RU58388U1

RU58388U1 - CENTRIFUGAL-VIBRATION HUB

Info

Publication number: RU58388U1
Application number: RU2006108264/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Степанович Пугачев; Леонид Петрович Зарогатский; Дмитрий Валерьевич Пугачев; Виктор Васильевич Ермаков
Original assignee: Валерий Степанович Пугачев; Леонид Петрович Зарогатский
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-11-27

Abstract

Полезная модель относится к средствам гравитационного обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам, именуемым центробежными концентраторами, для выделения свободных частиц благородных металлов и других тяжелых полезных компонентов (полиметаллов), имеющих более высокую плотность относительно пустой породы, в поле центробежных сил знакопеременных направления и величины. Оно может быть использовано в горно-обогатительной промышленности при извлечении прежде всего мелких и тонких классов крупности благородных металлов из песков россыпей, измельченных руд, хвостов обогащения, черновых концентратов. Центробежно-вибрационный концентратор содержит рабочую камеру с улавливающим покрытием на ее внутренней поверхности, механизм привода вращения рабочей камеры вокруг вертикальной оси, вибровозбудитель колебаний камеры и корпус, отделенные от опоры эластичными амортизаторами, загрузочное и разгрузочное приспособления. Концентратор также снабжен датчиком амплитуды колебаний, электрически связанным с вибровозбудителем через схему управления для поддержания режима максимального и стабильного извлечения наиболее тяжелого полезного компонента. Вибровозбудитель может быть выполнен по одному из трех предлагаемых вариантов: - в виде инерционного дебалансного вибратора; - в виде эксцентрикового вибратора; - в виде электромагнитного вибратора. Достигаемый технический результат - повышение эффективности процесса разделения разноплотностных минералов за счет обеспечения условий для стабилизации процесса замещения легких частиц на тяжелые в рабочей камере концентратора независимо от изменений в ходе обогащения параметров пульпы. При промышленном внедрении на горно-обогатительных предприятиях, добывающих благородные металлы, ожидаемый прирост добычи составит 5-8%.The utility model relates to means of gravitational enrichment of minerals, in particular to devices called centrifugal concentrators, for separating free particles of noble metals and other heavy useful components (polymetals) having a higher density relative to waste rock, in a field of centrifugal forces of alternating direction and magnitude . It can be used in the mining and processing industry in the extraction of primarily small and fine grades of fineness of precious metals from placer sands, ground ores, tailings, rough concentrates. The centrifugal vibration concentrator contains a working chamber with a trapping coating on its inner surface, a drive mechanism for rotating the working chamber around a vertical axis, a vibration exciter of the chamber and a housing separated from the support by elastic shock absorbers, loading and unloading devices. The concentrator is also equipped with an oscillation amplitude sensor electrically connected to the vibration exciter via a control circuit to maintain maximum and stable extraction of the heaviest useful component. The vibration exciter can be made according to one of the three proposed options: - in the form of an inertial unbalanced vibrator; - in the form of an eccentric vibrator; - in the form of an electromagnetic vibrator. The technical result achieved is an increase in the efficiency of the process of separation of different density minerals by providing conditions for stabilizing the process of replacing light particles with heavy ones in the working chamber of the concentrator regardless of changes in the course of enrichment of pulp parameters. With industrial implementation at mining and processing enterprises mining precious metals, the expected increase in production will be 5-8%.

Description

Полезная модель относится к техническим средствам для гравитационного обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам для выделения свободных частиц благородных металлов и других тяжелых полезных компонентов (полиметаллов), имеющих более высокую плотность относительно пустой породы, в поле центробежных сил знакопеременных направления и величины. Оно может быть широко использовано в горно-обогатительной промышленности при извлечении, прежде всего мелких (менее 0,25 мм) и тонких (менее 0,1 мм) классов крупности благородных металлов, например, золота из песков россыпей, измельченных руд, хвостов обогащения, черновых концентратов.The utility model relates to technical means for gravitational enrichment of minerals, in particular to devices for separating free particles of noble metals and other heavy useful components (polymetals) having a higher density relative to waste rock in the field of centrifugal forces of alternating direction and magnitude. It can be widely used in the mining and processing industry when extracting, first of all, small (less than 0.25 mm) and thin (less than 0.1 mm) fineness classes of noble metals, for example, gold from placer sands, ground ores, dressing tailings, draft concentrates.

Прогрессирующая в настоящее время тенденция снижения содержания золота в россыпях и в руде с преимущественным наличием в них частиц микронного размера вынудила разрабатывать новые конструкции обогатительных аппаратов со значительными центробежными скоростями. В таких аппаратах, получивших название центробежных концентраторов (или сепараторов), разделение материала по плотности происходит в жидкой среде (пульпе) за счет центробежных сил, действующих на массу материала, подаваемую во вращающийся рабочий орган, выполненный в виде конической чаши с кольцевыми улавливающими канавками (рифлями) на внутренней поверхности [1].The currently progressing trend of a decrease in the gold content in placers and in ore with the predominant presence of micron-sized particles in them has forced the development of new designs of concentrators with significant centrifugal speeds. In such devices, called centrifugal concentrators (or separators), the separation of material by density occurs in a liquid medium (pulp) due to centrifugal forces acting on the mass of material supplied to the rotating working body, made in the form of a conical bowl with annular catch grooves ( flutes) on the inner surface [1].

