RU2171143C2 - Apparatus for washing clay-bearing materials - Google Patents

Abstract

FIELD: minerals concentration equipment. SUBSTANCE: apparatus has vertical shaft, perforated transfer strips, oversize and undersize product hoppers, immovable inclined screen, hydraulic classifier and jet-type hydraulic transportation device. Inclined screen is composed of two parts. Upper part is made in the form of nozzles rotating in direction opposite to direction of flow of basic material. Flexible connecting members are arranged between nozzles. Lower immovable part has cells of predetermined size. Nozzles are composed of two concentric cylindrical parts. Inner immovable cylindrical part has hermetically sealed diametrical wall. Water is supplied under pressure into upper cavity of inner immovable part and compressed air is fed into lower cavity. Inner immovable part wall is provided with openings for discharge of compressed air and water into cavity between cylindrical members. Outer rotating cylindrical part is provided with diametrically opposed nozzle openings generating water and air jets. Apparatus is used in mining, in particular, for ore washing. Apparatus allows clay association disintegration extent to be increased. EFFECT: increased efficiency and simplified construction. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам для промывки руд и труднопромывистых материалов, включающих глинистую составляющую. The invention relates to the field of mineral processing, in particular to devices for washing ores and difficult to wash materials, including a clay component.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому является аппарат для дезинтеграции и классификации руд, включающий вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов (галечной и песковой фракции), неподвижный наклонный грохот, воздушный коллектор, гидравлический классификатор и без вакуумное струйное гидротранспортное устройство непрерывного действия для выгрузки надрешетного продукта [1]. The closest solution in technical essence to the claimed one is an apparatus for disintegration and classification of ores, including a vertical shaft, overflow perforated shelves, bunkers of oversize and sublattice products (pebble and sand fractions), a fixed inclined screen, an air collector, a hydraulic classifier and without a vacuum jet transport continuous device for unloading of oversize product [1].

Основным недостатком данного аппарата является то, что режим дезинтеграции в водовоздушной среде при стационарном нагнетании воздуха через воздушный коллектор в пульпу не является оптимальной: с одной стороны, он способствует диспергированию легкопромывистой фракции глины, но с другой стороны, барботажный режим не обеспечивает полноту дезинтеграции более плотных глинистых образований, в особенности в верхней зоне, где происходит коалиценция и подъем воздушных пузырьков. Более того, такой режим дезинтеграции способствует адгезии глинистых частиц вокруг галевых частиц с образованием и накоплением плотных окатышей, которые постепенно забивают перфорированные отверстия неподвижного грохота. При длительной работе аппарата это приводит к аварийной остановке. The main disadvantage of this apparatus is that the mode of disintegration in a water-air environment during stationary injection of air through an air collector into the pulp is not optimal: on the one hand, it contributes to the dispersion of the easily washed clay fraction, but on the other hand, the bubble mode does not ensure the complete disintegration of denser clay formations, especially in the upper zone, where the coalescence and rise of air bubbles occurs. Moreover, this disintegration mode promotes the adhesion of clay particles around gale particles with the formation and accumulation of dense pellets, which gradually clog the perforated holes of the stationary screen. During prolonged operation of the device, this leads to an emergency stop.

Недостатки преодолеваются в предлагаемом аппарате для промывки материалов, содержащих глину, включающем вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов, наклонный грохот, гидравлический классификатор и безвакуумное струйное гидротранспортное устройство, отличающийся тем, что грохот снабжен верхней частью, состоящей из форсунок, вращающихся против движения потока исходного материала, а между ними установлены эластичные перемычки, которые активно вибрируют при нагнетании воздуха под грохот, причем форсунки выполнены из двух концентрических цилиндров, при этом внутренний неподвижный цилиндр имеет по диаметру герметичную перегородку, в верхнюю полость которой поступает под давлением вода, а в нижнюю полость - сжатый воздух, в стенке цилиндра выполнены отверстия соответственно для выхода сжатого воздуха и воды в полость между цилиндрами, внешний вращающийся цилиндр имеет диаметрально противоположные отверстия-сопла, образующие струи воды и воздуха, причем внутренний цилиндр снабжен по диаметру выступами, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр. The disadvantages are overcome in the proposed apparatus for washing materials containing clay, including a vertical shaft, overflow perforated shelves, bunkers of oversize and sublattice products, an inclined screen, a hydraulic classifier and a vacuum jet hydrotransport device, characterized in that the screen is equipped with an upper part consisting of rotating against the movement of the flow of the source material, and between them are installed elastic jumpers that actively vibrate when air is pumped one screen, and the nozzles are made of two concentric cylinders, while the inner stationary cylinder has a sealed diameter in diameter, into the upper cavity of which water is supplied under pressure, and compressed air into the lower cavity, holes are made in the cylinder wall, respectively, for the release of compressed air and water into the cavity between the cylinders, the outer rotating cylinder has diametrically opposite nozzle openings forming jets of water and air, and the inner cylinder is provided with projections in diameter m slide outer rotating cylinder.

