RU2301112C1 - Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same - Google Patents

Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same Download PDF

Info

Publication number
RU2301112C1
RU2301112C1 RU2005138245/03A RU2005138245A RU2301112C1 RU 2301112 C1 RU2301112 C1 RU 2301112C1 RU 2005138245/03 A RU2005138245/03 A RU 2005138245/03A RU 2005138245 A RU2005138245 A RU 2005138245A RU 2301112 C1 RU2301112 C1 RU 2301112C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
stator
cavitation
holes
frequency
Prior art date
Application number
RU2005138245/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Анушенков (RU)
Александр Николаевич Анушенков
Анатолий Маркович Фрейдин (RU)
Анатолий Маркович Фрейдин
Павел Юрьевич Ворошилов (RU)
Павел Юрьевич Ворошилов
Владимир Александрович Усков (RU)
Владимир Александрович Усков
Юрий Васильевич Артеменко (RU)
Юрий Васильевич Артеменко
Original Assignee
Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2005138245/03A priority Critical patent/RU2301112C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301112C1 publication Critical patent/RU2301112C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, in particular, fine grinding of mineral deposits to prepare it for concentration process.
SUBSTANCE: method involves dosed feeding of aqueous suspension of mineral raw material into cavitational disperser and grinding; breaking-down grains of useful component by exposing to hydraulic percussion and cavitational pulses at natural grain and rock cohesion zones; controlling cavitational pulse frequency by changing cartridges with resonators secured therein and adjusted for required frequency; additionally controlling cavitational pulse frequency by regulating feeding pressure of mineral raw material aqueous suspension delivered into disperser. Disperser used in the process is of direct-flow type and consisting of hollow rotor with blades fixed on its internal surface, partition positioned at rotor end side opposite to rotor inlet branch pipe, perpendicular to axis of rotation of rotor, and equipped with openings, and stator positioned adjacent to rotor end adjoining to cavitational chamber. Stator has partition with openings which are aligned with rotor partition openings upon rotation of rotor. Regardless of controlling cavitational pulse frequency, hydraulic percussion pulse frequency is to be controlled.
EFFECT: increased efficiency in grinding of mineral raw material and reduced adverse effect of abrasion wearing of main parts of disperser upon its service life.
5 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к горной промышленности и предназначено для тонкого измельчения полезных ископаемых при подготовке к обогащению.The technical solution relates to the mining industry and is intended for fine grinding of minerals in preparation for enrichment.

Известен способ измельчения труднообогатимых руд, реализованный в способе флотации труднообогатимых медных руд по патенту РФ №2151010, кл. В 03 D 1/00, опубл. в БИ №17 за 2000 г., включающий дозированную подачу суспензии руда-вода и измельчение зерен руды в шаровой мельнице со вскрытием зерен полезных компонентов.A known method of grinding refractory ores, implemented in the method of flotation of refractory copper ores according to the patent of the Russian Federation No. 2151010, class. B 03 D 1/00, publ. in BI No. 17 for 2000, which includes the dosed supply of an ore-water suspension and grinding of ore grains in a ball mill with the opening of grains of useful components.

Недостатком способа является относительно низкая эффективность измельчения руды вследствие большой продолжительности рабочего цикла измельчения в шаровой мельнице и большой выход шламовых фракций, уходящих в отходы.The disadvantage of this method is the relatively low efficiency of grinding ore due to the long duration of the grinding grinding cycle in a ball mill and the large yield of sludge fractions that go to waste.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ измельчения труднообогатимых руд (патент РФ №2203738, В 02 С 19/00, опубл. в БИ №13 за 2003 г.), включающий дозированную подачу суспензии вода-руда и измельчение ее в кавитационном диспергаторе со вскрытием зерен полезного ископаемого по естественным дефектам последоватльным воздействием гидроударных нагрузок и кавитационных импульсов, образованных расширением канала потока и колебаниями резонаторов с частотой собственных колебаний частиц руды и управление частотой кавитационных импульсов за счет смены обойм с закрепленными на них резонаторами, настроенными на требуемую частоту.The closest in technical essence and the set of essential features is a method of grinding refractory ores (RF patent No. 2203738, 02 C 19/00, published in BI No. 13 for 2003), which includes a dosed supply of a suspension of water-ore and grinding it into cavitation dispersant with the opening of mineral grains by natural defects by the sequential action of hydroshock loads and cavitation pulses formed by the expansion of the flow channel and oscillations of the resonators with the frequency of natural vibrations of the ore particles and The pressure of the cavitation pulse frequency by changing the yokes with fixed to them resonators tuned to the desired frequency.

Недостатком способа является ограниченный предел регулирования частоты гидроударных нагрузок, находящейся в жесткой зависимости от частоты вращения ротора, что отрицательно сказывается на точности настройки частоты гидроударных нагрузок, вследствие чего снижается эффективность измельчения руды из-за несоблюдения условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов. Скорость истечения струи суспензии из отверстий ротора также находится в жесткой зависимости от частоты его вращения, что ограничивает пределы и точность регулирования частоты кавитационных импульсов, в результате чего снижается эффективность измельчения руды из-за несоблюдения условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов. Для каждого типа полезного ископаемого требуется изготовление кавитационного диспергатора с индивидуальными геометрическими параметрами.The disadvantage of this method is the limited regulation of the frequency of hydraulic shock loads, which is strictly dependent on the rotational speed of the rotor, which negatively affects the accuracy of tuning the frequency of hydraulic shock loads, as a result of which the efficiency of grinding of ore is reduced due to non-compliance with the conditions of resonant exposure of useful components to grains. The flow rate of the suspension jet from the rotor holes is also strictly dependent on its rotation frequency, which limits the limits and accuracy of controlling the frequency of cavitation pulses, as a result of which the ore grinding efficiency is reduced due to non-compliance with the resonant effect of useful components on the grains. For each type of mineral, a cavitation dispersant with individual geometric parameters is required.

