RU2338595C2 - Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation - Google Patents

Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2338595C2
RU2338595C2 RU2005133358/03A RU2005133358A RU2338595C2 RU 2338595 C2 RU2338595 C2 RU 2338595C2 RU 2005133358/03 A RU2005133358/03 A RU 2005133358/03A RU 2005133358 A RU2005133358 A RU 2005133358A RU 2338595 C2 RU2338595 C2 RU 2338595C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separation
bowl
unloading
centrifugal
compressed air
Prior art date
Application number
RU2005133358/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005133358A (en
Inventor
Виктор Александрович Пузырев (RU)
Виктор Александрович Пузырев
Михаил Викторович Шкрибеев (RU)
Михаил Викторович Шкрибеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Циклон"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Циклон" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Циклон"
Priority to RU2005133358/03A priority Critical patent/RU2338595C2/en
Publication of RU2005133358A publication Critical patent/RU2005133358A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338595C2 publication Critical patent/RU2338595C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: processes; mining.
SUBSTANCE: screening method by density of fine unsized material with extraction of concentrate and tails includes classification and separation in centrifugal field. Unsized fine material is fed as pulp under pressure not less then 0.05 MPA into feeding device of centrifugal separator, implemented in the form of hydrocyclone. Sands of hydrocyclone are directed inside of conical rotating bowl, and discharge after blending with condensing water or compressed air, in the form of emulsion, is fed into accumulation zone and concentrate discharge. Feeding of these compounds depending on chosen mode can be implemented under pressure created by bowl rotation or by compressed air, permanently or pulsed and cyclical, with emulsion receiving and formation in accumulation area of semi-boiling medium of reduced viscosity and density. Method is implemented in centrifugal concentrator, including driver, bowl connected to hollow control shaft, body with circular section, facilities for charging and discharging of separation products, feeding of compressed air, condensing and wash water. Concentrator is outfitted by conglobated disk and mixing chamber, installed on the end of hollow driving shaft and connected to emptying fitting of feeder, implemented in the form of hydrocyclone with sand neck located inside of internal hollow shaft of discharging device, under which it is installed conglobated disk, rigidly bound to bowl and forming with it divided by blades ring channel, communicating to mixing chamber.
EFFECT: increasing of hard-cleaning heavy metals and minerals extraction and reduction of investment and operating costs.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к процессу сепарации (концентрации) мелкозернистых материалов путем разделения их по плотности в поле действия центробежной и гравитационной сил.The invention relates to the process of separation (concentration) of fine-grained materials by dividing them by density in the field of action of centrifugal and gravitational forces.

Цель изобретения - повышение эффективности извлечения тяжелых металлов и минералов из неклассифицированной пульпы при одновременном снижении капитальных и эксплуатационных затрат, связанных с их переработкой.The purpose of the invention is to increase the efficiency of extraction of heavy metals and minerals from unclassified pulp while reducing capital and operating costs associated with their processing.

Это достигается путем предварительной классификации пульпы в загрузочном устройстве концентратора и направления материала двух классов крупности в зоны концентратора с различным гидродинамическим режимом разделения, включающим различные параметры центростремительного ускорения, вязкости и эффективной плотности разделяющей среды.This is achieved by preliminary classification of the pulp in the loading device of the concentrator and the direction of the material of two classes of fineness into the zones of the concentrator with different hydrodynamic separation conditions, including various parameters of centripetal acceleration, viscosity and effective density of the separating medium.

Известен способ разделения мелкозернистого материала по плотности (см. аналоги RU 2080933 С1, 10.06.1997; RU 2245740 C1, 02.10.2005) в поле действия центробежных и гравитационных сил, включающий классификацию на гидрогрохотах и разделение по плотности в центробежных сепараторах (концентраторах) с выделением тяжелой фракции (концентрата) и легкой фракции (хвостов).A known method of separating fine-grained material by density (see analogues RU 2080933 C1, 06/10/1997; RU 2245740 C1, 10/02/2005) in the field of action of centrifugal and gravitational forces, including classification on hydraulic screens and density separation in centrifugal separators (concentrators) with the allocation of the heavy fraction (concentrate) and light fraction (tails).

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется несколько (не менее трех) разделительных аппаратов, что усложняет технологическую схему, увеличивает металлоемкость и энергоемкость, ухудшает удельные технико-экономические показатели, снижает себестоимость переработки.The disadvantage of this method is that its implementation requires several (at least three) separation devices, which complicates the technological scheme, increases metal consumption and energy intensity, worsens specific technical and economic indicators, reduces the cost of processing.

Известен способ разделения неклассифицированного материала, включающий подачу в виде пульпы исходного материала внутрь вращающейся чаши, где под действием центростремительных ускорений, действующих на частицы минералов, происходит их разделение по плотности и крупности.A known method of separating unclassified material, including the supply in the form of pulp of the source material inside a rotating bowl, where under the action of centripetal accelerations acting on particles of minerals, they are separated by density and size.

Легкие крупные и мелкие тяжелые частицы разгружаются через кольцевое пространство поверх рифлей (канавок, заполняемых концентратом), расположенных на внутренней поверхности вращающейся чаши.Light large and small heavy particles are discharged through the annular space on top of the grooves (grooves filled with concentrate) located on the inner surface of the rotating bowl.

