RU221065U1

RU221065U1 - Centrifugal concentrator

Info

Publication number: RU221065U1
Application number: RU2023112980U
Authority: RU
Inventors: Никита Валерьевич Киселев; Владислав Вадимович Пелих; Андрей Александрович Макаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Сервис ТехноПром" (ООО "СТП")
Filing date: 2023-05-19
Publication date: 2023-10-17

Abstract

Полезная модель относится к технике гравитационного обогащения полезных ископаемых, для извлечения благородных металлов и других тяжелых ценных минералов. Центробежный концентратор содержит концентрационный конус с кольцевыми выемками рифлей и отверстиями, располагающийся внутри корпуса ротора, имеющего открытую часть со стационарной питающей трубой с впускным отверстием и основание, на котором жестко закреплен распределитель питания, приводной вал, соединенный ременной передачей с двигателем для обеспечения вращения концентрационного конуса, водяную рубашку, расположенную между концентрационным конусом и корпусом ротора, желоба сбора легкой фракции и выхода концентрата, жестко соединенные с корпусом ротора, силовую раму-обвязку с виброопорами, жестко соединенную со стенкой корпуса ротора. Шейки вала, предназначенные для установки в подшипники, лишены степеней подвижности, что позволяет валу в этих местах осуществлять только вращательное движение, а силовая рама-обвязка жестко закреплена на нижних опорах к фундаменту и выполнена из конструкционной низколегированной кремнемарганцовистой стали, при этом виброопоры силовой рамы-обвязки содержат внешний стальной стакан и внутренний стержень, выполненный из полиуретановой композиции, позволяющей выдерживать приложенные нагрузки корпуса с минимальным значением коэффициента запаса прочности, равным 5,2 при работе конуса с максимальным центробежным ускорением, причем нижняя часть концентрационного конуса состоит из футерованной резиной изнашиваемой части, а верхняя часть конуса состоит из износостойких полиуретановых колец, отлитых на оболочку из нержавеющей стали. The utility model relates to the technique of gravitational mineral processing for the extraction of precious metals and other heavy valuable minerals. The centrifugal concentrator contains a concentration cone with annular grooves and holes, located inside the rotor housing, which has an open part with a stationary supply pipe with an inlet and a base on which a power distributor is rigidly fixed, a drive shaft connected by a belt drive to the engine to ensure rotation of the concentration cone , a water jacket located between the concentration cone and the rotor body, chutes for collecting the light fraction and concentrate outlet, rigidly connected to the rotor body, a power frame with vibration supports, rigidly connected to the wall of the rotor body. The shaft necks, intended for installation in bearings, are devoid of degrees of mobility, which allows the shaft in these places to carry out only rotational movement, and the power frame frame is rigidly fixed on the lower supports to the foundation and is made of structural low-alloy silicon-manganese steel, while the vibration supports of the power frame are the trims contain an external steel cup and an internal rod made of a polyurethane composition that allows them to withstand the applied loads of the body with a minimum safety factor of 5.2 when the cone operates with maximum centrifugal acceleration, and the lower part of the concentration cone consists of a rubber-lined wearing part, and the top of the cone consists of wear-resistant polyurethane rings molded onto a stainless steel shell.

Description

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, а именно области обогащения полезных ископаемых, и может быть использована для разделения минеральных частиц по плотности, в частности для переработки руд и песков, содержащих тяжелые мелкозернистые минералы, в том числе золото и другие металлы.The utility model relates to the mining industry, namely the field of mineral processing, and can be used to separate mineral particles by density, in particular for the processing of ores and sands containing heavy fine-grained minerals, including gold and other metals.

Полезная модель может с успехом применяться для создания центробежных концентраторов, применяемых в обогащении полезных ископаемых для разделения минералов на тяжелые и легкие фракции, в том числе для обогащения руд благородных металлов.The utility model can be successfully used to create centrifugal concentrators used in the beneficiation of minerals to separate minerals into heavy and light fractions, including the beneficiation of precious metal ores.

Известен «Концентратор разведочный центробежный» RU 202258 содержащий чашу с кольцевыми нарифлениями на внутренней поверхности, механизм привода вращения чаши вокруг вертикальной оси, вертикальный вал, эксцентриковый вибратор чаши, корпус, загрузочное и разгрузочное приспособления, вертикальный вал снабжен лепестковой муфтой для передачи вращения чаше от электродвигателя.Known is the “Exploration Centrifugal Concentrator” RU 202258 containing a bowl with annular grooves on the inner surface, a drive mechanism for bowl rotation around a vertical axis, a vertical shaft, an eccentric bowl vibrator, a housing, loading and unloading devices, a vertical shaft equipped with a petal clutch to transmit rotation to the bowl from an electric motor .

