Центробежный концентратор


 


Владельцы патента RU 2452579:

Лепехин Владимир Михайлович (RU)

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли, в частности к области обогащения полезных ископаемых, и может быть использовано для разделения твердых частиц по плотности на предприятиях полиметаллической отрасли, оловянных фабриках, золотодобывающих предприятиях. Концентратор содержит ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса с днищем на малом основании и внешней обечайки с кольцевой щелью между ней и краем большего основания конуса. Внешняя обечайка выполнена с кольцевыми порогами со стороны большего основания внутреннего конуса и на стороне меньшего основания внутреннего конуса. Внутренний конус и внешняя обечайка жестко связаны между собой. Упрощается конструкция, повышается надежность работы и качество получаемого концентрата. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения твердых частиц по плотности, например, на предприятиях полиметаллической отрасли, оловянных фабриках, золотодобывающих предприятиях, как при первичном обогащении, так и при переработке техногенных отвалов.

Известно, что гравитационное обогащение является наиболее экологически безопасным методом. При этом центробежный способ является наиболее прогрессивным и наиболее эффективным при обогащении мелкозернистых смесей (россыпей или измельченных руд), содержащих мелкие и тонкие классы тяжелых минералов. Применение центробежных сил позволяет значительно снизить минимальный размер извлекаемых частиц по сравнению с традиционной гравитационно-флотационной технологией. В тех случаях, когда ценная тяжелая компонента в исходном продукте может составлять десятые доли процента и более, требуются концентраторы с непрерывной разгрузкой тяжелой фракции.

Известны центробежные концентраторы с непрерывной разгрузкой. Например, центробежная отсадочная машина Kelsey (1). Машина содержит цилиндрическую камеру, внутри камеры вокруг вертикальной оси вращается ротор, вертикальная стенка которого служит решетом отсадочной машины. По периметру камеры расположена серия конических камер, создающих пульсации воды в направлении, противоположном центробежной силе с помощью специальных вибраторов. В процессе работы тяжелые частицы сырья уходят в подрешетный продукт, а легкие через верхний - в слив. Недостатком такой машины является ее сложность, как конструктивная, так и эксплуатационная, а также вымывание тяжелых частиц тонких классов.

Известен также центробежный концентратор с непрерывной разгрузкой Knelson-CVD (2). Концентратор содержит вращающийся конусообразный ротор с двумя канавками в верхней части с установленными в них по окружности пережимными клапанами. На дне канавки содержатся отверстия для подачи флюидизирующей воды. В процессе работы тяжелая фракция накапливается в канавках и клапаны периодически открываются для сброса накопленного концентрата. Выход концентрата варьируется в зависимости от частоты и продолжительности открытия пережимных клапанов. Недостатком такого концентратора является сложность конструкции, высокие требования к чистоте флюидизирующей воды, износ клапанов при работе с абразивным сырьем.

Также известен центробежный концентратор Falcon-C непрерывного действия (3). Он близок к концентратору Knelson-CVD и по конструкции, и по принципу действия. Концентратор содержит кожух с установленным в нем вращающимся конусом, с центральной трубой для подачи питания и отводными патрубками для хвостов и концентрата. Конус содержит кольцевую канавку в верхней части. В процессе работы тяжелая фракция осаждается на гладкой внутренней поверхности конуса и постепенно сползает в кольцевую канавку. Разгрузка концентрата осуществляется непрерывно через выпускные клапаны. Недостатки такого концентратора те же, что и концентратора Knelson-CVD: сложность конструкции, абразивный износ выпускных клапанов. Кроме того, режим работы того и другого аппарата представляет собой условно непрерывный, так как выпуск тяжелой фракции осуществляется путем периодического открытия клапанов, а это неизбежно снижает качество концентрата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является центробежный концентратор Лейтеса А.Б. (4). Концентратор содержит ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса со шнеком на наружной поверхности и внешнего конуса, сидящих на валах редуктора, обеспечивающего возможность их вращения с собственными скоростями. Малые основания обоих конусов закрыты днищами. Внешний конус со стороны меньшего основания имеет сквозные отверстия, а со стороны большего снабжен кольцевым порогом. Между кольцевым порогом и торцом внутреннего конуса имеется кольцевая щель.

При работе концентратора внутрь ротора на дно внутреннего конуса подается пульпа, которая под действием центробежных сил движется в направлении кольцевого порога. При этом тяжелые минералы оседают на внутреннюю поверхность внутреннего конуса, сползают к кольцевой щели, захватываются шнеком и через сквозные отверстия внешнего конуса выбрасываются в приемник концентрата. Легкая фракция через кольцевой порог уходит в слив.

Недостатком такого аппарата является сложность конструкции, а также износ шнека и внешнего конуса при переработке абразивного сырья.