Одним из недостатков этого способа и устройства, реализуемых в концентраторе "Knelson" и других концентраторах аналогичного назначения, работающих по такому принципу, является низкая эффективность разделения тонких частиц (менее 50 мкм), что объясняется их вымыванием струйками ожижающей воды, подаваемой в концентратор из множества мелких отверстий для рыхления концентратной постели, образующейся внутри кольцевых канавок, расположенных на внутренних стенках вращающейся чаши (см. Богданович А.В. "Интенсификация процессов гравитационного обогащения в центробежных полях. - Обогащение руд, 1999, №1-2, с.33-35).One of the disadvantages of this method and device, implemented in a Knelson concentrator and other concentrators of a similar purpose, operating on this principle, is the low separation efficiency of fine particles (less than 50 microns), which is explained by their washing out by trickles of fluidizing water supplied to the concentrator from a variety of small holes for loosening a concentrate bed formed inside annular grooves located on the inner walls of a rotating bowl (see A. Bogdanovich, “Intensification of gravitational processes enrichment in centrifugal fields. - Ore dressing, 1999, No. 1-2, p. 33-35).

Более того, наличие большого количества мелких отверстий (⌀1,6-2 мм), через которые может подаваться вода из естественных водоемов, приводит к закупорке этих отверстий твердыми включениями (водоросли, песок и др.).Moreover, the presence of a large number of small holes (⌀1.6-2 mm), through which water can be supplied from natural reservoirs, leads to clogging of these holes with solid inclusions (algae, sand, etc.).

Известны концентраторы (см. патенты RU №2114700, 2132737, 2132738) с плавающей постелью, в которых отсутствуют отверстия для подвода ожижающей воды и рыхления концентратной постели. Их отличительная особенность - плавающая концентратная постель, образующаяся при обкатывании эластичной вращающейся чаши с кольцевыми концентратными канавками по обжимающим ее роликам.Known hubs (see patents RU No. 21114700, 2132737, 2132738) with a floating bed, in which there are no holes for supplying fluidizing water and loosening a concentrated bed. Their distinctive feature is a floating concentrate bed, which is formed during the rolling in of an elastic rotating bowl with ring concentrate grooves along its compressing rollers.

Такая конструкция концентратора позволяет работать на неочищенной воде, снизить ее расход и лучше извлекать тонкие частицы тяжелых минералов. Но разгрузка тяжелой фракции (концентрата) из канавок осуществляется вручную, что требует остановки всей технологической нитки и ведет к снижению ее производительности.This design of the concentrator allows you to work on untreated water, reduce its consumption and better remove fine particles of heavy minerals. But the unloading of the heavy fraction (concentrate) from the grooves is carried out manually, which requires stopping the entire technological thread and leads to a decrease in its productivity.

К серьезным недостаткам конструкции эластичной чаши следует отнести весьма низкую ее долговечность, поскольку работа в условиях высокочастотных, знакопеременных нагрузок приводит к ее разрушению в результате усталостного износа самого материала чаши.Serious drawbacks in the design of an elastic bowl include its very low durability, since operation under high-frequency, alternating loads leads to its destruction as a result of fatigue wear of the bowl material itself.

Поэтому концентратор с плавающей постелью, несмотря на известность, пока не нашел успешного применения и может быть использован лишь в лабораторных условиях.Therefore, a hub with a floating bed, despite the fame, has not yet found successful use and can only be used in laboratory conditions.

Известен аппарат (см. патент RU 2238149, С2), в котором сочетаются три способа гравитационного обогащения (разделения) - центробежный, отсадочный и разделения в суживающихся желобах.A known apparatus (see patent RU 2238149, C2), which combines three methods of gravitational enrichment (separation) - centrifugal, jigging and separation in tapering channels.

Одним из недостатков сочетания указанных способов разделения неклассифицированного материала и устройства для их осуществления является то, что ни один из трех способов разделения не может быть реализован в полной мере. Так, например, желоба, установленные по образующей чаши, способствуют перемешиванию легкой фракции с мелкими зернами тяжелой фракции в зоне разгрузки, осуществляемой непрерывно, что ведет к потерям тонких частиц тяжелой фракции, уходящих со сливом и снижением полезной площади сита, определяющей производительность машины, а наличие нескольких, последовательно работающих диафрагм, хотя и увеличивает суммарную частоту колебаний по камере, но вызывает при этом явление интерференции волн, способствующее неравномерности пульсаций, что снижает технологический эффект разделения методом отсадки.One of the disadvantages of combining these methods of separating unclassified material and a device for their implementation is that none of the three methods of separation can be fully implemented. So, for example, the troughs installed along the forming bowl facilitate mixing of the light fraction with small grains of the heavy fraction in the discharge zone, which is carried out continuously, which leads to the loss of fine particles of the heavy fraction leaving with the drain and a decrease in the useful area of the sieve, which determines the productivity of the machine, and the presence of several sequentially working diaphragms, although it increases the total frequency of oscillations along the camera, but it causes the phenomenon of wave interference, contributing to the unevenness of the pulsations, which reduces a technological effect separation by depositing.

Возможность эффективного разделения во вращающихся желобах, расположенных перпендикулярно по отношению к плоскости вращения, также вызывает сомнение.The possibility of effective separation in rotating troughs located perpendicular to the plane of rotation is also questionable.

С учетом вышеизложенного наиболее совершенным центробежным аппаратом, реализующим способ разделения мелкозернистого материала по плотности с выделением концентрата и хвостов, является концентратор "Falkon" (см. патент US 6796934 B1), принятый за прототип, отличающийся от описанных выше концентраторов центробежного типа тем, что разгрузка концентрата (тяжелой фракции) осуществляется автоматически и периодически с помощью пневмоклапанов, установленных в отверстиях кольцевых канавок, куда оседает концентрат и поступает ожижающая вода. В остальном этот концентратор имеет те же конструктивные и эксплуатационные недостатки, что и общеизвестный аппарат "Knelson".In view of the foregoing, the most advanced centrifugal apparatus that implements a method for separating fine-grained material by density with separation of concentrate and tailings is the Falkon concentrator (see US Pat. No. 6,796,934 B1), adopted as a prototype, different from the centrifugal type concentrators described above in that the discharge concentrate (heavy fraction) is carried out automatically and periodically with the help of pneumatic valves installed in the holes of the annular grooves, where the concentrate settles and fluidizing water enters. Otherwise, this concentrator has the same structural and operational drawbacks as the well-known Knelson apparatus.