Известен «Центробежно-сегрегационный концентратор» RU 2529350, имеющий корпус, состоящий из конической части, приспособления для разрыхления материала, приспособления для тангенциального подвода воды через отверстия, приспособления для загрузки обогащаемого материала и разгрузки продуктов разделения, в котором установлены концентрирующие кольца с щелевидными отверстиями, прилегающие к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса, между которыми расположено приспособление для разрыхления пристенного слоя материала, и конической части, которая присоединена к цилиндрической части корпуса.The “Centrifugal-segregation concentrator” RU 2529350 is known, having a housing consisting of a conical part, a device for loosening the material, a device for tangential supply of water through holes, a device for loading the enriched material and unloading separation products, in which concentrating rings with slot-shaped holes are installed, adjacent to the inner surface of the cylindrical part of the body, between which there is a device for loosening the wall layer of material, and a conical part, which is attached to the cylindrical part of the body.

Известно изобретение «Центробежный концентратор» RU 276348, имеющее установленный с возможностью вращения полый ротор, связанный с размещенной в его полости центрифугирующей чашей, включающей кольцевые нарифления-углубления с отверстиями для инжекции промывочной воды, поступающей через полый вал ротора и полость между стенками ротора и центрифугирующей чаши, устройство для загрузки обогащаемого материала в центрифугирующую чашу, устройство для подачи промывочной воды и устройство удаления тяжелой фракции.The invention “Centrifugal concentrator” RU 276348 is known, having a hollow rotor installed with the possibility of rotation, connected to a centrifuging bowl placed in its cavity, including annular grooves-recesses with holes for injection of washing water entering through the hollow rotor shaft and the cavity between the walls of the rotor and the centrifuging bowls, a device for loading the enriched material into a centrifuging bowl, a device for supplying wash water and a device for removing the heavy fraction.

Известен «Вертикальный центробежный концентратор» CN106824514, состоящий из экрана с отверстиями, двигателя, пескоразделительной пластины, заливного отверстия, кожуха, основания, опорных стоек и опор. Фильтрующий экран снабжен фильтрующими отверстиями. Фильтрующие отверстия равномерно распределены в фильтрующем сите. Фильтрующий экран крепится через соединительную рамку.The well-known “Vertical centrifugal concentrator” CN106824514, consisting of a screen with holes, a motor, a sand separating plate, a filler hole, a casing, a base, support posts and supports. The filter screen is equipped with filter holes. The filter holes are evenly distributed in the filter sieve. The filter screen is attached through the connecting frame.

Известно изобретение «Центробежный сепаратор» CN212018221, содержит корпус цилиндра, внутренний контейнер (конус), выпускное отверстие для концентрата, основание, выходное отверстие для хвостов, приводное устройство, главный двигатель и фильтр, при этом как внутренний контейнер, так и приводное устройство расположены в корпусе цилиндра, корпус цилиндра, фильтр и главный двигатель расположены на основании, отверстие для выгрузки концентрата соединено с дном внутреннего контейнера, отверстие для выгрузки хвостов соединено с корпусом цилиндра, а главный двигатель соединен с приводное устройство.The invention “Centrifugal separator” CN212018221 is known, contains a cylinder body, an internal container (cone), an outlet for concentrate, a base, an outlet for tailings, a drive device, a main motor and a filter, with both the inner container and the drive device located in cylinder body, the cylinder body, filter and main motor are located on the base, the concentrate discharge port is connected to the bottom of the inner container, the tailings discharge port is connected to the cylinder body, and the main motor is connected to the driving device.

Известен «Улучшенный центробежный концентратор» WO2022170383, содержащий чашу со стенкой в форме усеченного конуса; входное отверстие для шлама; и корзину, содержащую ряд желобков; при этом корзина может перемещаться между первой конфигурацией и второй конфигурацией. В первой конфигурации канавки прилегают к стене; во второй конфигурации канавки смещены от стенки.The “Improved centrifugal concentrator” WO2022170383 is known, containing a bowl with a wall in the shape of a truncated cone; sludge inlet; and a basket containing a series of grooves; wherein the basket can be moved between the first configuration and the second configuration. In the first configuration, the grooves are flush against the wall; in the second configuration, the grooves are offset from the wall.

Известно изобретение «Центробежный сепаратор с конической чашей и распределенными вокруг оси углублениями» AU1996057565 включает в себя конус с плоским основанием и коническую периферийную стенку, выступающую вверх от основания. Рубашка, окружающая чашу, позволяет нагнетать воду из камеры между чашей и рубашкой через отверстия в периферийной стенке в чашу для псевдоожижения материалов внутри чаши.The known invention “Centrifugal separator with a conical bowl and recesses distributed around an axis” AU1996057565 includes a cone with a flat base and a conical peripheral wall protruding upward from the base. The jacket surrounding the bowl allows water from the chamber between the bowl and the jacket to be forced through holes in the peripheral wall into the bowl to fluidize the materials within the bowl.

Перечисленные выше центробежные концентраторы имеют недостатки, такие как низкая эффективность производства, высокая трудоемкость изготовления, высокие затраты на техническое обслуживание.The above centrifugal concentrators have disadvantages such as low production efficiency, high manufacturing labor intensity, high maintenance costs.

