RU2165791C1

RU2165791C1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: RU2165791C1
Application number: RU99122822/03A
Authority: RU
Inventors: А.П. Ивженко
Original assignee: Ивженко Андрей Петрович
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: concentration of minerals; devices for extraction of noble metals and other heavy minerals from primary and secondary technogenious raw materials. SUBSTANCE: centrifugal separator has chamber with at least one intake cavity on its surface, at least one passage for removal of particles of separated materials, drain edge and twisting blades, working mixture receiver and main for receiving and/or discharge of particles of materials possessing different physico-mechanical properties. Chamber is provided with working mixture flow limiter mounted in such way that circular collector should be formed together with working surface of chamber; twisting blades are mounted between working surfaces of chamber and limiter. EFFECT: improved quality of concentrate extracted from liquid and gaseous mixtures. 8 cl, 9 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья. The invention relates to the field of mineral processing, and in particular to devices for the separation of precious metals and other useful minerals from primary or secondary (industrial) raw materials.

Известен классификатор для распределения сыпучих материалов, содержащий камеру со сложным лабиринтным каналом, устройство подвода рабочей смеси и систему создания избыточного давления, состоящую из множества вентиляторов (Описание изобретения к патенту США N 3917567, Н. Кл. 209/138, опубл. 04.11.75). Known classifier for the distribution of bulk materials containing a chamber with a complex labyrinth channel, a device for supplying a working mixture and an overpressure system consisting of many fans (Description of the invention to US patent N 3917567, N. Cl. 209/138, publ. 04.11.75 )

Также известен классификатор, содержащий корпус, ротор с жестко закрепленными дисками, на одном из которых выполнены пазы для создания вихрей, а также патрубок подвода рабочей смеси и патрубки вывода крупной и мелкой фракций (Описание изобретения к патенту РФ N 2094135, МПК 6 B 07 B 7/083, опубл. 27.10.97, БИ N 30). A classifier is also known that contains a housing, a rotor with rigidly mounted disks, on one of which grooves for creating vortices are made, as well as a nozzle for supplying a working mixture and nozzles for outputting large and small fractions (Description of the invention to RF patent N 2094135, IPC 6 B 07 B 7/083, publ. 10/27/97, BI N 30).

Кроме этого, известен центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой, раскручивателями пульпы и приемными полостями, выполненными в виде карманов переменного поперечного сечения по длине с расположенными на их вершинах каналами вывода частиц отсепарированных материалов и множеством каналов подвода технологической воды (Описание изобретения к патенту США N 4981219, Н.Кл. 209/453, опубл. 01.01.91). In addition, a centrifugal separator is known that contains a working chamber with a drain edge, pulp unwrappers and receiving cavities made in the form of pockets of variable cross-section along the length with channels for output of particles of separated materials and many channels for supplying process water located at their tops (Description of the invention to the patent USA N 4981219, N. Cl. 209/453, publ. 01.01.91).

Недостатками обоих классификаторов и сепаратора являются их ограниченные технологические возможности, связанные с использованием в качестве рабочей смеси в одном случае газа или воздуха с находящимися в них во взвешенном состоянии твердыми частицами, а в другом - жидкости. Кроме этого, увеличение производительности известных устройств, в значительной степени, влияет на качество сепарации, что делает их применение ограниченным. The disadvantages of both classifiers and the separator are their limited technological capabilities associated with the use of gas or air as a working mixture in one case with solid particles in them in suspension, and liquids in the other. In addition, the increase in productivity of known devices, to a large extent, affects the quality of separation, which makes their use limited.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому техническому решению является устройство для гравитационного обогащения (центробежный сепаратор), содержащее ротор-чашу с приемными полостями на ее рабочей поверхности, каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, а также приемник рабочей смеси, выполненный в виде трубы с дискообразным выступом, и магистрали для сбора и/или отвода твердых частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами (Описание изобретения к патенту РФ N 1826207, МПК 6 B 03 B 5/32, опубл. БИ N 12 за 1996). The claimed technical solution is the closest in combination of essential features to a device for gravitational enrichment (centrifugal separator), containing a rotor-bowl with receiving cavities on its working surface, a channel for outputting solid particles of separated materials, a drain edge and untwisting blades, as well as a working mixture receiver made in the form of a pipe with a disk-shaped protrusion, and a line for collecting and / or discharging solid particles of materials having various physical and mechanical properties ystvami (Description of the invention to the RF Patent N 1826207, IPC 6 B 03 B 5/32, publ. BI N 12, 1996).

