RU2192310C2 - Device for separation of fine-grained materials - Google Patents
Device for separation of fine-grained materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192310C2 RU2192310C2 RU2000123374/03A RU2000123374A RU2192310C2 RU 2192310 C2 RU2192310 C2 RU 2192310C2 RU 2000123374/03 A RU2000123374/03 A RU 2000123374/03A RU 2000123374 A RU2000123374 A RU 2000123374A RU 2192310 C2 RU2192310 C2 RU 2192310C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- rotor
- heavy fraction
- channel
- appliance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к разделению руд, в которых полезный компонент находится в составе минерала, имеющего повышенную плотность по отношению к основной массе руды, чаще всего это относится к рудам благородных, цветных и редких металлов. The invention relates to the separation of ores in which the useful component is part of a mineral having an increased density relative to the bulk of the ore, most often this relates to ores of noble, non-ferrous and rare metals.
Известны различные устройства для проведения процесса обогащения: шлюзы, гидроциклоны, отсадочные машины, концентрационные столы и т. д., в которых используется различие в плотности составляющих руду минералов [1]. Недостатком их является низкая эффективность при обогащении тонкодисперсных минералов. Наиболее эффективными для обогащения таких материалов являются аппараты, использующие центробежные силы в объеме раскрученной пульпы. There are various devices for the enrichment process: locks, hydrocyclones, jigging machines, concentration tables, etc., which use the difference in the density of the minerals that make up the ore [1]. Their disadvantage is low efficiency in the enrichment of finely divided minerals. The most effective for the enrichment of such materials are devices that use centrifugal forces in the volume of untwisted pulp.
Ближе других к предлагаемому является устройство для обогащения полезных ископаемых, включающее цилиндрический корпус со спиральным каналом на внутренней поверхности для улавливания и перемещения тяжелой фракции, имеющим направление навстречу основному потоку обрабатываемой пульпы, приспособление для подачи пульпы, приспособление для отвода легкой фракции на выходе из корпуса, перечистную камеру для дообогащения поступающего из витков канала предварительного концентрата с приспособлением для вывода перечищенного концентрата. Closer than others to the proposed is a device for mineral processing, including a cylindrical body with a spiral channel on the inner surface for trapping and moving the heavy fraction, having a direction towards the main stream of the processed pulp, a device for feeding pulp, a device for removing the light fraction at the outlet of the body, a cleaning chamber for the enrichment of the pre-concentrate channel coming from the turns with a device for outputting the cleaned concentrate.
Разжиженная пульпа подается тангенциально на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса, где приобретает вращательное движение. Под действием возникающей центробежной силы пульпа расслаивается на пристеночный слой, концентрирующий в углублении спирального канала тяжелые минералы, и внутренний слой, состоящий из легких минералов. Внутренний слой переливается через кольцевую диафрагму и выходит из корпуса, пристеночный слой в спиральном канале увлекается вращательным движением пульпы, смещается навстречу основному потоку и попадает в перечистную камеру, где за счет снижения турбулентности потока происходит эффективное разделение предварительного концентрата по плотности. Тяжелая фракция с ограничением потока выводится из периферийного слоя перечистной камеры, а легкая за счет разницы в объемах предварительного и перечищенного концентратов возвращается в цилиндрический корпус. The liquefied pulp is fed tangentially to the inner surface of the cylindrical body, where it acquires a rotational movement. Under the action of the emerging centrifugal force, the pulp is stratified into a parietal layer, which concentrates heavy minerals in the deepening of the spiral channel, and an inner layer consisting of light minerals. The inner layer is poured through the annular diaphragm and leaves the casing, the parietal layer in the spiral channel is carried away by the rotational movement of the pulp, is displaced towards the main flow and enters the purge chamber, where, due to the decrease in turbulence of the flow, the preliminary concentrate is effectively separated by density. The heavy fraction with flow restriction is removed from the peripheral layer of the purification chamber, and the light fraction is returned to the cylindrical body due to the difference in the volumes of the preliminary and refined concentrates.
Таким образом, в корпусе устройства происходит два процесса:
- разделение по плотности твердых частиц на стадии их оседания из объема пульпы к внутренней стенке корпуса (процесс 1);
- разделение частиц по плотности в потоке пульпы на твердой поверхности внутренней стенки корпуса и спирального канала (процесс 2).Thus, two processes occur in the device case:
- separation by density of solid particles at the stage of their sedimentation from the volume of the pulp to the inner wall of the housing (process 1);
- separation of particles by density in the pulp stream on a solid surface of the inner wall of the housing and the spiral channel (process 2).