Техническим результатом предлагаемого устройства является упрощение конструкции, повышение надежности работы аппарата и качества получаемого концентрата.

Сущность изобретения заключается в том, что в центробежном концентраторе, содержащем ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса с днищем на малом основании и внешней обечайки с кольцевой щелью между ней и торцом большего основания конуса, а также порогом на внешней обечайке со стороны большего основания внутреннего конуса, внутренний конус и внешняя обечайка жестко связаны между собой, внешняя обечайка содержит кольцевой порог на стороне меньшего основания внутреннего конуса, причем ротор содержит каналы для подачи воды во внешнюю обечайку.

Кроме того, в центробежном концентраторе по оси ротора на днище внутреннего конуса может быть установлен патрубок с уплотнением, в который, со стороны большего основания внутреннего конуса, вставлена неподвижная труба подачи воды, а патрубок соединен с каналами, направленными во внешнюю обечайку.

Для облегчения процесса вымывания тяжелой фракции и повышения эффективности работы концентратора, он может быть снабжен механизмом, придающим вращению ротора крутильные колебания, например, двухкривошипным механизмом.

Благодаря тому, что внутренний конус и внешняя обечайка жестко связаны, внешняя обечайка содержит кольцевой порог со стороны меньшего основания внутреннего конуса, а ротор содержит каналы для подачи воды во внешнюю обечайку, то в процессе работы тяжелая фракция, накапливаясь у большего основания конуса, проходит через кольцевую щель, собирается во внешней обечайке и, при подаче воды во внешнюю обечайку, тяжелая фракция вымывается в приемник тяжелой фракции.

На рисунке представлен общий вид концентратора.

Концентратор содержит ротор 1, установленный на валу вращения, патрубок подачи питания 2, приемник легкой фракции 3 и сборник тяжелой фракции 4. Ротор 1 содержит конус 5 с днищем и цилиндрическую обечайку 6 с кольцевым порогом слива 7 со стороны приемника легкой фракции и кольцевой порог сбора тяжелой фракции 8. Между торцом большего основания конуса и цилиндрической обечайкой 6 выполнена кольцевая щель 9. Внутренний конус ротора жестко связан с цилиндрической обечайкой спицами 10. На оси ротора на днище внутреннего конуса установлен патрубок 11 с уплотнением, в которое вставлена неподвижная труба 12. Патрубок 11 соединен с каналами, направленными внутрь обечайки 6. Каналы могут иметь прямой радиальный выход 13 внутрь обечайки или могут быть проведены вдоль конуса с выходом 14 к месту расположения кольцевой щели 9.

Концентратор работает следующим образом. Исходное сырье в виде пульпы подается в ротор через питающий патрубок 2 на днище конуса 5. Под действием центробежных сил пульпа отбрасывается на стенку конуса и, двигаясь к порогу 7, расслаивается. Тяжелые минералы оседают на внутреннюю поверхность конуса 5, сползают к щели 9 и попадают внутрь обечайки 6, из которой под действием воды, подаваемой из трубы 12, вымываются через порог 8 в сборник тяжелой фракции 4. Легкая фракция уходит через порог 7 в приемник 3. Внутренний диаметр порога 8 может быть выполнен равным внутреннему диаметру порога 7 или может быть меньше его. Это зависит от расположения оси ротора, величины центробежных сил, а также от минерального состава сырья. Выход тяжелой фракции, при фиксированной величине внутреннего диаметра порога 8, регулируется подачей воды по трубе 12. Внутренний конус может быть выполнен с расширением диаметра большего основания.

Для повышения эффективности процесса разделения сырья в процессе работы концентратора и облегчения разгрузки тяжелой фракции концентратор может быть снабжен механизмом, накладывающим на вращение вала крутильные колебания.

Примером конкретного выполнения может служить изготовленный концентратор производительностью 500 кг/час с внешним диаметром ротора 200 мм. Длина внешней обечайки была равна 210 мм. Внутренний диаметр обоих порогов составлял 160 мм. Частота вращения ротора 700 об/мин. На вращение ротора были наложены крутильные колебания частотой 25 герц.

Переработка смеси кварцевого песка крупностью минус 0,3 мм и магнетита той же крупности дало следующие результаты. Выход тяжелой фракции составил 7,5% (т.е. сокращение в 13 раз) при извлечении 78%. При этом соотношение т/ж исходного сырья составляло 1 к 2,5. Расход смывной воды 30 литров в час.

Для специалистов в этой области техники очевидно, что в конструкцию вышеописанного устройства могут быть внесены изменения и дополнения, не выходящие за рамки сути изобретения, объем которых определен в формуле изобретения.

Источники информации

1. Патент Австралии №04269, 1986 г.

