Устройство для обогащения полезных ископаемых

 

Использование: обогатительное оборудование и использование на обогатительных фабриках, при промывке песков россыпных месторождений, преимущественно золота. Сущность изобретения: устройство включает корпус, транспортирующий шнек, расположенный внутри корпуса, / выполненные с возможностью вращения с разной угловой скоростью, и разгрузочные окна. По внутреннему периметру корпуса выполнены кольцевые пороги, перед которыми размещены разгрузочные окна. Шнек снабжен зубьями для рыхления твердой фракции. Наружный диаметр шнека в зоне кольцевых порогов выполнен меньшим внутреннего диаметра кольцевых порогов. Скорость вращения корпуса меньше скорости вращения шнека. 2 ил.

Изобретение относится к обогатительному оборудованию и может быть использовано на обогатительных фабриках, при промывке песков россыпных месторождений, преимущественно золота.

Известно устройство для обогащения центробежный концентратор с вращающейся чашей (чаша Эйнлея), которая имеет форму полушара. На внутренней поверхности чаши имеются нарифления, выточенные в корпусе, который укреплен на вертикальном валу. Пески поступают в центр чаши и под действием центробежной силы отбрасываются к периферии. Легкие минералы поднимаются вверх и сливаются по хвостовому желобу, тяжелые минералы и золото задерживаются между рифлениями (1).

Недостатком известного устройства имеется то, что когда центробежная сила превышает критическую величину, концентрат в рифлениях уплотняется так, что турбулентности потока в рифлениях нет и частицы скользят, как по гладкой поверхности.

Кроме этого, этот концентратор имеет невысокую производительность и большую трудоемкость обслуживания, связанные с невозможностью механизировать сполоск из-за необходимости тщательного извлечения концентратора из рифлений.

Известен также центробежный концентратор с неподвижной чашей и ротором, представляющий собой пустотелый вал с прикрепленными к нему лопастями. Пульпа в чашу поступает через загрузочную воронку по пустотелому валу ротора и попадает на вращающийся отражатель, с которого под влиянием центробежной силы отбрасывается к периферии (1).

Известный концентратор позволяет улавливать полезные ископаемые тонких классов, однако, он не обеспечивает необходимое качество извлечения металла.

Известно устройство спиральный классификатор, который состоит из корпуса с камерой, имеющей разгрузочные люки, перекрытые герметичными затворами. Внутри корпуса расположен шнек, витки которого снабжены наружными зубъями, выступающими за пределы наружной кромки спирали (2).

Недостатком известного устройства является недостаточно интенсивное перемешивание частиц, и связанное с этим низкое качество извлечения металла, т.к. разрыхление и перемешивание шлихов происходит только в камере, расположенной в нижней части корпуса.

Известно также устройство осадительная центрифуга для обогащения полезных ископаемых, принятое за прототип как наиболее близкое по конструкции и назначению, включающее ротор и расположенный в нем шнек для выгрузки твердой фазы, барабан которого имеет отверстие для подвода суспензии в полость ротора, в которой для повышения эффективности разделения компонентов твердой фазы по плотности в барабане шнека за зоной подвода суспензии установлены параллельно два диска, образующие камеру, снабженную патрубком для подвода в нее воздуха и имеющую отверстия для прохода последнего в ротор, при этом края диска расположены вне барабана шнека на периферии зоны осаждения для образования зоны воздушной пульсации (3).

Недостатком известной осадительной центрифуги является сложность конструкции, обусловленная необходимостью подачи в камеру пульсирующей сжатого воздуха, малая площадь активного осаждения тяжелых частиц, ограниченная параллельными дисками, низкая эффективность использования для осаждения тяжелых частиц остальной внутренней поверхности ротора из-за отсутствия активного воздействия на жидкостный стакан в этой зоне.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции, повышение эффективности извлечения золота, т.е. повышение производительности, увеличение количества извлекаемого золота.

Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в повышении интенсивности перемешивания и увеличении активной площади осаждения тяжелых частиц металла на внутренней поверхности корпуса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус, транспортирующий шнек, расположенный внутри корпуса, выполненные с возможностью вращения с разной угловой скоростью, и разгрузочные окна, по внутреннему периметру корпуса выполнены кольцевые пороги, перед которыми размещены разгрузочные окна, шнек снабжен зубьями для рыхления твердой фракции, причем наружный диаметр шнека в зоне кольцевых порогов выполнен меньшим внутреннего диаметра кольцевых порогов, а скорость вращения корпуса меньше скорости вращения шнека.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом свидетельствует о наличии отличительных признаков, что, в свою очередь, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

Вращение корпуса со скоростью меньшей, чем скорость вращения шнека обеспечивает интенсивное перемешивание и перемещение твердой фракции, смешанной с водой вдоль шнека, в т.ч. и через кольцевые пороги, в направлении к концентратным окнам и к выходу из аппарата.

При этом вода, заполняя пространство между частицами, перемещаясь и постоянно перемешиваясь с твердыми частицами вместе с ними создает благоприятные условия для продвижения наиболее тяжелых частиц к поверхности корпуса и концентрации в приближенном к поверхности слое на всем протяжении по длине корпуса.

Таким образом, происходит интенсивное перемещение, перераспределение, сегрегация твердой фракции пульпы как по плотности, так и по крупности частиц по всей внутренней поверхности корпуса, выделение в приближенные к корпусу слои наиболее тяжелых частиц, что позволяет упростить конструкцию аппарата, повысить размер активной площади осаждения тяжелых частиц, и в конечном счете, увеличить эффективность извлечения золота и производительности на промывке песков.