Средства воздействия для повышения эффективности этих процессов различны. В процессе 1 для этого требуется увеличивать скорость вращения объема пульпы, а оптимизация процесса 2 требует определенного для конкретного состава пульпы соотношения скорости и турбулентности потока. The means of exposure to improve the efficiency of these processes are different. In process 1, this requires increasing the speed of rotation of the volume of the pulp, and the optimization of process 2 requires a ratio of the speed and turbulence of the flow determined for a particular pulp composition.
Поэтому главный недостаток устройства заключается в отсутствии возможности интенсифицировать один из процессов без отрицательного влияния на другой. Therefore, the main disadvantage of the device is the inability to intensify one of the processes without negative impact on the other.
Перечистная камера, установленная на выходе предварительного концентрата из спирального канала корпуса, увеличивает содержание полезного компонента в концентрате, но не может существенно влиять на извлечение, определяемое потерями полезного компонента с легкой фракцией из корпуса аппарата. A treatment chamber installed at the outlet of the preliminary concentrate from the spiral channel of the casing increases the content of the useful component in the concentrate, but cannot significantly affect the recovery determined by the loss of the useful component with a light fraction from the casing of the apparatus.
Целью изобретения является повышение эффективности процесса обогащения на основе интенсификации происходящих в корпусе аппарата разделительных процессов. The aim of the invention is to increase the efficiency of the enrichment process based on the intensification of the separation processes occurring in the apparatus.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство, имеющее цилиндрический корпус со спиральным каналом на внутренней поверхности для улавливания и перемещения тяжелой фракции, направленным навстречу основному потоку обрабатываемой пудьпы, а также приспособления для подачи пульпы, для вывода легкой фракции на выходе из корпуса, для вывода тяжелой фракции, отличается от ближайшего аналога следующими признаками:
1) Для оптимизации процесса разделения частиц по плотности в спиральном канале корпуса путем регулировки скорости потока в пристенном слое и подъемной силы турбулентных вихрей спиральный канал образован внутренней поверхностью корпуса и вставной пружиной с возможностью ее сжимания.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed device having a cylindrical body with a spiral channel on the inner surface for trapping and moving the heavy fraction directed towards the main stream of the treated puff, as well as a device for feeding the pulp, for outputting the light fraction at the exit of the body, for the output of the heavy fraction differs from the closest analogue in the following features:
1) To optimize the process of separation of particles by density in the spiral channel of the housing by adjusting the flow velocity in the wall layer and the lifting force of the turbulent vortices, the spiral channel is formed by the inner surface of the housing and an insert spring with the possibility of compression.
2) Для интенсификации процесса на стадии оседания твердых частиц из объема пульпы в витки канала в корпусе установлен цилиндрический вращающийся ротор с захватными приспособлениями (лопатками) по его наружной поверхности для раскручивания пульпы в зазоре между корпусом и ротором. 2) To intensify the process at the stage of sedimentation of solid particles from the pulp volume into the channel turns, a cylindrical rotating rotor with gripping devices (blades) is installed in the housing on its outer surface to unwind the pulp in the gap between the housing and the rotor.
3) Оптимизированный противоточный режим обогащения пульпы, происходящий в витках пружины на внутренней стенке корпуса, позволяет отказаться от дополнительной ступени перечистки, которой в прототипе является перечистная камера. Поэтому вывод концентрата производится непосредственно из последних витков пружины через тангенциально установленный в корпусе калиброванный штуцер. Калибр штуцера устанавливается из расчета преобладания объемного расхода пульпы, поступающего по образованному пружиной и стенкой корпуса каналу, над объемным расходом выводимого через штуцер концентрата. 3) The optimized countercurrent pulp enrichment regime occurring in the coil of the spring on the inner wall of the housing allows you to abandon the additional stage of cleaning, which in the prototype is a cleaning chamber. Therefore, the output of the concentrate is made directly from the last turns of the spring through a calibrated fitting tangentially mounted in the housing. The gauge of the nozzle is set based on the prevalence of the volumetric flow rate of the pulp coming through the channel formed by the spring and the wall of the housing over the volumetric flow rate output through the nozzle of the concentrate.
