RU2136397C1

RU2136397C1 - Aerogravitational bulk material separator

Info

Publication number: RU2136397C1
Application number: RU98103959A
Authority: RU
Inventors: Р.М. Алхасов; Р.М. Озов; И.А. Сафронов; Ю.Х. Хамуков
Original assignee: Кабардино-Балкарский государственный университет
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular, concentration of primary raw material and secondary concentration of cakes. SUBSTANCE: separator has drum rotating about inclined spindle, blades or strips attached to inner surface of drum, charging hopper, and exhaust ventilation device. Drum is made in the form of truncated cone with sluice chambers in its side wall. Narrow base of drum is open and wide base is closed with perforated partition wall with central opening. Convex cover is secured to peripheral portions of wide base. Hose of charging hopper is passed through cover throat, which is connected to ventilation device inlet end via sliding coupling. Ventilation device is connected to cyclone inlet end, whose outlet end is connected to narrow base of drum via airduct. EFFECT: increased efficiency in separating bulk mediums, simplified process and reduced cost of process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к добыче и производству цветных, редкоземельных и драгоценных металлов и производству стройматериалов и предназначено для удешевления и упрощения процесса обогащения первичного сырья и вторичного обогащения отходов металлургического производства. The invention relates to the extraction and production of non-ferrous, rare earth and precious metals and the production of building materials and is intended to reduce the cost and simplify the process of enrichment of primary raw materials and secondary enrichment of metallurgical waste.

Известны устройства для обогащения природного сырья, основанные на эффектах совокупного действия аэродинамических, аэростатических и гравитационных сил на частицы размолотой породы. В них выделение полезных или загрязняющих компонент из смеси происходит в результате пространственного разделения частиц различного минерального состава в поле тяготения из-за их различных аэродинамических и аэростатических свойств. а.с. N 878339. Known devices for the enrichment of natural raw materials, based on the effects of the combined action of aerodynamic, aerostatic and gravitational forces on particles of crushed rock. In them, the selection of useful or polluting components from the mixture occurs as a result of the spatial separation of particles of different mineral composition in the gravitational field due to their various aerodynamic and aerostatic properties. A.S. N 878339.

Для этого, например, в центрифугирующих установках сыпучая масса размолотой породы увлекается вихревым потоком и частицы с разными инерционными, аэродинамическими и аэростатическими свойствами занимают разные орбиты кругового движения и оказываются пространственно разделенными. For this, for example, in centrifuging plants, the bulk mass of crushed rock is carried away by the vortex flow and particles with different inertial, aerodynamic and aerostatic properties occupy different orbits of circular motion and are spatially separated.

В аэрогравитационных разделителях размолотая порода развеивается в воздухе внутри разделительной камеры и постепенно выпадает на устройство, фиксирующее пространственное разделение частиц смеси, например, на систему грохотов или вибрирующих дек. В результате этих действий становится возможным отобрать фракции, обогащенные или обедненные по какой-либо из компонент. In aerogravitational separators, ground rock is scattered in the air inside the separation chamber and gradually falls onto a device that fixes the spatial separation of the particles of the mixture, for example, a system of screens or vibrating decks. As a result of these actions, it becomes possible to select fractions enriched or depleted in any of the components.

Наиболее близким заявляемому устройству по техническому решение является устройство, представленное в а.с. N 889148 "Пневмосепарирующее устройство". The closest claimed device according to the technical solution is the device presented in A.S. N 889148 "Air separation device."

