RU2139141C1 - Gravitation apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: mining machinery, particularly, devices for concentration of ores and sands containing nonferrous, noble and rare metals, mainly, for separation by density of finely divided materials in centrifugal field. SUBSTANCE: gravitation apparatus includes centrifuge; pulp supplying unit; light fraction unloading device; heavy fraction unloading device; disk installed inside centrifuge with gap between them and between bottom and walls, and for rotation together with centrifuge; circular troughs on centrifuge internal surface for supply of washing water under pressure in different directions relative to rotation of centrifuge. For regulation of supply of initial material with strict solid-liquid ratio, pulp supplying unit has supplying screw conveyor, mixing disks and nozzles for injection of water. EFFECT: improved quality of separation due to considerable increase of intensity of concentration and action on separated material of centrifugal forces varying in magnitude and direction, higher recovery of minerals, especially of fine classes, with simultaneous increase of concentrate quality. 1 dwg, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности к устройствам для обогащения руд и песков, содержащих цветные, благородные и редкие металлы, преимущественно для разделения по плотности тонкоизмельченных материалов в центробежном поле. The invention relates to mining equipment, in particular to devices for the beneficiation of ores and sand containing non-ferrous, noble and rare metals, mainly for density separation of finely ground materials in a centrifugal field.

Известен аппарат для разделения смесей зернистых материалов, включающий конусообразную чашу с нарифлениями на внутренней поверхности, питающее и разгрузочное приспособления, разгоняющий диск, а также сопла для подачи воды и разгрузочное приспособление для тяжелой фракции (RU 2049561, B 03 B 5/32 - аналог). A known apparatus for separating mixtures of granular materials, including a cone-shaped bowl with yarnings on the inner surface, feeding and unloading devices, an accelerating disk, as well as nozzles for supplying water and a discharge device for heavy fractions (RU 2049561, B 03 B 5/32 - analogue) .

К недостаткам аппарата относится невозможность создания переменных центробежных сил, а также невозможность подачи питания в строгом соотношении твердого к жидкому. The disadvantages of the apparatus include the impossibility of creating variable centrifugal forces, as well as the inability to supply power in a strict ratio of solid to liquid.

Известен гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевые желоба на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением (RU 2087200 C1, 20.08.97, B 03 B 5/32 - прототип). A known gravity apparatus including a centrifuge, a pulp feeding unit, a discharge device for a light fraction, a discharge device for a heavy fraction, a disk mounted inside the centrifuge with a gap to the bottom and walls with the possibility of simultaneous rotation with it, annular grooves on the inner surface of the centrifuge with the possibility of feeding they washing water under pressure (RU 2087200 C1, 08.20.97, B 03 B 5/32 - prototype).

К недостаткам этого концентратора относится то, что в нем изменяется по высоте как центробежная сила, так и скорость восходящих потоков, что приводит к резкому изменению условий концентрации тяжелых минералов по высоте чаши, а также невозможность регулирования плотности исходной пульпы. The disadvantages of this concentrator include the fact that both the centrifugal force and the velocity of the ascending flows change in height, which leads to a sharp change in the concentration conditions of heavy minerals along the height of the bowl, as well as the inability to control the density of the initial pulp.

Техническая задача изобретения - повышение извлечения ценных компонентов в концентрат преимущественно за счет самых тонких классов и качества готового продукта путем эффективного регулирования параметров разделения, упрощения наладки отдельных узлов, в частности узла подачи питания. The technical task of the invention is to increase the extraction of valuable components in the concentrate mainly due to the most delicate classes and quality of the finished product by effectively controlling the separation parameters, simplifying the adjustment of individual nodes, in particular the power supply unit.

Более высокие технические показатели достигаются тем, что гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевыми желобами на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением, по предлагаемому изобретению промывная вода подается под давлением в разных направлениях относительно вращения центрифуги, а для регулирования подачи исходного материала в строгом соотношении твердого к жидкому узел подачи пульпы снабжен подающим шнеком, перемешивающими дисками и соплами для впрыскивания воды. Higher technical indicators are achieved by the fact that the gravity apparatus, including a centrifuge, a pulp feeding unit, a discharge device for a light fraction, a discharge device for a heavy fraction, a disk mounted inside the centrifuge with a gap to the bottom and walls with the possibility of simultaneous rotation with it, ring troughs on the inner surface of the centrifuge with the possibility of supplying them with washing water under pressure, according to the invention, the washing water is supplied under pressure in different directions relative to the rotation of the centrifuge, and to control the feed of the starting material in a strict ratio of solid to liquid, the pulp feed unit is equipped with a feed screw, mixing disks and nozzles for water injection.