В частном случае использования устройства, когда дисперсный состав твердых частиц широк и турбулентность в витках пружины невозможно уменьшить, для качественного улавливания тонкой тяжелой фракции из-за застревания на стенках корпуса крупной тяжелой фракции (забивки витков) в корпусе устанавливается несколько пружин с различным зазором между витками и соответствующее количество калиброванных штуцеров. При этом пружина с большим зазором устанавливается на входе, а с меньшим - на выходе из аппарата. In the particular case of using the device, when the dispersed composition of solid particles is wide and turbulence in the coil of the spring cannot be reduced, several springs with different clearance between the coils are installed in the case for high-quality capture of a thin heavy fraction due to a stuck on the walls of the body of a large heavy fraction (clogging of coils) and the corresponding number of calibrated fittings. In this case, a spring with a large gap is installed at the inlet, and with a smaller one - at the outlet of the apparatus.
Для предварительно рассеянного материала пульпы в этом варианте аппарат может быть применен для фракционированного разделения по плотности твердой фазы. For pre-dispersed pulp material in this embodiment, the apparatus can be used for fractionated separation by density of the solid phase.
В частном случае конструктивного исполнения для придания аппарату дополнительной функции центробежного насоса входной узел оборудован лобовиной с центральным отверстием для всасывания пульпы, а торец ротора со стороны входа пульпы - крыльчатками для ее закачки в кольцевой зазор между ротором и корпусом. In the particular case of the design, in order to give the apparatus an additional function of a centrifugal pump, the inlet unit is equipped with a sidewall with a central hole for suctioning the pulp, and the end face of the rotor from the pulp inlet side is equipped with impellers for pumping it into the annular gap between the rotor and the housing.
На фиг. 1 изображен продольный разрез однопружинного устройства с дополнительной функцией откачки выводимых тяжелой и легкой фракций, на фиг.2 - его поперечный разрез. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a single-spring device with an additional pumping function of the output heavy and light fractions, and FIG. 2 is a transverse section thereof.
Устройство состоит из вращающегося на валу цилиндрического ротора 1, снабженного крыльчатками 2 и лопатками 3; корпуса 4, снабженного спиралевидной пружиной 5, калиброванным штуцером 6, неподвижным упором пружины 7 и регулировочным упором 8. Зазор между витками пружины регулируется болтами 9. Входной узел исходной пульпы 10 с лобовиной 12 и выходная улита для обедненной пульпы снабжены подшипниковыми опорами вала и сальниковыми уплотнениями. The device consists of a cylindrical rotor 1 rotating on a shaft, equipped with impellers 2 and blades 3; case 4, equipped with a spiral spring 5, a calibrated fitting 6, a fixed spring stop 7 and an adjusting stop 8. The gap between the spring coils is regulated by bolts 9. The input node of the original pulp 10 with the front end 12 and the output link for the lean pulp are equipped with bearing bearings of the shaft and stuffing box seals .
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Подлежащая обогащению пульпа подается через входной узел 10 на крыльчатки 2 ротора 1, где предварительно раскручивается и отбрасывается в кольцевой зазор между ротором и корпусом 4. Дальнейшее раскручивание пульпы производится лопатками 3 ротора. Преимущественно тяжелые частицы пульпы отбрасываются к стенке корпуса в витки пружины 5. В пристенных слоях пульпы скорость потока падает, поэтому мелкие тяжелые частицы сносятся со стенки меньше, чем крупные, что способствует улавливанию мелких частиц тяжелой фракции. Регулировкой зазора между витками пружины с помощью болтов 9 задается пороговое значение плотности вымываемых из канала мелких частиц тяжелой фракции. Исходная пульпа, вращаясь в узком кольцевом зазоре между ротором и корпусом и одновременно продвигаясь в продольном направлении к выходу из кольцевого зазора, обедняется тяжелой фракцией и откачивается аппаратом через выходную улиту 11. А пульпа в витках пружины, вращаясь в межвитковом пространстве и одновременно продвигаясь навстречу основному потоку обрабатываемой пульпы, обогащается тяжелой фракцией и откачивается аппаратом через калиброванный штуцер 6. The pulp to be enriched is fed through the inlet assembly 10 to the impellers 2 of the rotor 1, where it is previously untwisted and discarded into the annular gap between the rotor and the housing 4. Further unwinding of the pulp is carried out by the rotor blades 3. Mostly heavy pulp particles are thrown to the body wall in the coils of spring 5. In the near-wall layers of the pulp, the flow rate decreases, therefore, small heavy particles are carried away from the wall less than large ones, which contributes to the capture of small particles of a heavy fraction. By adjusting the gap between the turns of the spring with the help of bolts 9, a threshold value of the density of small particles of a heavy fraction washed out of the channel is set. The initial pulp, rotating in a narrow annular gap between the rotor and the casing and simultaneously moving in the longitudinal direction to the exit from the annular gap, is depleted in the heavy fraction and is pumped out by the apparatus through exit street 11. And the pulp in the spring turns, rotating in the inter-turn space and simultaneously moving towards the main the flow of the treated pulp, enriched with a heavy fraction and pumped by the apparatus through a calibrated fitting 6.
