RU2008976C1 - Electric drum separator - Google Patents

Abstract

FIELD: separation of mineral mixtures. SUBSTANCE: electric drum separator has precipitated electrode in form of vertically installed drum whose outer surface has working chambers with gates arranged between partitions and limiting zones of corona-forming and electrostatic electrodes, charging and discharging devices. Separator has plate in each zone of corona-forming electrode. Plate is made of dielectric material and located along the axis of drum with shelves inclined towards drum generating line. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а конкретно, к коронно-электростатической сепарации и может быть использовано для разделения минеральных смесей, компоненты которых отличаются по электропроводности или крупности. The invention relates to the field of mineral processing, and in particular, to corona-electrostatic separation and can be used to separate mineral mixtures whose components differ in electrical conductivity or size.

Известен коронно-электростатический сепаратор [1] , включающий питающий бункер, направляющий лоток, экранирующую шторку, коронирующий, электростатический и осадительный электроды, съемное устройство, перегородки и приемники продуктов сепарации. Осадительный электрод выполнен в виде полого металлического заземленного барабара, вращающегося вокруг горизонтальной оси. Known corona electrostatic separator [1], including a feed hopper, a guide tray, a shielding curtain, a corona, electrostatic and precipitation electrodes, a removable device, partitions and receivers of separation products. The deposition electrode is made in the form of a hollow metal grounded drum rotating around a horizontal axis.

Недостатком этого сепаратора является малая удельная производительность на 1 метр длины осадительного электрода и большой выход промпродукта. The disadvantage of this separator is the low specific productivity per 1 meter of the length of the precipitation electrode and the large yield of industrial product.

Наиболее близким к предлагаемому является электрический барабанный сепаратор [2] , включающий загрузочное устройство тарельчатого типа, осадительный электрод, выполненный в виде вращающегося вокруг вертикальной оси цилиндрического барабана, рабочих каналов, образующих зоны коронирующего и электростатического электродов, приспособления для съема диэлектрических частиц и разгрузочные устройства неэлектропроводной фракции, промпродукта и электропроводной фракции. Closest to the proposed one is an electric drum separator [2], which includes a disk-type loading device, a precipitation electrode made in the form of a cylindrical drum rotating around the vertical axis, working channels forming zones of the corona and electrostatic electrodes, devices for removing dielectric particles, and non-conductive discharge devices fraction, industrial product and conductive fraction.

Недостатком прототипа является малый выход электропроводной фракции, который обусловлен избыточным электрическим зарядом этих частиц к моменту предполагаемого схода их с барабана. Избыточный заряд электропроводных частиц обусловлен, в свою очередь, чрезмерным распространением поля коронного разряда, а следовательно и заряженных газовых ионов к месту схода проводников. Газовые ионы, подзаряжая частицы, не позволяют им достаточно быстро терять заряд, полученный в начальный момент вхождения в зону коронного разряда. The disadvantage of the prototype is the low yield of the electrically conductive fraction, which is due to the excess electric charge of these particles by the time they are supposed to leave the drum. The excess charge of the electrically conductive particles is caused, in turn, by the excessive propagation of the corona discharge field, and therefore of the charged gas ions to the place where the conductors descend. Gas ions, recharging particles, do not allow them to quickly lose the charge received at the initial moment of entering the corona discharge zone.

Кроме того, при увеличении длины осадительного электрода (увеличение производительности) при массовом сходе электро- проводной фракции, последняя, двигаясь вдоль барабана сверху вниз и постепенно увеличиваясь, будет сбивать частицы непроводниковой фракции на нижней части барабана, что также снижает эффективность разделения. In addition, with an increase in the length of the precipitation electrode (increase in productivity) during mass gathering of the electrically conductive fraction, the latter, moving along the drum from top to bottom and gradually increasing, will bring down particles of the non-conductive fraction on the lower part of the drum, which also reduces the separation efficiency.