У предлагаемого аппарата центрифуга имеет вертикальную боковую поверхность, а не наклонную, как в аппарате - прототипе. The proposed apparatus, the centrifuge has a vertical lateral surface, and not inclined, as in the apparatus of the prototype.

Кольцевые желоба имеют форму усеченного конуса с шириной, равной 0,125 радиуса центрифуги, и глубиной 0,72 от ширины желоба. Указанные размеры желобов и вертикальная боковая поверхность центрифуги обеспечивают наиболее благоприятное течение восходящих водяных потоков. The annular grooves have the shape of a truncated cone with a width equal to 0.125 centrifuge radius, and a depth of 0.72 of the width of the groove. The indicated dimensions of the gutters and the vertical side surface of the centrifuge provide the most favorable flow of upward water flows.

Промывная вода под давлением подается внутрь каждого желоба, поочередно в разных направлениях, в самый нижний - по ходу вращения центрифуги, во второй снизу - против вращения и т. д. Wash water under pressure is supplied into each trough, alternately in different directions, to the lowest one - in the direction of rotation of the centrifuge, in the second from the bottom - against rotation, etc.

Поэтому желоб, в котором подача воды направлена по ходу вращения, выполняет роль "разгоняющего" желоба, а тот, в котором вода подается "против" вращения, выполняет роль "промывочного". Therefore, the gutter, in which the water supply is directed along the rotation, acts as an “accelerating” gutter, and the one in which water is supplied “against” the rotation performs the role of “flushing”.

Подача воды внутрь желобов осуществляется следующим способом. The water supply inside the gutters is carried out as follows.

Четыре водопроводящих трубы, расположенные на противоположных концах по окружности центрифуги и проходящие вдоль ее боковой поверхности, снабженные соплами для создания сильных направленных струй, обеспечивают эффективное вымывание легких компонентов из желобов или разгоняющее действие разделяемой смеси, в зависимости от того, в каком направлении происходит подача воды. Four water pipes located at opposite ends around the circumference of the centrifuge and extending along its lateral surface, equipped with nozzles for creating strong directed jets, ensure efficient washing of light components from the gutters or accelerating the action of the mixture to be separated, depending on the direction in which the water is supplied .

Для промывки разделяемой смеси сопла направлены под углом 30^o по касательной окружности центрифуги против вращения центрифуги. Для совершения разгоняющего действия сопла направлены под углом 30^o по касательной окружности центрифуги по направлению вращения.To wash the shared mixture, the nozzles are directed at an angle of 30 ^o along the tangent circumference of the centrifuge against rotation of the centrifuge. To perform the accelerating action of the nozzle directed at an angle of 30 ^o along the tangent circle of the centrifuge in the direction of rotation.

При вращении центрифуги с рабочей скоростью 420 об/мин частицы движутся со скоростью 11 м/сек, а струя воды, выходящая из сопла, в зависимости от давления (1,0-2,0 ати) имеет скорость 100 м/сек и более. Таким образом разделяемый материал, попадая в "разгоняющий" желоб, подвергается воздействию значительно больших по величине центробежных сил, что способствует улавливанию особенно мелких частиц ценных компонентов. При этом для создания больших центробежных сил не требуется увеличения мощности двигателя и укрепления опорной системы центрифуги. Когда же разделяемый материал попадает в "промывочный" желоб, он эффективно перемешивается сильными водяными струями, направленными против движения частиц. В результате тяжелые частицы остаются в желобе, а легкие выносятся общим потоком из центрифуги. Давление воды в трубах "промывочного" желоба составляют 0,5-1,0 ати. Диаметр отверстий в соплах, создающих напорные струи, равняется 2,0-2,5 мм. When the centrifuge is rotated with a working speed of 420 rpm, the particles move at a speed of 11 m / s, and the jet of water leaving the nozzle, depending on the pressure (1.0-2.0 ati), has a speed of 100 m / s or more. Thus, the material to be separated, falling into the “accelerating” trough, is subjected to the action of significantly larger centrifugal forces, which helps to capture especially small particles of valuable components. Moreover, to create large centrifugal forces, it is not necessary to increase engine power and strengthen the support system of the centrifuge. When the material to be separated falls into the “washing” trough, it is effectively mixed with strong water jets directed against the movement of particles. As a result, heavy particles remain in the trough, and light particles are carried out by a common stream from the centrifuge. The water pressure in the pipes of the “washing” trough is 0.5-1.0 ati. The diameter of the holes in the nozzles creating pressure jets is 2.0-2.5 mm.