Кроме того, многочисленные клапаны, установленные по периферии чаши, при работе на грязной воде также способны забиваться и приводить к нарушению процесса разделения и необходимости остановок для их прочистки или очистки фильтров.In addition, numerous valves installed around the periphery of the bowl, when working on dirty water, are also able to clog and lead to a violation of the separation process and the need for stops to clean or filter them.

Общим недостатком вышеуказанных способов разделения неклассифицированного мелкозернистого материала по плотности, как отмечено выше, является низкая эффективность разделения тонких частиц (менее 50 мкм) в центробежных концентраторах "классифицирующего типа", которая связана не только с подачей ожижающей воды, вымывающей тонкие частицы концентрата, но и со способами загрузки исходного материала и разгрузки продуктов разделения.A common disadvantage of the above methods for separating unclassified fine-grained material by density, as noted above, is the low efficiency of separation of fine particles (less than 50 microns) in centrifugal concentrators of the "classifying type", which is associated not only with the supply of fluidizing water washing thin particles of the concentrate, but also with methods for loading source material and unloading separation products.

При подаче неклассифицированного материала по оси вращения внутри чаши вокруг ее оси образуется застойная зона, в которой нарастание скорости перемещения частицы по спирали и в радиальном направлении происходит сравнительно медленно и пропорционально массе частицы, ее скорости вращения в квадрате и сопротивлению сдвигу, определяемому вязкостью разделяющей среды.When unclassified material is fed along the axis of rotation inside the bowl around its axis, a stagnant zone is formed in which the increase in the speed of particle movement in a spiral and in the radial direction occurs relatively slowly and is proportional to the mass of the particle, its rotational speed squared and the shear resistance determined by the viscosity of the separating medium.

Поэтому в застойной центральной зоне происходит накопление тонких частиц, вследствие чего повышается вязкость разделяющей среды, которая способствует их удержанию и снижению эффективности процесса разделения.Therefore, in the stagnant central zone there is an accumulation of fine particles, as a result of which the viscosity of the separating medium increases, which contributes to their retention and reduce the efficiency of the separation process.

При непрерывной разгрузке легкой фракции по большому периметру чаши в ней возникает интенсивный восходящий поток, куда увлекается объем пульпы, где процесс разделения затруднен указанными выше причинами, что приводит к потерям концентрата и промпродукта со сливом легкой фракции.During continuous unloading of the light fraction along the large perimeter of the bowl, an intense upward flow arises in it, where the pulp volume is carried away, where the separation process is hindered by the above reasons, which leads to loss of concentrate and industrial product with the discharge of the light fraction.

Указанные недостатки частично можно исключить за счет подачи в концентратор классифицированного (калиброванного) материала и для каждого класса крупности подбирать оптимальный гидродинамический режим разделения (скорость вращения чаши, плотность и вязкость разделяющей среды), но при этом придется минимум вдвое увеличить количество сепарирующих устройств (концентраторов) и ввести в технологическую схему классифицирующий аппарат (гидроциклон, спиральный или гидравлический классификаторы), что повлечет за собой увеличение капитальных, эксплуатационных затрат, приведет к увеличению себестоимости процесса обогащения и не решит проблемы улавливания тонких частиц тяжелой фракции.These shortcomings can be partially eliminated by supplying a classified (calibrated) material to the concentrator and for each size class to select the optimal hydrodynamic separation mode (bowl rotation speed, density and viscosity of the separating medium), but at the same time it will be necessary to double the number of separating devices (concentrators) and introduce into the technological scheme a classification apparatus (hydrocyclone, spiral or hydraulic classifiers), which will entail an increase in capital , Operating costs will increase the cost of the enrichment process and do not solve the problem of trapping fine particles heavy fraction.

Технической задачей изобретения является способ повышения извлечения тяжелых металлов и минералов путем снижения минимального размера эффективно улавливаемых зерен и увеличения удельной производительности за счет расширения технологических и функциональных возможностей устройства (концентратора), позволяющего существенно упростить технологическую схему и снизить капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с процессом разделения, увеличить производительность концентратора.An object of the invention is a method of increasing the extraction of heavy metals and minerals by reducing the minimum size of effectively captured grains and increasing specific productivity by expanding the technological and functional capabilities of the device (concentrator), which can significantly simplify the process flow chart and reduce capital and operating costs associated with the separation process , increase hub performance.

С учетом вышеизложенного наиболее близким к решению поставленной задачи является способ отделения тонких фракций тяжелых минералов в центробежных полях при встречном инжектировании, который реализован в концентраторе "Falkon" с автоматической разгрузкой концентрата (см. патент US 6796934 В1), принятый за прототип.In view of the foregoing, the closest to solving the problem is a method for separating fine fractions of heavy minerals in centrifugal fields during counter injection, which is implemented in a Falkon concentrator with automatic unloading of the concentrate (see US patent 6796934 B1), adopted as a prototype.

Преимущества и недостатки этого изобретения описаны выше.Advantages and disadvantages of this invention are described above.