Заявляемое решение обеспечивает получение технического результата, выраженного повышением эффективности разделения, которая достигается тем, что электрический барабанный сепаратор, включающий осадительный электрод, выполненный в виде вертикально установленного барабана, у наружной поверхности которого вдоль его образующих установлены рабочие каналы, ограничивающие зоны коронирующего и электростатического электродов, и загрузочные и разгрузочные устройства, снабжен в каждой зоне коронирующего электрода пластиной из диэлектрического материала, расположенной вдоль оси барабана параллельно ему, и полками, выполненными с наклоном к образующей поверхности барабана. The claimed solution provides a technical result, expressed by increasing the separation efficiency, which is achieved by the fact that the electric drum separator, including a precipitation electrode, made in the form of a vertically mounted drum, on the outer surface of which along its generators there are working channels that limit the zones of the corona and electrostatic electrodes, and loading and unloading devices, equipped in each zone of the corona electrode with a dielectric plate material located along the axis of the drum parallel to it, and shelves made with an inclination to the forming surface of the drum.

Снабжение сепаратора диэлектрической пластиной позволяет существенно ограничить диаграмму распределения тока коронного разряда на поверхности осадительного электрода. В этих условиях геометрический размер зоны коронного разряда уменьшается, поле коронного разряда резко переходит в электростатическое поле и облегчаются условия разрядки (перезарядки) электропроводной фракции, и выход ее увеличивается. Кроме того, за счет незначительной толщины диэлектрической пластины и ограничения ею зоны распространения коронного разряда размер зоны коронирующего электрода существенно уменьшается. Это позволяет увеличить общее количество секций сепаратора и, следовательно, его производительность. В дополнение к этому диэлектрическая пластина препятствует отскоку (отражению) электропроводных частиц в сторону коронирующего электрода при ударе о перегородку, разделяющую зоны коронирующего и электростатического электродов, что уменьшает вероятность искрового пробоя и увеличивает надежность работы сепаратора. Таким образом, основная масса электропроводной фракции, сошедгей с осадительного электрода, локализуется в пространстве между основной перегородкой и диэлектрической пластиной. Providing the separator with a dielectric plate makes it possible to substantially limit the distribution diagram of the corona discharge current on the surface of the precipitation electrode. Under these conditions, the geometrical size of the corona discharge zone decreases, the corona discharge field sharply transforms into an electrostatic field and the conditions for discharge (recharge) of the electrically conductive fraction are facilitated, and its output increases. In addition, due to the insignificant thickness of the dielectric plate and its limitation of the zone of propagation of the corona discharge, the size of the zone of the corona electrode is significantly reduced. This allows you to increase the total number of sections of the separator and, therefore, its performance. In addition to this, the dielectric plate prevents the rebound (reflection) of the electrically conductive particles toward the corona electrode when it hits a partition separating the zones of the corona and electrostatic electrodes, which reduces the probability of spark breakdown and increases the reliability of the separator. Thus, the bulk of the electrically conductive fraction descending from the precipitation electrode is localized in the space between the main partition and the dielectric plate.

Снабжение сепаратора наклонными полками позволяет отвести от барабана сходящий с него веер проводниковых частиц (электропроводной фракции) и устранить сбивание ими непроводниковых частиц на нижней части барабана. Providing the separator with inclined shelves allows you to take away from the drum a fan of conductive particles (electrically conductive fraction) coming from it and eliminate the churning of non-conductive particles on the bottom of the drum.

На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид; на фиг. 2 - горизонтальное сечение одной секции сепаратора; на фиг. 3 - диаграммы распределения тока коронного разряда на осадительном электроде при одном коронирующем электроде (в зоне коронирующего электрода), а также в присутствии электростатического цилиндрического электрода или диэлектрической пластины (кривые а, б и в соответственно). In FIG. 1 shows a separator, general view; in FIG. 2 - horizontal section of one section of the separator; in FIG. 3 - diagrams of the distribution of the corona discharge current on the precipitation electrode with one corona electrode (in the zone of the corona electrode), as well as in the presence of an electrostatic cylindrical electrode or dielectric plate (curves a, b and c, respectively).

