RU2201805C2 - Устройство для обогащения шламов - Google Patents
Устройство для обогащения шламов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201805C2 RU2201805C2 RU2001104545A RU2001104545A RU2201805C2 RU 2201805 C2 RU2201805 C2 RU 2201805C2 RU 2001104545 A RU2001104545 A RU 2001104545A RU 2001104545 A RU2001104545 A RU 2001104545A RU 2201805 C2 RU2201805 C2 RU 2201805C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- radius
- cylinder
- axis
- working body
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнодобывающей и других отраслях промышленности при переработке тонковкрапленных руд цветных, черных, редких и благородных металлов. Устройство для обогащения шламов включает рабочий орган, выполненный в виде двух цилиндров, установленных концентрично и жестко скрепленных между собой, при этом радиус внутреннего цилиндра равен 1/3-1/2 радиуса наружного цилиндра, приводной механизм колебаний рабочего органа вокруг своей оси, загрузочное и разгрузочное приспособления, шибер для разгрузки тяжелой фракции и нож-рассекатель. Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность обогащения шламов в нестационарном центробежном поле. 3 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнодобывающей и других отраслях промышленности при переработке тонковкрапленных руд цветных, черных, редких и благородных металлов.
Известно устройство (центробежно-вибрационный концентратор) по а.с. 957966, содержащее вертикально размещенный ротор-трубу, вибратор, установленный на сливном кольце, загрузочное и разгрузочное приспособления, применение которого для обогащения шламов основано на способе наложения колебаний, заключающемся в том, что рудный материал разделяется по плотности в центробежном поле и подвергается дополнительным вибрационным воздействиям.
Недостатком этого устройства является низкая эффективность разделения рудного материала по плотности. В устройстве при обогащении тонкодисперсных материалов осаждение и накапливание тяжелых зерен в зоне разгрузки под действием вибраций приводит к повышению гидродинамического сопротивления потоку пульпы, в результате чего тяжелые частицы начинают уносится в легкую фракцию. Это приводит к снижению технологических показателей работы устройства и снижению эффективности разделения.
Известно устройство, по а. с. 1427664, включающее загрузочное приспособление, вертикально ориентированную цилиндрическую трубу, совершающую вращательно-реверсивные колебания, и разгрузочный узел. Под действием центробежно-реверсивных и гравитационных сил тонкие частицы в нем концентрируются на внутренней поверхности цилиндрической трубы и выгружаются через соответствующие разгрузочные устройства.
Недостаточно высокая эффективность разделения материала на легкую и тяжелую фракции в данном устройстве связана с тем, что при вращательно-реверсивном колебании вокруг вертикальной оси внутри цилиндрической трубы образуется зона динамического равновесия, в которой радиальная скорость как легких, так и тяжелых частиц, независимо от их массы и размера, имеет близкое значение или равна нулю в районе оси цилиндра. Следовательно, кинетическая энергия частиц, прилегающих к зоне оси вращения, недостаточна для того, чтобы переместить мелкие частицы ценного компонента к стенкам цилиндра, в результате чего часть шламовых рудных минералов снова уходит с пустой породой в отвальный продукт. В то же время крупные частицы минералов вмещающих пород, имея большую скорость осаждения в вертикальной плоскости и значительную инерционную массу на периферии цилиндра, попадают в зону разгрузки обогащенного материала, что в целом снижает эффективность обогащения.
Рудный материал, находящийся в центральной части цилиндрической трубы, на определенном расстоянии от ее оси при минимальном (или нулевом) значении центробежных сил не разделяется по плотности и крупности в течение всего времени обогащения (30-45 с). Тонкие минеральные частицы ценного компонента, находящиеся в зоне оси цилиндра, при работе устройства опускаются в сторону разгрузки минералов пустых пород в центральной части рабочего органа, за счет чего увеличиваются потери ценного компонента и снижаются технологические показатели процесса обогащения. Шламовые частицы ценного компонента, находящегося в осевой части аппарата, со временем могут приблизиться к периферической части рабочего органа, однако, как показывают эксперименты, для этого требуется время, в несколько раз превышающее оптимальное для этой конструкции.
Известно выполнение рабочего органа устройств для обогащения в виде двух цилиндров, установленных концентрично (SU 344891 A, 14.07.1972, B 03 B 5/32, 2c. ) и жестко скрепленных между собой (см. SU 77434 А, 31.01.1950, В 03 В 5/32, 2с.), которые позволяют повысить эффективность обогащения шламов. Однако в этих устройствах эффективность разделения минералов зависит от места расположения внутреннего цилиндра, которое в приведенных изобретениях не обосновано и не определялось.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство по а.с. RU 2021026 C1, 15.10.1994, В 03 В 5/34, содержащее рабочий орган, приводной механизм колебания рабочего органа вокруг своей оси, загрузочное и разгрузочное приспособления. Данное устройство позволяет значительно улучшить процесс разделения минералов, однако недостатки, характерные для предыдущего устройства, остаются.