Поставленная техническая задача предполагает исключение указанных недостатков прототипа и решается тем, что неклассифицированный материал в центробежный концентратор подается в виде пульпы под напором не менее 0,05 МПа через загрузочное устройство центробежного типа, выполненное с возможностью осуществления предварительной классификации, пески которого направляются внутрь концентратора по его оси, а слив после смешения с ожижающей водой под напором, создаваемым лопастями вращающейся чаши, или сжатым воздухом в виде эмульсии, подается в зону накопления и разгрузки концентрата, где действуют центробежные силы и центростремительные ускорения интенсивностью не менее 50g, отделенную перегородкой от зоны разгрузки легкой фракции, где интенсивность ускорений не превышает 10g, причем подача образующейся при смешении с воздухом пульповоздушной смеси может осуществляться импульсно и циклично с возможностью образования в концентраторе пульсирующей псевдокипящей среды пониженной плотности и вязкости, а разгрузка концентрата осуществляется в автоматическом режиме и периодически путем открытия, посредством исполнительного механизма, кольцевой щели, образующейся в зоне разгрузки концентрата по периметру большего основания чаши.The task posed involves the elimination of these disadvantages of the prototype and is solved by the fact that unclassified material is fed into a centrifugal concentrator in the form of pulp under a pressure of at least 0.05 MPa through a centrifugal loading device configured to carry out preliminary classification, the sands of which are directed into the concentrator by axis, and discharge after mixing with fluidizing water under pressure created by the blades of a rotating bowl, or compressed air in the form of an emulsion, is supplied I am in the zone of accumulation and unloading of the concentrate, where centrifugal forces and centripetal accelerations with an intensity of not less than 50 g act, separated by a partition from the zone of unloading of the light fraction, where the intensity of accelerations does not exceed 10 g, and the pulp-air mixture formed during mixing with air can be pulsed and cyclically with the possibility of the formation of a pulsating pseudo-boiling medium in the concentrator of reduced density and viscosity, and the concentrate is unloaded in an automatic mode and period by opening, by means of an actuator, an annular gap formed in the concentrate discharge zone along the perimeter of the larger base of the bowl.

Техническая задача по устройству (концентратору) решается тем, что центробежный концентратор, включающий чашу, соединенную с полым валом привода, корпус с кольцевыми отсеками, устройства для загрузки и разгрузки продуктов разделения, подачи сжатого воздуха, ожижающей и промывочной воды, отличается тем, что снабжен смесительной камерой, установленной на конце полого вала привода и соединенной со сливным патрубком загрузочного устройства, выполненного в виде гидроциклона с песковой насадкой, расположенной внутри полого вала разгрузочного устройства, под которым установлена сферическая тарель, жестко связанная с чашей и образующая с ней кольцевой канал для сообщения со смесительной камерой.The technical problem of the device (concentrator) is solved in that the centrifugal concentrator, including a bowl connected to the hollow drive shaft, a housing with annular compartments, devices for loading and unloading separation products, compressed air, fluidizing and flushing water, is characterized in that it is equipped with a mixing chamber mounted on the end of the hollow shaft of the drive and connected to the drain pipe of the loading device, made in the form of a hydrocyclone with a sand nozzle located inside the hollow shaft a device by which the spherical Tarel mounted rigidly associated with a cup and forming with it an annular passage for communication with the mixing chamber.

Концентратор, предназначенный для решения поставленной технической задачи, отличается также тем, что устройство для разгрузки продуктов разделения выполнено в виде фрикционной полумуфты, с возможностью вращения и осевого перемещения, и содержит фрикционный диск с патрубком, отделяющим зону концентрации и разгрузки тяжелой фракции (концентрата) от зоны разгрузки легкой фракции, внутри которого имеются окна и лопасти, соединяющие его со ступицей и полой осью, установленной в подпружиненном подшипниковом корпусе, закрепленном на диафрагме и кинематически связанном с исполнительным механизмом.A concentrator designed to solve the technical problem is also characterized in that the device for unloading separation products is made in the form of a friction coupling half, with the possibility of rotation and axial movement, and contains a friction disk with a nozzle separating the concentration and discharge zone of the heavy fraction (concentrate) from a light fraction unloading zone, inside which there are windows and blades connecting it to the hub and the hollow axis, mounted in a spring-loaded bearing housing mounted on the diaphragm me and kinematically connected with the actuator.

Решению поставленной технической задачи способствует также то, что устройства для загрузки и разгрузки продуктов разделения, подачи сжатого воздуха, ожижающей и промывочной воды снабжены исполнительными механизмами и связаны между собой реле времени.The solution of the technical problem also contributes to the fact that the device for loading and unloading separation products, compressed air, fluidizing and flushing water are equipped with actuators and interconnected timers.

На фиг.1, 2 показан один из возможных вариантов устройства концентратора, реализующего предлагаемый способ.In Fig.1, 2 shows one of the possible options for a hub that implements the proposed method.

Концентратор включает загрузочное (и классифицирующее) устройство 1, корпус 2 с кольцевыми отсеками для приема продуктов разделения, устройство разгрузочное с фрикционным диском 3, патрубком 4, эластичным элементом 5, корпусом подшипника 6 и полым валом 7 соединенным с диском лопастями 8, образующими окна "Д" для разгрузки легкой фракции, чашу 9, привод 10 с полым валом 11, смесительную камеру 12, воздушную трубу 13, тумбу 14, пружину 15, исполнительный механизм 16 с тягой 17, коллектор воздушный 18, регулирующие устройства 19, ребра 20, патрубки разгрузки легкой и тяжелой фракции, соответственно 21 и 22, несущую раму 23, эл. двигатель 24, устройство 25 для подачи промывочной воды в сальниковую втулку, диафрагму 26, тарель 27.The concentrator includes a loading (and classifying) device 1, a housing 2 with annular compartments for receiving separation products, an unloading device with a friction disk 3, a nozzle 4, an elastic element 5, a bearing housing 6 and a hollow shaft 7 connected to the disk by the blades 8 forming the windows " D "for unloading light fractions, bowl 9, drive 10 with a hollow shaft 11, mixing chamber 12, air pipe 13, stand 14, spring 15, actuator 16 with rod 17, air manifold 18, control devices 19, ribs 20, nozzles unloading lay down Coy and heavy fractions, respectively 21 and 22, the supporting frame 23, el. engine 24, a device 25 for supplying flushing water to the stuffing box, the diaphragm 26, the plate 27.