Сепаратор состоит из корпуса 1, бункера 2, осадительного электрода 3, выполненного в виде вертикально установленного барабана, загрузочного устройства 4, разгрузочных устройств 5,6 и 7 для электропроводной, неэлектропроводной фракции и промпродукта соответственно и привода 8. Вокруг осадительного электрода расположен ряд одинаковых секций 9, разделенных перегородками 10. В каждой секции имеются рабочие каналы 11, 12, 13, в которых расположены коронирующий 14 и электростатический 15 электроды. Условно каждая секция делится на три зоны посредством шиберов-отсекателей 16. В рабочем канале 13 установлено устройство 17 для съема неэлектропроводной фракции с поверхности осадительного электрода. В каждой секции в зоне 11 коронирующего электрода 14 установлены диэлектрическая пластина 18 и полки 19. The separator consists of a housing 1, a hopper 2, a precipitation electrode 3, made in the form of a vertically mounted drum, a loading device 4, unloading devices 5,6 and 7 for the electrically conductive, non-conductive fraction and intermediate product, respectively, and drive 8. A number of identical sections are located around the precipitation electrode 9, separated by partitions 10. In each section there are working channels 11, 12, 13, in which there are corona 14 and electrostatic 15 electrodes. Conventionally, each section is divided into three zones by means of slide gate valves 16. A device 17 is installed in the working channel 13 for removing the non-conductive fraction from the surface of the precipitation electrode. In each section in the zone 11 of the corona electrode 14, a dielectric plate 18 and a shelf 19 are installed.

Пластина 18 выполнена толщиной 4-5 мм (которая определяется механической прочностью и жесткостью ее). Она установлена вдоль вертикальной оси барабана, обращена к нему узкой своей гранью (торцом) и образует щель шириной 2-10 мм, которая зависит от скорости вращения барабана, величины тока коронного разряда, электрического сопротивления электропроводной фракции и т. п. , и определяется экспериментально для каждой конкретно руды или минеральной смеси. The plate 18 is made of a thickness of 4-5 mm (which is determined by its mechanical strength and rigidity). It is installed along the vertical axis of the drum, facing it with its narrow face (end) and forms a slit 2-10 mm wide, which depends on the rotation speed of the drum, the magnitude of the corona discharge current, electrical resistance of the electrically conductive fraction, etc., and is determined experimentally for each specific ore or mineral mixture.

Пластина расположена между шибером 16 и коронирующим электродом 14, она крепится либо к корпусу сепаратора, либо к шиберу 16. The plate is located between the gate 16 and the corona electrode 14, it is attached either to the cage or to the gate 16.

Полки 19 выполнены в виде ряда тонких металлических заземленных пластин, имеющих скат от барабана. Количество пластин зависит от содержания электропроводной фракции, длины осадительного электрода, производительности загрузочного устройства. Их количество может колебаться от 0 до 4-6 штук на метр длины барабана. Пластины крепятся на шибере 16 или к корпусу сепаратора и по ширине могут быть равны расстоянию между шибером 16 и диэлектрической пластиной 18. Shelves 19 are made in the form of a series of thin metal grounded plates having a ramp from the drum. The number of plates depends on the content of the electrically conductive fraction, the length of the precipitation electrode, and the productivity of the loading device. Their number can range from 0 to 4-6 pieces per meter of drum length. The plates are mounted on the gate 16 or to the separator body and can be equal in width to the distance between the gate 16 and the dielectric plate 18.

Загрузочное устройство может быть выполнено в виде тарельчатого питателя 2 с подачей исходного материала в зону коронного разряда с верхней торцевой части осадительного электрода под действием силы веса или воздушным потоком. Однако предпочтительней подача исходного материала сбоку посредством равномерного распределения его по всей длине барабана (сверху вниз) с помощью наклонных полок или пневмотранспорта. The loading device can be made in the form of a disk feeder 2 with the supply of the source material to the corona discharge zone from the upper end part of the precipitation electrode under the action of a weight force or air flow. However, it is preferable to supply the source material from the side by uniformly distributing it along the entire length of the drum (from top to bottom) using inclined shelves or pneumatic conveying.