2. Информационно-рекламный бюллетень «Золотодобыча», ИРГИРЕДМЕТ, Октябрь 2008, №119, с.23

3. Горный журнал, 1999, №3, с.78

4. Патент RU 2123884 кл. B03B 5/32 от 20.02.1998 г.

1. Центробежный концентратор, содержащий ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса с днищем на малом основании и внешней обечайки с кольцевой щелью между ней и торцом большего основания конуса, а также порогом на внешней обечайке со стороны большего основания внутреннего конуса, отличающийся тем, что внутренний конус и внешняя обечайка жестко связаны между собой, внешняя обечайка содержит кольцевой порог на стороне меньшего основания внутреннего конуса, причем ротор снабжен каналами для подачи воды во внешнюю обечайку.

2. Центробежный концентратор по п.1, отличающийся тем, что по оси ротора на днище внутреннего конуса установлен патрубок с уплотнением, в который, со стороны большего основания внутреннего конуса, вставлена труба для подачи воды, а патрубок соединен с каналами, направленными во внешнюю обечайку.

3. Центробежный концентратор по п.1, отличающийся тем, что концентратор снабжен механизмом, придающим вращению ротора крутильные колебания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для извлечения золота и платиносодержащих песков и может быть использовано в устройствах систем очистки водоемов, а также в строительной и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к обогащению минерального сырья по плотности путем промывки гранулированных, порошкообразных или кусковых материалов с использованием центробежной силы и может быть использовано для получения гравитационного концентрата, содержащего тяжелые минералы, чаще всего благородные металлы и их соединения, с непрерывным выходом заданного количества обогащенного продукта.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих тяжелые мелкозернистые минералы. .

Изобретение относится к области обогащения минерального сырья, содержащего мелкое и тонкое золото. .

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения руд и промпродуктов цветных и черных металлов в жидкой среде.

Изобретение относится к горному делу, в частности к обогащению полезных ископаемых, и может быть использовано для извлечения мелких и тонких фракций благородных металлов из песков или дробленых руд при разработке рудных месторождений и техногенного сырья.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении труднообогатимого золотосодержащего сырья, содержащего тонкое «плавучее» золото.

Изобретение относится к области порошковой технологии, конкретно к способам размерной классификации полидисперсных материалов

Изобретение относится к области обогащения дисперсного материала и может быть использовано при переработке техногенных месторождений - эфельных отвалов обогатительных фабрик, при крупности твердых частиц менее 2 мм

Изобретение относится к области разделения сыпучих порошкообразных материалов на фракции согласно их размерам, форме и плотности и может быть использовано для жидкостной классификации зерен абразивных материалов, применяемых при изготовлении абразивных инструментов. Установка для классификации зерен абразивного материала состоит из ротора, закрепленного на валу, соединенного через муфту с валом электродвигателя, приемных лотков, поддона, соединенного трубопроводом с насосом. Также установка содержит соединенную трубопроводом с насосом мешалку суспензии для доведения ее до оптимального состояния перед подачей на ротор, состоящую из корпуса, перемешивающего устройства, электродвигателя и вентиля. Приемные лотки выполнены тарельчатой формы с отражателями и установлены друг над другом на основании, регулируемом по высоте шпильками. Ротор представляет собой составную поверхность в виде плоского диска вблизи оси вращения и полусферы с посадочным коническим отверстием для установки на валу. Вал ротора установлен на опорах качения, запрессованных враспор через втулку в подшипниковом стакане, закрепляемом вместе с крышкой и электродвигателем на основании, установленном при помощи стоек на плите. Технический результат - повышение эффективности классификации абразивного материала по размеру и форме зерен, а также повышение производительности процесса. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих мелкое золото, на обогатительных фабриках, драгах и промывочных приборах. Центробежно-сегрегационный концентратор включает корпус, состоящий из конической части, приспособления для разрыхления материала, приспособления для тангенциального подвода воды через отверстия, приспособления для загрузки обогащаемого материала и разгрузки продуктов разделения, в котором установлены концентрирующие кольца с щелевидными отверстиями, прилегающие к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса, между которыми расположено приспособление для разрыхления пристенного слоя материала, и конической части, которая присоединена к цилиндрической части корпуса. Коническая часть корпуса снабжена устройством для концентрирования твердых частиц, выполненным с возможностью перемещения в аксиальном (вертикальном) направлении в виде перфорированного внутреннего конуса. Устройство для концентрирования твердых частиц соединено с устройством для разгрузки концентрата. Устройство для концентрирования твердых частиц выполнено из набора жестко соединенных между собой колец, образующих перфорированный конус, плотно прилегающий к внутренней поверхности конического корпуса. Технический результат - повышение извлечения ценных тяжелых минералов, увеличение производительности за счет улучшения условий сегрегации частиц для повышения эффективности процесса обогащения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения извлечения ценных элементов из руд и продуктов их переработки, в частности для извлечения благородных металлов в минеральной форме и частично сульфидов меди, никеля, железа из лежалых хвостов законсервированного хвостохранилища, находящегося в Норильском промышленном районе. Способ трехстадиальной технологической оптимизации параметров центробежного обогащения для извлечения благородных металлов в минеральной форме из руд, хвостов при переработке вкрапленных медно-никелевых руд Норильских месторождений включает выделение собственных минералов платиновых металлов в гравиоконцентрат до проведения операции флотационного обогащения при массовом соотношении суммы сульфидов и магнетита и суммы оксидов кремния и алюминия в исходной руде или хвостах меньше 1:2, крупностью 30-65% класса менее 74 мкм. Выделение собственных минералов платиновых металлов ведут при значении центробежного критерия Фруда 11,75 и отношении этого значения к давлению ожижающей воды 0,085 кПа. Способ оптимизации параметров центробежного обогащения включает последовательность операций на центробежных сепараторах, предназначенных для постоянной эксплуатации в промышленных условиях. На первой стадии определяют оптимальное время накопления концентрата. На второй стадии подбирают оптимальную скорость струй воды или оптимальный расход воды через отверстия в межрифельное пространство чаши сепаратора. На третьей стадии ступенчато увеличивают скорость струй или расход воды через отверстия в межрифельное пространство чаши сепаратора, начиная с оптимального расхода воды, определенного на второй стадии и в оптимальный промежуток времени накопления концентрата, определенный на первой стадии. Технический результат - повышение эффективности извлечения благородных металлов из руд, хвостов от переработки руд Норильских месторождений, а также повышение эффективности оптимизации параметров центробежного обогащения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области обогащения измельченной руды и песков россыпных месторождений по плотности, в частности золота и платины. Центробежно-вибрационный концентратор для разделения минералов состоит из ротора с улавливающей поверхностью с внутренней стороны, укрепленного на центральном валу, соосно установленном в приводном валу, с возможностью равноскоростного вращения с приводным валом, установленным с системой подшипников в несущем корпусе, и вибратора, генерирующего колебания ротора. Вибратор выполнен в виде соединенного с нижней частью центрального вала сердечника, вокруг которого расположены электрические катушки. Технический результат - повышение эффективности разделения измельченной руды и песков россыпных месторождений по плотности. 1 ил.

