Центробежный сепаратор

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других тяжелых полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья. В центробежном сепараторе, содержащем рабочую камеру 1 с приемными полостями 3, включающими карманы 4 переменного поперечного сечения по длине с выполненными на их вершинах каналами 5 вывода частиц отсепарированных материалов, переменное поперечное сечение по длине карманов 4 выполнено в виде их криволинейных и/или ступенчатых стенок 11, при этом каналы 5 вывода частиц выполнены калиброванными. Кроме этого рабочая камера 1 выполнена наборной в виде каркаса 12 и неподвижно закрепленных на нем модулей 13, каждый из которых включает по меньшей мере один карман 4. Использование изобретения расширяет технологические возможности сепаратора, увеличивает извлечение концентрата и улучшает его качество. 2 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к устройствам для выделения благородных металлов и других тяжелых полезных минералов из первичного или вторичного (техногенного) сырья.

Известен центробежных сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой и приемными полостями, выполненными в виде карманов переменного поперечного сечения по длине с расположенными на их вершинах каналами вывода частиц отсепарированных материалов и множеством каналов подвода технологической воды, при этом каждый карман представляет собой штампо-сварную конструкцию с четырьмя плоскими стенками, имитирующими старательский лоток /Описание изобретения к патенту США N 4981219, НКл. 209/453, опубл. 01.01.91/.

Описать процессы, происходящие в приемных полостях данного сепаратора, получив при этом достоверную математическую модель, практически невозможно или слишком дорого. Конструкция этих полостей не предназначена для извлечения тонкого металла и металла в сростках, а работоспособность сепаратора, основу которого составляют указанные приемные полости, можно обеспечить только длительным экспериментальным путем.

Известен центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой и приемными полостями, включающими расположенные по меньшей мере на одном уровне ниши (карманы) переменного поперечного сечения по длине (в данном случае глубокие конические) с выполненными на их вершинах клапанами (каналами) для вывода частиц отсепарированных материалов, каналами подвода технологической воды и центральными телами, выполненными в виде подвешенных, в том числе с возможностью перемещения вдоль карманов, шаров, а также устройство подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами /Описание изобретения к патенту США N 5601524, НКл. 494/29, фиг. 3 - 6, опубл. 11.02.97 /.

Присутствие шаров в полостях сепаратора не обеспечивает необходимого многообразия закона изменения поперечного сечения карманов по длине и формирование устойчивых поперечных завихрений пульпы. Наличие центральных тел в карманах эффективно только в случае обязательной подачи в них технологической воды, что суживает границы конкретных конструктивных решений, например, для случая извлечения тонкого металла в сростках не требуется противотока технологической воды. Кроме этого, величины карманов в ряде случаев не позволяют разместить внутри них шары. Все это говорит о том, что приемные полости известного сепаратора отличаются сложностью конструкции, а сам сепаратора отличается ограниченными технологическими возможностями.

Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении конструкции приемных полостей и центробежного сепаратора в целом, а также в расширении его технологических возможностей.

В результате решения поставленной задачи упростится конструкция сепаратора, расширятся его технологические возможности, что приведет к улучшению качества концентрата за счет наиболее полного извлечения свободного металла и металла в сростках, при этом увеличится разнообразие возможных конструктивных решений центробежных сепараторов, основу которых составляют разнообразные полости.

Для решения поставленной задачи в известном центробежном сепараторе, содержащем рабочую камеру со сливной кромкой и приемными полостями, включающими расположенные по меньшей мере на одном уровне карманы переменного поперечного сечения по длине с выполненными на их вершинах каналами вывода частиц отсепарированных материалов, устройство подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, переменное поперечное сечение по длине карманов, расположенных по меньшей мере в одном уровне, выполнено в виде их криволинейных и/или ступенчатых стенок, при этом каналы вывода частиц отсепарированных материалов выполнены калиброванными.

Кроме этого: - участки карманов, расположенные со стороны их вершин и включающие каналы вывода частиц, выполнены в виде сменных элементов; - рабочая камера выполнена наборной в виде каркаса и неподвижно закрепленных на нем модулей, каждый из которых включает по меньшей мере один карман.

Изобретение поясняется чертежами, где: - на фиг. 1 показан центробежный сепаратор в разрезе; - на фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1; - на фиг. 3 и 4 показаны модуль рабочей камеры, включающий один карман, и соответственно фрагмент ее каркаса; - на фиг. 5 и 6 - модуль рабочей камеры, включающий два вертикально расположенных кармана, и соответственно фрагмент ее каркаса; - на фиг. 7 - 9 - варианты конструкции приемных полостей; - на фиг. 10 показан вид Б фиг. 9 - вид криволинейных и ступенчатых стенок кармана спереди.

Центробежный сепаратор содержит рабочую камеру 1, предпочтительно цилиндрической формы, со сливной кромкой 2 и приемными полостями 3, в том числе различной конструкции, включающими расположенные по меньшей мере на одном уровне карманы 4 переменного поперечного сечения по длине с выполненными на их вершинах каналами 5 вывода частиц отсепарированных материалов, устройство 6 подвода пульпы, привод 7 и магистрали 8, 9 и 10 для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами.