Причины потерь ценного компонента с отвальным продуктом поясняются на фиг. 1, где показана схема сил, действующих на минеральные частицы при их разделении. Из схемы видно, что в горизонтальном направлении основное влияние на движение минеральных частиц ценного компонента оказывает центробежная сила (FЦ), которая для осуществления процесса обогащения должна превышать значение гравитационной силы (FГ).
Центробежные силы, как известно, определяются по формуле:
Fц = mω2R,
где m - масса частицы;
ω - угловая скорость движения частицы;
R - расстояние от оси вращения.
Fц = mω2R,
где m - масса частицы;
ω - угловая скорость движения частицы;
R - расстояние от оси вращения.
В соответствии с этой формулой интенсивность движения частиц определяется величиной центробежной силы, которая возрастает с увеличением расстояния от оси вращения (радиуса вращения). Наиболее интенсивное движение тяжелых частиц ценного компонента, а соответственно и эффективность их отделения от частиц пустой породы наблюдается в зоне 1. Достигая в этой зоне стенок цилиндра, частицы ценного компонента перемещаются вниз и разгружаются в периферической части цилиндра. По оси вращения значение центробежной силы равно нулю, поэтому все находящиеся там частицы будут перемещаться только вертикально вниз и разгружаться с минералами пустой породы. Частицы ценного компонента, находящиеся на небольшом расстоянии от оси вращения, преимущественно испытывают действие гравитационных сил и также перемещаются вертикально вниз, разгружаясь вместе с пустой породой и увеличивая потери рудных минералов. Поэтому в зоне 2, ограниченной на фиг.1 пунктирной линией, обогащения не происходит. При ее ликвидации снизятся потери ценного компонента, уменьшится расстояние прохождения частиц ценного компонента и за счет этого ускорится процесс разделения минералов.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность обогащения шламов в нестационарном центробежном поле.
Сущность изобретения в том, что устройство для обогащения шламов, включающее рабочий орган, приводной механизм колебания рабочего органа вокруг своей оси, загрузочное и разгрузочное приспособления, отличается тем, что рабочий орган выполнен в виде двух цилиндров, установленных концентрично и жестко скрепленных между собой. Радиус внутреннего цилиндра равен 1/3 - 1/2 радиуса наружного цилиндра.
Сущность изобретения состоит в том, что внутрь рабочего цилиндра встраивается второй цилиндр, соответствующий по диаметру размеру зоны 2 (фиг. 1), в которой обогащение не происходит. Исходный материал поступает в промежуток между внешним и внутренним цилиндрами и таким образом уменьшается расстояние прохождения тяжелыми частицами ценного компонента до периферической части внешнего цилиндра. При этом сокращается и время движения частиц за счет уменьшения толщины разделяемого слоя материала и увеличения значения центробежной силы. Увеличивается эффективность обогащения и сокращаются потери ценного компонента в хвостах.
Эти выводы подтверждают результаты исследования математической модели движения частиц в нестационарном центробежном поле. В табл. 1 показаны результаты расчетов движения минеральных частиц плотностью 6,15 т/м3, крупностью 24 мкм в среде плотностью 2,1 т/м3.
Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что с увеличением расстояния расположения тяжелой минеральной частицы от оси вращения рабочего цилиндра с 5 до 11,75 мм время ее перемещения до стенок цилиндра после начала вращательно-реверсивных колебаний рабочего органа устройства уменьшается с 59,4 до 17,8 с, т.е. процесс разделения частиц ускоряется.
Анализируя материалы таблицы 1, можно видеть, что только при радиусе внутреннего цилиндра, равном 1/3-1/2 радиуса наружного цилиндра (для наружного цилиндра диаметром 54 мм 9,25-11,75 мм), резко возрастает скорость движения тяжелых минеральных частиц (в 1,8-2,2 раза), сокращается время движения тяжелых частиц до стенки цилиндра (в 2,2-3,3 раза) и соответственно за счет этого повышается эффективность разделения тяжелых и легких частиц. В связи с этим радиус внутреннего цилиндра должен быть равным 1/3-1/2 радиуса наружного цилиндра, что входит в качестве отличительного признака в формулу изобретения.
Расчеты модели данного процесса, выполненные на ЭВМ, подтверждают эффективность разделения тяжелых и легких частиц при уменьшении толщины разделяемого слоя исходного материала (фиг.2). Траектории движения частиц размером 24 мкм породных (ρ=2,65 т/м3, кривые 1, 2) и минеральных (ρ=6,15 т/м3, кривые 3, 4) в среде (ρ=2,1 т/м3) для разных стартовых позиций: кривые 1, 3 - R=5 мм, кривые 2, 4 - R=7 мм (ось ординат является одновременно осью вращения цилиндра).