В центробежных аппаратах происходят значительные колебания соотношения твердого к жидкому в исходном материале, которое изменяется от 1:3 до 1:20 и более. Учитывая также и промывную воду, в аппаратах часто создается переизбыток воды, что отрицательно сказывается на процессе гравитационного обогащения. Переизбыток воды создает внутри аппарата излишне мощный поток пульпы, который часто выносит вместе с легкой фракцией как наиболее мелкие частицы тяжелых минералов, так и самые крупные, что в результате приводит к невосполнимым потерям. In centrifugal apparatuses, significant fluctuations in the ratio of solid to liquid in the starting material occur, which varies from 1: 3 to 1:20 or more. Considering also washing water, an excess of water is often created in the apparatus, which negatively affects the gravitational enrichment process. An excess of water creates an excessively powerful pulp stream inside the apparatus, which often carries out together with the light fraction both the smallest particles of heavy minerals and the largest ones, which as a result leads to irreparable losses.

Предлагаемый узел подачи пульпы позволяет регулировать соотношение твердого к жидкому в строгом соотношении. Также он позволяет подавать в аппарат кроме пульпы различной плотности и сухой сыпучий материал, который смачивается внутри узла подачи пульпы водой, подаваемой соплами, и попадает внутрь аппарата уже в виде пульпы. The proposed pulp supply unit allows you to adjust the ratio of solid to liquid in a strict ratio. Besides it, it is possible to feed into the apparatus, in addition to pulp of various densities, dry bulk material that is wetted inside the pulp supply unit with water supplied by nozzles and enters the apparatus in the form of pulp.

В результате обеспечивается равномерность питания аппарата и стабильность процесса гравитационного обогащения, что позволяет повысить извлечение ценных компонентов. The result is a uniform power supply of the apparatus and stability of the gravitational enrichment process, which allows to increase the extraction of valuable components.

На чертеже изображен общий вид гравитационного аппарата. The drawing shows a General view of the gravitational apparatus.

Гравитационный аппарат включает вращающуюся центрифугу 1 с кольцевыми желобами 2, опорную систему 3, раму 4, водоподводящие трубы 5 с соплами 6, разгоняющий вращающийся диск 7, разгрузочное приспособление для вывода легкой фракции 8, разгрузочное приспособление для вывода тяжелой фракции, выполненное в виде пустотелого вала 9. Корпус 10 узла подачи пульпы со шнеком 11 и перемешивающими дисками 12 и соплами для подачи воды 13. The gravity apparatus includes a rotating centrifuge 1 with annular grooves 2, a support system 3, a frame 4, water supply pipes 5 with nozzles 6, an accelerating rotary disk 7, a discharge device for outputting a light fraction 8, a discharge device for outputting a heavy fraction made in the form of a hollow shaft 9. The housing 10 of the pulp supply unit with a screw 11 and mixing disks 12 and nozzles for supplying water 13.

Гравитационный аппарат работает следующим образом. Gravity apparatus operates as follows.

Устанавливается необходимое давление в водоподводящих трубах 5 и вода начинает через сопла 6 подаваться внутрь желобов 2. Центрифуга 1 и разгоняющий диск 7 приводятся во вращение электродвигателем до скорости 420 об/мин. The required pressure is established in the water supply pipes 5 and water begins to flow through the nozzles 6 into the grooves 2. The centrifuge 1 and the accelerating disk 7 are driven by an electric motor to a speed of 420 rpm.

После набора центрифугой рабочей скорости вращения с задержкой в 10 сек приводится во вращение шнек 11 и одновременно открывается гидрозатвор, подающий воду в сопла 13 узла подачи пульпы 10. Обогащаемый продукт в виде пульпы подается на разгоняющий диск 7. Под действием центробежных сил, создаваемых вращением диска, пульпа разгоняется и отбрасывается к кольцевым желобам 2. Попадая на боковую поверхность центрифуги, обогащаемый продукт поочередно проходит "разгоняющий" желоб, в котором получает дополнительное ускорение и соответственно подвергается более эффективному разделению по плотности минеральных частиц, и "промывочный" желоб, в котором происходит вымывание легких частиц. After the centrifuge has set the working rotation speed with a delay of 10 seconds, the screw 11 is rotated and at the same time a water lock opens, supplying water to the nozzles 13 of the pulp supply unit 10. The enriched product in the form of pulp is fed to the accelerating disk 7. Under the action of centrifugal forces created by the rotation of the disk , the pulp is accelerated and discarded to the annular grooves 2. Once on the side surface of the centrifuge, the enriched product alternately passes the “accelerating” groove, in which it receives additional acceleration and, accordingly, suspension the more effective separation according to the density of mineral particles, and the "flushing" trough, in which the leaching of light particles occurs.

В результате указанных поочередных операций тяжелые частицы улавливаются в глубине кольцевых желобов 2, а легкие частицы вместе с водой поднимаются вверх и выходят через разгрузочное приспособление 8. Время накопления составляет от 3 минут до 9 часов и зависит от содержания ценных компонентов в исходном продукте. As a result of these alternate operations, heavy particles are trapped deep in the annular grooves 2, and light particles rise together with water and exit through the discharge device 8. The accumulation time is from 3 minutes to 9 hours and depends on the content of valuable components in the initial product.