Основным недостатком таких аппаратов является низкое качество получаемого концентрата и низкое извлечение благородных металлов, особенно мелких и тонких классов крупности в виду того, что в процессе работы накапливаемый в канавках слой материала, особенно в пристенной зоне, под воздействием центробежной силы сильно уплотняется, вследствие чего замещение легких частиц тяжелыми резко сокращается и разделение материала пульпы становится неэффективным. Именно поэтому выпускаемые российской фирмой «ТулНИГП» известные центробежные сепараторы СЦ-0,3; СЦ-0,6; СЦ-1,0, в которых реализовано данное техническое решение, имеют ограниченное применение в золотодобыче - при разработке россыпей с крупным и средним золотом.The main disadvantage of such devices is the low quality of the concentrate obtained and the low recovery of noble metals, especially small and fine fineness grades, due to the fact that during operation, the layer of material accumulated in the grooves, especially in the near-wall zone, is highly compacted under the influence of centrifugal force, as a result of which light heavy particles are sharply reduced and the separation of pulp material becomes ineffective. That is why the well-known centrifugal separators SC-0.3 manufactured by the Russian company TulNIGP; SC-0.6; SC-1,0, in which this technical solution is implemented, have limited use in gold mining - in the development of placers with large and medium gold.

В связи с этим совершенствование известных конструкций центробежных концентраторов осуществлялось преимущественно в направлении создания условий для разрыхления минеральной «постели», накапливаемой в межрифельных кольцевых канавках, для обеспечения надежной сегрегации мелких тяжелых частиц внутрь канавок и интенсификации тем самым процесса обогащения.In this regard, the improvement of the known designs of centrifugal concentrators was carried out mainly in the direction of creating conditions for loosening the mineral bed accumulated in the inter-ring annular grooves to ensure reliable segregation of small heavy particles into the grooves and thereby intensify the enrichment process.

Одним из наиболее эффективных технических решений для достижения поставленной цели по сравнению с другими известными из специальной научно-технической литературы и патентных источников является использование интенсивных вибрационных колебаний чаши с частотой, превышающей частоту ее вращения [2], [3].One of the most effective technical solutions to achieve this goal compared to other known from special scientific and technical literature and patent sources is the use of intense vibrational vibrations of the bowl with a frequency exceeding its rotation frequency [2], [3].

В известном центробежном концентраторе [4] это достигается за счет применения гибкого инерционно-фрикционного привода вала чаши для придания ей наряду с вращением дополнительно планетарного движения с большой частотой вращения. Однако, из-за того, что планетарное движение в данной конструктивной схеме концентратора сопряжено с неуправляемой нутацией (угловым отклонением оси вращения чаши от вертикали на неуправляемую величину при неуправляемой частоте вибраций), эффективность извлечения золота также становится неуправляемой. Это объясняется тем, что планетарное движение чаши осуществляется за счет обкатки вала по стенке ограничителя угла наклона чаши, выполненного в виде отверстия в корпусе концентратора. В зависимости от переменной величины момента трения между валом и отверстием обкатка осуществляется то по треугольной, то по многоугольной траектории, из-за чего инерционные силы, действующие на частицы пульпы, постоянно изменяются по величине в несколько раз. In the known centrifugal concentrator [4] this is achieved through the use of a flexible inertial-friction drive of the shaft of the bowl to give it, along with rotation, an additional planetary motion with a high speed. However, due to the fact that the planetary motion in this design of the concentrator is associated with uncontrolled nutation (angular deviation of the axis of rotation of the bowl from the vertical by an uncontrolled value at an uncontrolled vibration frequency), the efficiency of gold extraction also becomes uncontrolled. This is because the planetary movement of the bowl is carried out by rolling the shaft along the wall of the limiter of the angle of inclination of the bowl, made in the form of an opening in the hub housing. Depending on the variable magnitude of the moment of friction between the shaft and the hole, the run-in is carried out either along a triangular or along a polygonal path, due to which the inertial forces acting on the pulp particles constantly change in magnitude several times.

Стабилизировать технологический процесс обогащения в таких условиях практически невозможно.It is almost impossible to stabilize the enrichment process in such conditions.