На фиг. 3 изображено устройство, состоящее из рабочего органа в виде загрузочного приспособления 1, металлического крепления 2 для стеклянных цилиндров наружного 3 и внутреннего 4, шибера 5, разгрузочного механизма для концентрата 6, ножа-рассекателя 7, переходника 8, контейнера для пустой породы 9. Рабочие цилиндры соединены между собой и работают как единое целое, осуществляя колебания вокруг своей оси. Радиус внутреннего цилиндра равен 1/3-1/2 радиуса наружного цилиндра.
Устройство работает следующим образом. Исходный материал, содержащий тонкодисперсные тяжелые минеральные частицы, загружается во внутреннюю полость рабочего органа, который совершает вращательно-реверсивные колебания вокруг своей оси. Размеры наружного цилиндра: диаметр 54 мм, высота 400 мм. Размеры внутреннего цилиндра: диаметр 25 мм, высота 400 мм. В процессе работы устройства тяжелые частицы движутся к внутренней стенке наружного цилиндра и одновременно перемещаются к нижней ее части, разгружаясь через механизм вывода этого продукта. Частицы пустых пород перемещаются на меньшие расстояния и остаются в зоне разделения между внутренним и наружным цилиндрами. Вертикальное движение этого материала под действием гравитационных сил приводит к его разгрузке в отдельный приемник для хвостов в нижней части устройства. Частота колебаний рабочего органа 8 кол./с, амплитуда колебаний 13 мм.
Эксперименты выполнены на танталито-колумбитовых рудах с крупностью рудных минералов менее 30 мкм. Вмещающие породы представлены песчаниками. Результаты обогащения при разовом прохождении руды через устройство приведены в табл.2.
Экспериментальные данные подтверждают большую эффективность обогащения при разделении исходного материала на тонкие слои и исключении из зоны разделения центральной части наружного цилиндра.
Claims (1)
- Устройство для обогащения шламов, включающее рабочий орган, приводной механизм колебаний рабочего органа вокруг своей оси, загрузочное и разгрузочное приспособления, шибер для разгрузки тяжелых частиц и нож-рассекатель, отличающееся тем, что рабочий орган выполнен в виде двух цилиндров, установленных концентрично и жестко скрепленных между собой, при этом радиус внутреннего цилиндра равен 1/3-1/2 радиуса наружного цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104545A RU2201805C2 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Устройство для обогащения шламов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001104545A RU2201805C2 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Устройство для обогащения шламов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001104545A RU2001104545A (ru) | 2003-04-10 |
RU2201805C2 true RU2201805C2 (ru) | 2003-04-10 |
Family
ID=20246170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104545A RU2201805C2 (ru) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | Устройство для обогащения шламов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2201805C2 (ru) |
-
2001
- 2001-02-19 RU RU2001104545A patent/RU2201805C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5947299A (en) | Hydraulic reactor and classifier for solid particles with ultrasonic application | |
WO2020164241A1 (zh) | 一种粗煤泥重力分选设备与方法 | |
CN205731673U (zh) | 一种多产品旋流器 | |
CN106925436A (zh) | 一种尖缩型离心选矿设备 | |
CN102091669B (zh) | 同时利用重力、离心力和振动力的选矿设备和选矿方法 | |
RU2201805C2 (ru) | Устройство для обогащения шламов | |
JP2001212476A (ja) | 使用済み黒鉛含有耐火レンガから有価物を回収する方法 | |
US3062458A (en) | Ore upgrader | |
AU625905B2 (en) | Centrifugal flotation apparatus and method | |
RU2238149C2 (ru) | Центробежный сепаратор с отсадкой | |
US2422203A (en) | Specific gravity separation of solids in liquid suspension | |
US4109874A (en) | Apparatus for mineral processing | |
RU2021026C1 (ru) | Способ обогащения шламов и устройство для его осуществления | |
US8317033B2 (en) | Method and device for concentrating substances in solid particle state | |
Chen et al. | Performance of a full-scale continuous centrifugal concentrator in reconcentrating fine hematite from tailings | |
US3537581A (en) | Apparatus and method for separating solid particles | |
RU58388U1 (ru) | Центробежно-вибрационный концентратор | |
CN87107743A (zh) | 高频振动螺旋溜槽选矿机 | |
RU2066565C1 (ru) | Сепаратор центробежно-вибрационный | |
RU2144429C1 (ru) | Способ обогащения сульфидных медно-никелевых руд, содержащих собственные минералы платиновых металлов и магнетит | |
US2302870A (en) | Method and apparatus for separating desired materials from particulate aggregates | |
RU2028830C1 (ru) | Магнитный дешламатор | |
RU2220772C1 (ru) | Центробежно-вибрационный концентратор | |
RU2511310C1 (ru) | Способ гравитационного обогащения и устройство для его осуществления | |
US3504792A (en) | Lift-type induced roll magnetic separator and separation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110220 |