Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата

 

Использование: обогащение полезных ископаемых и геолого-разведочных работ для обработки крупноваловых проб россыпных месторождений с попутной добычей полезного ископаемого. Сущность изобретения: передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата, включает раму, загрузочное приспособление, приемный бункер с шибером, грохот, два центробежных сепаратора, два шлюза, импеллерный дезинтегратор. Она снабжена колосниковым грохотом, установленным на приемном бункере, классифицирующим устройством и устройством смешения воды с песком, представляющим собой подскатную трубу с соплами напорных оросителей, подшлюзником улавливания крупных тяжелых минералов из надрешетного продукта грохота, выполненного с поддоном. Шлюзы выполнены с непрерывным выводом концентрата и соединены транспортным средством через классифицирующее устройство с центробежными аппаратами. 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и геолого-разведочных работ, преимущественно для обработки крупноваловых проб россыпных месторождений с попутной добычей полезного ископаемого.

Известна передвижная обогатительная установка для обработки проб россыпей (а.с. СССР N 1210291), взятая за прототип, включающая загрузочное приспособление со скиповым подъемником с расположенными в каретках ковшами, бункер, барабанный грохот, основной и контрольный центробежные сепараторы, самородкоулавливающий и эфельный шлюзы, при этом установка снабжена импеллерным дезинтегратором с шиберным приспособлением для выпуска иловой фракции, расположенными между загрузочным приспособлением и барабанным грохотом, при этом загрузочное приспособление выполнено с сегментными направляющими для каретки ковша скипового подъемника, барабанный грохот выполнен со спиральными отбойными лопастями на внутренней поверхности и кольцевыми щелями, а загрузочное приспособление и скиповый подъемник установлены на общей раме.

Данная установка имеет следующие недостатки. Ввиду малых размеров ковшей загрузочного приспособления не обеспечивается подача материала всей крупности на опробование и переработку, что ограничивает верхнюю крупность исходной пробы и требует предварительной классификации перерабатываемого горного сырья. Использование загрузочного приспособления со скиповым подъемником характеризуется низкой механической надежностью, что вызывает достаточно продолжительные простои установки, это осложняется использованием тяговых цепей, которые в полевых условиях часто выходят из строя. При переработке песков весьма абразивного материала наблюдается повышенный гидроабразивный износ роликовых опор ковшей, поверхностей сегментных направляющих, что вызывает частое заклинивание ковшей, отсюда высокие динамические нагрузки на элементы конструкции и привода загрузочного приспособления. Применение барабанного грохота требует увеличения высотного габарита установки и использование скипового подъемника.

Самородкоулавливающие шлюзы по конструкции и принципу действия предназначены для улавливания только крупного золота с низким извлечением среднего по крупности и совершенно не приспособлены для улавливания мелкого и тем более тонкого золота.

Центробежные сепараторы с электрическим приводом можно использовать для извлечения ценного компонента из исходных песков. Однако, это экономически невыгодно, так как требуются затраты электроэнергии. Дополнительно, в конкретном случае, на эти аппараты поступает вся вода, которая подается для эффективного размыва и эта большая разжиженность резко снижает эффективность улавливания мелкого и тонкого золота.

Управление работой всеми двигателями, устройствами и рабочими органами установки сложно и с одного рабочего места или пульта невозможно, так как требуется постоянно контролировать и регулировать каждое устройство и оборудование на месте.

Работа самородкоуловителей и эфельных шлюзов периодическая, требующая сполоска и обновления улавливающих поверхностей после каждого этапа переработки горной массы, что связано с неизбежной потерей части полезных ископаемых и золота.

В целом известная передвижная обогатительная установка даже при высоком качестве изготовления характеризуется недостаточной производительностью, низкой эффективностью работы, повышенной трудоемкостью обработки особенно труднопромывистых металлосодержащих проб, низкой механической и технологической надежностью, высоким потреблением электроэнергии и не позволяет производить попутную добычу полезных компонентов песков.