Известен роторный аппарат гидроударного действия (а.с. СССР №1586759, В 01 F 7/12, опубл. в БИ №31 за 1990 г.), содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены ротор и статор со щелями в боковых стенках, причем щели в роторе выполнены в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора, щели которого выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеют вогнутые поверхности.Known rotary apparatus hydropercussion (AS USSR No. 1586759, 01 F 7/12, publ. In BI No. 31 for 1990), comprising a housing inside which a rotor and a stator are concentrically mounted with slots in the side walls, and the slots in the rotor are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, the slots of which are made expanding towards the body and have concave surfaces.

Недостатком известного роторного аппарата гидроударного действия является строго детерминированная частота кавитационных импульсов, определяемая формой щелей в стенках ротора и статора, что отрицательно сказывается на точности настройки частоты гидроударных импульсов, вследствие чего снижается эффективность измельчения руды из-за несоблюдения условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов. Абразивный износ рабочих поверхностей ротора и статора от воздействия гидроударных импульсов также ведет к тому, что нарушаются условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов и, как следствие, снижается эффективность измельчения руды.A disadvantage of the known rotary apparatus of hydropercussion is the strictly determined frequency of cavitation pulses, which is determined by the shape of the cracks in the walls of the rotor and stator, which negatively affects the accuracy of tuning the frequency of hydropercussion pulses, as a result of which the ore grinding efficiency is reduced due to non-observance of the resonant effect on the grain of useful components. The abrasive wear of the working surfaces of the rotor and stator from the effects of hydroshock pulses also leads to the fact that the conditions of the resonant effect on the grains of useful components are violated and, as a result, the efficiency of ore grinding is reduced.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является кавитационный диспергатор (патент РФ №2203738, В 02 С 19/00, опубл. в БИ №13 за 2003 г.), содержащий корпус, внутри которого установлены статор со щелями в боковых стенках, расширяющимися в сторону корпуса, имеющими вогнутые поверхности, ротор, в котором выполнены щели в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону статора, имеющие возможность совмещения при вращении ротора со щелями статора, и рабочую камеру, при этом количество щелей в роторе и статоре неодинаково, а в рабочей камере закреплены соосно со щелями статора регулируемые по частоте колебаний резонаторы.The closest in technical essence and combination of essential features is a cavitation dispersant (RF patent No. 2203738, 02 02/19/00, published in BI No. 13 for 2003), comprising a housing inside which a stator is installed with slots in the side walls, expanding toward the body, having concave surfaces, a rotor in which slots are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator, which can be combined with the stator slots during rotation of the rotor, and the working chamber, while the number of slots in the rotor and stator varies o, and in the working chamber mounted coaxially with the slots of the stator adjustable oscillation frequency resonators.

Недостатком известного кавитационного диспергатора является ограниченный предел регулирования частоты гидроударных импульсов, находящейся в жесткой зависимости от частоты вращения ротора, что отрицательно сказывается на точности настройки частоты гидроударных импульсов, вследствие чего снижается эффективность измельчения руды за счет неточного соблюдения условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов. Скорость истечения струи суспензии из отверстий ротора также находится в жесткой зависимости от частоты его вращения, что ограничивает пределы и точность регулирования частоты кавитационных импульсов, вследствие чего снижается эффективность измельчения руды за счет несоблюдения условия резонансного воздействия на зерна полезных компонентов. Для каждого типа полезного ископаемого требуется изготовление кавитационного диспергатора с индивидуальными геометрическими параметрами. Кроме того, материал статора кавитационного диспергатора имеет высокий абразивный износ от воздействия на него кавитационных импульсов, что существенно уменьшает ресурс работы кавитационного диспергатора, повышает расходы на ремонт, ведет к простоям оборудования и, следовательно, снижает эффективность измельчения полезного ископаемого.A disadvantage of the known cavitation dispersant is the limited regulation of the frequency of hydroshock pulses, which is strictly dependent on the rotational speed of the rotor, which negatively affects the accuracy of setting the frequency of hydroshock pulses, which reduces the grinding efficiency of the ore due to inaccurate observance of the resonant effect on the grain of useful components. The flow rate of the suspension jet from the rotor holes is also strictly dependent on its rotation frequency, which limits the limits and accuracy of the regulation of cavitation pulse frequencies, as a result of which the ore grinding efficiency is reduced due to non-compliance with the resonant effect of useful components on the grains. For each type of mineral, a cavitation dispersant with individual geometric parameters is required. In addition, the stator material of the cavitation dispersant has high abrasive wear from exposure to cavitation pulses, which significantly reduces the life of the cavitation dispersant, increases repair costs, leads to equipment downtime and, therefore, reduces the efficiency of grinding minerals.

Техническая задача - повышение эффективности измельчения полезного ископаемого за счет повышения точности и расширения пределов регулирования частоты гидроударных и кавитационных импульсов и снижение негативного влияния абразивного износа на ресурс работы кавитационного диспергатора за счет более точной настройки на резонансный режим измельчения.The technical task is to increase the efficiency of grinding minerals by increasing the accuracy and expanding the limits for regulating the frequency of hydroshock and cavitation pulses and reducing the negative impact of abrasive wear on the life of a cavitation dispersant due to more precise tuning to the resonant grinding mode.