Также одним недостатком технологии с использованием множества разнесенных в осевом направлении колец является высокая потребность в нагнетании воды в чашу через отверстия для псевдоожижения. Требование большого количества воды имеет недостаток, заключающийся в том, что вода должна быть дальнейшем отделена от шлама, выходящего из горловины чаши, а также ограничивает или препятствует использованию технологии, когда требуемое количество воды недоступно. Это также требует определенной конфигурации и расположения отверстий, предотвращающих их засорение.Also, one disadvantage of the technology using multiple axially spaced rings is the high requirement for pumping water into the bowl through the fluidization holes. Requiring large amounts of water has the disadvantage that the water must be further separated from the slurry exiting the bowl mouth and also limits or prevents the use of the technology when the required amount of water is not available. It also requires a specific configuration and placement of the holes to prevent clogging.

В патентах US4608040, US4776833, US 5222933 и US5338284 раскрыт ряд различных конструкций центробежного концентратора, включающего вращающуюся чашу, имеющую периферийную стенку в основном в форме усеченного конуса, на которой имеется множество аксиально разнесенных кольцевых выемок. Разделяемый дисперсный материал подается в виде суспензии через подающий канал к месту на основании или рядом с основанием чаши, так что исходные материалы проходят над периферийной стенкой, при этом более тяжелые дисперсные материалы собираются в кольцевых выемках, а более легкие сыпучие материалы улетучиваются из миски через открытую часть конуса.US4608040, US4776833, US5222933 and US5338284 disclose a number of different centrifugal concentrator designs comprising a rotating bowl having a generally frustoconical peripheral wall containing a plurality of axially spaced annular recesses. The particulate material to be separated is fed in suspension through a feed channel to a location at or near the base of the bowl so that the feed materials pass over the peripheral wall, with heavier particulate materials collecting in the annular recesses and lighter particulate materials escaping from the bowl through the open part of a cone.

Особенностью данного типа машин является необходимость подачи дополнительной воды для обеспечения псевдоожижающего действия в углублениях. В некоторых случаях необходимо обеспечивать уменьшение количества псевдоожижающей воды, необходимой для работы машины.A feature of this type of machine is the need to supply additional water to ensure a fluidizing effect in the recesses. In some cases it is necessary to reduce the amount of fluidizing water required to operate the machine.

В патенте US5586965 раскрывается изобретение, в котором количество кольцевых выемок (рифлей) уменьшено и предусмотрен входной участок чаши в форме усеченного конуса, который свободен от псевдоожиженных выемок, так что загружаемый материал откладывается на входную секцию и перетекает через эту входную секцию до достижения первой кольцевой выемки.US5586965 discloses an invention in which the number of annular grooves is reduced and a frusto-conical bowl inlet portion is provided that is free of fluidized grooves so that the feed material is deposited onto the inlet section and flows through the inlet section until reaching the first annular groove .

Во всех данных случаях псевдоожиженные углубления образуются путем просверливания отверстий в основании углубления способом, раскрытым в патентах США.In all of these cases, fluidized recesses are formed by drilling holes in the base of the recess in the manner disclosed in US patents.

Наличие новой совокупности существенных отличительных от прототипа признаков в заявляемом центробежном концентраторе позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого полезной модели критерию «новизна».The presence of a new set of significant features that differ from the prototype in the claimed centrifugal concentrator allows us to conclude that the claimed utility model meets the “novelty” criterion.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Центробежный сепаратор с улучшенным потоком и система, содержащая такой центробежный сепаратор» WO2021094386, содержащий центрифужный конус с выемками, корпус, двигатель, кольцевую полость между корпусом и конусом центрифуги. Кольцевая полость сообщается кольцевыми выемками на внутренней поверхности барабана центрифуги посредством ряда перфораций в стенке конуса центрифуги. Кольцевая полость имеет впускное отверстие для жидкости для подачи жидкости в кольцевую полость. Кольцевая полость имеет совокупную площадь поперечного сечения потока на двух различных высотах в кольцевой полости, которая отличается, по меньшей мере, в 10 раз. The closest to the claimed technical solution is “Centrifugal separator with improved flow and a system containing such a centrifugal separator” WO2021094386, containing a centrifugal cone with recesses, a housing, a motor, an annular cavity between the housing and the centrifuge cone. The annular cavity is connected by annular recesses on the inner surface of the centrifuge drum through a series of perforations in the wall of the centrifuge cone. The annular cavity has a liquid inlet for supplying liquid to the annular cavity. The annular cavity has a combined flow cross-sectional area at two different heights in the annular cavity that differs by at least a factor of 10.

Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности сепарации минеральных частиц по плотности, а именно повышении производительности в извлечении свободных целевых частиц тяжелых металлов за счет использования центробежного ускорения при работе концентрационного конуса до 120 G, снижении расхода технологической воды, а также повышении прочностных характеристик конструкции и его надежности. The technical result of the utility model is to increase the efficiency of separation of mineral particles by density, namely to increase productivity in the extraction of free target particles of heavy metals through the use of centrifugal acceleration when operating a concentration cone up to 120 G, reducing process water consumption, as well as increasing the strength characteristics of the structure and its reliability.

