. В конусообразную чашу подается смывная вода, и через отверстие 11 и полую часть вала 6 тяжелые частицы разгружаются. После разгрузки шток 19 переводится в нижнее положение и передаточная система, состоящая из дисков 17, 18 и патрубка 13, запирает клапан 12 в отверстии 11. Более плотному закрытию клапана способствует пружина 14. After the enrichment process, the pulp supply to the bowl is stopped and the heavy fraction (concentrate) is unloaded. The rod 19 is moved to the upper position, the disk 18 engages with the disk 17 and raises the valve 12, mounted on the nozzle 13. Flushing water is supplied into the conical bowl, and heavy particles are unloaded through the hole 11 and the hollow part of the shaft 6. After unloading, the rod 19 is moved to the lower position and the transmission system, consisting of disks 17, 18 and the nozzle 13, closes the valve 12 in the hole 11. A spring 14 contributes to a denser closure of the valve.

Заявляемый концентратор обеспечивает надежную и эффективную работу при производительности (по твердой массе) до 2,0 т/час. The inventive hub provides reliable and efficient operation with a capacity (solid mass) of up to 2.0 t / h.

За счет повышения интенсивности процесса обогащения и многократной промывки минеральной постели улучшается качество разделения. Удается повысить извлечение полезных минералов с одновременным повышением качества концентрата. By increasing the intensity of the enrichment process and repeatedly washing the mineral bed, the separation quality is improved. It is possible to increase the extraction of useful minerals while improving the quality of the concentrate.

Claims

1. A centrifugal concentrator comprising a cone-shaped bowl mounted on an inclined shaft rotatably around a vertical axis, feeding and unloading devices, a stopper that does not allow the cone-shaped bowl to rotate around its own axis, but not obstructing movement around the vertical axis, characterized in that the inclined shaft in the lower part is pivotally mounted, and in the upper part of the inclined shaft there is a bearing and a pin included in it, rigidly connected to the drive shaft through fixed th connecting device thereon with the groove for regulating tilt angle, the stopper is fixed in the lower part of the inclined shaft, the hub is provided with a discharge device for the heavy fraction is provided with special conical bowl inner surface chosen depending on the concentration of the useful components in the enriched material.

2. The centrifugal concentrator according to claim 1, characterized in that the special inner surface is made with grooves extending arcs from the periphery to the center and 45 ^o behind each other.

3. The centrifugal concentrator according to claim 1, characterized in that the special inner surface is made with annular yarns in the form of triangular protrusions.