Задача решается тем, что в способе измельчения полезных ископаемых, включающем дозированную подачу водной суспензии полезного ископаемого в кавитационный диспергатор и измельчение его со вскрытием зерен полезного компонента резонансным воздействием гидроударных и кавитационных импульсов по зонам естественной спайки этих зерен с породой, управление частотой кавитационных импульсов за счет смены обойм с закрепленными на них резонаторами, настроенными на требуемую частоту, согласно техническому решению дополнительно осуществляют управление частотой кавитационных импульсов за счет регулирования напора подачи водной суспензии полезного ископаемого в диспергатор, выполненный прямоточным и состоящим из полого ротора с лопастями на внутренней поверхности, и установленной с противоположного входному патрубку торца ротора, перпендикулярно оси вращения ротора, перегородкой с отверстиями и из статора, выполненного с торца, примыкающего к кавитационной камере, с перегородкой, имеющей отверстия, совмещаемые с отверстиями ротора при вращении последнего, при этом независимо от управления частотой кавитационных импульсов осуществляют управление частотой гидроударных импульсов.The problem is solved in that in the method of grinding minerals, comprising dosing the aqueous suspension of minerals into a cavitation dispersant and grinding it with opening the grains of the useful component by the resonant action of hydroshock and cavitation pulses along the zones of natural adhesion of these grains with the rock, controlling the frequency of cavitation pulses due to change of clips with resonators fixed to them, tuned to the desired frequency, according to the technical solution, additionally carry out adjusting the frequency of cavitation pulses due to the regulation of the pressure of supplying an aqueous suspension of minerals to the dispersant, made straight-through and consisting of a hollow rotor with blades on the inner surface, and installed from the opposite end of the inlet pipe of the rotor end, perpendicular to the axis of rotation of the rotor, a partition with holes and from the stator, made from the end adjacent to the cavitation chamber, with a partition having holes that are compatible with the holes of the rotor during rotation of the latter, while independently mo of cavitation pulse frequency control performed hydropercussion frequency control pulses.

Задача решается и тем, что кавитационный диспергатор, включающий корпус, входной и выходной патрубки, статор с отверстиями, расширяющимися в сторону кавитационной камеры, установленные в ней и настроенные на частоту собственных колебаний частиц полезного ископаемого в суспензии резонаторы кавитационных импульсов, ротор с приводом, лопастями и отверстиями в виде дозвуковых сопел, сужающимися в сторону отверстий статора, выполненными с возможностью совмещения их при вращении ротора с отверстиями статора, согласно техническому решению он выполнен прямоточным, для чего ротор изготовлен полым, лопасти установлены на внутренней его поверхности, при этом с противоположного входному патрубку торца ротора установлена перегородка, перпендикулярная оси его вращения, причем указанные отверстия ротора выполнены в его перегородке, а статор снабжен с торца, примыкающего к кавитационной камере, перегородкой, в которой выполнены указанные отверстия статора.The problem is solved by the fact that the cavitation dispersant, including the housing, inlet and outlet pipes, a stator with holes expanding towards the cavitation chamber, installed in it and tuned to the frequency of natural vibrations of the mineral particles in the suspension, cavitation pulse resonators, a rotor with a drive, blades and holes in the form of subsonic nozzles, tapering towards the stator holes, made with the possibility of combining them when the rotor rotates with the stator holes, according to the technical solution about n made straight-through, for which the rotor is made hollow, the blades are mounted on its inner surface, while a partition is installed from the opposite end of the rotor end, perpendicular to the axis of rotation, and these rotor holes are made in its partition, and the stator is equipped with an end face adjacent to cavitation chamber, a partition in which these stator holes are made.

Так как водную суспензию полезного ископаемого (далее суспензия) подают через входной патрубок в кавитационный диспергатор под напором, то скорости течения суспензии V1 до перекрытия отверстий в роторе и после перекрытия их V0 в известной формуле Н.Е. Жуковского зависят от величины напора и не зависят от частоты вращения ротора. Это позволяет независимо от частоты вращения ротора управлять скоростью V1 течения суспензии в отверстия ротора изменением напора в системе и регулировать тем самым силу Р гидроударных импульсовSince the aqueous suspension of minerals (hereinafter referred to as the suspension) is supplied through the inlet to the cavitation dispersant under pressure, the flow rates of the suspension are V 1 until the holes in the rotor overlap and after their V 0 is closed in the well-known formula N.E. Zhukovsky depend on the pressure and do not depend on the rotor speed. This allows, regardless of the rotor speed, to control the speed V 1 of the suspension flow into the rotor holes by changing the pressure in the system and thereby regulate the force P of the hydroshock pulses

P=ρ(V1-V0)c, Н/м2,P = ρ (V 1 -V 0 ) s, N / m 2 ,

где ρ - плотность суспензии, кг/м3;where ρ is the density of the suspension, kg / m 3 ;

V1 и V0 - скорости течения суспензии до перекрытия отверстий в роторе и после перекрытия соответственно, м/с;V 1 and V 0 are the flow rates of the suspension before the holes in the rotor overlap and after the overlap, respectively, m / s;

с - скорость распространения звука в суспензии, м/с.C is the speed of sound propagation in suspension, m / s.

Так как в набегающем потоке возникают колебания суспензии с частотойSince in the free flow there are oscillations of the suspension with a frequency

Figure 00000002
, Гц,
Figure 00000002
Hz

где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от V и h;where K is the coefficient of proportionality, depending on V and h;

V - скорость истечения струи суспензии из отверстия ротора, м/с;V is the flow rate of the suspension stream from the rotor hole, m / s;

h - расстояние между перегородкой ротора и резонатором, м,h is the distance between the baffle of the rotor and the resonator, m,

то изменением напора в системе можно независимо регулировать и частоту кавитационных импульсов за счет соответствующего изменения скорости V истечения струи суспензии из отверстия ротора в прямоточном режиме работы кавитационного диспергатора.then by changing the pressure in the system, the frequency of cavitation pulses can also be independently controlled due to a corresponding change in the velocity V of the jet of suspension from the rotor hole in the direct-flow mode of operation of the cavitation dispersant.