В другом известном центробежном концентраторе [5], выпускаемом ОАО «ГРАНТ» (г.Наро-Фоминск) и нашедшем практическое применение в золото-платинодобыче, для стабилизации процесса обогащения взаимоконтактирующие поверхности чаши и ограничителя угла наклона выполнены с различным профилем, способствующем самоустановке чаши при ее вращении в положение, по крайней мере, близкое к вертикальному, а гибкий элемент инерционно-фрикционного привода выполнен с возможностью пространственного перемещения его ведомой части и передачи этого перемещения через непосредственную связь чаше для ее самоустановки. Кроме того, для обеспечения стабильности извлечения известной концентратор снабжен противорезонансной системой, а для осуществления переналадки концентратора (изменения частоты и амплитуды колебаний) при его настройке на максимальное извлечение полезного компонента из смесей различного минерального и гранулометрического состава ограничитель угла наклона выполнен в виде сменных вставок (втулок) с различными параметрами контактирующей поверхности.In another well-known centrifugal concentrator [5], manufactured by GRANT OJSC (Naro-Fominsk) and which has found practical application in gold-platinum mining, to stabilize the enrichment process, the contacting surfaces of the bowl and the angle limiter are made with a different profile, which facilitates the self-installation of the bowl when its rotation to a position at least close to vertical, and the flexible element of the inertial-friction drive is made with the possibility of spatial movement of its driven part and the transmission of this is through direct communication to the bowl for its self-installation. In addition, to ensure the stability of extraction of the known hub, it is equipped with an anti-resonance system, and to carry out the readjustment of the hub (changes in the frequency and amplitude of oscillations) when it is configured to maximize the extraction of the useful component from mixtures of different mineral and particle size composition, the angle limiter is made in the form of replaceable inserts (bushings ) with various parameters of the contacting surface.

Однако, как показывает опыт эксплуатации данного концентратора, возникающий от центробежной силы момент при наработке определенной (критической) массы концентратора превышает противодействующий со стороны гибкого элемента момент сопротивления. В результате нарушения равновесия моментов сил возникает неуправляемая возрастающая нутация оси чащи, визуально обнаружить которую при работе концентратора невозможно, что влечет за собой резкое снижение извлечения благородных металлов.However, as the operating experience of this concentrator shows, the moment arising from centrifugal force during the production of a certain (critical) mass of the concentrator exceeds the resistance moment that opposes the flexible element. As a result of the imbalance of the moments of forces, an uncontrolled increasing nutation of the axis of the thicket occurs, which is impossible to detect visually during the operation of the concentrator, which entails a sharp decrease in the extraction of precious metals.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является центробежно-вибрационный концентратор [6] (принимается за прототип), включающий рабочую камеру, имеющую улавливающее покрытие на ее внутренней поверхности, механизм привода вращения рабочей камеры вокруг вертикальной оси, вибровозбудитель и корпус, отделенные от опоры эластичными амортизаторами для обеспечения свободных динамических колебаний рабочей камеры, загрузочное и разгрузочное приспособления. В этом концентраторе для предотвращения нутации оси камеры и обеспечения тем самым постоянства амплитуды круговых колебаний корпуса и рабочей камеры вибровозбудитель установлен в плоскости центра тяжести концентратора. Выполнение вибровозбудителя в виде инерционного дебалансного вибратора с набором грузов, смонтированных с возможностью изменения махового момента, позволяет осуществлять настройку величины амплитуды колебаний рабочей камеры для достижения максимального извлечения тяжелого полезного компонента в зависимости от крупности и вещественного состава материала пульпы.The closest in technical essence and the achieved effect is a centrifugal vibration concentrator [6] (taken as a prototype), including a working chamber having a capture coating on its inner surface, a drive mechanism for rotating the working chamber around a vertical axis, a vibration exciter and a housing separated from the support elastic shock absorbers to ensure free dynamic vibrations of the working chamber, loading and unloading devices. In this concentrator, in order to prevent nutation of the chamber axis and thereby ensuring the constancy of the amplitude of circular vibrations of the housing and the working chamber, the vibration exciter is installed in the plane of the center of gravity of the concentrator. The implementation of the vibration exciter in the form of an inertial unbalanced vibrator with a set of loads mounted with the possibility of changing the flywheel moment allows you to adjust the amplitude of the vibrations of the working chamber to achieve maximum extraction of the heavy useful component depending on the size and material composition of the pulp material.

