Способ отделения глины от полезного ископаемого и устройство для его осуществления

 

Использование: в обогащении полезных ископаемых. Сущность: отделение глины от полезного ископаемого ведут деформированием между смежными валками глиноотборника. Скорость вращения валков уменьшается от оси глиноотделителя к его периферии в направлении вращения валков . Валки 3 выполнены со спиральными ребрами на поверхности и сгруппированы в две симметричные относительно продольной оси устройства секции. Валки разных секций вращаются в направлении от продольной оси.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (s()s В 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4865557/03 (22) 24.07.90 (46) 15.11.92. Бюл. № 42 (71) Московский институт водного транспорта (72) В.И.Воронцов, Н.В.Кузнецова и

Е.Е. Баржанский (73) В.И.Воронцов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1461534, кл. В 07 В 13/00, 1989.

Авторское свидетельство СССР № 1459739, кл. В 07 В 13/00, 1989, Авторское свидетельство СССР № 768488, кл. В 07 В 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 176212, кл. В 07 В 13/00, 1965.

Изобретение относится к технике обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для отделения комовой глины от полезного ископаемого.

Известны способы и устройства для отделения комовой глины от полезного ископаемого, основанные на различии упругих свойств и коэффициентов трения разделяемых материалов.

Недостатками известных способов и устройств являются невысокое качество разделения, невысокая производительность и значительные потери полезного продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству является способ, реализованный на устройстве для отделения глины от полезного ископаемого (принято эа прототип), (54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ГЛИНЫ ОТ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в обогащении полезных ископаемых. Сущность: отделение глины от полезного ископаемого ведут деформированием между смежными валками глиноотборника. Скорость вращения валков уменьшается от оси глиноотделителя к его периферии в направлении вращения валков. Валки 3 выполнены со спиральными ребрами на поверхности и сгруппированы в две симметричные относительно продольной оси устройства секции. Валки разных секций вращаются в направлении от продольной оси. евер

Известный способ включает следующие 4 операции. Исходный материал загружают конвейером по диагонали валкового глино- О отборника. Операция разделения обогаща- Я емого материала и глины осуществляется на ) валках за счет различия их коэффициентов, трения о сталь и разности их объемных весов. Глина, обладая большим по сравнению с обогащаемым материалом коэффициентом трения, увлекается валками и, преодолевая ступенчатое их возвышение, транспортируется в бункер. Обогащаемый материал скатывается по наклонным жело-. бам, образованным смежными валками, в другой бункер.

Недостатком известного способа является невысокое качество разделения.

1776207

Целью заявленных технических решений является повышение качества разделения материалов.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе загрузка исходного материала осуществляется поперек валкового глиноотборника. Операция разделения исходного материала осуществляется на валках за счет различной деформационной способности комьев глины и обогащаемого материала. Комья глины, обладающие большей деформационной способностью, попадая между смежными валками, деформируются и проваливаются между ними. Обогащаемый материал скатывается по наклонным желобам, образованным смежными валками в приемное устройство.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема гидропривода.

Устройство содержит вал ковые рабочие органы 1, установленные на раме 2 и снабженные спиральными ребрами 3. Рама 2 шарнирно соединена с домкратами 4 и может быть наклонена относительно продольной оси. Для подачи исходного материала используется загрузочное устройство 5.

Обогащенный материал удаляется конвейером 6, а глина — конвейером 7. Гидравлический привод, обеспечивающий вращение валковых рабочих органов в шираком диапазоне угловых скоростей, состоит из насосной группы, содержащей насос 8 с электродвигателем 9, предохранительным клапаном 10, реле давления 11 и фильтром

12, которые монтируются на базе гидробака

13. Из этого бака выходит общая напорная линия 14, от которой шлангами 15 идут подводы к гидромоторам 16 (например, шестеренным), выходные валы которых через . муфты 17 соединены с валковыми рабочими органами, Слив рабочей жидкости из гидромоторов производится через шланги 18 и дроссельные регуляторы потока 19 в общую сливную магистраль 20, ведущую в бак 13.