Таким образом, при дозированной подаче в прямоточный кавитационный диспергатор, суспензии полезного ископаемого под напором и в результате независимого управления частотой гидроударных импульсов (за счет изменения частоты вращения ротора) и кавитационных импульсов (за счет регулирования напора и изменения настроек резонаторов в кавитационной камере) создается возможность повышения точности и расширения пределов регулирования силы и частоты гидроударных и кавитационных импульсов. Как следствие, повышается эффективность измельчения полезного ископаемого. Появляется возможность для настройки кавитационного диспергатора на режимы, благоприятные для измельчения различных по свойствам полезных ископаемых (например, сульфидных руд или угля) с сохранением высокой эффективности их измельчения.Thus, when dosed feeding into a direct-flow cavitation dispersant, mineral suspensions under pressure and as a result of independent control of the frequency of hydroshock pulses (by changing the rotor speed) and cavitation pulses (by adjusting the pressure and changing resonator settings in the cavitation chamber), it becomes possible improving accuracy and expanding the limits of regulation of the force and frequency of hydroshock and cavitation pulses. As a result, the efficiency of grinding minerals increases. It becomes possible to adjust the cavitation dispersant to the conditions favorable for grinding minerals of various properties (for example, sulfide ores or coal) while maintaining their high grinding efficiency.

Прямоточная конструкция кавитационного диспергатора, когда ротор выполнен полым и лопасти установлены на внутренней его поверхности, а с противоположного входному патрубку торца ротора имеется перегородка, перпендикулярная оси его вращения, при этом указанные отверстия ротора выполнены в его перегородке, статор снабжен с торца, примыкающего к кавитационной камере, перегородкой, а отверстия статора выполнены в его перегородке с возможностью совмещения их при вращении ротора с указанными отверстиями ротора наиболее просто позволяет достигнуть резонансного режима разрушения частиц полезного ископаемого.The direct-flow design of the cavitation dispersant, when the rotor is hollow and the blades are mounted on its inner surface, and from the opposite end of the rotor inlet there is a baffle perpendicular to the axis of rotation, while these rotor holes are made in its baffle, the stator is equipped with an end face adjacent to the cavitation the chamber, the partition, and the stator holes are made in its partition with the possibility of combining them when the rotor rotates with the indicated rotor holes most easily allows for stignut resonant mode destruction of mineral particles.

Условием резонансного разрыва частиц полезного ископаемого в суспензии является равенствоThe condition for the resonant rupture of mineral particles in suspension is the equality

fср=fр,f cf = f p

где fр - частота колебаний резонаторов кавитационных импульсов, Гц.where f p is the oscillation frequency of the cavitation pulse resonators, Hz.

Для настройки частоты fр резонаторов кавитационных импульсов на частоту fч собственных колебаний частиц полезного ископаемого в суспензии и выполнения условия fр≈fч используется зависимостьTo adjust the frequency f p of cavitation pulse resonators to the frequency f h of natural vibrations of mineral particles in the suspension and to fulfill the condition f p ≈ f h, we use the dependence

Figure 00000003
Figure 00000003

где α - коэффициент пропорциональности (для консольного способа крепления резонаторов α=0,162);where α is the coefficient of proportionality (for the console method of fastening the resonators α = 0.162);

t - толщина резонаторов, м;t is the thickness of the resonators, m;

l - длина консольной части резонаторов, м;l is the length of the cantilever part of the resonators, m;

Е - модуль упругости материала резонаторов, МПа;E is the modulus of elasticity of the material of the resonators, MPa;

ρ - плотность суспензии, Н/м3.ρ is the density of the suspension, N / m 3 .

Согласно предложенному техническому решению создается возможность более точной настройки на резонансный режим измельчения полезного ископаемого (fр≈fч) варьированием параметров V, h, Е, t и l в приведенных выше формулах путем замены обоймы с закрепленными на ней резонаторами кавитационных импульсов (при грубой настройке на тип полезного ископаемого) и плавным изменением напора на входе кавитационного диспергатора и частоты вращения ротора (при точной настройке). При этом достигается повышение эффективности измельчения полезного ископаемого и снижение негативного влияния абразивного износа на ресурс работы прямоточного кавитационного диспергатора за счет более точной настройки на резонансный режим измельчения.According to the proposed technical solution, it becomes possible to more accurately adjust the resonance regime of grinding minerals (f p ≈ f h ) by varying the parameters V, h, E, t and l in the above formulas by replacing the holder with cavitation pulse resonators fixed to it (with a rough tuning to the type of mineral) and a smooth change in the pressure at the input of the cavitation dispersant and rotor speed (with fine tuning). This increases the efficiency of grinding minerals and reduces the negative impact of abrasive wear on the life of a direct-flow cavitation dispersant due to more accurate tuning to the resonant grinding mode.

Целесообразно привод ротора выполнять независимым и сообщенным с ротором посредством шкива вариатора частоты вращения.It is advisable that the rotor drive is independent and in communication with the rotor by means of a speed variator pulley.

При этом наиболее просто достигается изменение скорости вращения ротора, вследствие чего дополнительно повышается эффективность измельчения полезного ископаемого и снижается негативное влияние абразивного износа на ресурс работы кавитационного диспергатора за счет повышения точности и расширения пределов регулирования частоты гидроударных и кавитационных импульсов и более точной настройки на резонансный режим измельчения.In this case, the change in the rotor speed is most easily achieved, as a result of which the efficiency of grinding minerals is further increased and the negative impact of abrasive wear on the life of the cavitation dispersant is reduced by increasing the accuracy and expanding the frequency limits of hydraulic shock and cavitation pulses and more accurately adjusting to the resonant grinding mode .

