Шлюз для обогащения россыпей

 

Изобретение относится к области обогащения материалов, в частности обогащения россыпей и руд благородных и редких металлов путем их мокрого гравитационного сепарирования в потоке пульпы, протекающей по наклонной рабочей поверхности. Шлюз для обогащения россыпей включает наклонный желоб с днищем и боковыми стенками, в котором на днище, продольно потоку пульпы, расположены рифли с канавками между ними, загрузочный узел и разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции, при этом наклон днища желоба и рифлей выполнен с увеличивающейся крутизной в направлении к отсекателю разгрузочного узла. Изобретение позволяет повысить эффективность извлечения мелких зерен тяжелой фракции. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения материалов, в частности обогащения россыпей и руд благородных и редких металлов путем их мокрого гравитационного сепарирования в потоке пульпы, протекающей по наклонной рабочей поверхности.

Известен шлюз для обогащения россыпей по патенту Российской Федерации 2043162, опубл. 10.09.95, М.Кл⁶ В 03 В 5/26, 5/70, содержащий наклонный желоб с днищем и боковыми стенками, рифли, загрузочный узел и разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции. При этом рифли расположены под углом к потоку пульпы, а разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции расположен вдоль днища шлюза в нижней части канавок между рифлями. В верхней части канавок рифлей подается из отверстий воздух для более интенсивного выпадения мелких зерен тяжелой фракции.

Основным недостатком данного шлюза является его низкая эффективность обогащения, обусловленная заливанием канавок между рифлями при расположении их под углом к потоку пульпы, что ухудшает осаждение тяжелой фракции пульпы в канавках между рифлями, несмотря на подачу воздуха через отверстия в верхней части рифлей.

Другим недостатком данного шлюза является его низкая экономичность, обусловленная необходимостью затрат энергии на подачу воздуха.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является шлюз для обогащения россыпей по патенту Российской Федерации 2026744, опубл. 20.01.95, М.Кл⁶ В 03 В 5/26, 5/70, содержащий наклонный желоб с днищем и боковыми стенками, в котором на днище, продольно потоку пульпы, расположены рифли с канавками между ними, загрузочный узел и разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции. При этом сечение рифлей имеет треугольную форму и закреплены рифли на плоском днище желоба шлюза, а отверстия отсекателя выполнены в каждой канавке между рифлями и имеют форму ласточкина хвоста.

В данном шлюзе повышена экономичность его работы, т.к. отсутствует необходимость в затратах энергии на подачу воздуха и несколько повышена эффективность обогащения за счет расположения рифлей вдоль потока пульпы, что снижает заливание канавок между рифлями.

Вместе с тем, основным недостатком и этого шлюза является низкая эффективность извлечения мелких зерен тяжелой фракции из-за одинаково большой скорости потока пульпы от загрузочного узла до отсекателя разгрузочного узла, что обусловлено наклоном желоба с рифлями под одним углом по всей его длине и который для исключения заиливания канавок рифлей имеет достаточно большую величину. Такой большой угол наклона желоба перед отсекателем также не исключает возможности забивания канавок между рифлями в концевой части желоба и самого отсекателя более крупными зернами легкой фракции.

В основу изобретения положена задача увеличения эффективности извлечения мелких зерен тяжелой фракции путем замедления скорости потока пульпы в начальной части желоба, от загрузочного узла до средней части желоба, и увеличение скорости потока пульпы по мере движения ее к отсекателю разгрузочного узла, что обеспечит более полную просадку мелких зерен тяжелой фракции в придонную часть канавок между рифлями в начальной части желоба и снижение возможности забивания канавок между рифлями и отсекателя более крупными зернами легкой фракции.

Поставленная задача решается тем, что шлюз для обогащения россыпей содержит наклонный желоб с днищем и боковыми стенками, в котором на днище, продольно потоку пульпы, расположены рифли с канавками между ними, загрузочный узел и разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции. При этом наклон днища желоба и рифлей выполнен с увеличивающейся крутизной в направлении к отсекателю разгрузочного узла. Кроме того, шлюз содержит наклонное сито, расположенное над рифлями, и крутизна наклона которого, в направлении потока пульпы, выполнена соответствующей крутизне днища желоба и рифлей. Сито выполнено в виде шпальтовой решетки. Причем сечение канавок между рифлями выполнено трапецеидальной формы. Также высота рифлей уменьшается в направлении к отсекателю разгрузочного узла. Шлюз содержит также устройство регулировки угла наклона желоба.