Вместе с этим свободный динамический характер колебаний рабочей камеры прототипа предопределяет чувствительность вибровозбудителя колебаний к происходящему в ней процессу обогащения. Так, при увеличении плотности пульпы или размера частиц тяжелого компонента в ней, или массы накапливаемого в камере концентрата сразу-же увеличивается нагрузка на электропривод вибровозбудителя, и при заданной массе грузов дебаланса, определяющей маховой момент, уменьшается амплитуда колебаний камеры, минеральная «постель» в улавливающей поверхности камеры уплотняется и процесс извлечения ухудшается. Для корректировки амплитуды колебаний, как и у предыдущего аналога, процесс обогащения прекращается, концентратор останавливается и, после выгрузки наработанного концентрата, механически настраивается (в известном прототипе увеличивается масса грузов дебаланса инерционного вибратора, а в аналоге заменяется вставка ограничителя угла наклона чаши на другую, с большим отверстием).Along with this, the free dynamic nature of the oscillations of the working chamber of the prototype determines the sensitivity of the vibration exciter of vibrations to the enrichment process occurring in it. So, with increasing pulp density or particle size of the heavy component in it, or the mass of concentrate accumulated in the chamber, the load on the exciter drive immediately increases, and for a given mass of unbalance weights determining the flywheel moment, the amplitude of the chamber’s vibrations, the mineral “bed” in the collecting surface of the chamber is compacted and the extraction process is deteriorated. To adjust the amplitude of the oscillations, as in the previous analogue, the enrichment process stops, the concentrator stops and, after unloading the accumulated concentrate, it is mechanically adjusted (in the known prototype, the mass of the unbalance inertia vibrator weights increases, and in the analogue, the insert of the bowl angle limiter is replaced by another, with large hole).

Таким образом, отверстие гибкой системы управления технологическим процессом обогащения в условиях жесткой стабилизации параметров движения рабочей камеры без реагирования на изменения нагрузки (состав, объем, вязкость и плотность пульпы, масса накапливаемого концентрата) снижает эффективность работы известного центробежно-вибрационного концентратора.Thus, the opening of a flexible control system for the technological process of enrichment under conditions of strict stabilization of the motion parameters of the working chamber without responding to changes in load (composition, volume, viscosity and density of the pulp, mass of the accumulated concentrate) reduces the efficiency of the known centrifugal-vibration concentrator.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности процесса разделения разноплотностных минералов в центробежном поле, увеличение степени и качества извлечения тяжелых ценных компонентов за счет обеспечения условий для стабилизации процесса замещения легких частиц на тяжелые на всей улавливающей поверхности рабочей камеры независимо от изменений в процессе обогащения параметров пульпы.The technical problem, which the proposed utility model is aimed at, is to increase the efficiency of the process of separation of different density minerals in a centrifugal field, to increase the degree and quality of the extraction of heavy valuable components by providing conditions for stabilizing the process of replacing light particles with heavy ones on the entire collecting surface of the working chamber, regardless changes in the process of enrichment of pulp parameters.

Решение технической задачи достигается тем, что в центробежно-вибрационном концентраторе, содержащем рабочую камеру, имеющую улавливающее покрытие на ее внутренней поверхности, механизм привода вращения рабочей камеры вокруг вертикальной оси, вибровозбудитель колебаний камеры и корпус, отделенные от опоры эластичными амортизаторами, загрузочное и разгрузочное приспособления, концентратор снабжен датчиком амплитуды колебаний камеры, электрически связанным с вибровозбудителем через схему управления, для поддержания режима максимального и стабильного извлечения наиболее тяжелого компонента.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a centrifugal vibration concentrator containing a working chamber having a trap coating on its inner surface, a drive mechanism for rotating the working chamber around a vertical axis, a vibration exciter of the chamber and a housing separated from the support by elastic shock absorbers, loading and unloading devices , the hub is equipped with a camera vibration amplitude sensor electrically connected to the vibration exciter via a control circuit to maintain the maximum Gain and stable recovery of the heaviest component.

Техническая сущность полезной модели поясняется следующим. Вибровозбудитель концентратора изначально настраивается на определенную (номинальную) величину амплитуды колебаний рабочей камеры для эффективного разрыхления минеральной «постели» в ее улавливающей поверхности и обеспечения тем самым максимального извлечения полезного тяжелого компонента из обогащаемого материала с определенным гранулометрическим и вещественным составом. Используя чувствительность вибровозбудителя колебаний к возможным изменениям параметров пульпы в процессе обогащения (с увеличением нагрузки на электропривод вибровозбудителя пропорционально увеличивается значение потребляемого тока), с помощью датчика амплитуды колебаний рабочей камеры, электрически связанного через схему управления электроприводом вибровозбудителя, фиксируют величину отклонения амплитуды от номинального значения и дают команду на корректировку частоты вращения дебаланса вибровозбудителя, что приводит к росту инерционной силы (махового момента) и к требуемому росту амплитуды до номинальной величины для обеспечения максимального извлечения и поддержания его на этом уровне.The technical essence of the utility model is illustrated as follows. The concentrator’s vibration exciter is initially tuned to a certain (nominal) magnitude of the working chamber oscillation amplitude to effectively loosen the mineral “bed” in its trapping surface and thereby ensure maximum extraction of the useful heavy component from the enriched material with a certain granulometric and material composition. Using the sensitivity of the vibration exciter to possible changes in the pulp parameters during the enrichment process (with an increase in the load on the exciter electric drive, the value of the consumed current increases proportionally), using the vibration chamber amplitude sensor electrically connected through the exciter electric drive control circuit, the magnitude of the amplitude deviation from the nominal value is recorded and give the command to adjust the frequency of rotation of the unbalance of the vibration exciter, which leads to an increase inertial force (flywheel moment) and to the required increase in amplitude to the nominal value to ensure maximum extraction and maintain it at this level.

Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 и 3 показаны различные конструктивные схемы выполнения центробежно-вибрационного концентратора (ЦВК).The claimed utility model is illustrated by drawings, where Figs. 1, 2, and 3 show various structural schemes for performing a centrifugal vibration concentrator (CVC).

На фиг.1 показан вариант ЦВК с вибровозбудителем круговых колебаний в виде инерционного дебалансного вибратора. ЦВК содержит рабочую камеру 1, имеющую улавливающее покрытие 2 на ее внутренней поверхности, выполненное, например, в виде кольцевых нарифлений, вертикальный полый вал 3, несущий камеру и шкив 4 для передачи вращения камере от механизма привода (не показан). Вал 3 размещен с помощью подшипников 5 в корпусе 6, смонтированном посредством эластичных амортизаторов 7 на массивной опоре 8, на которой закреплены загрузочное 9 (для подачи исходного питания) и разгрузочное 10 (для удаления хвостов обогащения) приспособления. Для разгрузки наработанного концентрата на дне рабочей камеры 1 имеется отверстие с клапаном 11. Для придания камере круговых колебаний на валу 3 с помощью подшипников 12 смонтирован шкив 13, несущий набор грузов 14 с возможностью изменения махового момента и приводимого во вращение от индивидуального привода (не показан), в совокупности образующие инерционный дебалансный вибратор. Для контроля и поддержания требуемой величины амплитуды колебаний рабочей камеры ЦВК снабжен датчиком 15, закрепленном на опоре 8, электрически связанным с вибратором через схему управления.Figure 1 shows a variant of a CVC with a vibration exciter of circular vibrations in the form of an inertial unbalanced vibrator. The CVC contains a working chamber 1 having a catching coating 2 on its inner surface, made, for example, in the form of annular arches, a vertical hollow shaft 3, a bearing chamber and a pulley 4 for transmitting rotation to the chamber from a drive mechanism (not shown). The shaft 3 is placed using bearings 5 in a housing 6 mounted by means of elastic shock absorbers 7 on a massive support 8, on which a loading 9 (for supplying initial power) and an unloading 10 (for removing enrichment tails) devices are fixed. To unload the accumulated concentrate at the bottom of the working chamber 1 there is an opening with a valve 11. To give the chamber circular vibrations on the shaft 3 using bearings 12, a pulley 13 is mounted, carrying a set of weights 14 with the possibility of changing the flywheel moment and driven by an individual drive (not shown ), together forming an inertial unbalanced vibrator. To control and maintain the required value of the amplitude of the oscillations of the working chamber, the CVC is equipped with a sensor 15 mounted on a support 8, electrically connected to the vibrator through a control circuit.

На фиг.2 показан вариант ЦВК с вибровозбудителем круговых колебаний в виде эксцентрикового вибратора. В отличие от описанной выше конструктивной схемы в данном варианте вал 3 размещен с помощью подшипников 5 в эксцентриковой втулке 16, установленной посредством подшипников 17 в корпусе 6, имеющей шкив 18 для передачи ей вращения от другого привода (не показан) и в совокупности образующие Figure 2 shows a variant of the CVC with a vibration exciter of circular vibrations in the form of an eccentric vibrator. In contrast to the structural scheme described above, in this embodiment, the shaft 3 is placed using bearings 5 in an eccentric sleeve 16, mounted by bearings 17 in the housing 6, having a pulley 18 for transmitting rotation from another drive (not shown) to it and together forming

эксцентриковый вибратор. Как и в предыдущей схеме ЦВК содержит рабочую камеру 1 с улавливающим покрытием 2 на ее внутренней поверхности и с отверстием с клапаном 11 на дне, закрепленную на вертикальном полом валу 3. Последний имеет шкив 4 для передачи вращения камере от механизма привода (на чертеже не показан). Корпус 6 смонтирован с помощью эластичных амортизаторов 7 на массивной опоре 8, на которой установлены загрузочное 9 и разгрузочное 10 приспособления и датчик 15 амплитуды колебаний, электрически связанный с вибратором через схему управления.eccentric vibrator. As in the previous scheme, the CVC contains a working chamber 1 with a capture coating 2 on its inner surface and with an opening with a valve 11 at the bottom, mounted on a vertical hollow shaft 3. The latter has a pulley 4 for transmitting rotation to the chamber from the drive mechanism (not shown in the drawing ) The housing 6 is mounted using elastic shock absorbers 7 on a massive support 8, on which loading 9 and unloading 10 devices and a vibration amplitude sensor 15 are mounted, electrically connected to the vibrator through a control circuit.