Технический результат достигается тем, что центробежный концентратор содержит концентрационный конус с кольцевыми выемками рифлей и отверстиями, располагающийся внутри корпуса ротора, имеющего открытую часть со стационарной питающей трубой с впускным отверстием и основание на котором жестко закреплен распределитель питания, приводной вал, соединенный ременной передачей с двигателем для обеспечения вращения концентрационного конуса, водяную рубашку, расположенную между концентрационным конусом и корпусом ротора, желоба сбора легкой фракции и выхода концентрата, жестко соединенные с корпусом ротора, силовую раму-обвязку с виброопорами, жестко соединенную со стенкой корпуса ротора. Согласно заявленной полезной модели шейки вала, предназначенные для установки в подшипники лишены степеней подвижности, что позволяет валу в этих местах осуществлять только вращательное движение, а силовая рама-обвязка жестко закреплена на нижних опорах к фундаменту и выполнена из конструкционной низколегированной кремнемарганцовистой стали, при этом виброопоры силовой рамы-обвязки содержат внешний стальной стакан и внутренний стержень, выполненный из полиуретановой композиции, позволяющей выдерживать приложенные нагрузки корпуса с минимальным значением коэффициента запаса прочности равным 5,2 при работе конуса с максимальным центробежным ускорением, причем нижняя часть концентрационного конуса состоит из футерованной резиной изнашиваемой части, а верхняя часть конуса состоит из износостойких полиуретановых колец, отлитых на оболочку из нержавеющей стали.The technical result is achieved by the fact that the centrifugal concentrator contains a concentration cone with annular recesses, grooves and holes, located inside the rotor housing, which has an open part with a stationary supply pipe with an inlet and a base on which a power distributor and a drive shaft connected by a belt drive to the engine are rigidly fixed. to ensure rotation of the concentration cone, a water jacket located between the concentration cone and the rotor body, chutes for collecting the light fraction and concentrate outlet, rigidly connected to the rotor body, a power frame with vibration supports, rigidly connected to the wall of the rotor body. According to the declared utility model, the shaft journals intended for installation in bearings are deprived of degrees of freedom, which allows the shaft in these places to carry out only rotational movement, and the power frame-frame is rigidly fixed on the lower supports to the foundation and is made of structural low-alloy silicon-manganese steel, with vibration supports The load-bearing frame-frame contains an external steel cup and an internal rod made of a polyurethane composition, which allows it to withstand the applied loads of the body with a minimum safety factor of 5.2 when the cone operates with maximum centrifugal acceleration, and the lower part of the concentration cone consists of a wear-resistant rubber lined parts, and the top of the cone consists of wear-resistant polyurethane rings molded onto a stainless steel shell.

Технический результат – повышение эффективности сепарации минеральных частиц по плотности за счет использования перегрузок при работе концентрационного конуса до 120 G, повышении надежности и снижении расхода технологической воды, достигаемых за счет конструкции и материала исполнения приводного вала центробежного концентратора, силовой рамы-обвязки, выполненной из конструкционной низколегированной кремнемарганцовистой стали и имеющей виброопоры с внутренним стержнем из полиуретановой композиции, концентрационного конуса и водяной рубашки, позволяющим распределять флюидизационную жидкость со скоростями и давлением потока пропорционально удалению рифлей концентрационного конуса от центра его оси.The technical result is increasing the efficiency of separation of mineral particles by density due to the use of overloads during operation of the concentration cone up to 120 G, increasing reliability and reducing process water consumption, achieved due to the design and material of the centrifugal concentrator drive shaft, the power frame-frame made of structural low-alloy silicon-manganese steel and having vibration supports with an internal rod made of a polyurethane composition, a concentration cone and a water jacket, which allows the fluidization liquid to be distributed at flow rates and pressures proportional to the distance of the concentration cone riffles from the center of its axis.

Данное изобретение имеет достаточно высокую эффективность разделения тяжелых и легких минералов, однако обладает сложной конструкцией распределения флюидизационной жидкости в кольцевой полости, требующей также затрат на обслуживание. This invention has a fairly high efficiency in separating heavy and light minerals, however, it has a complex design for distributing the fluidization liquid in the annular cavity, which also requires maintenance costs.

Задача настоящего изобретения является повышение извлечения ценных тяжелых минералов, и повышение качества концентрата, оптимизация расхода флюидизационной воды в создаваемом усовершенствованном центробежном концентраторе, отличающегося простотой конструкции и легкостью обслуживания, в котором надежность конструкции и работа системы значительно улучшены.The objective of the present invention is to increase the recovery of valuable heavy minerals, and improve the quality of the concentrate, optimizing the flow of fluidization water in the created improved centrifugal concentrator, characterized by simplicity of design and ease of maintenance, in which the reliability of the design and operation of the system are significantly improved.