Выполнение наклона днища желоба и рифлей с увеличивающейся крутизной в направлении к отсекателю разгрузочного узла позволяет замедлить скорость потока пульпы в начальной части желоба, от загрузочного узла до средней части желоба, и увеличить скорость потока пульпы далее по мере движения ее к отсекателю разгрузочного узла. Снижение скорости потока пульпы в начальной части желоба обеспечивается уменьшением среднего его угла наклона в этой части по сравнению с известными шлюзами. При этом исключение заиливания канавок между рифлями обеспечивается как регулировкой оптимального угла наклона желоба, так и возрастающей крутизной наклона днища желоба с рифлями в начальной его части, которая еще больше возрастает далее при движении пульпы к отсекателю разгрузочного узла, что обеспечивает далее исключение возможности забивания канавок между рифлями и самого отсекателя более крупными зернами легкой фракции. Таким образом, обеспечивается возможность просадки в нижнюю часть канавок между рифлями в начальной части желоба большей части мелких зерен тяжелой фракции.

Использование наклонного сита, расположенного над рифлями желоба и с такой же крутизной наклона, что и днище и рифли желоба, обеспечивает поступление в канавки между рифлями более однородных по величине зерен как легкой, так и тяжелой фракций, что тем самым значительно снижает возможность забивания канавок рифлей и отсекателя крупными частицами породы. А соответствие крутизны поверхности сита крутизне днища и рифлей обеспечивает более равномерное заполнение желоба шлюза, в том числе и канавок рифлей, однородными по величине зернами пульпы для их дальнейшего послойного разделения.

Выполнение сита в виде шпальтовой решетки позволяет обеспечить более полный и более производительный просев однородных по величине зерен породы в рифленую часть желоба шлюза.

Выполнение сечения канавок между рифлями трапецеидальной формы позволяет обеспечить в придонной части канавок рифлей равномерное распределение по ширине днища желоба зерен породы в нижнем слое пульпы и тем самым позволяет отсекателю более полно отсечь тяжелую фракцию.

Уменьшение высоты рифлей в направлении к отсекателю разгрузочного узла позволяет обеспечить в придонной части желоба вблизи отсекателя равномерное распределение по ширине зерен породы в нижнем слое пульпы и тем самым позволяет отсекателю отсечь концентрат с большим содержанием тяжелой фракции.

Выполнение шлюза с устройством регулировки угла наклона желоба позволяет устанавливать наиболее оптимальную величину наклона желоба для конкретного случая обогащения россыпей.

Изложенное выше подтверждает наличие причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом.

Данная совокупность существенных признаков позволяет по сравнению с прототипом обеспечить увеличение просадки в придонную часть канавок между рифлями, в начальной части желоба, большей части мелких зерен тяжелой фракции и исключает возможность забивания канавок между рифлями в конечной части желоба и самого отсекателя более крупными зернами легкой фракции. Это обусловлено небольшим приращением скорости потока пульпы в начальной части желоба и большим приращением скорости в конечной части желоба.

По мнению авторов, заявляемое техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательный уровень", т.к. совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемый шлюз для обогащения россыпей, является новой и не следует явным образом из известного уровня техники.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых одинаковые элементы имеют одинаковые цифровые обозначения и где на фиг. 1 приведено схематическое изображение шлюза для обогащения россыпей; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1.

Предпочтительный вариант шлюза для обогащения россыпей содержит наклонный желоб 1 с боковыми стенками 2 и 3, на днище 4 желоба 1 расположены рифли 5 с канавками 6 между ними, загрузочный узел 7 и разгрузочный узел, содержащий отсекатель 8 тяжелой фракции, выход 9 крупных частиц породы, выход 10 легкой фракции, выход 11 тяжелой фракции. Над рифлями 5 расположено сито 12, выполненное в виде шпальтовой решетки (шпальтовое сито). Также шлюз содержит устройство 13 регулирования угла наклона желоба 1. Крутизна наклона желоба 1 и рифлей 5 с канавками 6 увеличивается в направлении отсекателя 8 разгрузочного узла, а канавки 6 между рифлями 5 выполнены трапецеидальной формы. Кроме того, высота рифлей 5 уменьшается в направлении к отверстию отсекателя 8 разгрузочного узла. Шлюз также содержит приемники 14, 15 соответственно тяжелой и легкой фракций.

Данный шлюз работает следующим образом.