На фиг.3 показан вариант ЦВК с вибровозбудителем круговых колебаний в виде электромагнитного вибратора, где рабочая камера 1, внутренняя поверхность которой имеет улавливающее покрытие 2, а дно - отверстие с клапаном 11 для разгрузки наработанного концентратора, снабжена вертикальным полым валом 3 со шкивом 4 для передачи вращения камере от механизма привода (на чертеже не показан). Как и в первом варианте конструктивной схемы вал 3 с помощью подшипников 5 размещен в корпусе 6, опертом через эластичные амортизаторы 7 на массивную опору 8, на которой смонтированы загрузочное 9 и разгрузочное 10 приспособления и датчик 15 амплитуды колебаний. Для придания рабочей камере круговых колебаний на корпусе 6 размещена электрообмотка 19 с возможностью взаимодействия с электромагнитными катушками 20, закрепленными на опоре 8 и образующими в своей совокупности с электрообмоткой электромагнитный вибратор. Для контроля и поддержания величины амплитуды колебаний камеры на требуемом уровне датчик и вибратор электрически связаны между собой через схему управления.Figure 3 shows a variant of a CVC with a circular vibration exciter in the form of an electromagnetic vibrator, where the working chamber 1, the inner surface of which has a capture coating 2, and the bottom has an opening with a valve 11 for unloading the accumulated hub, is equipped with a vertical hollow shaft 3 with a pulley 4 for transmitting rotation to the chamber from the drive mechanism (not shown in the drawing). As in the first version of the structural scheme, the shaft 3 with the help of bearings 5 is placed in the housing 6, supported through elastic shock absorbers 7 on a massive support 8, on which the loading 9 and unloading 10 devices and the oscillation amplitude sensor 15 are mounted. To give circular vibrations to the working chamber, an electric coil 19 is placed on the housing 6 with the possibility of interaction with electromagnetic coils 20 mounted on a support 8 and forming an electromagnetic vibrator in combination with the electric coil. To control and maintain the amplitude of the camera’s vibrations at the required level, the sensor and vibrator are electrically connected to each other through a control circuit.

Во всех приведенных конструктивных исполнениях рабочая камера имеет отдельный привод, что позволяет настраивать ЦВК на оптимальный режим обогащения за счет изменения частоты вращения камеры, а датчик амплитуды может быть выполнен, например, индукционным, пневматическим, магнитным или на иной основе. Его сигнал при отклонении амплитуды колебаний камеры от номинального значения поступает в схему управления привода вибровозбудителя колебаний и корректирует частоту и амплитуду колебаний в зависимости от изменений параметров пульпы.In all the given designs, the working chamber has a separate drive, which allows you to adjust the CVC to the optimal enrichment mode by changing the speed of the chamber, and the amplitude sensor can be performed, for example, by induction, pneumatic, magnetic, or on another basis. Its signal, when the amplitude of the chamber oscillations deviates from the nominal value, enters the control circuit of the vibration exciter drive and corrects the frequency and amplitude of oscillations depending on changes in the pulp parameters.

Центробежно-вибрационный концентратор работает следующим образом.Centrifugal vibration concentrator operates as follows.

Последовательно запускают в работу через механизм привода рабочую камеру 1, обеспечивая ее вращение вокруг вертикальной оси, а затем привод вибровозбудителя, придавая камере круговые колебания, направленные перпендикулярно оси ее вращения. В варианте исполнения ЦВК, представленном на фиг.1, эти колебания обеспечиваются за счет вращения дебаланса 14 вокруг вала 3, создающего маховой момент. При этом возможность изменения массы дебаланса 14 или его перемещения относительно радиуса шкива 4 позволяет настроить вибровозбудитель на достижение требуемой величины амплитуды колебаний рабочей камеры. В варианте исполнения ЦВК, представленном на фиг.2, эти колебания обеспечиваются за счет вращения эксцентриковой втулки 16, имеющей смещение своей оси по отношению к оси приводного вала 3 на величину «Е», равную амплитуде колебаний камеры. В варианте исполнения ЦВК, представленном на фиг.3, эти колебания обеспечиваются за счет бегущего магнитного поля, создаваемого электрообмоткой 19 и последовательно включаемых в работу электромагнитными катушками 20. Далее через загрузочное приспособление 9 на дно рабочей камеры 1 подают исходное питание, например, золотосодержащую пульпу требуемой консистенции, которая, соприкасаясь со стенками и дном вращающейся камеры, закручивается. Под действием центробежного ускорения твердые частицы пульпы стремятся к периферии камеры и попадают в кольцевые канавки ее улавливающего покрытия 2, где в результате интенсивных колебаний чаши происходит разрыхление материала и сегрегация (проникновение) частиц наиболее тяжелого компонента (например, золота) внутрь образующейся минеральной «постели» через зазоры между частицами более легких компонентов. Легкие минеральные частицы при этом, увлекаемые восходящим потоком пульпы, перекатываются по The working chamber 1 is sequentially launched into operation through the drive mechanism, ensuring its rotation around the vertical axis, and then the vibration exciter drive, giving the camera circular vibrations directed perpendicular to its rotation axis. In the embodiment of the CVC shown in Fig. 1, these oscillations are provided due to the rotation of the unbalance 14 around the shaft 3, creating a flywheel moment. Moreover, the possibility of changing the mass of the unbalance 14 or its movement relative to the radius of the pulley 4 allows you to configure the vibration exciter to achieve the desired amplitude of the oscillations of the working chamber. In the embodiment of the CVC shown in FIG. 2, these vibrations are provided due to the rotation of the eccentric sleeve 16 having an offset of its axis with respect to the axis of the drive shaft 3 by an amount “E” equal to the amplitude of the chamber vibrations. In the embodiment of the CVC shown in FIG. 3, these oscillations are provided due to the traveling magnetic field generated by the electric winding 19 and sequentially switched on by electromagnetic coils 20. Then, through the loading device 9, the source power, for example, a gold-containing pulp, is supplied to the bottom of the working chamber 1 the required consistency, which, in contact with the walls and the bottom of the rotating chamber, twists. Under the action of centrifugal acceleration, the solid particles of the pulp tend to the periphery of the chamber and fall into the annular grooves of its capture coating 2, where as a result of intense oscillations of the bowl, the material loosens and segregation (penetration) of particles of the heaviest component (for example, gold) inside the formed mineral "bed" through gaps between particles of lighter components. In this case, light mineral particles, carried away by the ascending pulp flow, roll along