Целесообразно также привод ротора выполнять встроенным, когда ротор служит якорем электродвигателя, а статор - статором электродвигателя.It is also advisable to carry out the rotor drive built-in when the rotor serves as the anchor of the electric motor, and the stator serves as the stator of the electric motor.

Этим достигается плавное изменение скорости вращения ротора, вследствие чего дополнительно повышается эффективность измельчения полезного ископаемого и снижается негативное влияние абразивного износа на ресурс работы кавитационного диспергатора за счет повышения точности и расширения пределов регулирования частоты гидроударных и кавитационных импульсов и более точной настройки на резонансный режим измельчения.This achieves a smooth change in the rotor speed, which further increases the efficiency of grinding minerals and reduces the negative impact of abrasion on the life of the cavitation dispersant by increasing the accuracy and expanding the frequency limits of hydraulic shock and cavitation pulses and more accurately adjusting to the resonant grinding mode.

При этом целесообразно перегородку статора выполнять съемной и/или устанавливать с возможностью перемещения вдоль продольной оси статора и фиксации относительно последнего посредством регулировочного элемента, например упругого кольца.It is advisable to make the stator baffle removable and / or install with the possibility of movement along the longitudinal axis of the stator and fixation relative to the latter by means of an adjustment element, for example, an elastic ring.

Возможность замены и/или перемещения перегородки статора вдоль его продольной оси (без его демонтажа) с фиксацией относительно статора посредством регулировочного элемента позволяет увеличить ресурс работы кавитационного диспергатора за счет возможности компенсации абразивного износа регулированием рабочего зазора между ротором и статором и, следовательно, повышает эффективность измельчения полезного ископаемого вследствие снижения затрат на ремонт оборудования и уменьшения технологических простоев.The possibility of replacing and / or moving the stator baffle along its longitudinal axis (without dismantling it) with fixing relative to the stator by means of an adjusting element allows to increase the life of the cavitation dispersant due to the possibility of compensating for abrasive wear by adjusting the working gap between the rotor and stator and, therefore, increases the grinding efficiency mineral due to lower equipment repair costs and reduced technological downtime.

Сущность технических решений иллюстрируется примерами конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 приведена технологическая схема измельчения руды по предлагаемому способу; на фиг.2 - эскизная схема кавитационного диспергатора с независимым приводом, содержащим простейший вариатор частоты вращения, и на фиг.3 - кавитационный диспергатор со встроенным приводом, в котором полый ротор является якорем электродвигателя, и со съемной перегородкой статора.The essence of the technical solutions is illustrated by examples of specific performance and drawings, where figure 1 shows the technological scheme of ore grinding by the proposed method; figure 2 is a schematic diagram of a cavitation dispersant with an independent drive containing the simplest speed variator, and figure 3 is a cavitation dispersant with a built-in drive in which the hollow rotor is the armature of the electric motor, and with a removable stator baffle.

Предлагаемый способ (фиг.1) реализуют с помощью предлагаемого кавитационного диспергатора следующим образом. Дозированные составляющие суспензии полезного ископаемого подают в репульпатор 1 и далее насосом 2 в указанный диспергатор 3, в котором происходит измельчение частиц полезного ископаемого в суспензии по естественным дефектам и вскрытие зерен полезных компонентов из сростков резонансным воздействием гидроударных и кавитационных импульсов по зонам естественной спайки этих зерен с породой. Обработанную суспензию подают в емкость 4, а далее по трубопроводу 5 на обогащение (например, на флотацию).The proposed method (figure 1) is implemented using the proposed cavitation dispersant as follows. Dosed components of the suspension of minerals are fed into the repulpator 1 and then pump 2 into the specified dispersant 3, in which the particles of minerals are mined in suspension by natural defects and the grains of useful components are opened from intergrowths by the resonant action of hydroshock and cavitation pulses along the zones of natural adhesion of these grains with breed. The treated suspension is fed into the tank 4, and then through the pipeline 5 for enrichment (for example, flotation).

Кавитационный диспергатор выполнен прямоточным (далее диспергатор) и состоит из корпуса 6 (фиг 2), к которому закреплен статор 7, имеющий на торце перегородку 8, перпендикулярную оси вращения ротора 9. В перегородке 8 статора 7 выполнены отверстия 10, расширяющиеся в сторону кавитационной камеры 11, в которой установлены резонаторы 12 кавитационных импульсов (далее резонаторы 12), закрепленнные на обойме 13. Резонаторы 12 настроены на частоту fp, близкую к частоте fч собственных колебаний частиц полезного ископаемого (выполняется условие fp≈fч). Ротор 9 выполнен полым и на внутренней его поверхности 14 установлены лопасти 15. При вращении ротор 9 оперт на подшипники 16. Одним своим торцом ротор 9 сообщен с входным патрубком 17. Герметичность внутренней полости ротора 9 достигается установкой сальников 18. На противоположном входному патрубку 17 торце ротора 9 имеется перегородка 19, перпендикулярная оси вращения ротора 9 и примыкающая к перегородке 8 статора 7. В перегородке 19 ротора 9 выполнены отверстия 20 в виде дозвуковых сопел, сужающихся в сторону отверстий 10 статора 7. Отверстия 10 и 20 расположены таким образом, что при вращении ротора 9 имеют возможность совмещаться между собой.The cavitation dispersant is made direct-flow (hereinafter the dispersant) and consists of a housing 6 (FIG. 2), to which a stator 7 is fixed, having a partition 8 at the end, perpendicular to the axis of rotation of the rotor 9. In the partition 8 of the stator 7 holes 10 are made, expanding towards the cavitation chamber 11, in which cavitation pulse resonators 12 (hereinafter referred to as resonators 12) mounted on a clip 13 are mounted. Resonators 12 are tuned to a frequency f p close to the frequency f h of natural vibrations of the mineral particles (the condition f p ≈f h is fulfilled). The rotor 9 is hollow and blades 15 are mounted on its inner surface 14. During rotation, the rotor 9 is supported by bearings 16. With one of its ends, the rotor 9 is in communication with the inlet pipe 17. The tightness of the inner cavity of the rotor 9 is achieved by installing glands 18. On the opposite end of the inlet pipe 17 the rotor 9 has a partition 19 perpendicular to the axis of rotation of the rotor 9 and adjacent to the partition 8 of the stator 7. In the partition 19 of the rotor 9 holes 20 are made in the form of subsonic nozzles, tapering towards the holes 10 of the stator 7. Holes 10 and 20 races laid in such a way that when the rotor 9 is rotated, they have the ability to combine with each other.