Настройка аппарата под параметры конкретной пульпы производится на основании ниже приводимых зависимостей. The device is adjusted to the specific pulp parameters based on the dependencies below.
В потоке жидкости на движущуюся по внутренней стенке корпуса частицу действует сила трения о стенку корпуса, сила лобового сопротивления потоку, подъемная сила от турбулентных вихрей, направленная перпендикулярно от стенки, и сила, определяемая геометрическим суммированием силы тяжести, выталкивающей и центробежной сил. При значительных скоростях вращения пульпы силой тяжести можно пренебречь, тогда результирующая центробежной и выталкивающей сил будет иметь направление, перпендикулярное к стенке корпуса. Условие удерживания частиц в канале - результирующая выталквающей и центробежной сил больше подъемной силы от турбулентных вихрей [3, с. 49]. In a fluid flow, a particle moving along the housing wall acts on the particle, the force of friction against the wall of the housing, the drag force, the lifting force from the turbulent vortices directed perpendicular to the wall, and the force determined by the geometric summation of gravity, buoyancy and centrifugal forces. At significant speeds of rotation of the pulp, gravity can be neglected, then the resulting centrifugal and buoyancy forces will have a direction perpendicular to the wall of the housing. The condition for the retention of particles in the channel is the resulting buoyant and centrifugal forces greater than the lifting force from the turbulent vortices [3, p. 49].
Турбулентность потока в канале (подъемная сила турбулентных вихрей) зависит от критерия Рейнольдса
Re = wdэквρ/μ,
где w - средняя скорость потока;
ρ - плотность пульпы;
μ - динамическая вязкость пульпы;
dэкв=4S/П - эквивалентный диаметр для каналов некруглого сечения:
S - площадь сечения потока;
П - смоченный периметр сечения [4, с. 144].The turbulence of the flow in the channel (the lifting force of turbulent vortices) depends on the Reynolds criterion
Re = wd equiv ρ / μ,
where w is the average flow rate;
ρ is the pulp density;
μ is the dynamic viscosity of the pulp;
d equiv = 4S / P is the equivalent diameter for channels of non-circular cross section:
S is the cross-sectional area of the stream;
P - wetted perimeter of the section [4, p. 144].
Таким образом, подъемной силой турбулентных вихрей (а значит, плотностью удерживаемых в канале частиц) можно управлять посредством изменения двух параметров:
1) через эквивалентный диаметр, изменяя соотношение площади сечения и периметра канала ( сжимая пружину );
2) изменяя скорость потока в канале.Thus, the lifting force of turbulent vortices (and, therefore, the density of particles held in the channel) can be controlled by changing two parameters:
1) through an equivalent diameter, changing the ratio of the cross-sectional area and the perimeter of the channel (compressing the spring);
2) by changing the flow rate in the channel.
Изменение скорости от ограничивающей стенки в глубину потока зависит от поверхности соприкосновения слоев жидкости. Применением непрямоугольной в сечение пружины (например, круглой или треугольной с вершиной треугольника к стенке корпуса) скорость потока в канале между корпусом и пружиной может быть резко уменьшена и отрегулирована зазором между витками пружины. The change in speed from the bounding wall to the depth of the flow depends on the contact surface of the liquid layers. By using a spring that is not rectangular in the cross section (for example, round or triangular with the apex of a triangle to the body wall), the flow velocity in the channel between the body and the spring can be sharply reduced and adjusted by the clearance between the spring coils.