Задача изобретения повышение достоверности анализа проб путем повышения извлечения всех крупностей зерен и частиц ценных компонентов и золота перерабатываемых песков, повышение производительности и эффективности работы установки и возможности попутной добычи полезных ископаемых со снижением трудоемкости переработки горного сырья.

Поставленная задача достигается тем, что передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата, включающая раму, загрузочное приспособление, приемный бункер с шибером, грохот, два центробежных сепаратора, два шлюза, импеллерный дезинтегратор, согласно изобретению снабжена колосниковым грохотом, установленным на приемном бункере, классифицирующим устройством и устройством смешения воды с песком, представляющим собой подскатную трубу с соплами напорных оросителей, подшлюзком улавливания крупных тяжелых минералов из надрешетного продукта грохота, выполненного с поддоном, при этом шлюзы выполнены с непрерывным выводом концентрата и соединены транспортным средством через классифицирующее устройство с центробежными аппаратами.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает наличие в нем существенных признаков, отличающих его от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Соответствие заявляемого устройства требованию изобретательского уровня обусловлено тем, что выполнение конструкции с использованием отличительных признаков в совокупности с известными элементами практически исключает унос мелкого и тонкого по крупности полезного компонента за счет сохранения структуры потока, сформированного на грохоте с поддоном и шлюзах с непрерывным выводом концентрата, при этом, обладая достаточно высокой производительностью, не имеет ограничения верхней крупности проб, позволяет непрерывно перерабатывать горную массу и извлекать ценные минералы всех классов крупности, характеризуется низким потреблением электроэнергии, высокой механической и технологической надежностью, обеспечивает возможность крупновалового опробования с попутной добычей всех полезных компонентов, тем самым обеспечивает повышение эффективности извлечения всех крупностей зерен и достоверности анализа проб, увеличение производительности и возможной попутной добычи полезных ископаемых, что явным образом не следует из известного.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата, а на фиг. 2 изображена она в плане.

Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата включает раму-сани 1, на которой размещены колосниковый грохот 2, опирающийся на подскатную трубу 3, установленный на приемном бункере 4, грохот с поддоном 5, подшлюзок 6, шлюзы с непрерывным выводом концентрата 7, классифицирующее устройство 8, винтовые аппараты 9 и 10, транспортирующее устройство, например, гидроэлеватор 11 или песковый центробежный насос.

Неподвижный колосниковый грохот 2 выполнен двухскатным. Колосники представляют собой металлические балки удлиненного трапецеидального сечения. Верхней частью колосники опираются на подскатную ось-трубу 3, которая выполняет две функции: является опорной деталью и служит одновременно оросителем песков, для чего в стенке оси-трубы 3 между колосниками выполняются сопла напорных оросителей.

Колосниковый грохот 2 опорной рамой устанавливается и крепится на уголковую раму, последней крепится к верхнему поясу бортов бункера 4.

Бункер 4 представляет собой пирамидальную сварную конструкцию. Донная наклонная плита футеруется стальным листом. В вертикальной стенке бункера 4 предусматривается разгрузочное окно, укомплектованное шибером с двумя гребенками регулировочного устройства. Разгрузочное устройство включает механическое ручное регулировочное устройство, состоящее из вала-оси подъемного механизма с двумя шестернями, входящими в контакт с гребенками шиберной плиты. Вал-ось подъемного устройства регулировочного механизма опирается на два подшипника, укомплектованных колпачковыми масленками. Корпуса подшипников крепятся болтами к вертикальной плите бункера 4. Вал-ось подъемного устройства укомплектован с обоих сторон штурвалами ручного вращения оси. Загрузочный приемный бункер 4 с двух сторон комплектуется желобами 12 транспортировки валунно-галечного материала в отвал. На наклонном днище бункера 4 укреплен импеллерный дезинтегратор 13, который состоит из привода и импеллерных головок.