В этом устройстве, содержащем вращающийся вокруг наклонной оси барабан с лопатками или полками на внутренней боковой поверхности, загрузочный бункер и вытяжной вентилятор, разделяемая многокомпонентная смесь из загрузочного бункера попадает в барабан, поднимается полками или лопатками и постепенно развеивается в объеме барабане. Частицы развеянной смеси опускаются в воздухе в соответствии со своими скоростями выпадения и попадают на установленный в барабане грохот. Меняя параметры грохота осуществляют настройку устройства на выделение разных компонент из выпадающей смеси. К разделению смеси на грохоте добавляется перемещение частиц смеси вдоль оси барабана потоком воздуха, создаваемым вытяжным вентилятором. Поток выносит из объема барабана частицы с меньшей скоростью выпадения, чем осуществляется некоторое предварительное обогащение оставшейся массы. In this device, containing a drum rotating around an inclined axis with blades or shelves on the inner side surface, a feed hopper and an exhaust fan, a shared multicomponent mixture from the feed hopper enters the drum, is lifted by shelves or blades and gradually disperses in the volume of the drum. Particles of the dispersed mixture are lowered in the air in accordance with their rate of loss and fall on the screen installed in the drum. By changing the parameters of the screen, the device is configured to isolate different components from the drop-out mixture. To the separation of the mixture on the screen is added the movement of the particles of the mixture along the axis of the drum by the air flow created by the exhaust fan. The flow carries particles from the drum volume at a lower rate of precipitation than some preliminary enrichment of the remaining mass is carried out.

Основными недостатками этой установки является низкая эффективность разделения и большая удельная энергоемкость продукции. The main disadvantages of this installation is the low separation efficiency and high specific energy consumption of the product.

Низкая эффективность обусловлена тем, что грохочение способно перерабатывать одновременно незначительное количество смеси и выделить небольшое число компонент. Ощутимую помеху разделению оказывает интерференция свойств различных частиц - коэффициентов поверхностного трения, размерных эффектов, плотности, электретных эффектов. Потери на внутреннее трение, из-за большой совокупной поверхности взаимно перемещающихся частиц, приводят к большой удельной энергоемкости продукции. Low efficiency is due to the fact that screening is capable of simultaneously processing a small amount of the mixture and isolate a small number of components. A tangible obstacle to separation is the interference of the properties of various particles — surface friction coefficients, size effects, density, electret effects. Losses due to internal friction, due to the large combined surface of mutually moving particles, lead to a large specific energy consumption of the product.

Поток воздуха постоянной скорости в объеме вращающегося барабана позволяет только разделить смесь на две части - поддающуюся выносу из барабана и не поддающуюся. Выделить нужную фракцию из этих частей поток не в состоянии. The flow of air of constant speed in the volume of the rotating drum allows you to only divide the mixture into two parts - amenable to removal from the drum and not amenable. The stream is not able to isolate the desired fraction from these parts.

Для вторичного обогащения флотационных кеков необходимо увеличить чувствительность установки к различиям аэродинамических и аэростатических свойств частиц, так как оболочки частиц кеков, состоящие из смеси поверхностно-активных и пассивирующих веществ, снижают влияние минерального состава на поведение частиц и различия этого поведения оказывается ниже пределов чувствительности известных разделителей. For the secondary enrichment of flotation cakes, it is necessary to increase the sensitivity of the setup to differences in the aerodynamic and aerostatic properties of the particles, since the shells of the particles of cakes, consisting of a mixture of surface-active and passivating substances, reduce the influence of the mineral composition on the behavior of the particles and the differences in this behavior are below the sensitivity limits of the known separators .

Целью настоящего изобретения является увеличение эффективности аэрогравитационного разделителя сыпучих сред и вторичное обогащение отходов флотационного обогащения руд. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the aerogravitational separator of granular media and the secondary enrichment of waste flotation ore.

Указанная цель достигается тем, что в разделительной установке используется эффект аэрогравитационной фокусировки потоков витающих частиц. Фокусировка заключается в том, что смещение витающей частицы вдоль оси установки под действием гравитационной и аэростатической сил компенсируется перемещением частицы потоком воздуха, скорость которого меняется вдоль оси установки. This goal is achieved by the fact that in the separation unit, the effect of aerogravitational focusing of the flows of soaring particles is used. The focus is that the displacement of the floating particle along the installation axis under the influence of gravitational and aerostatic forces is compensated by the movement of the particle by the air flow, the speed of which varies along the installation axis.

