Сепаратор

 

Изобретение относится к области техники и технологий, осуществляющих извлечение частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий), и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), для извлечения окислов металлов, белковых веществ и т.д., для разделения заряженных частиц, для очистки воды. Сепаратор включает корпус с входными и выходными отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических, диэлектрических барабана, один из которых закреплен неподвижно и внутри которого расположен источник напряжения, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, и электроды, соединенные с источником напряжения. По крайней мере один электрод выполнен в виде полудиска, размещен во вращающемся барабане и закреплен соосно на неподвижном барабане так, что диаметральная кромка полудиска расположена вертикально, при этом стенки входных отверстий в верхней части корпуса выполнены параллельно внешним поверхностям вращающегося барабана, кроме того, внутри корпуса вертикально в плоскости оси между выходными отверстиями установлена разделительная перегородка. Изобретение позволяет использовать значительные ресурсы при добыче драгоценных и цветных металлов с высоким экономическим эффектом и способствовать решению экологической проблемы ликвидации отходов и отвалов путем их вторичного использования. 2 ил.

Изобретение относится к области техники и технологий, осуществляющих извлечение частиц из дисперсных систем (взвесей, коллоидных растворов, суспензий), и может быть использовано при добыче полезных ископаемых для извлечения свободных металлов (золота, платины и др.), для извлечения окислов металлов, белковых веществ и т.д., для разделения заряженных частиц, для очистки воды. После переработки горных пород в отвалах и хвостах остается некоторое количество драгоценных металлов, в основном в мелких фракциях.

Существующие способы и устройства для обогащения золотосодержащих руд недостаточно эффективны для максимального извлечения золота из отвалов и россыпных месторождений, малосодержащих золото. Известно решение для обогащения полезных ископаемых /1/, сущность которого состоит в том, что золотосодержащую породу измельчают и классифицируют на слив и пески. Эффективность обогащения повышается за счет того, что измельчение производят в роторно-пульсационном аппарате гидроударного действия. Пески классификации крупностью более граничной направляют на доизмельчение, а также в роторно-пульсационный аппарат. Недостатком такого устройства является то, что оно не предусматривает извлечение мельчайших частиц.

Наиболее близким является установка для извлечения веществ и частиц из суспензий и растворов /2/, которая включает в себя корпус с входными и сливными отверстиями, привод, установленный в корпусе цилиндрический барабан, внутри которого расположен источник напряжения, электроды, соединенные с источником напряжения.

Однако принцип действия этого устройства такой, что на конечном этапе извлечения частиц силы тяжести направлены против электрических сил, извлекающих частицы, что снижает эффективность извлечения частиц.

Изобретение направлено на повышение эффективности извлечения заряженных частиц путем исключения противодействия электрических сил силам тяжести извлекаемых частиц, на повышение производительности сепаратора при том же его объеме и на упрощение конструкции.

Это достигается тем, что в сепараторе, включающем корпус с входными и выходными отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических, диэлектрических барабана, один из которых закреплен неподвижно и внутри которого расположен источник напряжения, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, и электроды, соединенные с источником напряжения, согласно изобретению по крайней мере один электрод выполнен в виде полудиска, размещен во вращающемся барабане и закреплен соосно на неподвижном барабане так, что диаметральная кромка полудиска расположена вертикально, при этом стенки входных отверстий в верхней части корпуса выполнены параллельно внешним поверхностям вращающегося барабана, кроме того, внутри корпуса вертикально в плоскости оси и диаметральной кромки электрода между выходными отверстиями установлена разделительная перегородка.

Выполнение по крайней мере одного электрода в виде полудиска увеличивает площадь притяжения заряженных частиц к вращающемуся диэлектрическому барабану, а при постоянном его вращении осуществляется притяжение практически всех заряженных частиц, что повышает не только извлечение частиц металлов, но и увеличивает производительность сепаратора при том же объеме и одновременном упрощении конструкции. Закрепление электрода-полудиска вышеупомянутым образом и установка вертикально в корпусе разделительной перегородки способствует разделению заряженных, притянутых к поверхности барабана и незаряженных частиц, дополняя таким образом электростатическое разделение выходного потока механическим разделением. Эффективность извлечения частиц обусловлена также тем, что сила тяжести всегда перпендикулярна электростатической силе, разделяющей частицы.

Изобретение поясняется фиг. 1, 2.