улавливающему покрытию камеры и удаляются из нее в хвостоприемник (разгрузочное приспособление 10) и далее самотеком за пределы концентратора.the capture coating of the chamber and removed from it into the tail receiver (unloading device 10) and then by gravity outside the hub.

Нарастающая преимущественно у стенки рабочей камеры концентрация шлиха (тяжелых минералов) приводит к постепенному увеличению массы камеры, что за счет свободного динамического характера ее колебаний вызывает изменение амплитуды в сторону уменьшения. Аналогичное явление происходит при изменении плотности, минерального состава и вязкости обогащаемой пульпы. Уменьшение этой амплитуды до критического значения вызывает уплотнение минеральной «постели», процесс сегрегации тяжелых частиц существенно замедляется и эффективность разделения снижается, приводя к значительным потерям полезного компонента (например, золота) с «хвостами» обогащения. Однако, быстрое реагирование датчика 15 на такое изменение амплитуды путем подачи сигнала в схему управления вибровозбудителя корректирует частоту вращения его электродвигателя (первый и второй варианты исполнения ЦВК) или величину тока в электрообмотке 19 и электромагнитных катушках 20 вибровозбудителя (третий вариант исполнения ЦВК) в сторону увеличения. Такая корректировка приводит к росту инерционной силы и к заданному росту амплитуды, обеспечивая режим стабильного максимального извлечения тяжелого компонента.The concentration of concentrate (heavy minerals) that grows predominantly near the wall of the working chamber leads to a gradual increase in the mass of the chamber, which, due to the free dynamic nature of its oscillations, causes a change in amplitude in the direction of decrease. A similar phenomenon occurs when the density, mineral composition and viscosity of the enriched pulp changes. Reducing this amplitude to a critical value causes the mineral bed to become denser, the process of segregation of heavy particles slows down significantly, and the separation efficiency decreases, leading to significant losses of a useful component (for example, gold) with enrichment tails. However, the quick response of the sensor 15 to such a change in amplitude by supplying a signal to the vibration exciter control circuit corrects the rotation frequency of its electric motor (first and second CVC versions) or the current value in the electric winding 19 and electromagnetic coils 20 of the vibration exciter (third CVC version) upwards . Such adjustment leads to an increase in inertial force and to a given increase in amplitude, providing a stable maximum recovery of the heavy component.

Таким образом, процесс поддержания оптимальных условий разделения минеральной смеси происходит автоматически, существенно повышая эффективность центробежного способа обогащения.Thus, the process of maintaining optimal conditions for the separation of the mineral mixture occurs automatically, significantly increasing the efficiency of the centrifugal enrichment method.

По окончании цикла обогащения останавливаются в обратной последовательности электроприводы вибровозбудителя колебаний и вращения рабочей камеры, после чего расположенный на дне ее клапан 11 открывается и наработанный концентрат водой смывается с улавливающего покрытия камеры через полый вал в сборник (не показан).At the end of the enrichment cycle, the electric drives of the vibration exciter of vibrations and rotation of the working chamber are stopped in the reverse sequence, after which the valve 11 located at the bottom is opened and the produced concentrate is washed off with water from the collecting coating of the chamber through a hollow shaft to a collector (not shown).