Привод ротора 9 может быть независимым и сообщен с внешней его поверхностью 22 посредством шкива 23 (фиг.2) простейшего вариатора для регулирования частоты вращения с клиновым ремнем 24, которым шкив 23 ротора 9 соединен со шкивом 25 на оси электродвигателя 26.The rotor drive 9 can be independent and communicated with its outer surface 22 by means of a pulley 23 (Fig. 2) of a simple variator for controlling the rotation frequency with a V-belt 24, by which the pulley 23 of the rotor 9 is connected to the pulley 25 on the axis of the electric motor 26.

Привод ротора 9 может быть встроенным, когда ротор 9 служит якорем электродвигателя, а статор 7 - статором электродвигателя: на внешней поверхности 22 ротора 9 закреплены секции 27 обмотки якоря (фиг.3), которые во взаимодействии с обмоткой 28 статора 7 создают электродвижущую силу.The rotor 9 drive can be built-in when the rotor 9 serves as an electric motor armature and the stator 7 serves as an electric motor stator: on the outer surface 22 of the rotor 9 sections of the armature winding 27 are fixed (Fig. 3), which in conjunction with the stator winding 28 create an electromotive force.

Диспергатор (фиг.3) может иметь съемную перегородку 8 статора 7, которая установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси статора 7 и фиксации на статоре 7 регулировочным элементом 29, например упругим кольцом.The dispersant (figure 3) may have a removable partition 8 of the stator 7, which is mounted with the possibility of movement along the longitudinal axis of the stator 7 and fixation on the stator 7 by an adjustment element 29, for example, an elastic ring.

Диспергатор работает следующим образом. Приготовленную в репульпаторе 1 (фиг.1) суспензию, содержащую полезное ископаемое и воду в необходимых пропорциях, подают во входной патрубок 17 диспергатора 3 (фиг.2, 3). Напор создают насосом 2 (фиг.1). Лопасти 15, установленные на внутренней поверхности 14 ротора 9, дополнительно повышают напор потока суспензии, обеспечивая необходимую скорость V1 ее течения до отверстий 20 в перегородке 19 ротора 9. При вращении ротора 9 с заданной угловой скоростью суспензия получает возможность перетекать в импульсном режиме через отверстия 20, выполненные в виде сужающихся дозвуковых сопел, в отверстия 10 в перегородке 8 статора 7. Скорость течения суспензии в момент перекрытия отверстий 20 перегородкой 8 статора 7 при вращении ротора 9 резко снижается до значения V0, за счет чего происходит гидроудар и создается сжимающая сила Р воздействия гидроударных импульсов на частицу полезного ископаемого в суспензии. В момент следующего совмещения отверстий 20 ротора 9 и отверстий 10 статора 7 частицы полезного ископаемого испытывают деформации растяжения при выходе суспензии из отверстий 10, расширяющихся в сторону кавитационной камеры 11. Частицы полезного ископаемого подвергаются растягивающему воздействию кавитационных импульсов, создаваемых резонаторами 12. Так как резонаторы 12 настроены на частоту fp, близкую к частоте fч собственных колебаний частиц полезного ископаемого в суспензии, то поддерживается рабочий режим (fp≈fч) в кавитационной камере 11.Dispersant works as follows. Prepared in the repulpator 1 (Fig. 1), a suspension containing minerals and water in the required proportions is fed into the inlet pipe 17 of the dispersant 3 (Figs. 2, 3). The pressure created by the pump 2 (figure 1). The blades 15 mounted on the inner surface 14 of the rotor 9 further increase the pressure head of the suspension flow, providing the necessary flow velocity V 1 to the holes 20 in the baffle 19 of the rotor 9. When the rotor 9 is rotated at a given angular velocity, the suspension is able to flow through the holes in a pulse mode 20, made in the form of tapering subsonic nozzles, into the holes 10 in the partition 8 of the stator 7. The flow rate of the suspension at the moment of closing the holes 20 by the partition 8 of the stator 7 when the rotor 9 rotates sharply decreases to eniya V 0, whereby the water hammer occurs and creates a compressive force F hydropercussion impact pulses to a particle of mineral in suspension. At the moment of the next alignment of the holes 20 of the rotor 9 and the holes 10 of the stator 7, the mineral particles experience tensile deformations when the suspension leaves the holes 10, expanding towards the cavitation chamber 11. The mineral particles are subjected to the tensile action of cavitation pulses created by the resonators 12. Since the resonators 12 tuned to a frequency f p close to the frequency f h of natural vibrations of mineral particles in the suspension, the operating mode (f p ≈f h ) in the cavitation chamber is maintained re 11.

Использованием вариатора наиболее просто достигается изменение скорости вращения ротора 9, что дополнительно повышает эффективность измельчения полезного ископаемого за счет повышения точности и расширения пределов регулирования частоты гидроударных и кавитационных импульсов. Снижается также негативное влияние абразивного износа на ресурс работы диспергатора за счет более точной настройки на резонансный режим измельчения.Using the variator, the change in rotor speed 9 is most easily achieved, which further increases the efficiency of grinding minerals by increasing the accuracy and expanding the limits of frequency control of shock and cavitation pulses. The negative impact of abrasive wear on the life of the dispersant is also reduced due to a more accurate adjustment to the resonant grinding mode.