Сепаратор работает следующим образом. Посредством привода 5 осадительному электроду 3 задается определенная скорость вращения. Подачей высокого напряжения на коронирующий электрод 14 формируется диаграмма распределения тока коронного разряда на осадительном электроде типа "в" (см. фиг. 3). При этом введение диэлектрической пластины 18 (как видно из графиков) позволяет ограничить зону распространения тока коронного разряда на осадительном электроде по сравнению с прототипом (сравним кривые "в" и "а") с 180 мм до 120 мм, т. е. на 33% . Если вместо диэлектрической пластины 18 установить электростатический цилиндрический электрод 18 , то диаграмма распределения токов коронного разряда примет вид "б" (практически близко к кривой "в"). Однако выход электропроводной фракции (концентрата) при этом значительно меньше (см. таблицу), а габарит, занимаемый электродом, больше. The separator works as follows. By means of the drive 5, the precipitation electrode 3 is set to a specific rotation speed. By supplying a high voltage to the corona electrode 14, a corona current distribution diagram is formed on the c-type precipitation electrode (see Fig. 3). In this case, the introduction of the dielectric plate 18 (as can be seen from the graphs) makes it possible to limit the propagation zone of the corona discharge current on the precipitation electrode in comparison with the prototype (we compare the curves “b” and “a”) from 180 mm to 120 mm, that is, by 33 % If instead of a dielectric plate 18 an electrostatic cylindrical electrode 18 is installed, then the distribution diagram of the corona discharge currents will take the form “b” (almost close to curve “c”). However, the output of the electrically conductive fraction (concentrate) is significantly less (see table), and the size occupied by the electrode is larger.

После подачи напряжения на коронирующий 14 и электростатический 15 электроды из бункера 2 через загрузочное устройство 4 подается исходный материал в каждую секцию 9 сепаратора. Из загрузочного устройства 4 смесь электропроводных и неэлектропроводных частиц выводится на барабан и попадает в зону коронного разряда. Здесь все частицы интенсивно заряжаются, прижимаются электрическими силами к осадительному электроду 3 и транспортируются им в сторону диэлектрической пластины 18. Вблизи ее и после электропроводные частицы почти мгновенно разряжаются и сходят с осадительного электрода, а затем скатываются по наклонным полкам 19 в пространстве между шибером 16 и диэлектрической пластиной 18 и выводятся из сепаратора через разгрузочное устройство 5, образуя электропроводную фракцию (концентрат). Недостаточное проводящие и непроводниковые частицы перемещаются осадительным электродом 3 в зону действия электростатического электрода 15, где более продолжительное время проходит разрядка недостаточно проводящих частиц полезного минерала, и они сходят с осадительного электрода, образуя промпродукт, который выводится через разгрузочное устройство 7. Непроводящие частицы, удерживаемые на осадительном электроде силой зеркального отображения и дополнительной прижимающей силой электростатического поля (от электростатического электрода 15), транспортируются осадительным электродом в зону 13, где с помощью устройства 17 удаляются с осадительного электрода и выводятся через разгрузочное устройство 6, образуя непроводниковую фракцию (хвосты). After applying voltage to the corona 14 and electrostatic 15 electrodes from the hopper 2 through the loading device 4 is fed to the source material in each section 9 of the separator. From the boot device 4, a mixture of electrically conductive and non-electrically conductive particles is discharged onto the drum and enters the corona discharge zone. Here, all the particles are intensively charged, pressed by electric forces to the precipitation electrode 3 and transported by it towards the dielectric plate 18. Near and after it, the electrically conductive particles are almost instantly discharged and leave the precipitation electrode, and then roll along inclined shelves 19 in the space between the gate 16 and dielectric plate 18 and are removed from the separator through the discharge device 5, forming an electrically conductive fraction (concentrate). Insufficient conductive and non-conductive particles are transported by the sedimentation electrode 3 into the zone of action of the electrostatic electrode 15, where the insufficiently conductive particles of a useful mineral are discharged for a longer time, and they leave the precipitation electrode, forming an intermediate product that is discharged through the discharge device 7. Non-conductive particles held on to the precipitating electrode by the mirror image force and the additional pressing force of the electrostatic field (from the electrostatic ode 15), are transported by a precipitation electrode to zone 13, where they are removed from the precipitation electrode using a device 17 and output through a discharge device 6, forming a non-conductive fraction (tails).