Сопоставительный анализ с аналогом показывает, что заявляемый аппарат позволяет значительно увеличить степень дезинтеграции глинистых ассоциаций за счет интенсификации разрушения противонаправленного к нисходящему потоку исходной породы движущейся струей воды, работающей в режиме резания. А вращение наружных цилиндров и постоянное нагнетание из сопел воды и воздуха предотвращает возможность забивания грохота. Таким образом, заявляемый аппарат способствует интенсивному предварительному разрушению более плотных глинистых образований с применением режима резания и соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with an analogue shows that the inventive apparatus can significantly increase the degree of disintegration of clay associations due to the intensification of the destruction of the source rock that is directed against the downward flow by a moving water jet operating in the cutting mode. And the rotation of the outer cylinders and the constant injection of water and air from the nozzles prevents the possibility of clogging the screen. Thus, the claimed apparatus contributes to the intensive preliminary destruction of more dense clay formations using the cutting mode and meets the criteria of the invention of "novelty."

Известны технологические решения, в частности у прототипа, где для дезинтеграции и классификации песчано-глинистых материалов используется водовоздушная среда в режиме барботажа. Однако в заявляемом решении предлагаемая конструкция грохота позволяет нагнетать сжатый воздух только под грохот, и за счет эластичных перемычек, которые активно вибрируют, движение передается на материал на грохоте, причем режим колебания представляется сложным и задается скоростью вращения внешнего цилиндра вокруг своей оси и давления нагнетания воды и воздуха. В результате материал на грохоте переходит в активное вибродвижующее состояние, что также приводит к значительной интенсификации процесса дезинтеграции. Нагнетание воздуха в отличие от прототипа прежде всего направлено на создание вибродвижующего состояния материала на грохоте и способствует интенсификации перемещения и фракционного разделения глинистой фракции в рабочей зоне аппарата. Более четкую роль выполняет нижняя часть грохота, которая прежде всего работает на классификацию промытого материала по крупности, а не на функцию задерживающего устройства для размыва, как это предполагается у прототипа. Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательный уровень". Technological solutions are known, in particular for the prototype, where a water-air medium in the bubbling mode is used for disintegration and classification of sand-clay materials. However, in the claimed solution, the proposed design of the screen allows you to pump compressed air only under the screen, and due to elastic jumpers that vibrate actively, the movement is transmitted to the material on the screen, and the oscillation mode is complex and is set by the speed of rotation of the outer cylinder around its axis and the pressure of water injection and air. As a result, the material on the screen goes into an active vibrating state, which also leads to a significant intensification of the disintegration process. Air injection, in contrast to the prototype, is primarily aimed at creating a vibro-moving state of the material on the screen and helps to intensify the movement and fractional separation of the clay fraction in the working area of the apparatus. A more clear role is played by the lower part of the screen, which primarily works on the classification of washed material by size, and not on the function of a delay device for erosion, as is assumed for the prototype. Thus, a comparative analysis allows us to conclude that the criterion of "inventive level".

На фиг. 1 изображена схема грохота, а на фиг. 2 - рисунок форсунки в разрезе. In FIG. 1 shows a diagram of the screen, and in FIG. 2 is a sectional view of the nozzle.

На фиг. 1 изображена схема грохота, верхняя часть грохота состоит из форсунок 1 и эластичных перемычек 2. Форсунка фиг. 2 состоит из двух концентрических цилиндров, внутренний неподвижный цилиндр 3 имеет по диаметру герметичную перегородку 4, образующую верхнюю 5 и нижнюю 6 полости, в стенке цилиндра выполнены отверстия 7 и 8, внутренний неподвижный цилиндр 3 снабжен по диаметру выступами 9, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр 10, имеющий диаметрально противоположные отверстия - сопла 11, расположенные непосредственно над- и под- выступами, между цилиндрами образуются полости 12. In FIG. 1 shows a diagram of the screen, the upper part of the screen consists of nozzles 1 and elastic jumpers 2. The nozzle of FIG. 2 consists of two concentric cylinders, the inner fixed cylinder 3 has a diameter sealed partition 4, forming the upper 5 and lower 6 cavities, holes 7 and 8 are made in the wall of the cylinder, the inner fixed cylinder 3 is provided with diameters of the projections 9, along which the external rotating a cylinder 10 having diametrically opposite holes — nozzles 11 located directly above and below the protrusions, cavities 12 are formed between the cylinders.