Устройство характеризуется высоким качеством получаемого концентрата. Однако область применения данного сепаратора ограничена извлечением ценных компонентов только из пульпы. При этом процесс извлечения носит периодический характер, связанный с разделением по времени операций подачи питания и выгрузки концентрата. Производительность устройства и качество получаемого концентрата ограничены наличием свободной поверхности пульпы внутри чаши. Таким образом, известное устройство можно охарактеризовать как ограниченное в технологических возможностях. The device is characterized by the high quality of the resulting concentrate. However, the scope of this separator is limited to extracting valuable components only from the pulp. Moreover, the extraction process is periodic in nature, associated with the time division of the operations of supplying and unloading the concentrate. The performance of the device and the quality of the concentrate obtained are limited by the presence of the free surface of the pulp inside the bowl. Thus, the known device can be characterized as limited in technological capabilities.

Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении технологических возможностей и повышении производительности известных сепараторов. The problem solved by the invention is to expand technological capabilities and increase the productivity of known separators.

В результате решения поставленной задачи можно получить сепаратор, отличающийся расширенными возможностями, позволяющими эксплуатировать его как на жидких, так и на газообразных рабочих смесях с высокой производительностью и с получением высококачественного концентрата. При этом сепаратор будет отличаться простотой конструкции, низкой материалоемкостью и малыми габаритами. As a result of the solution of the task, it is possible to obtain a separator characterized by advanced capabilities that allow it to be operated on both liquid and gaseous working mixtures with high productivity and to produce high-quality concentrate. In this case, the separator will be distinguished by its simplicity of design, low material consumption and small dimensions.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном центробежном сепараторе, содержащем камеру с по меньшей мере одной приемной полостью на ее рабочей поверхности, по меньшей мере одним каналом для вывода частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой и раскручивающими лопастями, приемник рабочей смеси и магистрали для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, камера снабжена ограничителем потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора с рабочей поверхностью камеры, при этом раскручивающие лопасти установлены между рабочими поверхностями камеры и ограничителя. The essence of the invention lies in the fact that in a known centrifugal separator containing a chamber with at least one receiving cavity on its working surface, at least one channel for outputting particles of separated materials, a drain edge and untwisting blades, the receiver of the working mixture and the line for collecting and / or removal of particles of materials having different physical and mechanical properties, the chamber is equipped with a flow limiter for the working mixture, established with the formation of an annular collector with a working the top of the chamber, while the spinning blades are installed between the working surfaces of the chamber and the limiter.