На фиг. 1 изображен центробежный концентратор, вид спереди в разрезе. In fig. Figure 1 shows a centrifugal concentrator, front cross-sectional view.

На фиг. 2 изображен концентрационный конус со стационарной питающей трубой и приводным валом, вид спереди в разрезе. In fig. Figure 2 shows a concentration cone with a stationary supply pipe and a drive shaft, front cross-sectional view.

На фиг.3 изображен приводной вал, стрелками указана схема нагружения вала. Figure 3 shows the drive shaft; arrows indicate the shaft loading diagram.

На фиг. 4 изображена силовая рама-обвязка с указанной схемой нагружения, местом закрепления нижних опор рамы-обвязки (а) и точечной нагрузкой на упорах рамы-обвязки (б, место установки виброопор).In fig. Figure 4 shows the power frame frame with the indicated loading pattern, the place of fastening the lower supports of the frame frame (a) and the point load on the supports of the frame frame (b, installation location of the vibration supports).

На фиг. 5 представлены распределения скорости и давления, создаваемого потоком жидкости, проходимым через канал-отверстие в стенке концентрационного конуса.In fig. Figure 5 shows the distributions of speed and pressure created by the liquid flow passing through the channel-hole in the wall of the concentration cone.

На фиг. 6 – представлены распределения скорости и давления, создаваемое потоком жидкости, на каждом ребре концентрационного конуса.In fig. 6 – the distributions of speed and pressure created by the liquid flow on each edge of the concentration cone are presented.

На фиг. 7 представлено совместное движение частиц с потоком жидкости в центробежном концентраторе.In fig. Figure 7 shows the combined movement of particles with the fluid flow in a centrifugal concentrator.

На фиг. 8 представлено вымывание мелких частиц потоком воды из рифлей концентрационного конуса центробежного концентратора.In fig. Figure 8 shows the washing out of small particles by a stream of water from the riffles of the concentration cone of a centrifugal concentrator.

Центробежный концентратор имеет концентрационный конус 1 с множеством кольцевых выемок рифлей 2 с отверстиями для флюидизационной воды, корпус ротора 3, впускное отверстие стационарной питающей трубы 4, водяная рубашка 5 образована между концентрационным конусом 1 и корпусом ротора 3 центробежного концентратора водяная рубашка 5 сообщается по текучей среде с множеством кольцевых рифлей на внутренней поверхности ротора центробежного сепаратора посредством ряда флюидизационных отверстий в периферийной стенке 7 конуса центробежного концентратора, водяная рубашка имеет впускное отверстие для подачи в нее воды; двигатель 8 приводящий в движение приводной вал 10 центробежного концентратора; выпускное отверстие 11 для концентрата, основание чаши ротора 3 с распределителем питания 12; открытую часть чаши 13, желоб сбора легкой фракции 14; желоб выхода концентрата 15, стенка корпуса 16, силовая рама-обвязка 17 с виброопорами 18, содержащими внутренние стержни из полиуретановой композиции. The centrifugal concentrator has a concentration cone 1 with a plurality of annular recesses, grooves 2 with holes for fluidization water, a rotor housing 3, an inlet of a stationary supply pipe 4, a water jacket 5 is formed between the concentration cone 1 and the rotor housing 3 of the centrifugal concentrator; the water jacket 5 is connected by fluid. with a plurality of annular grooves on the inner surface of the centrifugal separator rotor through a series of fluidization holes in the peripheral wall 7 of the centrifugal concentrator cone, the water jacket has an inlet for supplying water into it; motor 8 driving the drive shaft 10 of the centrifugal concentrator; outlet 11 for concentrate, base of rotor bowl 3 with power distributor 12; open part of the bowl 13, light fraction collection chute 14; concentrate outlet chute 15, housing wall 16, power frame 17 with vibration supports 18 containing internal rods made of a polyurethane composition.

Центробежный сепаратор содержит концентрационную чашу, имеющую основание, периферийную стенку концентрационного конуса, стоящую вверх от основания к открытой части чаши. Концентрационная чаша прикреплена к приводному валу, который позволяет концентрационной чаше вращаться вокруг центральной оси. В показанном конкретном варианте осуществления приводной вал поддерживается подшипниками. Двигатель приводит в движение приводной вал через шкивы с ремнем. Двигатель и подшипники установлены на опорной раме-обвязке. The centrifugal separator contains a concentration bowl having a base, a peripheral wall of the concentration cone, standing upward from the base to the open part of the bowl. The concentration bowl is attached to a drive shaft, which allows the concentration bowl to rotate around a central axis. In the specific embodiment shown, the drive shaft is supported by bearings. The engine drives the drive shaft through pulleys with a belt. The engine and bearings are mounted on a support frame.