В диспергаторе со встроенным приводом (фиг.3) ротор 9 служит якорем электродвигателя, а статор 7 - статором электродвигателя, при этом возможно плавное изменение скорости вращения ротора 9, что также дополнительно повышает эффективность измельчения полезного ископаемого за счет повышения точности и расширения пределов регулирования частоты гидроударных и кавитационных импульсов. Снижается негативное влияние абразивного износа на ресурс работы диспергатора за счет более точной настройки на резонансный режим измельчения.In a disperser with a built-in drive (Fig. 3), the rotor 9 serves as an electric motor armature, and the stator 7 serves as an electric motor stator, while a smooth change in the rotational speed of the rotor 9 is possible, which also further improves the efficiency of grinding minerals by increasing the accuracy and expanding the limits of frequency regulation hydropercussion and cavitation impulses. The negative impact of abrasive wear on the life of the dispersant is reduced due to a more accurate adjustment to the resonant grinding mode.

Перегородка 8 статора 7 может быть выполнена съемной и/или установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси статора 7 и фиксации относительно него посредством регулировочного элемента 29. За счет этого дополнительно достигается повышение эффективности измельчения полезного ископаемого в результате более точной настройки диспергатора на резонансный режим измельчения и/или за счет возможности компенсации абразивного износа перегородки 8 статора 7 ее продольным перемещением и фиксацией посредством регулировочного элемента 29, например упругого кольца, при регулировании рабочего зазора между ротором 9 и статором 7, что снижает затраты на ремонт оборудования и уменьшает технологические простои.The partition wall 8 of the stator 7 can be made removable and / or mounted with the possibility of moving along the longitudinal axis of the stator 7 and fixation relative to it by means of the adjusting element 29. Due to this, an increase in the efficiency of grinding of minerals is achieved as a result of more accurate tuning of the dispersant to the resonant grinding mode and / or due to the possibility of compensating for the abrasive wear of the partition 8 of the stator 7 by its longitudinal movement and fixing by means of an adjusting element 29, for example, an elastic ring, when adjusting the working gap between the rotor 9 and the stator 7, which reduces the cost of repairing equipment and reduces technological downtime.

Таким образом, происходит измельчение в диспергаторе 3 (фиг.1) суспензии полезного ископаемого со вскрытием зерен полезных компонентов резонансным воздействием гидроударных и кавитационных импульсов по зонам естественной спайки этих зерен с породой. Наличие сростков способствует избирательности мест разрушения и лучшему раскрытию зерен полезного ископаемого. Измельченный продукт через выходной патрубок 21 (фиг.2, 3) диспергатора 3 поступает в емкость 4 (фиг.1) и далее по трубопроводу 5 на обогащение (например, на флотацию).Thus, grinding in the dispersant 3 (Fig. 1) involves the suspension of a mineral with the opening of the grains of useful components by the resonant action of hydroshock and cavitation pulses along the zones of natural adhesion of these grains with the rock. The presence of intergrowths contributes to the selectivity of the places of destruction and better disclosure of mineral grains. The crushed product through the outlet pipe 21 (figure 2, 3) of the dispersant 3 enters the tank 4 (figure 1) and then through the pipeline 5 for enrichment (for example, flotation).

Использование предлагаемых решений, как показали эксперименты, позволяет повысить эффективность измельчения полезного ископаемого на 10-15%, а снижение негативного влияния абразивного износа основных деталей диспергатора позволяет в 2-3 раза увеличить его ресурс.The use of the proposed solutions, as shown by experiments, can increase the efficiency of grinding minerals by 10-15%, and reducing the negative impact of abrasive wear on the main parts of the dispersant allows you to increase its resource by 2-3 times.

Claims (5)