В данном сепараторе переменное поперечное сечение по длине карманов 4, расположенных по меньшей мере в одном уровне, выполнено в виде их криволинейных и/или ступенчатых стенок 11, при этом каналы вывода частиц отсепарированных материалов выполнены калиброванными, т.е. с размерами, установленными для данных технологических условий работы.

Кроме этого, рабочая камера 1 выполнена наборной в виде каркаса 12 и неподвижно закрепленных на нем модулей 13, каждый из которых включает по меньшей мере один карман 4, при этом участки карманов 4, расположенные со стороны их вершин и включающие каналы 5 вывода частиц, выполнены в виде сменных элементов 14, таких, например, как резьбовые втулки, втулки, установленные с натягом и т.д.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

Подготовленная пульпа, содержащая в своем составе частицы благородных металлов или других тяжелых полезных минералов, поступает через устройство 6 подвода пульпы во вращающуюся рабочую камеру 1, где получает дополнительное ускорение от лопаток 15.

За счет разности толщин слоя пульпы по длине чаши и центробежных сил пульпа ускоренно перемещается к сливной кромке 2. Частицы с наибольшей плотностью интенсивно оседают на внутреннюю стенку рабочей камеры 1, на которой выполнены приемные полости 3 (в том числе с карманами 4 различной конструкции, например, с выгнутыми стенками, вогнутыми, вогнуто-выгнутыми или другими, в зависимости от уровня расположения в камере 1). Эвакуация концентрата осуществляется через каналы 5.

На самом нижнем уровне приемных полостей 3 предусмотрены каналы 5 с отверстиями достаточно большого поперечного сечения. Здесь выделяются наиболее крупные и тяжелые частицы, в том числе те, в составе которых содержится требуемый металл. Эти частицы вместе с водой выносятся наружу и по магистрали 8 поступают, например, на дополнительное измельчение и повторно в устройство 6 подвода пульпы.

По мере движения пульпы к сливной кромке 2 в приемных полостях 3 следующих уровней (по высоте рабочей камеры 1) за счет особой конфигурации стенок 11 карманов 4 и определенной величины размера каналов 5, полученных, например, путем математического моделирования и/или экспериментальным путем, выделяются собственно частицы металла и тяжелые минералы. Высококачественный концентрат поступает в магистраль 9 и отводится на дальнейшую переработку.

Легкая фракция, свободная от концентрата или с его минимальным содержанием, из рабочей камеры 1 через сливную кромку 2 выводится в магистраль 10 и оттуда, например, в хвосты.

Следует отметить, что конструктивные и технологические параметры сепаратора задаются заранее исходя из конкретных особенностей сырья и необходимой степени его очистки.

Кроме того, сепаратор может содержать в качестве дополнительных приемные полости, выполненные в традиционном стиле - кольцевые проточки с каналами подвода технологической воды. Однако, учитывая технологичность конструкции сепаратора, в этом нет необходимости.

Среди особенностей конструкции сепаратора следует отметить следующие.

Выполнение приемных полостей 3 с карманами различной конструкции и калиброванными каналами 5 обеспечивается за счет наборной конструкции рабочей камеры 1 - в виде каркаса 12 и модулей 13 со сменными элементами 14. Благодаря этому имеется возможность задать необходимые параметры формы стенок 11 карманов 4 и каналов 5 путем соответствующей механической обработки, литьем и т.д. (см. графические материалы).

Закрепление модулей 13 на каркасе 12 можно осуществить по-разному, например, путем приклеивания, сваркой, на крепежных элементах и другими способами, в том числе с помощью уступов 16, как показано на графических материалах. В этом случае появляется возможность в зависимости от изменившихся параметров сырья или избыточного износа произвести необходимую переналадку или ремонт сепаратора, при этом во всех случаях отсутствует необходимость использования в процессе извлечения концентрата технологической воды.

Использование изобретения расширяет технологические возможности сепараторов и увеличивает их производительность при сохранении относительной простоты конструкции.

Формула изобретения

1. Центробежный сепаратор, содержащий рабочую камеру со сливной кромкой и приемными полостями, включающими расположенные, по меньшей мере, на одном уровне карманы переменного поперечного сечения по длине с, выполненными на их вершинах каналами вывода частиц отсепарированных материалов, устройство подвода пульпы, привод и магистрали для сбора и/или отвода частиц отсепарированных материалов, обладающих различными физико-механическими свойствами, отличающийся тем, что переменное поперечное сечение по длине карманов, расположенных, по меньшей мере, в одном уровне, выполнено в виде их криволинейных и/или ступенчатых стенок, при этом каналы вывода частиц отсепарированных материалов выполнены калиброванными.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что участки карманов, расположенные со стороны их вершин и включающие каналы вывода частиц, выполнены в виде сменных элементов.

3. Сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена наборной в виде каркаса и неподвижно закрепленных на нем модулей, каждый из которых включает, по меньшей мере, один карман.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10