Стационарная труба питания проходит через открытую часть чаши и выполнена с возможностью обеспечения питания в виде смеси тяжелых и легких твердых частиц в водной суспензии. Выход водной суспензии через подающую стационарную трубу питания расположен над основанием. Питание подается вдоль центральной оси центробежного концентратора на распределитель питания у основания. Затем питание отклоняется радиально относительно центральной оси. Далее питание перемещается на периферийную стенку, где более тяжелые частицы направляются в выемки рифлей конуса центробежного сепаратора, в то время как более легкие частицы в сырье проходят над рифлями конуса к открытой части чаши для слива. Материал, выходящий из открытой части чаши, собирается и отводится желобом. Внутренняя поверхность периферийной стенки концентрационного конуса центробежного концентратора изготавливается путем формования материала вкладыша на металлический каркас. Нижняя часть концентрационного конуса состоит из футерованной резиной изнашиваемой части, в которой на пульпу начинает действовать центробежная сила, на которой и основывается принцип обогащения. Верхняя часть конуса состоит из износостойких полиуретановых колец, отлитых на оболочку из нержавеющей стали.A stationary feed pipe extends through the open portion of the bowl and is configured to provide feed in the form of a mixture of heavy and light solids in an aqueous suspension. The outlet of the aqueous suspension through the stationary supply pipe is located above the base. Power is supplied along the central axis of the centrifugal concentrator to a power distributor at the base. The feed is then deflected radially around the central axis. The feed then moves to the peripheral wall, where heavier particles are directed into the grooves of the centrifugal separator cone, while lighter particles in the feed pass over the cone grooves to the open part of the drain bowl. The material coming out of the open part of the bowl is collected and discharged by a chute. The inner surface of the peripheral wall of the concentration cone of a centrifugal concentrator is made by molding the liner material onto a metal frame. The lower part of the concentration cone consists of a wear part lined with rubber, in which centrifugal force begins to act on the pulp, on which the principle of enrichment is based. The top of the cone consists of wear-resistant polyurethane rings molded onto a stainless steel shell.

Кольцевые выемки рифлей разнесены в осевом направлении вдоль внутренней поверхности периферийной стенки концентрационного конуса. Периферийная стенка имеет форму усеченного конуса, поэтому диаметр кольцевых выемок рифлей увеличивается от первой выемки в основании до последней выемки в открытой части чаши. The annular recesses of the riffles are spaced in the axial direction along the inner surface of the peripheral wall of the concentration cone. The peripheral wall has the shape of a truncated cone, so the diameter of the annular recesses of the riffles increases from the first recess in the base to the last recess in the open part of the bowl.

Корпус (чаша) ротора имеет стенку корпуса и основание. Основание соединено с основанием, а корпус стенка корпуса соединяется со стенкой концентрационного конуса рядом с открытой частью чаши. Стенка концентрационного конуса и корпус ротора образуют водяную рубашку. Отверстия соединяют водяную рубашку с основанием кольцевых выемок рифлей. Водяная рубашка имеет впускное отверстие для жидкости (не показано), предназначенное для подачи жидкости под давлением в нее. Жидкость подается по каналу через вал. Текучей средой является вода. Жидкость распределяется в водяной рубашке и протекает через отверстия в стенке концентрационного конуса в кольцевые выемки рифлей. Стенка концентрационного конуса имеет множество небольших отверстий. Отверстия могут содержать перфорации различного количества и размеров. Текучая среда под давлением псевдоожижает материал, собранный в кольцевой выемке рифли, в результате чего в них образуется псевдоожиженный слой. Действие псевдоожиженного слоя заключается в отделении более тяжелого материала, который имеет тенденцию собираться в углублениях, от более легкого материала, который имеет тенденцию вымываться из углублений и поступает из открытой части чаши в сборный желоб. The rotor housing (bowl) has a housing wall and a base. The base is connected to the base, and the housing wall is connected to the wall of the concentration cone next to the open part of the bowl. The wall of the concentration cone and the rotor housing form a water jacket. The holes connect the water jacket to the base of the annular recesses of the riffles. The water jacket has a fluid inlet (not shown) designed to force fluid under pressure into it. The liquid is supplied through a channel through the shaft. The fluid medium is water. The liquid is distributed in the water jacket and flows through the holes in the wall of the concentration cone into the annular recesses of the riffles. The wall of the concentration cone has many small holes. The holes may contain perforations of varying numbers and sizes. The pressurized fluid fluidizes the material collected in the annular recess of the grooves, resulting in the formation of a fluidized bed. The action of the fluidized bed is to separate the heavier material, which tends to collect in the recesses, from the lighter material, which tends to wash out of the recesses and flows from the open part of the bowl into a collection trough.

Оптимальная флюидизация (псевдоожижение) достигается при балансе потока, проходящего через концентрационную постель, и центробежной силы, действующей на пульпу (фиг. 5, 6). Это дает возможность мелким частицам тяжелых минералов проникать внутрь флюидизационной постели, вытесняя более легкие частицы пустой породы. Optimal fluidization (fluidization) is achieved with a balance between the flow passing through the concentration bed and the centrifugal force acting on the pulp (Fig. 5, 6). This allows small particles of heavy minerals to penetrate into the fluidization bed, displacing lighter particles of waste rock.