Для этого в установке, состоящей из вращающегося вокруг наклонной оси барабана с лопатками или полками на внутренней боковой поверхности, загрузочного бункера и вытяжного вентилятора, барабан изготавливают в виде усеченного конуса со шлюзовыми камерами в боковой стенке, причем узкое основание барабана открыто, широкое основание закрыто перфорированной перегородкой с отверстиями в центре и по периметру широкого основания закреплена выпуклая крышка с горловиной, через которую проходит рукав загрузочного бункера и которая скользящей муфтой соединяется со входом в вентилятор, а выход вентилятора состыковывают со входом в циклон, выход которого воздуховодной трубой состыковывают с узким основанием барабана. To do this, in the installation, consisting of a drum rotating around an inclined axis with blades or shelves on the inner side surface, a loading hopper and an exhaust fan, the drum is made in the form of a truncated cone with lock chambers in the side wall, and the narrow base of the drum is open, the wide base is closed perforated with a partition with holes in the center and around the perimeter of the wide base, a convex lid with a neck is fixed, through which the sleeve of the loading hopper passes and which is sliding ftoy connected to the input of the fan and fan exit spliced to the input of a cyclone, the output of which the airway tube spliced narrow drum base.

Конструкция шлюзовых камер и опор барабана не влияют на сущность заявляемого изобретения и могут быть любыми. The design of the lock chambers and drum supports do not affect the essence of the claimed invention and can be any.

Предложенная конструкция схематически представлена на чертеже "Аэрогравитационный разделитель". На схеме цифрами обозначения: 1 - барабан, 2 - открытое узкое основание, 3 - перфорированная перегородка, 4 - рукав бункера, 5 - скользящая муфта, 6 - загрузочный бункер, 7 - вытяжной вентилятор, 8 - циклон, 9 - воздуховодная труба, 10 - шлюзовые камеры. The proposed design is schematically represented in the drawing "Airborne Separator". On the diagram, designation numbers: 1 - drum, 2 - open narrow base, 3 - perforated partition, 4 - hopper sleeve, 5 - sliding sleeve, 6 - loading hopper, 7 - exhaust fan, 8 - cyclone, 9 - air pipe, 10 - lock cameras.

Работает установка следующим образом:
По рукаву 4 из загрузочного бункера разделяемая смесь поступает в барабан 1. Лопатки или полки на внутренней поверхности барабана поднимают смесь и постепенно развеивают ее в виде отдельных струй по внутреннему объему барабана.The installation works as follows:
On the sleeve 4 from the loading hopper, the mixture to be separated enters the drum 1. The blades or shelves on the inner surface of the drum lift the mixture and gradually disperse it in the form of separate jets along the inner volume of the drum.

Так как ось барабана наклонная, частицы смеси с каждым новым поднятием и последующим выпадением постепенно смещаются вдоль оси барабана к его узкому основанию. При этом частицы с большей скоростью выпадения чаще совершают цикл подъем-выпадение и быстрее смещаются вдоль оси барабана. Since the axis of the drum is inclined, the particles of the mixture with each new rise and subsequent loss gradually move along the axis of the drum to its narrow base. In this case, particles with a higher deposition rate more often make a rise-fall cycle and are faster displaced along the axis of the drum.

Вытяжной вентилятор 7 создает разрежение в полости между перфорированной перегородкой 3 и выпуклой крышкой, в результате чего воздух из объема барабана проходят через перфорационные отверстия в перегородке и выносится вентилятором в циклон 8. В барабане возникает стационарный поток воздуха от узкого отверстия к широкому. Так как сечение потока воздуха на его пути к широкому основанию возрастает в соответствии с конусностью барабана, соответственно падает скорость потока и уменьшается величина снова выпадающих частиц. При скоростях потока, сравниваемых со скоростью выпадения частиц, для каждого типа частиц на определенном расстоянии от оснований барабана сравниваются скорость смещения частиц вдоль оси барабана из-за наклона оси вращения и скорость аэродинамического сноса потоком воздуха. В результате частицы засыпанной в барабан порции смеси распределяются вдоль оси барабана по скоростям выпадения и в виде фракций накапливаются в камерах разных шлюзов 10 на боковой поверхности барабана. An exhaust fan 7 creates a vacuum in the cavity between the perforated partition 3 and the convex lid, as a result of which air from the drum volume passes through the perforations in the partition and is carried out by the fan into the cyclone 8. A stationary air flow from the narrow hole to the wide one appears in the drum. Since the cross section of the air flow on its way to the wide base increases in accordance with the conicity of the drum, the flow velocity accordingly decreases and the size of the again falling particles decreases. When the flow rates are compared with the rate of precipitation of particles, for each type of particles at a certain distance from the base of the drum, the speed of displacement of particles along the axis of the drum due to the inclination of the axis of rotation and the speed of aerodynamic drift by air flow are compared. As a result, particles of the mixture poured into the drum are distributed along the axis of the drum at the deposition rates and accumulate in fractions in the chambers of various locks 10 on the side surface of the drum.