1. Способ измельчения полезных ископаемых, включающий дозированную подачу водной суспензии полезного ископаемого в кавитационный диспергатор и измельчение его со вскрытием зерен полезного компонента резонансным воздействием гидроударных и кавитационных импульсов по зонам естественной спайки этих зерен с породой, управление частотой кавитационных импульсов за счет смены обойм с закрепленными на них резонаторами, настроенными на требуемую частоту, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют управление частотой кавитационных импульсов за счет регулирования напора подачи водной суспензии полезного ископаемого в диспергатор, выполненный прямоточным и состоящим из полого ротора с лопастями на внутренней поверхности, и установленной с противоположного входному патрубку торца ротора, перпендикулярно оси вращения ротора перегородкой с отверстиями, и из статора, выполненного с торца, примыкающего к кавитационной камере, с перегородкой, имеющей отверстия, совмещаемые с отверстиями ротора при вращении последнего, при этом независимо от управления частотой кавитационных импульсов осуществляют управление частотой гидроударных импульсов.1. A method of grinding minerals, comprising the dosed supply of an aqueous suspension of minerals into a cavitation dispersant and grinding it with opening the grains of the useful component by the resonant action of hydroshock and cavitation pulses along the zones of natural adhesion of these grains with the rock, controlling the frequency of cavitation pulses by changing the cages with fixed on them resonators tuned to the desired frequency, characterized in that they additionally control the frequency of the cavitation and pulses due to the regulation of the pressure of supplying the aqueous suspension of minerals to the dispersant, made straight-through and consisting of a hollow rotor with blades on the inner surface, and installed from the opposite inlet pipe of the rotor end, perpendicular to the axis of rotation of the rotor by a partition with holes, and from the stator, made from the end adjacent to the cavitation chamber, with a partition having holes that are compatible with the holes of the rotor during rotation of the latter, while independently of controlling the frequency of cavitation onnyh pulse frequency control performed hydropercussion pulses. 2. Кавитационный диспергатор, включающий корпус, входной и выходной патрубки, статор с отверстиями, расширяющимися в сторону кавитационной камеры, установленные в ней и настроенные на частоту собственных колебании частиц полезного ископаемого в суспензии резонаторы кавитационных импульсов, ротор с приводом, лопастями и отверстиями в виде дозвуковых сопел, сужающимися в сторону отверстий статора, выполненными с возможностью совмещения их при вращении ротора с отверстиями статора, отличающийся тем, что он выполнен прямоточным, для чего ротор изготовлен полым, а лопасти установлены на его внутренней поверхности, при этом с противоположного входному патрубку торца ротора установлена перегородка, перпендикулярная оси его вращения, причем указанные отверстия ротора выполнены в его перегородке, а статор снабжен с торца, примыкающего к кавитационной камере, перегородкой, в которой выполнены указанные отверстия статора.2. Cavitation dispersant, which includes a housing, inlet and outlet nozzles, a stator with holes expanding towards the cavitation chamber, installed in it and tuned to the frequency of natural vibrations of the mineral particles in the suspension cavitation pulse resonators, a rotor with a drive, blades and holes in the form subsonic nozzles tapering towards the stator holes, made with the possibility of combining them when the rotor rotates with the stator holes, characterized in that it is straight-through, for which the otor is made hollow, and the blades are mounted on its inner surface, while a partition is installed from the opposite end of the rotor end inlet perpendicular to the axis of rotation, and these rotor holes are made in its partition, and the stator is provided with a partition from the end adjacent to the cavitation chamber, in which said stator holes are made. 3. Диспергатор по п.2, отличающийся тем, что привод ротора выполнен независимым и сообщен с ротором посредством шкива вариатора частоты вращения.3. The dispersant according to claim 2, characterized in that the rotor drive is independent and communicated with the rotor by means of a speed variator pulley. 4. Диспергатор по п.2, отличающийся тем, что привод ротора выполнен встроенным, ротор служит якорем электродвигателя, а статор - статором электродвигателя.4. The dispersant according to claim 2, characterized in that the rotor drive is built-in, the rotor serves as the armature of the electric motor, and the stator serves as the stator of the electric motor. 5. Диспергатор по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что перегородка статора выполнена съемной и/или установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси статора и фиксации относительно последнего посредством регулировочного элемента, например упругого кольца.5. Dispersant according to one of claims 2 to 4, characterized in that the stator baffle is removable and / or mounted with the possibility of movement along the longitudinal axis of the stator and fixation relative to the latter by means of an adjusting element, for example, an elastic ring.
RU2005138245/03A 2005-12-08 2005-12-08 Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same RU2301112C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138245/03A RU2301112C1 (en) 2005-12-08 2005-12-08 Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138245/03A RU2301112C1 (en) 2005-12-08 2005-12-08 Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2301112C1 true RU2301112C1 (en) 2007-06-20

Family

ID=38314270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005138245/03A RU2301112C1 (en) 2005-12-08 2005-12-08 Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301112C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108082A2 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Mozgovoi Vladimir Grigorievich Cavitational hydraulic impact disperser
RU2550609C1 (en) * 2014-03-28 2015-05-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Mixing-activating device for liquid media
RU2626624C2 (en) * 2016-01-18 2017-07-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for boehmite grinding

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108082A2 (en) * 2008-02-26 2009-09-03 Mozgovoi Vladimir Grigorievich Cavitational hydraulic impact disperser
WO2009108082A3 (en) * 2008-02-26 2009-10-22 Mozgovoi Vladimir Grigorievich Cavitational hydraulic impact disperser
RU2550609C1 (en) * 2014-03-28 2015-05-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Mixing-activating device for liquid media
RU2626624C2 (en) * 2016-01-18 2017-07-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for boehmite grinding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2301112C1 (en) Method for grinding of mineral deposits and cavitational disperser for effectuating the same
US5813754A (en) Vibration input to moving aqueous cemetitious slurry
US20190143373A1 (en) Separator device and shot processing apparatus
US20220274287A1 (en) Cement premixer, a device for producing a concrete mixture and a method for producing a cement suspension
US4478514A (en) Vibrating concrete mixer
CN103097032B (en) Forced air is utilized to promote the centrifugal liquid seperator that solid transmits
SU1512475A3 (en) Flotation machine for concentrating large-grain initial material
RU2317849C2 (en) Water hammer-cavitation disperser for preparation of carbon-carbon compositions
RU2498859C1 (en) Three-product hydropneumatic heavy-medium separator
RU2203738C2 (en) Method of grinding rebellious ores and cavitation disperser for method embodiment
WO2010074604A1 (en) Material grinding device
RU31580U1 (en) Parts Processing Plant
RU2292953C2 (en) Gravitational apparatus to upgrade the finely crushed ores and slimes
RU173474U1 (en) Pneumo-mechanical bulk material feeder
CN109225601A (en) A kind of spiral chute ore-dressing plant and beneficiation method
RU2006106855A (en) SHOCK-VIBRATION ACTIVATOR OF WELL FILTER REGENERATION
CN104555150A (en) Activating hopper of pneumatic conveying system for fly ash
SU980843A1 (en) Floatation machine aeration assembly
CN220004418U (en) Efficient flotation separation system
SU1016461A2 (en) Shotcreting apparatus
SU1297921A1 (en) Pneumatic flotation column machine
RU2492928C1 (en) Grinder
SU1301489A1 (en) Method of grinding portland cement clinker
RU2220005C2 (en) Method of floatation in pneumatic pulsating apparatus and construction of this apparatus
RU2550609C1 (en) Mixing-activating device for liquid media

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091209