Бункер 4 с колосниковым грохотом 2 и двумя желобами 12 устанавливается с помощью швеллеров на раме-санях 1 установки.

Под загрузочным бункером 4 на опоре монтируется электродвигатель плоскокачающего грохота 5. На обе части вала электродвигателя по обе стороны крепятся эксцентриковые толкающие устройства, укомплектованные подшипниками в закрытых коробках, жестко соединенных с тягами, заканчивающимися шарнирными креплениями к коробу грохота 5. Плоскокачающийся грохот 5 включает в себя короб с установленным в нем просеивающим элементом в виде шпальтовой сетки или набором плоских колосников трапецеидального сечения, поддон с разгрузочными патрубками для сбора и направления движения подрешетного продукта, электродвигатель с двухсторонним выводом вала, на котором смонтированы эксцентрики, соединенные тягами с коробом грохота 5. Короб грохота 5 опирается на четыре ролика, установленных и двигающихся с помощью прорезей (двойных реборд) по торцам полок уголковых направляющих. Эти направляющие жестко прикреплены к фундаментной раме саней 1. В направлении этих уголков осуществляются плоско-качающиеся возвратно-поступательные колебания грохота 5 с поддоном.

Для направления движения надрешетного продукта плоскокачающегося грохота 5 устанавливается желоб 6а. Подшлюзок 6 для улавливания крупных тяжелых минералов и золота из надрешетного продукта грохота 5 представляет собой шлюз мелкого наполнения с улавливающим покрытием волнистого профиля или с традиционным набором трафаретов и резиновых ковриков.

Шлюзы 7 с непрерывным выводом концентрата (2, 3) разработаны с целью получения реальной возможности извлекать мелкие и тонкие зерна тяжелых минералов и золота при переработке песков, россыпей. Отличительной особенностью этих шлюзов является отсутствие улавливающих покрытий и трафаретов. Шлюзы обладают возможностью формировать поток, снижать его турбулентность, переводить характер движения пульпы в область режима близкого к ламинарному. При этом конфигурация днища усиливает стремление тяжелых зерен концентрироваться и двигаться обособленным потоком, что позволяет в конечном счете выводить с помощью отсекателя в конце шлюза тяжелую фракцию из потока пульпы. Дополнительно введенный в шлюз рассекатель потока позволяет сбрасывать со шлюза излишнюю воду при пульсации ее в процессе. Последнее исключает влияние колебаний разбавления пульпы на результаты обогащения металлоносных песков. Оптимальную величину разбавления потока пульпы шлюз с непрерывным выводом концентрата 7 поддерживает автоматически, что предельно упрощает регулировку и настройку работы шлюза.

Шлюз для обогащения россыпей 7 (с непрерывным выводом концентрата) состоит из днища, выполненного из двух плоскостей, размещенных друг к другу под углом в поперечном сечении. Вдоль продольных краев днища установлены борта, с торца питания шлюз ограничен транцевой плитой. Вдоль продольной оси шлюза установлены вертикально расположенные и параллельные между собой и днищем пластины с зазором между нижними кромками пластин и днищем шлюза. Пластины установлены на расстоянии 1/3 длины днища от хвостовой части и закреплены на направляющих потока и на стержне. Нижняя часть днища шлюзов 7 связана с опорной рамой опорными стойками. В хвостовой части шлюза 7 установлен рассекатель потока. С торца центральной хвостовой части смонтирован отсекатель тяжелой фракции.

Концентрат (тяжелая фракция) шлюзов 7 транспортирующим устройством 11, например, гидроэлеватором или центробежным насосом, направляется в приемное устройство 14 классифицирующего устройства 8, например, грохот.

Для перечистки раздельно надрешетного и подрешетного продуктов классифицирующего устройства 8 предусмотрены центробежные аппараты, например, винтовой сепаратор 9 и винтовой шлюз 10. Для сбора концентратов винтовых аппаратов 9 и 10 имеются емкости (кюбели) 15 и 16, с помощью которых концентраты транспортируются на шлихо-обогатительную установку для их доводки.