Кроме этого:
- камера выполнена установленной вертикально или наклонно, а ограничитель потока выполнен в виде ее крышки со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно приемнику рабочей смеси;
- камера выполнена со сквозным центральным отверстием, расположенным соосно приемнику рабочей смеси, и установлена перевернутой или наклонно, а ограничитель потока выполнен в виде ее дна;
- на рабочей поверхности ограничителя потока выполнена по меньшей мере одна приемная полость с по меньшей мере одним каналом для вывода твердых частиц отсепарированных материалов;
- по меньшей мере один канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов по меньшей мере одной приемной полости выполнен в виде ее перфорации;
- по меньшей мере одна приемная полость выполнена кольцевой, а канал для вывода твердых частиц отсепарированных материалов выполнен в виде ее кольцевой щели;
- рабочая смесь выполнена в виде жидкости с находящимися в ней во взвешенном состоянии твердыми частицами;
- рабочая смесь выполнена в виде воздуха или газа с находящимися в них во взвешенном состоянии твердыми частицами.Besides:
- the camera is mounted vertically or obliquely, and the flow restrictor is made in the form of its cover with a through central hole located coaxially with the working mixture receiver;
- the camera is made with a through Central hole located coaxially to the receiver of the working mixture, and is installed upside down or inclined, and the flow restrictor is made in the form of its bottom;
- at least one receiving cavity with at least one channel for discharging solid particles of separated materials is made on the working surface of the flow restrictor;
- at least one channel for outputting solid particles of separated materials of at least one receiving cavity is made in the form of its perforation;
- at least one receiving cavity is made circular, and the channel for outputting solid particles of the separated materials is made in the form of its annular gap;
- the working mixture is made in the form of a liquid with solid particles in it in suspension;
- the working mixture is made in the form of air or gas with suspended solids in them.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сепаратора; на фиг. 2 показано сечение А - А фиг. 1; на фиг. 3 изображен вид Б фиг. 1 - конструкция канала для вывода твердых частиц отсепарированных материалов; на фиг. 4 вариант конструкции канала; на фиг. 5 - вид В фиг. 1 - вид на канал фиг. 3 со стороны приемной полости; на фиг. 6 и 7 показаны варианты конструкции канала и наиболее характерные формы приемных полостей; на фиг. 8 и 9 - некоторые варианты выполнения сепараторов. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the separator; in FIG. 2 shows section A - A of FIG. 1; in FIG. 3 is a view B of FIG. 1 - channel design for outputting solid particles of separated materials; in FIG. 4 channel design option; in FIG. 5 is a view B of FIG. 1 is a view of the channel of FIG. 3 from the receiving cavity; in FIG. Figures 6 and 7 show channel construction options and the most characteristic forms of the receiving cavities; in FIG. 8 and 9 are some embodiments of separators.

Центробежный сепаратор содержит камеру 1 с приемной полостью 2 на ее рабочей поверхности 3, каналом 4 для вывода твердых частиц отсепарированных материалов, сливной кромкой 5 и раскручивающими лопастями 6, приемник 7 рабочей смеси, привод 8 и магистрали 9 и 10 для сбора и/или отвода частиц материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами. При этом камера 1 снабжена ограничителем 11 потока рабочей смеси, установленным с образованием кольцевого коллектора "г" с рабочей поверхностью 3, а раскручивающие лопасти 6 установлены между рабочими поверхностями 3 и 12 камеры 1 и ограничителя 11. The centrifugal separator comprises a chamber 1 with a receiving cavity 2 on its working surface 3, a channel 4 for outputting solid particles of separated materials, a drain edge 5 and untwisting blades 6, a receiver 7 of the working mixture, a drive 8 and lines 9 and 10 for collection and / or discharge particles of materials having various physical and mechanical properties. In this case, the chamber 1 is equipped with a restriction 11 of the flow of the working mixture installed with the formation of the annular collector "g" with the working surface 3, and the spinning blades 6 are installed between the working surfaces 3 and 12 of the chamber 1 and the limiter 11.

Сепаратор имеет множество вариантов реализации. The separator has many options for implementation.

Камера 1 выполнена установленной вертикально (или наклонно), а ограничитель 11 потока выполнен в виде ее крышки 13 или 14 со сквозным центральным отверстием "д", расположенным соосно приемнику 7 рабочей смеси (фиг. 1 и 9). The camera 1 is mounted vertically (or obliquely), and the flow restrictor 11 is made in the form of its cover 13 or 14 with a through central hole "e" located coaxially with the working mixture receiver 7 (Figs. 1 and 9).

Камера 1 также может быть выполнена со сквозным центральным отверстием "e", расположенным соосно приемнику 7 рабочей смеси, и установлена перевернутой (или наклонно), а ограничитель 11 потока выполнен в виде ее дна 15 (фиг. 8). The camera 1 can also be made with a through central hole "e", located coaxially to the receiver 7 of the working mixture, and installed upside down (or inclined), and the flow restrictor 11 is made in the form of its bottom 15 (Fig. 8).

Приемная полость 2 также может иметь различные варианты конструктивного исполнения, например, иметь вид кольцевой полости 16, в том числе образованной делителем потока 17, или быть выполненной в виде набора карманов 18 разнообразной формы поперечного сечения. The receiving cavity 2 may also have various design options, for example, in the form of an annular cavity 16, including formed by a flow divider 17, or be made in the form of a set of pockets 18 of various cross-sectional shapes.