Содержащиеся в исходном сырье минералы обладают отличными от вмещающей породы вязкостью, твердостью и плотностью. Это приводит к различиям распределений по размерам и скоростям, выпадения частиц вмещающей породы и частиц полезных минералов. В результате в камерах разных шлюзов оказываются фракции смеси, различающиеся по минеральному составу. The minerals contained in the feedstock have viscosity, hardness and density that are different from the host rock. This leads to differences in size and velocity distributions, precipitation of host rock particles and particles of useful minerals. As a result, fractions of the mixture differing in mineral composition appear in the chambers of different locks.

Периодически опорожняя шлюзы получают выделенные фракции исходной смеси. Меняя угол конусности барабана и угол наклона оси вращения изменяют степень обогащения фракций и настраивают установку на преимущественное выделение определенного набора фракций. Полученные фракции подвергают последующим циклам аэрогравитационного разделения при других давлениях воздуха или других смесях газов с отличающимися коэффициентами вязкости. Этими действиями выделяют новые фракции и последовательно увеличивают степень обогащения фракций. Periodically emptying the locks receive the selected fractions of the initial mixture. Changing the angle of the conicity of the drum and the angle of inclination of the axis of rotation change the degree of enrichment of the fractions and configure the installation to preferentially isolate a specific set of fractions. The obtained fractions are subjected to subsequent cycles of aerogravitational separation at other air pressures or other gas mixtures with different viscosity coefficients. These actions isolate new fractions and sequentially increase the degree of enrichment of fractions.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого аэрогравитационного разделителя складывается из следующих факторов:
- на металлургических производствах накопления большие запасы готового к переработке сырья.The expected technical and economic efficiency from the application of the proposed airborne separator consists of the following factors:
- in the metallurgical industries of accumulation, large reserves of raw materials ready for processing.

- установки, способные аэрогравитационным способом выделять из массы флотационных кеков концентраты полезных компонент, сами по себе значительно дешевле и проще технически и технологически, чем любые другие. - Installations capable of extracting concentrates of useful components from the mass of flotation cakes using the airborne gravity method are much cheaper and easier technically and technologically than any others.

- в установке не применяют дополнительных веществ, пара, нагревания или давления,
- переработку сырья осуществляют непосредственно на месте хранения или складирования,
- установка практически не воздействует на окружающую среду, поскольку использует воздух или газ в замкнутом контуре.- the installation does not use additional substances, steam, heat or pressure,
- the processing of raw materials is carried out directly at the place of storage or storage,
- the installation practically does not affect the environment, since it uses air or gas in a closed circuit.

Claims

The airborne gravity separator of bulk materials, containing a drum rotating around an inclined axis with shelves or vanes on the inner side surface, an exhaust fan and a hopper, characterized in that the drum is made in the form of a truncated cone with lock chambers in the side wall, the narrow base of the drum is open, the base is wide closed with a perforated partition with a central hole and a convex lid with a neck through which the sleeve of the loading hopper passes and which is connected by a sliding a clutch with an inlet to the fan, the outlet of which is connected to the inlet of the cyclone, the outlet of which is connected to the narrow base of the drum by the air pipe.