Работа предлагаемого устройства (концентратора) осуществляется следующим образом.The work of the proposed device (hub) is as follows.

Исходное питание (неклассифицированный материал) в виде пульпы подается, например, насосом (под давлением на входе не ниже 0,05 МПа) в загрузочное (и классифицирующее) устройство 1, выполненное в виде гидроциклона, песковая насадка которого опущена внутрь полого вала 7, а сливной патрубок соединен со смесительной камерой 12.The feed (unclassified material) in the form of pulp is supplied, for example, by a pump (at an inlet pressure not lower than 0.05 MPa) to the loading (and classifying) device 1, made in the form of a hydrocyclone, the sand nozzle of which is lowered inside the hollow shaft 7, and the drain pipe is connected to the mixing chamber 12.

Под действием центробежных сил в загрузочном устройстве гидроциклона происходит классификация исходной пульпы. Пески (крупная фракция) через песковую насадку направляются по валу 7 разгрузочного устройства вниз и, соприкасаясь с вращающейся посредством электродвигателя 24 тарелью 27, под действием центробежных сил продвигаются на периферию тарели в кольцевую зону "В", ограниченную внутренней стенкой чаши 9, диском 3 и патрубком 4. Эластичное кольцо 5 пружинами 15, действующими на подшипниковый корпус 6 разгрузочного устройства, выполненного в виде фрикционной полумуфты, поджимается к внутренней стенке чаши 9 и образует с нею фрикционную передачу, посредством которой вращение чаши передается разгрузочному устройству. Тяжелая фракция накапливается в зоне "В" и перечищается обратным (встречным) потоком, который направляется сюда из смесительной камеры 12, где слив гидроциклона (загрузочного устройства) смешивается с ожижающей водой и через кольцевую щель "Д" (см. фиг.2) с помощью лопастей 20, установленных между чашей 9 и тарелью 27, подается в виде смеси разжиженной пульпы, или эмульсии, образующейся при смешивании ее со сжатым воздухом, в зону "В", где интенсивность центростремительных ускорений во много раз выше, чем в зоне загрузки, и должна составлять не менее 50g. Эта величина обусловлена тем, что заметное разделение тонких фракций (менее 20 мкм), как показали многочисленные испытания центробежных аппаратов различного типа и, в том числе, вышеописанных, начинается с такого гидродинамического режима разделяющей среды. Тонкие частицы тяжелой фракции выделяются из разжиженной пульпы, или эмульсии и остаются в зоне "В". Этому способствует псевдоожиженное (кипящее) состояние разделяющей среды, образующейся в этой зоне при подаче в нее пульповоздушной смеси (эмульсии), плотность и вязкость которой ниже, чем слив гидроциклона, и может регулироваться в широких пределах, что достигается и регулируется подачей в нее тонкодисперсного воздуха по воздушной трубе 13, соединенной с регулируемым исполнительным механизмом, обеспечивающим возможность как постоянной, так и пульсирующей подачи сжатого воздуха для осуществления в зоне "В" барботажа и предотвращения образования плотной концентратной постели.Under the influence of centrifugal forces in the loading device of the hydrocyclone, the initial pulp is classified. Sands (large fraction) through the sand nozzle are directed down the shaft 7 of the unloading device and, in contact with the plate 27 rotating by the electric motor 24, are moved to the periphery of the plate in the annular zone "B", limited by the inner wall of the bowl 9, by the disk 3 and branch pipe 4. An elastic ring 5 with springs 15 acting on the bearing housing 6 of the unloading device, made in the form of a friction coupling half, is pressed against the inner wall of the bowl 9 and forms a friction gear with it, silver stvom which bowl rotation is transferred to the discharge unit. The heavy fraction accumulates in zone "B" and is cleaned with a reverse (counter) flow, which is sent here from the mixing chamber 12, where the discharge of the hydrocyclone (loading device) is mixed with fluidizing water and through the annular slot "D" (see figure 2) with using the blades 20, installed between the bowl 9 and the plate 27, is fed in the form of a mixture of liquefied pulp, or an emulsion formed by mixing it with compressed air, into the zone "B", where the intensity of centripetal accelerations is many times higher than in the loading zone, and should be at least 50g. This value is due to the fact that a noticeable separation of fine fractions (less than 20 μm), as shown by numerous tests of centrifugal apparatuses of various types, including the ones described above, begins with such a hydrodynamic regime of the separating medium. Fine particles of the heavy fraction are separated from the liquefied pulp, or emulsion, and remain in zone "B". This is facilitated by the fluidized (boiling) state of the separating medium formed in this zone when a pulp-air mixture (emulsion) is supplied to it, the density and viscosity of which is lower than the discharge of the hydrocyclone, and can be regulated over a wide range, which is achieved and regulated by the supply of fine air into it through an air pipe 13 connected to an adjustable actuator, providing the possibility of both constant and pulsating supply of compressed air for the implementation of bubbling in the zone "B" and prevent Azania dense concentrate bed.