Рама-сани 1 состоит, по крайней мере, из двух полозьев, изготовленных из труб. Полозья соединяются между собой фундаментной рамой, на которую монтируется оборудование обогатительной установки.

Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата работает следующим образом.

Приданный к передвижной установке бульдозер подготавливает начало траншеи в россыпи, куда транспортирует обогатительную установку. После этого бульдозером осуществляется выравнивание поверхности сбрасываемых хвостов, разваловка их и периодическое передвижение обогатительной установки.

Экскаватор типа "Беларусь" производит подачу песков на колосниковый грохот 2 установки с частотой 1 -2 ковша за три минуты. Наиболее крупные валуны экскаватор отбрасывает на полигон.

Валунно-галечный материал песков, скатываясь по колосникам грохота 2 и далее по желобам 12, направляется в отвал.

Подрешетный продукт колосникового грохота 2, попадая в приемный бункер 4, непосредственно подвергается воздействию струй воды, вытекающих из отверстий (сопел) подскатной опорной оси-трубы 3, куда через штуцер эта вода подается водяным центробежным насосом. Здесь же в бункере 4 исходные пески дезинтегрируются импеллерным дезинтегратором 13. При переработке легкопромывистых песков импеллерный дезинтегратор 13 отключен, импеллерные головки неподвижны, бункер 4 используется как промежуточная емкость.

Размытые в приемном бункере 4 исходные пески через разгрузочное шиберное отверстие вытекают и поступают на плоскокачающийся грохот 5 с поддоном. Пройдя по решету грохота 5, пески разделяются на два продукта по крупности: надрешетный и подрешетный.

Надрешетный продукт либо сбрасывается в отвал при отсутствии в песках крупного золота (например, при переработке техногенных россыпей), либо подается желобом 6а на подшлюзок 6 для улавливания крупного золота, если оно в песках есть.

Плоскокачающийся грохот 5 снабжен плоским поддоном с делением подрешетного продукта количественно пополам и позволяет через разгрузочные патрубки подавать подрешетный продукт на два шлюза с непрерывным выводом концентрата 7.

Золотосодержащие пески с водой (пульпа) подаются в верхнюю приемную часть шлюза 7 нормально днищу в ее осевой части. Для предотвращения перелива пульпы через борта их высота превышает высоту кромок направляющих потока, при этом небольшое количество пульпы переливается через верхние кромки направляющих потока и попадает на днище шлюза 7. Направляющими потока основная часть пульпы вводится на днище между двумя симметрично расположенными пластинами. Сконцентрированный поток частично проходит под нижние кромки пластин, образуя поперечную волну, которая отражается бортами. Центральный осевой поток значительно ослабляет поперечное перемещение пульпы и после образования второй поперечной волны меньшей амплитуды поток на шлюзе приобретает прямолинейное близкое к ламинарному движение. За пределами пластин нет необходимости устанавливать высокие борта. Вдоль выпрямленного сформированного потока происходит осаждение в нижние слои тяжелой фракции и на разгрузочном торце шлюза 7 тяжелая фракция, как обогащенная часть потока, отсекается верхней пластиной отсекателя. Далее концентрат подается на дальнейшую обработку. Хвосты шлюзов 7 сбрасываются в отвал.

Отсечная тяжелая фракция шлюзов 7 (концентрат) транспортным средством 11 подается в приемное устройство 14 грохота 8. На грохоте 8 тяжелая фракция разделяется по крупности на надрешетный и подрешетный продукты. Надрешетный продукт грохота 8 поступает на перечистку в винтовой сепаратор 9, а подрешетный продукт на винтовой шлюз 10. На винтовых аппаратах 9 и 10 осуществляется перечистка концентрата шлюзов 7. Концентраты винтовых аппаратов аккумулируются в переносные емкости 15 и 16. Хвосты винтовых аппаратов сбрасываются в отвал.