Представленные зависимости носят качественный характер, количественный расчет из-за множества эмпирически связанных параметров (состав пульпы, шероховатость поверхности и т. д. ) в значительной степени осложнен. Однако же его и не требуется производить, так как влияние неучтенных факторов может быть компенсировано регулировкой пружины. The presented dependences are of a qualitative nature, quantitative calculation due to the many empirically related parameters (pulp composition, surface roughness, etc.) is significantly complicated. However, it does not need to be produced, since the influence of unaccounted factors can be compensated by adjusting the spring.
Источники информации
1. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. - М.: Недра, 1983.Sources of information
1. Handbook of ore dressing. The main processes. - M .: Nedra, 1983.
2. Патент РФ 2008974, кл. В 03 В 5/32, 1994. 2. RF patent 2008974, cl. B 03 B 5/32, 1994.
3. Под ред. Чугаева Л.В. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, изд. 2, 1978. 3. Ed. Chugaeva L.V. Metallurgy of precious metals. - M.: Metallurgy, ed. 2, 1978.
4. Плановский А.Н., Рамм В.М., Коган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: ГХИ, изд. 2, 1962. 4. Planovsky A.N., Ramm V.M., Kogan S.Z. Processes and devices of chemical technology. - M .: GHI, ed. 2, 1962.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123374/03A RU2192310C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Device for separation of fine-grained materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123374/03A RU2192310C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Device for separation of fine-grained materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000123374A RU2000123374A (en) | 2002-08-20 |
| RU2192310C2 true RU2192310C2 (en) | 2002-11-10 |
Family
ID=20239914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123374/03A RU2192310C2 (en) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | Device for separation of fine-grained materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2192310C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108745610A (en) * | 2018-07-09 | 2018-11-06 | 贵州布依仁农业科技有限公司 | Oil tea production tea seed and shell separator |
-
2000
- 2000-09-12 RU RU2000123374/03A patent/RU2192310C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛОПАТИН А.Г. Центробежное обогащение руд и песков. - М.: Недра, 1987, с.171-173, рис.III.4а. Краткий политехнический словарь / Под ред. Ю.А. СТЕПАНОВА. - ГИТТЛ, 1955, с.1081. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108745610A (en) * | 2018-07-09 | 2018-11-06 | 贵州布依仁农业科技有限公司 | Oil tea production tea seed and shell separator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6024874A (en) | Hydrocyclone separator | |
| US6596170B2 (en) | Long free vortex cylindrical telescopic separation chamber cyclone apparatus | |
| AU621894B2 (en) | Vortex tube separating device | |
| EP0649347B1 (en) | A cyclone separator | |
| US3516551A (en) | Cyclone separator | |
| NL2027476B1 (en) | Multi-field composite fine particle grading device | |
| CA2832873C (en) | Method and apparatus for particle separation | |
| US7520997B2 (en) | Separation devices, systems and methods for separation of particulates from liquid | |
| RU2192310C2 (en) | Device for separation of fine-grained materials | |
| JP2012143722A (en) | Foreign particle separator and system for clarifying fluid to be treated | |
| US2273271A (en) | Apparatus for removing solids from fluids | |
| US2522556A (en) | Magnetic separator | |
| RU2185247C1 (en) | Magnetic hydroseparator | |
| RU2323783C1 (en) | Centrifugal ore-dressing apparatus | |
| JP2011083702A (en) | Cleaning system for fluid to be treated | |
| US20140326684A1 (en) | Separation devices, systems and methods for separation of particulates from liquid | |
| JP7312449B2 (en) | Separated water discharge device for centrifugal dehydrator | |
| BR202017009444U2 (en) | cylindrical-conical-filter hydrocyclone | |
| CA1291067C (en) | Apparatus for the classification or separation of solid materials | |
| RU2802921C1 (en) | Three-product hydrocyclone | |
| SU969320A1 (en) | Hydrocyclone | |
| KR101132903B1 (en) | Hydrocyclone with multi function | |
| RU2272129C2 (en) | Method and device for well fluid cleaning of large particles | |
| EP0158641A1 (en) | Improved outlet for cyclone separators | |
| RU2690590C1 (en) | Method of centrifugal separation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050913 |