Зерна легкой фракции, поступившие сюда из смесительной камеры вместе с потоком разжиженной пульпы или эмульсии, под действием скоростного напора проходят под патрубком 4 и разгружаются через окна "Д" (см. фиг.2) по диску 3 в наружный кольцевой отсек корпуса 2, увлекая за собой легкую фракцию песков, которая циркулирует в тарели 7. Лопасти 8 способствуют интенсификации разгрузки легкой фракции.Grains of light fraction that came here from the mixing chamber together with the stream of liquefied pulp or emulsion, under the influence of high-speed pressure, pass under the nozzle 4 and are discharged through the window "D" (see figure 2) through the disk 3 into the outer annular compartment of the housing 2, entraining followed by a light fraction of sand, which circulates in the plate 7. Blades 8 contribute to the intensification of unloading of the light fraction.

Разгрузка тяжелой фракции (концентрата) осуществляется периодически (циклично) по мере ее накопления в зоне "В". На фиг.2 показано положение разгрузочного устройства в момент разгрузки концентрата.The heavy fraction (concentrate) is unloaded periodically (cyclically) as it accumulates in zone “B”. Figure 2 shows the position of the discharge device at the time of unloading of the concentrate.

Посредством исполнительного механизма, выполненного, например, в виде электромагнита с тягой 17, связанного реле времени с другими исполнительными механизмами и реле, обеспечивающими работу концентратора в автоматическом режиме, происходит подъем фрикционной полумуфты, в результате чего между чашей 9 и эластичным кольцом 5 образуется кольцевой зазор "Г" (см. фиг.2), по которому тяжелая фракция из зоны "В" выгружается во внутренний кольцевой отсек корпуса 2 и далее через штуцер 22 выходит из концентратора на дальнейшие операции обогащения, а легкая фракция через штуцер 21 направляется в отвал или доизмельчение и последующие операции обогащения.By means of an actuator made, for example, in the form of an electromagnet with a thrust 17, a connected time relay with other actuators and relays that ensure the hub operates in automatic mode, the friction coupling is lifted, as a result of which an annular gap is formed between the cup 9 and the elastic ring 5 "G" (see figure 2), in which the heavy fraction from zone "B" is discharged into the inner annular compartment of the housing 2 and then through the nozzle 22 leaves the concentrator for further enrichment operations, and the soft fraction through the nozzle 21 is sent to the dump or regrinding and subsequent enrichment operations.

В конструкции концентратора предусмотрена также возможность работы режима колебаний при непрерывной или периодической разгрузке тяжелой фракции.The design of the concentrator also provides for the possibility of operation of the oscillation mode during continuous or periodic unloading of the heavy fraction.

Для этого сжатый воздух по штуцеру 28 направляется в камеру "Б", под давлением сжатого воздуха поднимается эластичная диафрагма 26, соединенная с подшипниковым корпусом 6 и полумуфтой разгрузочного устройства, и открывает кольцевые щели "Е" и "Г" (см. фиг.2).To do this, the compressed air through the fitting 28 is directed into the chamber "B", under the pressure of the compressed air, the elastic diaphragm 26 connected to the bearing housing 6 and the coupling half of the unloading device rises and opens the annular slots "E" and "G" (see figure 2 )

При раскрытии щели "Е" воздух из камеры "Б" выпускается, давление в ней падает, диафрагма 26 и разгрузочное устройство опускаются. При постоянной подаче сжатого воздуха в камеру "Б" разгрузочное устройство продолжает работать, как обратный клапан, в режиме колебаний, частота и амплитуда которых зависят от давления и объема сжатого воздуха, подаваемого от сети.When opening the gap "E", air is released from the chamber "B", the pressure in it drops, the diaphragm 26 and the unloading device are lowered. With a constant supply of compressed air to chamber "B", the unloading device continues to operate as a non-return valve in the oscillation mode, the frequency and amplitude of which depend on the pressure and volume of compressed air supplied from the network.

Реализация режима колебаний (по аналогии с отсадкой) возможна и в случае присоединения вместо электромагнита 16 электромагнитного клапана или вибратора.The implementation of the oscillation mode (by analogy with jigging) is also possible in the case of connecting instead of an electromagnet 16 of an electromagnetic valve or vibrator.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:The above information indicates the following conditions are met when using the claimed invention:

- способ и средство его выполнения, реализуемые в устройстве, предназначены для использования в обогащении полезных ископаемых, а именно для центробежного мокрого разделения преимущественно мелких и тонких частиц металлов или их минералов по плотности, а также для сепарации частиц с малой разницей в плотности;- the method and means of its implementation, implemented in the device, are intended for use in mineral processing, namely for centrifugal wet separation of mainly small and thin particles of metals or their minerals by density, as well as for separation of particles with a small difference in density;

- для заявленного способа и устройства в том виде, как они охарактеризованы в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных и известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed method and device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of their implementation using the means and methods described and known prior to the priority date is confirmed;

- преимущество изобретения по сравнению с известными аналогами и прототипом состоит в том, что при его реализации обеспечивается:- the advantage of the invention compared with the known analogues and prototype is that when it is implemented, it is provided:

- расширение технологических возможностей центробежного способа разделения материала по плотности, за счет повышения извлечения наиболее тонких частиц концентрата путем изменения гидродинамического режима разделения посредством направления разжиженного или псевдоожиженного потока, содержащего тонкие фракции обогащаемого материала, непосредственно в зону накопления тяжелой фракции, где действуют центробежные силы и ускорения интенсивностью выше 50g, при которых тонкие частицы тяжелой фракции остаются в зоне ее разгрузки и не уходят с легкой фракцией, так как сливные окна смещены к центру чаши и расположены в зоне действия центробежных сил и ускорений, интенсивность которых не превышает 10g, а скоростной напор, возникающий в ожиженном или псевдоожиженном (кипящем) потоке среды, действующий в направлении разгрузки легкой фракции, не может преодолеть центробежные силы, поскольку имеет сравнительно малую энергию, так как плотность и вязкость среды, формирующей поток, сравнительно невелики (из-за ее ожиженного или псевдоожиженного состояния);- expanding the technological capabilities of the centrifugal method of separating the material by density, by increasing the extraction of the finest particles of the concentrate by changing the hydrodynamic separation mode by directing a liquefied or fluidized stream containing fine fractions of the enriched material directly into the accumulation zone of the heavy fraction, where centrifugal forces and accelerations intensities above 50g, at which the thin particles of the heavy fraction remain in the zone of its discharge and do not leave with a light fraction, since the drain windows are displaced to the center of the bowl and are located in the zone of action of centrifugal forces and accelerations, the intensity of which does not exceed 10 g, and the pressure head arising in a liquefied or fluidized (boiling) flow of medium acting in the direction of unloading of the light fraction, cannot overcome centrifugal forces, because it has a relatively low energy, since the density and viscosity of the medium forming the flow are relatively small (due to its fluidized or fluidized state);

- расширение функциональных возможностей устройства (концентратора), реализующего предложенный способ путем:- expanding the functionality of the device (hub) that implements the proposed method by:

- совмещения в одном аппарате (концентраторе) функций классифицирующего и сепарирующего устройств;- combining in one device (concentrator) the functions of the classifying and separating devices;

- осуществления возможности регулировки плотности и вязкости разделяющей среды, находящейся в аппарате;- the possibility of adjusting the density and viscosity of the separating medium in the apparatus;

- отделения зоны накопления и разгрузки тяжелой фракции от зоны выгрузки легкой фракции, позволяющего принципиально изменить гидродинамический режим работы центробежного аппарата и осуществлять процесс разделения, совмещая действие центробежных сил и встречного скоростного напора, способствующего перечистке тяжелой фракции путем выталкивания из зоны разделения легкой фракции, а при необходимости, и зерен промпродукта;- separating the zone of accumulation and unloading of the heavy fraction from the unloading zone of the light fraction, which allows you to fundamentally change the hydrodynamic mode of operation of the centrifugal apparatus and carry out the separation process, combining the action of centrifugal forces and the counter velocity head, facilitating the cleaning of the heavy fraction by expelling the light fraction from the separation zone, and when necessity, and industrial product grains;

- создания условий, с использованием простых средств автоматики для автоматической работы концентратора по заданной циклограмме, обеспечивающей оптимальный режим разделения, определенный лабораторными методами;- creating conditions, using simple automation tools for automatic operation of the concentrator according to a given sequence diagram, providing the optimal separation mode determined by laboratory methods;

- обеспечения условий для накопления и автоматической разгрузки тяжелой фракции более широкого диапазона крупности, чем в существующих центробежных аппаратах за счет возможности изменения гидродинамики потоков, регулирования плотности и вязкости разделяющей среды в зоне разделения;- providing conditions for the accumulation and automatic unloading of the heavy fraction of a wider particle size range than in existing centrifugal devices due to the possibility of changing the flow dynamics, adjusting the density and viscosity of the separating medium in the separation zone;

- реализации возможности работы концентратора в режиме колебаний при непрерывной или периодической разгрузке тяжелой фракции, сочетающем способы разделения отсадкой, центробежной сепарацией и разделения в специальных средах (кл. В03В 5/44).- realizing the possibility of the concentrator working in the oscillation mode during continuous or periodic unloading of the heavy fraction, combining separation methods by depositing, centrifugal separation and separation in special media (class B03B 5/44).

Преимущество изобретения состоит также в том, что при этом способе обогащения (разделения по плотности) и устройстве для его осуществления резко упрощается технологическая схема цепи аппаратов, ее энергоемкость, металлоемкость и габариты установки, что позволяет снизить себестоимость переработки минерального или техногенного сырья.An advantage of the invention also lies in the fact that with this enrichment method (density separation) and a device for its implementation, the technological scheme of the apparatus circuit, its energy consumption, metal consumption and installation dimensions are greatly simplified, which allows to reduce the cost of processing mineral or industrial raw materials.

Claims (4)