Наличие кольцевых порогов, расположенных по внутреннему периметру корпуса, обеспечивает деление корпуса на секции, что в совокупности с разгрузочными окнами, размещенными перед кольцевыми порогами обеспечивает многостадийность процесса обогащения и позволяет повысить качество извлечения металла.

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень" проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из источников, включенных в уровень техники. Рыхлящие зубья на витках шнека, выступающие за пределы наружной кромки спирали, расположенной над камерой размещенной в днище начальной части корпуса известны /2/.

Однако, из-за неподвижности корпуса, малой активной площади воздействия рыхлящих зубьев на пульпу, ограниченной пределами камеры, расположенной в днище начальной части корпуса, известное устройство не обеспечивает высокой интенсивности перемешивания пульпы и осаждения тяжелых частиц, а, следовательно, и достигаемого в предлагаемом устройстве качества извлечения и производительности прибора.

Кроме этого, неподвижность корпуса в известном техническом решении, даже при условии установки рыхлящих зубьев по всей длине спирали шнека предполагает ограничение зоны перемешивания только нижней частью по длине корпуса, а также исключает эффект осаждения тяжелых частиц за счет центробежных сил.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует требованию изобретательного уровня, так как совокупность его существенных признаков обеспечивает упрощение конструкции, повышение интенсивности перемешивания и улучшение условий осаждения тяжелых частиц металла, позволяющие повысить эффективность извлечения золота, т.е. повысить производительность прибора и количество извлекаемого золота, что не следует явным образом из известного уровня техники.

Для доказательства критерия "промышленное применение" достаточно сказать то, что прорабатывается вопрос о внедрении заявляемого технического решения на объектах ПО "Лензолото".

Конструкция заявляемого устройства поясняется чертежом, на котором изображено: на фиг. 1-общий вид устройства для обогащения полезных ископаемых ( в разрезе); на фиг. 2 схема устройства в момент разгрузки.

Устройство для обогащения полезных ископаемых включает корпус 1 вращающийся в подшипниках 2, 3 и снабженный разгрузочными окнами 4, 5, соответственно, для концентрата 6 и хвостов 7. Разгрузочные окна 5 для хвостов 7 в рабочем режиме открыты, а разгрузочные окна 4 для концентрата 6 в рабочем режиме закрыты.

Внутри корпуса 1 расположен шнек 8 со спиралью 9, имеющей по периметру рыхлящие зубья 10. Ось 11 шнека и корпуса 1 выполнена полой в зоне загрузки 12.

Устройство снабжено сборными лотками 13, 14, соответственно, для концентрата 6 и хвостов 7. Сборный лоток 14 для хвостов 7 охватывает корпус 1 по внешнему периметру.

Корпус 1 установлен на стойках 15, 16 оснащенных подшипниками 2, 3, 17, 18, в которых вращаются корпус 1 и шнек 8. Стойки 15, 16 жестко установлены на основании 19.

По внутреннему периметру корпуса 1 выполнены кольцевые пороги 20, 21, 22, разделяющие корпус 1 внутри на хвостовую 1 и концентратные II, III, IV секции.

В полой оси 11 выполнены входные окна 23 для подачи пульпы 24 внутрь корпуса 1.

Устройство работает следующим образом. Пульпа 24 подается через входные окна 23 полой оси 11 в корпус 1, который вместе со шнеком 8 вращается против часовой стрелки. Поскольку скорость вращения корпуса 1 выше, чем скорость вращения шнека 8 пульпа 24 за счет центробежных сил, равномерно распределяясь по внутренней поверхности корпуса 1, постоянно перемешивается рыхлящими зубьями 10 спирали 9 шнека 8 одновременно продвигаясь в направлении концентратных 4 и хвостовых 5 окон.

В результате действия центробежных сил и перемешивания слоя пульпы рыхлящими зубьями 10 создаются благоприятные условия для осаждения и концентрации тяжелых зерен полезного компонента во внешнем слое пульпы, приближенном к внутренней поверхности корпуса 1. Кольцевые пороги 20, 21, 22, являясь препятствием на пути перемещения тяжелых зерен вдоль корпуса 1 устройства способствует повышению эффективности их осаждения у основания кольцевых порогов со стороны движения в зоне концентратных окон. При этом легкая фракция транспортируется шнеком через кольцевые пороги далее к хвостовым окнам.

Сбор концентрата осуществляется после остановки вращения корпуса 1 путем открывания концентратных 4 окон и включения шнека 8 на вращение.

В результате вращения шнека 8 концентрат транспортируется спиралью 9 шнека 8 к концентратным окнам 4. Хвосты выбрасываются в рабочем режиме при вращении корпуса 1 в хвостовой лоток 5, охватывающий корпус 1.

Увеличение количества концентратных секций за счет увеличения количества кольцевых порогов позволяет повысить качество извлечения металла, в особенности мелкого.

Формула изобретения

Устройство для обогащения полезных ископаемых, включающее корпус, расположенный в корпусе транспортирующий шнек и разгрузочные окна, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены кольцевые пороги, разгрузочные окна расположены перед порогами по ходу движения исходного материала, шнек выполнен с зубьями для рыхления твердой фракции, причем наружный диаметр шнека в зоне кольцевых порогов выполнен меньшим внутреннего диаметра кольцевых порогов, а корпус выполнен с возможностью вращения со скоростью, меньшей скорости вращения шнека.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2