Опорная плита гидромотора 16 жестко соединена с опорой рабочего валка. Для очистки рабочих валковых органов предусмотрены очистные устройства 21, например щетки.

Устройство работает следующим образом.

Исходный материал определенной фракции (например, для гравия это 5-20, 20-40, 40-70) подается монослоем через загрузочное устройство 5 поперек валковога глиноотборника, состоящего из валковых рабочих органов 1. Диаметры валковых рабочих органов зависят от крупности и могут изменяться в широких пределах.

ЗО

Разделение исходного материала осуществляется на валковых рабочих органах 1 за счет различной деформационной способности комьев глины и обогащаемого материала.

Схема взаимодействия частицы с одним из валковых рабочих органов приведена на фиг, 4.

На частицу действуют следующие силы: сила тяжести mg; центробежная сила энергии m риР; сила инерции Кариолиса 2m со S; нормальная сила N; сила трения fN, Сумма проекций сил, действующих на частицу в направлении, перпендикулярном площадкам пт и п2

Ni =-2mco S + mg в!и/3- mpcof — Мр сов 2ф- N> f sin 2p

Ns = 2m AS> + mg slnp — mðâ3 — N> cos 2p — Ns f sin 2p

Щ " в ) где S — скорость частицы при перемещении ее относительно криволинейной поверхности валковаго рабочего органа; а — угловая скорость валкового рабочего органа;

m — масса частиц; р — радиус-вектор частицы;

P — угол между вектором силы тяжести и вектором относительной скорости частицы.

Уравнения записаны для материальной частицы без учета ее формы, обуславливающей особенности взаимодействия частицы с валковыми рабочими органами.

Анализ уравнений показывает, что при е1 ><а величина N» Йг. Отсюда следует, что силы. трения между первым валком и частей fN1 больше, чем между вторым валком и частицей ЛЧ2. Это обстоятельство приводит к тому, что частица "затягивается" в пространство между валками с большей силой, чем выносится из него. При этом, с учетом направления действия сил трения, частица под их действием вращается между валками. Комья глины, обладающие большой деформационной способностью, деформируются валками и проходят в зазор между ними, Зазор между валками с целью сокращения времени этого процесса устаНаВЛИВаЮт РаВНЫМ 08dfnln, ГДЕ dmin — МИнимальная крупность зерен обогащаемой фракции материала.

При подаче исходного материала на валковый глиноотборник. часть зерен исходкого материала входит в контакт с поверхностью одного из рабочих валковых

1776207

20

45

55 органов. В этом случае дифференциальное уравнение движения частицы по площадке имеет вид:

S=9cos P— - —, fN где и =2mcoS+mg slnP-триР.

Учитывая, что коэффициент трения глины по стали или футеровочному материалу, например, резине, полиуретану и др., значительно превышает коэффициент трения обогащаемого материала и время соударения частиц обогащаемого материала с рабочим органом в момент загрузки значительно меньше, чем у комьев глины (за счет различия упругих свойств), частицы обогащаемого материала соскальзывают или отскакивают (в зависимости от положения точки контакта) в зазор между валками, а комья глины могут транспортироваться через один или несколько валков. и, в зависимости от места загрузки и начальных условий транспортирования, либо деформируются и проходят между валками, как. было описано ранее, либо транспортируются поперек валкового глиноотборника за его пределы. И в том и в другом случае, глина попадает на конвейер 7 и удаляется им, Обогащаемый материал за счет меньшего по сравнению с глиной коэффициента трения, скатывается по наклонным желобам, образованным смежными валками на конвейер 6.

С целью обеспечения эффективного удаления глины за счет ее деформирования при высокой производительности пара центральных валковых рабочих органов придают вращение в противоположные стороны, и тем самым образуют из валков две симметричные относительно продольной оси устройства разделительные секции. Направление вращения валков в каждой из секций соответствует направлению вращения одного из центральных валков, принадлежащих данной секции. Это позволяет при высокой производительности обеспечить работу всех валков, вращающихся с уменьшающимися к периферии установки угловыми скоростями, оптимальными для удаления глины.