Для подтверждения эффективности предлагаемого технического решения в настоящее время авторами проводятся испытания действующей модели центробежно-вибрационного концентратора с инерционным дебалансным вибратором, имеющей следующие технические характеристики:To confirm the effectiveness of the proposed technical solution, the authors are currently testing the current model of a centrifugal-vibration concentrator with an inertial unbalanced vibrator having the following technical characteristics:

1. Наибольший внутренний диаметр улавливающей поверхности рабочей камеры, мм1. The largest internal diameter of the catching surface of the working chamber, mm 190190 2. Глубина рабочей камеры, мм2. Depth of the working chamber, mm 105105

3. Частота вращения рабочей камеры, мин^-1\tab6503. The frequency of rotation of the working chamber, min ^{-1 \ tab} 650

4. Частота круговых колебаний рабочей камеры, мин^-1\tab28004. The frequency of circular oscillations of the working chamber, min ^{-1 \ tab} 2800

5. Амплитуда круговых колебаний рабочей камеры, мм 5. The amplitude of the circular oscillations of the working chamber, mm

(настраивается в зависимости от характеристики пульпы)(adjustable according to pulp characteristics)

- максимальная- maximum 4four - минимальная- minimum 22 6. Мощность эл. двигателя привода вращения камеры, кВт6. Power el. chamber rotation motor, kW 0,370.37 7. Мощность эл. двигателя дебалансного вибратора, кВт7. Power el. engine unbalanced vibrator, kW 0,550.55 8. Масса, кг8. Weight, kg 165165

Первые полученные результаты при обогащении золотоносных песков, содержащих до 1% тяжелых минералов (магнетит, ильменит и др.) и самородное золото крупностью частиц от 0,5 до 0,05 мм, показали, что стабилизация режима разрыхления минеральной «постели» в улавливающих канавках камеры, обеспечиваемая автоматическим поддержанием амплитуды ее колебаний на требуемом значении, повышает извлечение золота на 5-8% независимо от изменений в процессе обогащения плотности пульпы.The first results obtained when enriching gold-bearing sands containing up to 1% heavy minerals (magnetite, ilmenite, etc.) and native gold with particle sizes from 0.5 to 0.05 mm showed that stabilization of the regime of loosening of the mineral “bed” in the catching grooves the camera, provided by automatically maintaining the amplitude of its vibrations at the desired value, increases gold recovery by 5-8% regardless of changes in the process of concentration of pulp density.

Полезность предлагаемой полезной модели не вызывает сомнения, так как реализация ее промышленным способом в условиях серийного производства позволит оснастить предприятия, ведущие добычу благородных металлов, высокоэффективным обогатительным оборудованием, что в конечном результате обеспечит заметный прирост добычи.The usefulness of the proposed utility model is not in doubt, since the implementation of it in an industrial way under the conditions of mass production will allow equipping enterprises that produce precious metals with highly efficient processing equipment, which in the end will provide a noticeable increase in production.

Источники информацииInformation sources

1. Лопатин А.Г. «Центробежное обогащение руд и песков». - Москва, «Недра». 1987. с.167-1711. Lopatin A.G. "Centrifugal beneficiation of ores and sands." - Moscow, "Nedra". 1987.p.167-171

2. Богданович А.В. «Интенсификация процессов гравитационного обогащения в центробежных полях». - Санкт-Петербург. «Обогащение руд». 1999. №1-2. с.33-352. Bogdanovich A.V. "Intensification of gravitational enrichment processes in centrifugal fields." - St. Petersburg. Ore beneficiation. 1999. No. 1-2. pg. 33-35

3. Богданович А.В., Петров С.В. «Сравнительные испытания центробежных концентраторов различных типов». - Санкт-Петербург. «Обогащение руд». 2001. №3. с.38-413. Bogdanovich A.V., Petrov S.V. "Comparative tests of centrifugal concentrators of various types." - St. Petersburg. Ore beneficiation. 2001. No3. p. 38-41

4. Патент РФ №2109570, кл. В 03 В 5/32, 1995.4. RF patent No. 2109570, cl. B 03 B 5/32, 1995.

5. Патент РФ №2129047, кл. В 03 В 5/32, 1998.5. RF patent №2129047, cl. B 03 B 5/32, 1998.

6. Патент РФ №2220772, кл. В 03 В 5/32, 2002.6. RF patent No. 2220772, cl. B 03 B 5/32, 2002.

Claims

1. A centrifugal vibration concentrator containing a working chamber with a trapping coating on its inner surface, a drive mechanism for rotating the working chamber about a vertical axis, a vibration exciter of the chamber and a housing separated from the support by elastic shock absorbers, loading and unloading devices, characterized in that the concentrator is equipped with a vibration amplitude sensor electrically connected to the vibration exciter via a control circuit to maintain maximum and stable extraction of the most yazhelogo component.

2. The centrifugal vibration concentrator according to claim 1, characterized in that the vibration exciter is made in the form of an inertial unbalanced vibrator.

3. The centrifugal vibration concentrator according to claim 1, characterized in that the vibration exciter is made in the form of an eccentric vibrator.

4. The centrifugal vibration concentrator according to claim 1, characterized in that the vibration exciter is made in the form of an electromagnetic vibrator.