Продолжительность цикла обогащения руд коренных месторождений находится в пределах от 0,5 до 4 часов, для переработки россыпей продолжительность цикла обогащения – в интервале от 4 до 12 часов. После цикла обогащения начинается цикл смыва (съемки) концентрата.The duration of the enrichment cycle for ores of primary deposits ranges from 0.5 to 4 hours; for the processing of placers, the duration of the enrichment cycle ranges from 4 to 12 hours. After the enrichment cycle, the concentrate flushing (removal) cycle begins.

Когда начинается цикл смыва, ротор полностью останавливается, клапан флюидизационной воды открывается на несколько секунд. Открытие клапана воды при неподвижном роторе позволяет воде вымыть весь накопленный концентрат из рифлей концентрационного конуса. Концентрат выходит из концентрационного конуса и направляется в желоб для выхода концентрата. When the flush cycle begins, the rotor stops completely and the fluidization water valve opens for a few seconds. Opening the water valve while the rotor is stationary allows water to flush out all accumulated concentrate from the riffles of the concentration cone. The concentrate exits the concentration cone and is directed into the concentrate outlet chute.

На первой стадии обогащения, содержание золота в концентрате позволяет получить значения в интервале от 3000 до 30000 г/т. Центробежный концентратор позволяет получить максимально возможное сокращение материала свыше 10000/1 на начальных стадиях обогащения.At the first stage of enrichment, the gold content in the concentrate allows obtaining values in the range from 3000 to 30000 g/t. The centrifugal concentrator allows you to obtain the maximum possible reduction of material over 10000/1 at the initial stages of enrichment.

Центробежный концентратор характеризуется параметрами:The centrifugal concentrator is characterized by the following parameters:

ПараметрParameter Единицы измеренияUnits ЗначениеMeaning Производительность по пульпеPulp capacity м³/чm ³ / h 180-600180-600 Производительность по твердому веществу в питанииFeed solids capacity т/чt/h 67,5-44067.5-440 Допустимая плотность твердого к жидкому доPermissible density of solid to liquid up to %% 7575 Максимальный размер твердого вещества в питанииMaximum solid size in food ммmm 66 Скорость вращения ротора доRotor speed up to об/минrpm 400400 Достигаемое центростремительное ускорениеAchievable centripetal acceleration GG 120120 Расход флюидизационной водыFluidization water consumption м³/чm ³ / h 12,5-6712.5-67 Объем гравиконцентрата, получаемого за один циклVolume of gravity concentrate obtained per cycle лl 10,5-2210.5-22 Электрическая мощностьElectric power кВтkW 30-7530-75 Высота концентратора, без платформы обслуживания и системы байпасаHub height, without service platform and bypass system ммmm 1734-31241734-3124 Длина концентратора, без платформы обслуживания и системы байпасаHub length, without service platform and bypass system ммmm 1508-29351508-2935 Ширина концентратора, без платформы обслуживания и системы байпаса.Hub width, without service platform and bypass system. ммmm 1508-29351508-2935 Высота опорной рамыSupport frame height ммmm 1131-20981131-2098 Диаметр желоба хвостовTailings chute diameter ммmm 1195-23911195-2391 Высота желоба хвостовTailings chute height ммmm 1043-18521043-1852 Диаметр желоба концентратаConcentrate trough diameter ммmm 628-1170628-1170 Высота желоба концентратаConcentrate chute height ммmm 480-848480-848 Внутренний диаметр концентрационного конуса в верхней точкеInner diameter of the concentration cone at the top point ммmm 611-1257611-1257 Внутренний диаметр концентрационного конуса в нижней точкеInner diameter of the concentration cone at the lowest point ммmm 475-1044475-1044 Высота концентрационного конусаConcentration cone height ммmm 398-602398-602 Длина вала ротора с многопортовым узломRotor shaft length with multiport assembly ммmm 603-1120603-1120 Диаметр многопортового узлаMultiport Node Diameter ммmm 252-447252-447 Проходное отверстие вала ротора для подвода флюидизационной водыRotor shaft through hole for supplying fluidization water ммmm 49-8349-83

Для установления распределения нагрузок и моментов и последующей проверки надёжности заложенных металлоконструкций и мощности двигателя составлена расчётная схема нагружения приводного вала (фиг. 3). Шейки вала, предназначенные для установки в подшипники лишены 5 степеней подвижности, что позволяет валу в этих местах осуществлять только вращательное движение. Основная нагрузка приложена к нижней части вала, где возникает крутящий момент, передаваемый шкивом. Для проверки на скручивание вала, верхний торец, соединяемый с конусом концентратора закреплён неподвижно. Приводной вал центробежного концентратора выдерживает приложенные нагрузки с минимальным значением коэффициента запаса прочности равным 8,3.To establish the distribution of loads and moments and subsequently check the reliability of the installed metal structures and engine power, a design diagram for loading the drive shaft was compiled (Fig. 3). The shaft journals intended for installation in bearings do not have 5 degrees of freedom, which allows the shaft in these places to carry out only rotational movement. The main load is applied to the bottom of the shaft, where the torque transmitted by the pulley occurs. To check for shaft torsion, the upper end connected to the concentrator cone is fixed motionless. The drive shaft of the centrifugal concentrator can withstand the applied loads with a minimum safety factor of 8.3.