Каналы 4 для вывода твердых частиц отсепарированных материалов имеют такие варианты исполнения, как перфорация в один - 19 или несколько - 20 рядов, локальная перфорация 21, в том числе единичная - 22, кольцевая щель 23, а также другие, в том числе образованные сочетанием вышеперечисленных исполнений. Channels 4 for outputting solid particles of separated materials have such options as perforation in one - 19 or several - 20 rows, local perforation 21, including single - 22, ring slot 23, as well as others, including those formed by a combination of the above performances.

Варьирование разнообразными конструкциями приемных полостей 2 и каналов 4, в том числе и их местоположением в пределах кольцевого коллектора "г", позволяет получить наиболее приемлемую для данного вида сырья конструкцию сепаратора, при этом перерабатываемая рабочая смесь может быть выполнена не только в виде жидкости с находящимися в ней во взвешенном состоянии твердыми частицами (пульпа), но и в виде воздуха. Varying the various designs of the receiving cavities 2 and channels 4, including their location within the annular collector "g", allows you to get the most suitable separator design for this type of raw material, while the processed working mixture can be made not only in the form of liquid with in it in suspension by solid particles (pulp), but also in the form of air.

Задача повышения производительности сепаратора решается таким образом, что поток рабочей смеси сознательно ограничивают величиной площади проходного сечения кольцевого коллектора "г", при этом раскручивающие лопасти 6, установленные по его окружности и заневоленные между рабочими поверхностями 3 и 12 корпуса 1 и ограничителя 11 потока, при вращении начинают выполнять функцию лопаток центробежного насоса, обеспечивая необходимую угловую скорость пульпы, а специальный профиль коллектора "г" обеспечивает требуемое качество сепарации. The task of increasing the performance of the separator is solved in such a way that the flow of the working mixture is deliberately limited by the size of the passage area of the annular collector "g", while the spinning blades 6, installed around its circumference and bewildered between the working surfaces 3 and 12 of the housing 1 and the flow restrictor 11, rotation, they begin to perform the function of centrifugal pump blades, providing the necessary angular velocity of the pulp, and a special collector profile “g” ensures the required quality of separation.

Работу сепаратора рассмотрим на следующих примерах. We consider the operation of the separator in the following examples.

Пример 1 (иллюстрируется фиг. 1 - 7). Example 1 (illustrated in Figs. 1 to 7).

Объект сепарации - хвосты ранее переработанного золотосодержащего сырья. Рабочая смесь - пульпа. The object of separation is the tails of previously processed gold-containing raw materials. The working mixture is pulp.

Камеру 1 с лопатками 6 и ограничителем 11 потока рабочей смеси раскручивают при помощи привода 8 до необходимой частоты. Подают пульпу. По истечении незначительного промежутка времени процесс устанавливается - сепаратор начинает работать как насос. При этом не имеет значения, в каком положении он находится - вертикальном или наклонном. Твердые частицы при проходе через коллектор "г" приобретают направленное движение и некоторые из них, отличающиеся особыми свойствами попадают в кольцевую полость 2; 16 (или любую другую, отвечающую необходимым технологическим требованиям) и далее через каналы 4 - в магистраль 10, где при помощи лопаток 24 им придается дополнительное ускорение и они выводятся наружу в виде высококачественного концентрата. Camera 1 with blades 6 and a limiter 11 of the flow of the working mixture is untwisted by means of drive 8 to the required frequency. Serve the pulp. After a short period of time, the process is established - the separator begins to work like a pump. It does not matter in which position it is - vertical or inclined. Solid particles passing through the collector "g" acquire directional motion and some of them, characterized by special properties, fall into the annular cavity 2; 16 (or any other that meets the necessary technological requirements) and then through channels 4 - to the highway 10, where they are given additional acceleration with the help of blades 24 and they are brought out in the form of a high-quality concentrate.

Обедненная рабочая смесь через сливную кромку 5 попадает в магистраль 9, где лопасти 6 раскручивают ее и выталкивают наружу. The lean working mixture through the drain edge 5 enters the highway 9, where the blades 6 untwist it and push it out.