Изобретение относится к технике гравитационного обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в цветной, черной металлургии и других отраслях промышленности при обогащении руд с минералами различной плотности. Центробежный сепаратор содержит раму, установленный на раме в подшипниковых узлах вал с жестко закрепленным на нем конусом с пазами для накапливания частиц тяжелой фракции, установленный внутри конуса патрубок для подачи исходного питания, турбулизаторы для подачи воды, установленные внутри конуса с возможностью параллельного оси конуса и радиального перемещения, кожухи с патрубками для разгрузки легкой и тяжелой фракций, установленное внутри кожуха для сбора тяжелой фракции брызгало для смыва материала в патрубок для разгрузки тяжелой фракции, привод для вращения вала с конусом. Конус выполнен с окнами для разгрузки тяжелой фракции, закрытыми упругими перегородками. Внутри конуса установлены на осях с возможностью свободного вращения, параллельного оси конуса и радиального перемещения зубчатые кольцевые рыхлители. Технический результат - увеличение извлечения частиц повышенной плотности в тяжелую фракцию. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обогащения руд и может быть использовано для разделения зернистых материалов по плотности. Центробежный сепаратор содержит ротор в виде усеченного конуса, установленный соосно с зазором во внешнем конусе с фланцем, и патрубок для подачи пульпы. Ротор выполнен в виде обратного усеченного конуса с нарифлениями на внутренней его поверхности и установлен жестко во внешнем конусе, образуя зазор, в котором расположены ребра и эластичная вставка с нарифлениями. Технический результат - повышение эффективности разделения зернистых материалов по плотности. 1 ил.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для разделения твердых частиц по плотности, например, для переработки золотосодержащих руд и песков тонких классов. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Центробежный концентратор имеет чашу с канавками. К днищу чаши одним концом подсоединен вал. Привод чаши закреплен на раме и сообщен с другим концом вала. Привод включает минимум один постоянный магнит с чередующимися полюсами и взаимодействующий с ним круглый ферромагнитный магнитомягкий элемент, ось которого совпадает с осью чаши и который обеспечивает неравномерное относительно полюсов постоянного магнита магнитное сопротивление при его повороте относительно полюсов постоянного магнита. При этом устройство имеет блок периодического реверса направления движения привода и обеспечено возможностью периодического знакопеременного изменения скорости вращения чаши таким образом, что возникает сдвиг приграничного к стенке слоя пульпы относительно верхних ее слоев и смещение пульпы относительно канавок чаши. 3 ил.
Наверх