Составлена расчётная схема нагружения рамы-обвязки центробежного концентратора (фиг. 4). Рама-обвязка концентратора жёстко закреплена на нижних опорах (фиг. 4, а). Точечная нагрузка приложена к раме на места упоров (фиг. 4, б). Рама-обвязка центробежного концентратора выдерживает приложенные нагрузки с минимальным значением коэффициента запаса прочности равным 5,2.A design diagram for loading the centrifugal concentrator frame has been drawn up (Fig. 4). The frame frame of the concentrator is rigidly fixed to the lower supports (Fig. 4, a). A point load is applied to the frame at the stops (Fig. 4, b). The frame frame of the centrifugal concentrator can withstand the applied loads with a minimum safety factor of 5.2.

Проведен процесс моделирования прохождения потока среды через канал-отверстие в концентрационном конусе центробежного концентратора (фиг. 5). Скорость жидкости на выходе из канала составляет 4 м/с при значении давления 0,1 Мпа. Максимальное значение скорости, проходящей через канал составляет 7,17 м/с.The process of modeling the passage of a medium flow through a channel-hole in the concentration cone of a centrifugal concentrator was carried out (Fig. 5). The fluid speed at the exit from the channel is 4 m/s at a pressure value of 0.1 MPa. The maximum speed passing through the channel is 7.17 m/s.

Смоделировано направление потока жидкости с частицами и определена величина её скорости и давления в каждом ребре рифли концентрационного конуса (фиг. 6) для определения скорости, давления и направления движений потока жидкости с частицами, создаваемые в конусе при максимальной перегрузке концентратора. Расчётная модель конуса упрощена. Удалены каналы-отверстия. Скорость жидкости на выходе из канала взята как начальная скорость в конусе. Создана перегрузка, величиной 120 G, имитирующая вращение конуса. При перегрузке в 120 G крупные фракции перемещаются к краям конуса за счёт создаваемой центробежной силы (фиг. 7). Более мелкие частицы поднимаются водой и стремятся вверх, вымываясь из конуса вместе с потоком жидкости (фиг. 8).The direction of the flow of liquid with particles was modeled and the value of its speed and pressure in each rib of the riffle of the concentration cone (Fig. 6) was determined to determine the speed, pressure and direction of movement of the flow of liquid with particles created in the cone at maximum overload of the concentrator. The calculation model of the cone is simplified. Channel holes have been removed. The fluid velocity at the exit from the channel is taken as the initial velocity in the cone. An overload of 120 G was created, simulating the rotation of a cone. With an overload of 120 G, large fractions move to the edges of the cone due to the created centrifugal force (Fig. 7). Smaller particles rise with water and tend upward, being washed out of the cone along with the liquid flow (Fig. 8).

В результате проведения работ по гидравлическому расчёту потока пульпы, с заданными характеристиками, установлены предельные скорости, возникающие при максимально создаваемой перегрузке в текущей геометрии концентрационного конуса центробежного концентратора.As a result of work on the hydraulic calculation of the pulp flow, with the given characteristics, the maximum speeds that arise at the maximum created overload in the current geometry of the concentration cone of the centrifugal concentrator have been established.

Смоделирован динамический процесс перемещения частиц совместно с жидкостью. На основании этого процесса описан принцип работы центробежного концентратора. Смоделированный процесс совпадает с действительной работой центробежного концентратора.The dynamic process of moving particles together with liquid was simulated. Based on this process, the operating principle of a centrifugal concentrator is described. The simulated process coincides with the actual operation of the centrifugal concentrator.

Claims

A centrifugal concentrator containing a concentration cone with annular grooves and holes, located inside the rotor housing, which has an open part with a stationary supply pipe with an inlet and a base on which the power distributor is rigidly fixed, a drive shaft connected by a belt drive to the engine to ensure rotation of the concentration concentrator cone, a water jacket located between the concentration cone and the rotor body, chutes for collecting the light fraction and concentrate outlet, rigidly connected to the rotor body, a power frame with vibration supports, rigidly connected to the wall of the rotor body, characterized in that the shaft journals are designed for installations in bearings are devoid of degrees of mobility, which allows the shaft in these places to carry out only rotational movement, and the power frame frame is rigidly fixed on the lower supports to the foundation and is made of structural low-alloy silicon-manganese steel, while the vibration supports of the power frame frame contain an external steel cup and an inner rod made of a polyurethane composition capable of withstanding the applied loads of the housing with a minimum safety factor of 5.2 when the cone is operated at maximum centrifugal acceleration, the lower part of the concentration cone consisting of a rubber-lined wearing part, and the upper part of the cone consisting of made of wear-resistant polyurethane rings molded onto a stainless steel shell.