Пример 2 (иллюстрируется фиг. 8). Example 2 (illustrated in Fig. 8).

Объект сепарации - измельченное сырье, используемое для производства цемента и содержащее включения золота. Рабочая смесь - воздух с находящимися в нем во взвешенном состоянии твердыми частицами. The separation object is crushed raw materials used for cement production and containing gold inclusions. The working mixture is air with suspended solids in it.

Камера 1 выполнена со сквозным центральным отверстием "e" и установлена перевернутой. Аналогично предыдущему примеру устройство разгоняется до необходимой частоты вращения. Также подают рабочую смесь. Те частицы, на физико-механические свойства которых настроен сепаратор, поступают в приемные полости 16 и через каналы 4 выводятся в магистраль 10. Обедненная рабочая смесь, продолжая движение по кольцевому коллектору "г", попадает в магистраль 9 и далее - по прямому назначению - для производства цемента. The camera 1 is made with a through central hole "e" and is installed upside down. Similarly to the previous example, the device accelerates to the required speed. Also serves a working mixture. Those particles, the physicomechanical properties of which the separator is tuned to, enter the receiving cavities 16 and are discharged through the channels 4 to the line 10. The lean working mixture, continuing to move along the annular collector "g", enters the line 9 and then - for its intended purpose - for cement production.

Полученный концентрат, характеризующийся большим содержанием мелкого золота, отправляют на дальнейшую переработку. The resulting concentrate, characterized by a high content of fine gold, is sent for further processing.

Пример 3 (иллюстрируется фиг. 9). Example 3 (illustrated in Fig. 9).

Объект сепарации - измельченное сырье, содержащее механические включения рубинов. Рабочая смесь - пульпа. The separation object is crushed raw materials containing mechanical inclusion of rubies. The working mixture is pulp.

Работа сепаратора аналогична описанной в примерах 1 и 2, за исключением того, что часть обедненной рабочей смеси, разделенная делителем 17, поступает в магистраль 25 и оттуда на повторную переработку, например, на том же самом сепараторе, а в хвосты направляют смесь из магистрали 9. The operation of the separator is similar to that described in examples 1 and 2, except that part of the lean working mixture, divided by a divider 17, enters the line 25 and from there for recycling, for example, on the same separator, and the mixture is sent to the tailings from the line 9 .

Полученный на сепараторе концентрат содержит требуемую долю рубинов, для извлечения которых используются другие промышленные технологии. The concentrate obtained on the separator contains the required fraction of rubies, for the extraction of which other industrial technologies are used.

Выполненный согласно изобретению сепаратор выгодно отличается от аналогичных устройств расширенными технологическими возможностями и значительной для своих малых габаритов производительностью. The separator made according to the invention compares favorably with similar devices with advanced technological capabilities and a considerable productivity for its small dimensions.

Claims

1. A centrifugal separator comprising a chamber with at least one receiving cavity on its working surface, at least one channel for outputting solid particles of separated materials, a drain edge and untwisting blades, a working mixture receiver and a line for collecting and / or removing material particles having various physical and mechanical properties, characterized in that the chamber is equipped with a flow limiter of the working mixture, established with the formation of an annular collector with a working surface of the chamber, at m untwisted blades are mounted between the working surfaces of the chamber and the stopper.

2. The centrifugal separator according to claim 1, characterized in that the chamber is mounted vertically or obliquely, and the flow restrictor is in the form of its cover with a through central hole located coaxially with the working mixture receiver.

3. The centrifugal separator according to claim 1, characterized in that the chamber is made with a through central hole located coaxially with the working mixture receiver and is installed upside down or inclined, and the flow restrictor is made in the form of its bottom.

4. A centrifugal separator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least one receiving cavity with at least one channel for removing solid particles of separated materials is made on the working surface of the flow restrictor.

5. The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one channel for outputting solid particles of the separated materials of at least one receiving cavity is made in the form of its perforation.

6. A centrifugal separator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one receiving cavity is made annular, and the channel for outputting solid particles of the separated materials is made in the form of its annular gap.

7. The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the working mixture is made in the form of a liquid with solid particles in it in suspension.

8. The centrifugal separator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the working mixture is made in the form of air or gas with suspended solids in them.