Сепаратор содержит корпус 1, в котором установлен неподвижный барабан 2, внутри которого размещен источник напряжения 3. На барабане 2 соосно закреплен электрод в форме полудиска 4 с вертикально расположенной диаметральной кромкой 5. Электрод-полудиск 4 и барабан 2 размещены в диэлектрическом вращающемся барабане 6, связанном с приводом 7. Внутри корпуса 1 вертикально установлена разделительная перегородка 8. В верхней части корпуса 1 выполнены входные отверстия 9 и 10, степени которых параллельны внешним поверхностям вращающегося барабана 6. В нижней части корпуса расположены выходные отверстия 11 и 12, между которыми установлена упомянутая перегородка 8. Привод 7 и источник напряжения 3 подключаются в сеть посредством зажимов 13 и 14.

Установка работает следующим образом. Исходная суспензия через входные отверстия 9 и 10 поступает в корпус 1. Под действием электростатического поля электрода 4 соответствующего знака заряженные частицы притягиваются к поверхности полого вращающегося барабана 6, а на частицы другого знака действует отталкивающая сила. Частицы, которые не притягиваются к барабану 6, при его повороте оседают с последующим удалением через канал для выхода 12. Удерживаемые электростатическими силами частицы далее за перегородкой выходят из области действия поля электрода 4 и удаляются через канал 11. Электрическое поле создается высоким постоянным напряжением источника напряжения 3.

Повышение эффективности извлечения заряженных частиц обусловлено тем, что сила тяжести всегда перпендикулярна электростатической силе, разделяющей частицы. Кроме того, по сравнению с прототипом конструкции сепаратора значительно упрощается, так как отсутствует металлический барабан, вместо группы изолированных стержневых электродов может быть установлен по крайней мере один электрод в форме полудиска, упрощается схема подключения электрода к источнику напряжения. При этом увеличивается рабочая поверхность электрода(ов) при том же объеме сепаратора.

Аппарат отличается высокой эффективностью извлечения частиц драгоценных металлов из малорентабельных песков и отвалов. Например, при обогащении на лабораторном аналоге золотоносных "хвостов" содержания золота 0,87 г/т повышается содержание золота в 2,4 раза и извлечение золота свыше 90%, при очистке земли от ртути уменьшается содержание ртути в 50 раз и остается менее 0,4% ртути; при обогащении свинцово-цинковых отвалов с содержанием свинца 1,17 мас. % и 3,45 мас. %, серебра 4,5 г/т при однократной обработке вес концентрата уменьшается в 2 раза, извлечение свинца около 60%, цинка 90%, содержание серебра доводится до 1,5 г/т; при очистке каолина от железа при содержании железа 1,4% и при производительности 2 л/с содержание железа и титана уменьшается в 2 раза при однократной обработке.

Изобретение предназначено для разделения взвешенных частиц в жидкости и может найти применение в пищевой, химической, обогатительной отраслях промышленности, для использования и ликвидации экологически вредных отходов и отвалов, для очистки и обеззараживания воды, для очистки земли от вредных веществ.

Применение технологии аппарата на новой принципиальной основе дает возможность использовать значительные ресурсы при добыче драгоценных и цветных металлов с высоким экономическим эффектом и способствовать решению экологической проблемы ликвидации отходов и отвалов путем их вторичного использования.

Источники информации 1. Заявка на патент РФ N 92008083/03, заявл. 27.11.92, опубл. 27.01.95, Б.И. 3, 95. Способ обогащения золотосодержащих руд.

2. Патент РФ N 2098193, C1, 6 B 03 C 7/06, заявл. 26.07.97, БИ, N 34.

Формула изобретения

Сепаратор, включающий корпус с входными и выходными отверстиями, установленные в корпусе два концентрично расположенных цилиндрических, диэлектрических барабана, один из которых закреплен неподвижно и внутри которого расположен источник напряжения, а другой, наружный, установлен с возможностью вращения, и электроды, соединенные с источником напряжения, отличающийся тем, что, по крайней мере, один электрод выполнен в виде полудиска, размещен во вращающемся барабане и закреплен соосно на неподвижном барабане так, что диаметральная кромка полудиска расположена вертикально, при этом стенки входных отверстий в верхней части корпуса выполнены параллельно внешним поверхностям вращающегося барабана, кроме того, внутри корпуса вертикально в плоскости оси между выходными отверстиями установлена разделительная перегородка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2