Процесс дезинтеграции происходит следующим образом. На 2/3 наполняется водой весь объем вертикальной шахты. Через верхнюю часть шахты загружается исходный материал. Под действием воды и восходящих потоков воздуха происходит предварительная дезинтеграция материала. Перфорированные полки обеспечивают непрерывное удаление песчаной глинистой фракций из зоны дезинтеграции и равномерное распределение воздуха по сечению шахты. Зазор полки со стенкой шахты обеспечивает попадание кусков материала на верхнюю часть грохота на вращающиеся против потока материала форсунки 1, где происходит вторичная дезинтеграция. Вода под давлением через верхнюю полость 5 и отверстия 7 внутреннего неподвижного цилиндра 3 форсунки поступает в полость 12 и через отверстия-сопла 11 внешнего вращающегося цилиндра 10 струи воды направляются в исходный материал, а так как цилиндр 10 вращается против потока материала, то струя воды совершает соответствующее движение, проводя разрушение (резание материала). The process of disintegration is as follows. At 2/3, the entire volume of the vertical shaft is filled with water. Source material is charged through the top of the shaft. Under the influence of water and ascending air flows, preliminary disintegration of the material occurs. Perforated shelves provide continuous removal of sand clay fractions from the disintegration zone and uniform distribution of air over the mine cross section. The gap of the shelf with the wall of the shaft ensures that pieces of material fall onto the upper part of the screen onto nozzles 1 rotating against the material flow, where secondary disintegration takes place. Water under pressure through the upper cavity 5 and the holes 7 of the inner stationary cylinder 3 of the nozzle enters the cavity 12 and through the nozzle holes 11 of the external rotating cylinder 10, water jets are directed into the source material, and since the cylinder 10 rotates against the material flow, the water jet makes appropriate movement, carrying out destruction (cutting material).

Сжатый воздух через нижнюю полость 6 и отверстия 8 поступает в полость 6 и отверстия 8 поступает в полость 12 и через отверстия-сопла 11, которые являются общими для воды и воздуха, подается под грохот, создавая активную вибрацию эластичных перемычек 2, передающуюся материалу. В результате процесс дезинтеграции существенно увеличивается. Распыляемый под грохот воздух создает водовоздушную среду и способствует перемещению и удалению глинистой фракции. Выступы 9 и расположение отверстий-сопел 11 обеспечивают образование струй воды и сжатого воздуха без их смешения. Compressed air through the lower cavity 6 and the hole 8 enters the cavity 6 and the hole 8 enters the cavity 12 and through the nozzle holes 11, which are common to water and air, is supplied under the screen, creating an active vibration of the elastic jumpers 2 transmitted to the material. As a result, the process of disintegration is significantly increased. The air sprayed under the thunder creates a water-air environment and helps to move and remove the clay fraction. The protrusions 9 and the location of the nozzle holes 11 provide the formation of jets of water and compressed air without mixing them.

Имеющаяся крупная фракция попадает в бункер подрешетного материала и удаляется безвакуумным гидротранспортным устройством. Песковая и глинистые фракции, прошедшие через грохот, попадают в зону классификации. Частицы песка оседают в бункере подрешетного материала, а глинистые частицы подхватываются восходящими потоками воды, поднимаются по гидравлическому классификатору и смываются. The existing coarse fraction enters the hopper of the under-sieve material and is removed by a vacuum-free hydrotransport device. Sand and clay fractions that have passed through the screen fall into the classification zone. Particles of sand settle in the bunker of the under-sieve material, and clay particles are picked up by rising flows of water, rise along the hydraulic classifier and are washed off.

Литература
1. Бейлин А.Ю. и др., Аппарат для дезинтеграции и классификации руд, ж. Черная металлургия, N 9, 1988, с. 39.Literature
1. Beilin A.Yu. et al., An apparatus for the disintegration and classification of ores, g. Ferrous metallurgy, N 9, 1988, p. 39.

Claims (1)

Аппарат для дезинтеграции и классификации руд, включающий вертикальную шахту, пересыпные перфорированные полки, бункера надрешетного и подрешетного продуктов, неподвижный наклонный грохот, гидравлический классификатор и безвакуумное струйное гидротранспортное устройство, отличающийся тем, что грохот снабжен верхней частью, состоящей из форсунок, вращающихся против движения потока исходного материала, а между ними установлены эластичные перемычки, причем форсунки выполнены из двух концентрических цилиндров, при этом внутренний неподвижный цилиндр имеет по диаметру герметичную перегородку, в верхнюю полость которой поступает под давлением вода, а в нижнюю полость - сжатый воздух, в стенке цилиндра выполнены отверстия соответственно для выхода сжатого воздуха и воды в полость между цилиндрами, внешний вращающийся цилиндр имеет диаметрально противоположные отверстия-сопла, образующие струи воды и воздуха, причем внутренний цилиндр снабжен по диаметру выступами, по которым скользит внешний вращающийся цилиндр. An apparatus for the disintegration and classification of ores, including a vertical shaft, overflow perforated shelves, over-sieve and under-sieve bins, a fixed inclined screen, a hydraulic classifier and a vacuum-free hydrotransport device, characterized in that the screen is equipped with an upper part consisting of anti-flow nozzles rotating against flow the source material, and between them elastic bridges are installed, and the nozzles are made of two concentric cylinders, while the inner the diameter of the movable cylinder is a sealed partition, into the upper cavity of which water is supplied under pressure, and compressed air into the lower cavity, holes are made in the cylinder wall, respectively, for compressed air and water to enter the cavity between the cylinders, the external rotating cylinder has diametrically opposite openings nozzles forming jets of water and air, and the inner cylinder is provided with diameters of protrusions along which the outer rotating cylinder slides.

Images