Полученный черный шлих (концентрат винтовых аппаратов) по мере накопления в емкостях 15 и 16 транспортируется для окончательной доводки на шлихо-обогатительные установки или подвергается доводке на месте.

Управление работой всеми двигателями рабочих органов установки, регулировка подачи воды во все технологические аппараты осуществляется с рабочего места оператора. Для непосредственного вмешательства в работу оборудования установки при необходимости ручной регулировки и наблюдения за ходом технологического процесса промывки песков и извлечения ценных компонентов по обе стороны установки предусматриваются откидные борта, выполняющие роль обслуживающих площадок во время работы и поднимаемые при транспортировке установки.

Испытания заявляемой передвижной обогатительной установки с непрерывным выводом концентрата подтвердили ее существенные преимущества по сравнению с прототипом: повышена производительность, снижена трудоемкость обработки всех типов песков, обеспечена комплексная переработка россыпного материала, обеспечена большая достоверность обработки проб, снижена металлоемкость установки и потребление электроэнергии, повышена механическая и технологическая надежность, извлечение крупного и среднего по крупности золота и тяжелых минералов составило 100% мелкого до 96% и тонкого золота до 90 94% при нижней границе улавливаемого золота по крупности до 30 мкм.

При крупноваловом опробовании горного сырья россыпных месторождений, кроме решения чисто геологических задач, требуется решение вопросов, касающихся переработки и обогащения металлоносных песков.

Россыпные месторождения, будучи менее мощными и менее долговечными, чем коренные месторождения рудного золота, не дают возможности в той же степени механизировать добычу и обработку золотосодержащего материала, а следовательно, приводят к более низким техническим формам и к менее эффективному использованию капиталовложений. Для уменьшения влияний указанных отрицательных сторон, присущих россыпным месторождениям, следует повышать качество и достоверность опробования металлоносных песков.

Опробование представляет важнейшую операцию в цикле поисковых, геологических и горно-эксплуатационных работ, ибо сведения о вещественном составе опробуемого объекта используются для решения вопроса о направлении работ, для определения степени промышленного значения месторождения или ценности добытого и перерабатываемого сырья. При подсчете запасов ценного компонента (золота или иных ценных минералов) и оценке месторождения наиболее частыми и решающими являются погрешности, возникающие в результате дефектов и ошибок опробования. Методы крупновалового опробования и тем более с попутной добычей ценных компонентов резко снижают ошибки опробования набором статистического все накапливающегося материала промышленного исследования и изучения месторождений.

Продуктом валового опробования являются получаемые шлихи, в которых сконцентрированы все тяжелые минералы песков. Шлихи иначе называют тяжелой фракцией обогащения.

Выполнение работ при крупноваловом опробовании все же требует относительно больших финансовых затрат, которые могут быть много меньше или, наоборот, выполнение работ по крупноваловому опробованию может приносить прибыль при организации добычи ценных минералов изучаемых россыпей. В этом направлении неоценимую помощью может оказать использование передвижной обогатительной установки с непрерывным выводом концентрата. Полученные при крупноваловом опробовании с попутной добычей полезного ископаемого данные позволят подробно и всесторонне изучить месторождение, а попутно добытое сырье при реализации может окупить все расходы и финансово обеспечить последующие изыскания.

Формула изобретения

Передвижная обогатительная установка с непрерывным выводом концентрата, включающая раму, загрузочное приспособление, приемный бункер с шибером, грохот, по крайней мере два центробежных сепаратора, по крайней мере два шлюза, импеллерный дезинтегратор, отличающаяся тем, что она снабжена колосниковым грохотом, установленным на приемном бункере, классифицирующим устройством и устройством смешения воды с песком, представляющим собой подскатную трубу с соплами напорных оросителей, подшлюзком улавливания крупных тяжелых минералов из надрешетного продукта грохота, выполненного с поддоном, при этом шлюзы выполнены с непрерывным выводом концентрата и соединены транспортным средством через классифицирующее устройство с центробежными аппаратами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2