1. Способ разделения по плотности мелкозернистого неклассифицированного материала с выделением концентрата и хвостов, включающий классификацию и сепарацию в центробежном поле, отличающийся тем, что неклассифицированный мелкозернистый материал подается в виде пульпы под напором не менее 0,05 МПа в загрузочное устройство центробежного сепаратора, выполненное в виде гидроциклона, пески которого направляются внутрь конусной вращающейся чаши, а слив, после смешивания с ожижающей водой или сжатым воздухом, в виде эмульсии, подается в зону накопления и разгрузки концентрата, где действуют центробежные силы и центростремительные ускорения интенсивностью не менее 50g, причем подача этих смесей, в зависимости от выбранного режима, может осуществляться под напором, создаваемым вращением чаши, или сжатым воздухом, постоянно или импульсно и циклично, с возможностью получения эмульсии и образования в зоне накопления концентрата псевдокипящей среды пониженной вязкости и плотности.1. The method of separation by density of fine-grained unclassified material with the separation of concentrate and tailings, including classification and separation in a centrifugal field, characterized in that the unclassified fine-grained material is supplied in the form of pulp under a pressure of at least 0.05 MPa to the loading device of a centrifugal separator, made in the form of a hydrocyclone, the sands of which are directed inside a conical rotating bowl, and the discharge, after mixing with fluidizing water or compressed air, in the form of an emulsion, is fed into the zone on filling and unloading the concentrate, where centrifugal forces and centripetal accelerations with an intensity of not less than 50 g act, and the supply of these mixtures, depending on the selected mode, can be carried out under pressure created by rotation of the bowl or compressed air, continuously or pulse and cyclically, with the possibility of obtaining emulsions and formations in the accumulation zone of a concentrate of a pseudo-boiling medium of reduced viscosity and density. 2. Центробежный концентратор, включающий привод, чашу, соединенную с полым валом привода, корпус с кольцевыми отсеками, устройства для загрузки и разгрузки продуктов разделения, подачи сжатого воздуха, ожижающей и промывочной воды, отличающийся тем, что снабжен сферической тарелью и смесительной камерой, установленной на конце полого вала привода и соединенной со сливным патрубком загрузочного устройства, выполненного в виде гидроциклона с песковой насадкой, расположенной внутри полого вала разгрузочного устройства, под которым установлена сферическая тарель, жестко связанная с чашей и образующая с ней разделенный лопастями кольцевой канал, сообщающийся со смесительной камерой.2. A centrifugal concentrator including a drive, a bowl connected to the hollow drive shaft, a housing with annular compartments, devices for loading and unloading separation products, compressed air, fluidizing and washing water, characterized in that it is equipped with a spherical plate and a mixing chamber installed at the end of the hollow shaft of the drive and connected to the drain pipe of the loading device, made in the form of a hydrocyclone with a sand nozzle located inside the hollow shaft of the unloading device, under which lena spherical Tarel rigidly associated with a cup and forming with it an annular channel divided blades communicating with the mixing chamber. 3. Концентратор по п.2, отличающийся тем, что устройство для разгрузки продуктов разделения выполнено в виде фрикционной полумуфты, с возможностью вращения и осевого перемещения, и содержит фрикционный диск с патрубком, отделяющим зону концентрации тяжелой фракции от зоны разгрузки легкой фракции, внутри которого имеются окна и лопасти, соединяющие его со ступицей и полой осью, установленной в подпружиненном подшипниковом корпусе, закрепленном на эластичной диафрагме и кинематически связанном с исполнительным механизмом.3. The concentrator according to claim 2, characterized in that the device for unloading the separation products is made in the form of a friction coupling half, with the possibility of rotation and axial movement, and contains a friction disk with a nozzle separating the concentration zone of the heavy fraction from the discharge zone of the light fraction, inside of which there are windows and blades connecting it with the hub and the hollow axis mounted in a spring-loaded bearing housing, mounted on an elastic diaphragm and kinematically connected with the actuator. 4. Концентратор по п.2 или 3, отличающийся тем, что устройства для загрузки и разгрузки продуктов разделения, подачи сжатого воздуха, сжижающей и промывочной воды снабжены исполнительными механизмами и связаны между собой реле времени.4. The concentrator according to claim 2 or 3, characterized in that the devices for loading and unloading separation products, compressed air, fluidizing and flushing water are equipped with actuators and interconnected timers.
RU2005133358/03A 2005-10-28 2005-10-28 Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation RU2338595C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133358/03A RU2338595C2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133358/03A RU2338595C2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005133358A RU2005133358A (en) 2007-05-10
RU2338595C2 true RU2338595C2 (en) 2008-11-20

Family

ID=38107593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005133358/03A RU2338595C2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338595C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639107C2 (en) * 2015-12-30 2017-12-19 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук ГГМ РАН Device for wet gravity concentration of fine-grained sand
RU2676111C1 (en) * 2017-12-25 2018-12-26 Григорий Григорьевич Михайленко Method of centrifugal separation of mixtures

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛОПАТИН А.Г. Центробежное обогащение руд и песков. - М.: Недра, с.167-176. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639107C2 (en) * 2015-12-30 2017-12-19 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук ГГМ РАН Device for wet gravity concentration of fine-grained sand
RU2676111C1 (en) * 2017-12-25 2018-12-26 Григорий Григорьевич Михайленко Method of centrifugal separation of mixtures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005133358A (en) 2007-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4279741A (en) Method and apparatus for centrifugally separating a heavy fraction from a light weight fraction within a pulp material
AU2011229688B2 (en) Preparation method for ultra low ash coal-water slurry
AU767588B2 (en) Method and apparatus for separating pulp material
KR101729262B1 (en) Adulteration disposal equipment with wedge bar screen
EP2176004A2 (en) Vibratory screening apparatus
US5616245A (en) High gravity separator
JPS63252559A (en) Centrifugal selector
CN105234011A (en) Stirring swirler
CN107983526B (en) Grading treatment process of silicon carbide micro powder
CN202700631U (en) Vertical centrifugal jigging machine
CN204974230U (en) Stirring swirler
CA3153193C (en) Flocculation grading dehydration device
RU2338595C2 (en) Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation
FI57705B (en) HYDRAULIC CLASSIFICATION
CN1169630C (en) Spiral cylinder water sieve
CN212418290U (en) Improved composite force mineral processing equipment
CN108350375A (en) Assemble the method and apparatus of hydrophobic particle
US8807346B2 (en) Centrifugal jig
US1710208A (en) Process and apparatus for screening materials
CN102218366B (en) Centrifugal oscillating-table-type gravity separator for fine particles
US2149877A (en) Screening
US5059311A (en) Method and apparatus for separating particulate solids
US697353A (en) Apparatus for screening crushed ores or other materials.
RU2274495C2 (en) Hydraulic classifier
US6079567A (en) Separator for separating particles from a slurry

Legal Events

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

Effective date: 20081029