При попадании материала между валками, вращающимися в противоположные стороны (центральные валки). комья глины выносятся на соседние валки, скорость которых ниже, чем у центральных и ее удаление происходит так, как описано выше.

Обогащаемый материал транспортируется по наклонному желобу, образованному этими валками. Между этими двумя валками зазор меньше, чем между остальными валками (0,2 clmln ., 0.5 clmfn в зависимости от крупности обрабатываемого материала).

Диапазон угловых скоростей валковых рабочих органов лежит в пределах от 50 до

600 об/мин и обусловлен обеспечением ohтимальных режимов разделения на всех парах валков. При вращении валков с угловой скоростью свыше 600 об/мин. происходит резкое снижение эксплуатационной надежности из-за интенсивного абразивного поверхностей валков. Соотношение скоростей вращения соседних валков в каждой симметричной секции выбирается в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и диаметров валков.

Для повышения скорости транспортирования обогащаемого материала часть валков снабжена спиральными ребрами 3. На центральных валках, вращающихся в противоположные стороны, ребра отсутствуют, Остальные валки либо все снабжены ребрами (в этом случае их высота принимается

0,4 д, где д — величина зазора между соседними валками), либо через один (тогда высота ребер 0,8 д). Шаг спирали зависит от свойств глины, а также от скорости вращения валка и может изменяться в пределах

50-250 мм.

Угол наклона валков выбирается в зависимости ат физико-механических свойств исходного материала, Для крупного материала (фракции 40-7О) величина угла наклона в зависимости от влажности комовой глины лежит в пределах 10-20О. Для мелкого (фракция 5-20) в пределах 15 30 .

Изменение угла наклона валков осуществляют путем наклона рамы 2 домкратами

4,.

Вращение валков и регулирование скорости этого вращения осуществляют с помощью гидромоторов 16 и дроссельных регуляторов потока 19, которые обеспечивают независимую и бесступенчатую настройку угловой скорости каждого валка.

Повышение качества разделения материалов достигают за счет более полного отделения глины от обогащаемого материала по сравнению с прототипом, где разделение материалов осуществляется за счет разли-. чия упругих свойств, объемных весов и коэффициентов трения глины и полезного материала.

В предлагаемом способе значительная часть глины сминается между первой же парой смежных валков и выпадает на удаляющий ее конвейер. Остальная незначитель1776207

ФигЛ ная часть, которой удалось перейти на слеющую пару валков, отделяется на них. дующ

Предлагаемые технические реше ения можно использовать также для обогащения полезных ископаемых из сильно загрязненных глиной месторождений, Результаты экспериментов по очистке гравия от комовой глины, проведенные на бораторной установке, показали, что применение предлагаемых технических ре шений позволяет получать чистый гравий, независимо от содержания комовой глины в исходной продукте и физико-механических свойств глины и гравия, Ф ормула изобретения

1. Способ отделения глины от полезного ископаемого, включающий загрузку исходного материала на ряд параллельных вращающихся валков, вывод полезного ископаемого вдоль валков и вывод глины в направлении, перпендикулярном осям валков, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения исходных материалов путем деформирования глины между смежными валками, подачу исходного материала ведут в направлении вдоль

5 осей валков, а валки вращают с различными

У гловыми скоростями, при атом скорость вращения каждого последующего валка в направлении их вращения меньше скорости вращения предыдущего валка.

10 2. Устройство для отделения глины от полезного ископаемого, включающее загрузочное приспособление, раму, установленную с возможностью изменения угла наклона относительно продольной оси, рас15 положенные параллельно на раме с возможностью вращения от привода валки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что валки выполнены со спиральными ребрами на их поверхности и сгруппированы в две симметричные относи20 тельно продольной оси устройства секции, . при этом валки разных секций установлены с возможностью вращения в направлении от продольной оси.

1776207

1776207