Экспериментальная проверка заявляемого сепаратора и прототипа проведена на коронно-электростатическом барабанном сепараторе СЭ-70/100 с вертикальным осадительным электродом на черновом концентрате Иршинского ГОКа. В первом опыте при испытаниях прототипа (см. таблицу) в зоне 11 установлен только коронирующий электрод 14 на расстоянии 50 мм от перегородки 10 и 80 мм от поверхности осадительного электрода 3. Ширина зоны 11 между перегородками 10 и 16 составляла 180 мм. Диаграмма распределения тока коронного разряда в этом случае представлена кривой "а" на фиг. 3. Во втором опыте в зоне 11 установлен дополнительный электростатический электрод 18 диаметром 30 мм на расстоянии 40 мм от поверхности барабана и 30 мм от перегородки 16, на который подавалось напряжение, равное напряжению на коронирующем электроде 14 (соединены электрически). Второму опыту соответствует кривая "б". В третьем опыте в зоне 11 вместо электростатического электрода 18 устанавливалась диэлектрическая пластина 18 на расстоянии 3 мм от поверхности барабана и 60 мм от перегородки 16. Диаграмма распределения токов представлена кривой "в". Наконец, в четвертом опыте дополнительно к диэлектрической пластине установлены наклонные полки 19. Во всех опытах производительность загрузочного устройства 4 составляла 1100-1200 кг/ч на одну секцию (8800-9600 кг/ч на весь сепаратор). An experimental verification of the claimed separator and prototype was carried out on a corona-electrostatic drum separator SE-70/100 with a vertical precipitation electrode on a rough concentrate of Irshinsky GOK. In the first experiment, when testing the prototype (see table) in zone 11, only the corona electrode 14 was installed at a distance of 50 mm from the septum 10 and 80 mm from the surface of the precipitation electrode 3. The width of zone 11 between the partitions 10 and 16 was 180 mm. In this case, the distribution diagram of the corona discharge current is represented by curve "a" in FIG. 3. In the second experiment, in zone 11, an additional electrostatic electrode 18 with a diameter of 30 mm was installed at a distance of 40 mm from the surface of the drum and 30 mm from the septum 16, to which a voltage equal to the voltage at the corona electrode 14 was applied (electrically connected). The second experiment corresponds to curve b. In the third experiment, in the zone 11, instead of the electrostatic electrode 18, a dielectric plate 18 was installed at a distance of 3 mm from the surface of the drum and 60 mm from the partition 16. The current distribution diagram is represented by the curve "b". Finally, in the fourth experiment, inclined shelves 19 were installed in addition to the dielectric plate. In all experiments, the productivity of the charging device 4 was 1100-1200 kg / h for one section (8800-9600 kg / h for the entire separator).

Результаты испытаний представлены в таблице. The test results are presented in the table.

Из результатов испытаний следует, что реализация предлагаемого устройства позволяет по сравнению с прототипом повысить выход концентрата с 18,7% до 46,9% при одинаковом их качестве. Выход промпродукта уменьшается с 32,1% до 11,5% . Эффективность выделения электропроводной фракции повышается с 31,1% до 72,3% , а для неэлектропроводной фракции - с 68,3% до 78,5% . (56) Месеняшин А. И. Электрическая сепарация в сильных полях, 1978, М. , Недра, с. 53. From the test results it follows that the implementation of the proposed device allows, in comparison with the prototype, to increase the yield of concentrate from 18.7% to 46.9% with the same quality. The yield of industrial product is reduced from 32.1% to 11.5%. The efficiency of separation of the electrically conductive fraction increases from 31.1% to 72.3%, and for the non-conductive fraction - from 68.3% to 78.5%. (56) Mesenyashin A.I. Electrical separation in strong fields, 1978, M., Nedra, p. 53.

Авторское свидетельство СССР N 1440547, кл. В 03 С 7/02, 1982. USSR copyright certificate N 1440547, cl. B 03 C 7/02, 1982.

Claims (1)

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БАРАБАННЫЙ СЕПАРАТОР, включающий осадительный электрод в виде вертикально установленного барабана, у наружной поверхности которого вдоль его образующих между перегородками размещены рабочие каналы с шиберами, ограничивающими зоны коронирующего и электростатического электродов, загрузочное и разгрузочные приспособления, отличающийся тем, что сепаратор в каждой зоне коронирующего электрода снабжен пластиной из диэлектрического материала, расположенной вдоль оси барабана, и полками, выполненными с наклоном к образующей барабана. ELECTRIC Drum Separator, including a precipitation electrode in the form of a vertically mounted drum, on the outer surface of which along its generators between the partitions there are working channels with gates that limit the zones of the corona and electrostatic electrodes, loading and unloading devices, characterized in that the separator in each zone of the corona electrode equipped with a plate of dielectric material located along the axis of the drum, and shelves made with an inclination to formatively th drum.

Images