После завершения накопления подача питания в центрифугу прекращается, для чего шнек 11 останавливается, подача воды через сопла 13 прекращается. Одновременно прекращается работа двигателя, приводящего во вращение центрифугу. Центрифуга начинает тормозиться и подаваемая соплами 6 вода вымывает тяжелые частицы из желобов 2. Через разгрузочное приспособление 9 происходит разгрузка тяжелой фракции. After the accumulation is complete, the power supply to the centrifuge is stopped, for which the screw 11 is stopped, the water supply through the nozzle 13 is stopped. At the same time, the operation of the engine, which rotates the centrifuge, is stopped. The centrifuge begins to slow down and the water supplied by the nozzles 6 flushes out the heavy particles from the troughs 2. Through the unloading device 9, the heavy fraction is unloaded.

Пример. Example.

Исследования проводились в промышленном масштабе на Балахчинской обогатительной фабрике (республика Хакасия). Обогащение проводилось на золотосодержащей руде, содержащей 2 г/т золота. Руда измельчалась до крупности 66% кл. -0,074 мм и подавалась на обогащение в центробежные аппараты. Испытания проводились как на аппарате - прототипе, так и на предлагаемом аппарате. The studies were conducted on an industrial scale at the Balakhchinsky processing plant (Republic of Khakassia). Enrichment was carried out on a gold ore containing 2 g / t of gold. The ore was ground to a particle size of 66% cells. -0.074 mm and was supplied for enrichment in centrifugal apparatuses. The tests were carried out both on the apparatus - the prototype, and on the proposed apparatus.

Как видно из данных, приведенных в таблице, за счет значительного повышения интенсивности процесса обогащения в предлагаемом аппарате удается повысить извлечение ценных компонентов на 21,9% при одновременном повышении качества концентрата на 14,2%. As can be seen from the data given in the table, due to a significant increase in the intensity of the enrichment process in the proposed apparatus, it is possible to increase the extraction of valuable components by 21.9% while increasing the quality of the concentrate by 14.2%.

Продолжительность разгрузки составляет 30-60 секунд. Далее начинается новый цикл накопления. Гравитационный аппарат работает в непрерывном автоматическом режиме с чередованием циклов накопления и разгрузки. Для наладки необходимых технологических показателей предусмотрена работа аппарата в ручном режиме. Duration of unloading is 30-60 seconds. Next, a new accumulation cycle begins. The gravity apparatus operates in a continuous automatic mode with alternating cycles of accumulation and unloading. For the adjustment of the necessary technological indicators, the apparatus is provided for manual operation.

Заявляемый гравитационный аппарат обеспечивает надежную и эффективную работу при производительности (по твердой массе) до 15 т/час. The inventive gravitational apparatus provides reliable and efficient operation with a capacity (solid mass) of up to 15 t / h.

За счет значительного повышения интенсивности процесса обогащения и воздействия на разделяемый материал переменных по величине и направлению центробежных сил улучшается качество разделения. Удается повысить извлечение полезных минералов с одновременным повышением качества концентрата. Due to a significant increase in the intensity of the enrichment process and the effect on the shared material of variables in magnitude and direction of centrifugal forces, the quality of separation is improved. It is possible to increase the extraction of useful minerals while improving the quality of the concentrate.

Claims (1)

Гравитационный аппарат, включающий центрифугу, узел подачи пульпы, разгрузочное приспособление для легкой фракции, разгрузочное приспособление для тяжелой фракции, диск, установленный внутри центрифуги с зазором к днищу и стенкам с возможностью одновременного вращения с ней, кольцевые желоба на внутренней поверхности центрифуги с возможностью подачи в них промывной воды под давлением, отличающийся тем, что промывную воду подают под давлением в разных направлениях относительно вращения центрифуги, для регулирования подачи исходного материала в строгом соотношении твердого к жидкому узел подачи пульпы снабжен подающим шнеком, перемешивающими дисками и соплами для впрыскивания воды. Gravity apparatus, including a centrifuge, pulp feeding unit, a discharge device for a light fraction, a discharge device for a heavy fraction, a disk mounted inside the centrifuge with a gap to the bottom and walls with the possibility of simultaneous rotation with it, annular grooves on the inner surface of the centrifuge with the possibility of feeding into them washing water under pressure, characterized in that the washing water is supplied under pressure in different directions relative to the rotation of the centrifuge, to control the flow of the source m The material in a strict ratio of solid to liquid pulp supply unit is equipped with a feed screw, mixing discs and nozzles for water injection.

Images