Обогащаемая порода в виде пульпы подается в загрузочный узел 7, откуда поток пульпы движется по ситу 12, через которое пульпа с однородными по величине зернами породы проходит на рифли 5 с канавками 6 днища 4, а не прошедшая часть в виде крупных частиц породы через выход 9 разгрузочного узла поступает в приемник 15 легкой фракции или поступает на дальнейшую переработку. Прошедшие через сито 12 зерна легкой и тяжелой фракций в виде пульпы движутся самотеком по канавкам 6 и рифлям 5 днища 4, при этом в результате разницы скоростей движения зерен тяжелой и легкой фракций, имеющих различную плотность, происходит их расслоение: тяжелая фракция переходит в нижние слои (в нижнюю часть канавок 6 между рифлями 5), а легкая фракция движется с большей скоростью над нижними слоями, в частности в верхних частях канавок 6 и над рифлями 5. При этом за счет увеличивающейся кривизны днища 4 с рифлями 5 и канавками 6 увеличивается и разность скоростей тяжелой и легкой фракций, что обуславливает еще больший переход мелких зерен тяжелой фракции в нижние слои пульпы. За счет уменьшения высоты рифлей при переходе пульпы к отверстию отсекателя 8 расслоившаяся пульпа представляет собой сплошной нижний слой тяжелой фракции и сплошной верхний слой легкой фракции. Через отверстие отсекателя 8 разгрузочного узла тяжелая фракция, как имеющая самую малую скорость движения, выпадает в приемник 14 тяжелой фракции (концентрата), а легкая фракция, как имеющая большую скорость и движущаяся в верхнем слое пульпы, проскакивает отверстие отсекателя 8 и через выход 11 выводится в соответствующий приемник 15 легкой фракции (хвостов), куда с сита 12 поступают и крупные частицы породы. В случае необходимости устройством 13 регулируется угол наклона днища 4 шлюза для подбора оптимального разделения легкой и тяжелой фракций без заливания и забивки большими зернами легкой фракции канавок 6 между рифлями 5 и отверстия отсекателя 8.

В другом варианте выполнения рифли 5 и канавки 6 могут быть выполнены треугольной или какой-либо другой подходящей формы, а в сите 12 могут быть выполнены отдельные отверстия.

При необходимости проведения перечисток отсепарированной легкой фракции несколько шлюзов могут быть расположены последовательно и устанавливаться на общей раме.

В одном из вариантов исполнения шлюза ширина канавок 6 между рифлями 5 выполнена суженой по направлению к отсекателю 8 разгрузочного узла, при этом высота рифлей 5 по направлению к отсекателю 8 разгрузочного узла увеличивается. Это позволяет повысить концентрацию зерен тяжелой фракции в потоке пульпы в придонных слоях в канавках между рифлями за счет нагромождения зерен друг на друга, вследствие чего высота слоя тяжелой фракции перед отсекателем растет, а скорость падает, в то время как скорость верхнего слоя легкой фракции остается практически неизменной за счет его движения в верхней части канавок между рифлями и/или над рифлями.

Соответствие заявленного технического решения критерию изобретения "промышленная применимость" подтверждается указанным примером выполнения шлюза для обогащения россыпей.

Формула изобретения

1. Шлюз для обогащения россыпей, содержащий наклонный желоб с днищем и боковыми стенками, в котором на днище, продольно потоку пульпы, расположены рифли с канавками между ними, загрузочный узел и разгрузочный узел с отсекателем тяжелой фракции, отличающийся тем, что наклон днища желоба и рифлей выполнен с увеличивающейся крутизной в направлении к отсекателю разгрузочного узла.

2. Шлюз по п. 1, отличающийся тем, что содержит наклонное сито, расположенное над рифлями и крутизна наклона которого в направлении потока пульпы выполнена соответствующей крутизне наклона днища желоба и рифлей.

3. Шлюз по п. 2, отличающийся тем, что сито выполнено в виде шпальтовой решетки.

4. Шлюз по любому из п. 1 или 2, отличающийся тем, что сечение канавок между рифлями выполнено трапецеидальной формы.

5. Шлюз по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что высота рифлей уменьшается в направлении к отсекателю разгрузочного узла.

6. Шлюз по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что содержит устройство регулировки наклона желоба.

7. Шлюз по п. 1, отличающийся тем, что ширина канавок между рифлями сужена в направлении к отсекателю разгрузочного узла.

8. Шлюз по п. 7, отличающийся тем, что высота рифлей увеличивается в направлении к отсекателю разгрузочного узла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2