RU2472593C1 - Device for dry concentration of mineral stock - Google Patents
Device for dry concentration of mineral stock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2472593C1 RU2472593C1 RU2011126696/03A RU2011126696A RU2472593C1 RU 2472593 C1 RU2472593 C1 RU 2472593C1 RU 2011126696/03 A RU2011126696/03 A RU 2011126696/03A RU 2011126696 A RU2011126696 A RU 2011126696A RU 2472593 C1 RU2472593 C1 RU 2472593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- air
- density
- enrichment
- grinding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам сухого обогащения минерального сырья.The invention relates to dry enrichment of mineral raw materials.
Около 100 элементов таблицы Менделеева образуют с 17 элементами этой же таблицы (O, C, S, F, Cl, N, H, B, I, Br, As, Те, Se, Si, P, Sb) больше 2400 неорганических молекулярных соединений, имеющих соответствующую плотность (до 22420 кг/м3 для оксида платины). Некоторые элементы, например золото (Au), находятся в природе в чистом виде. Почти все такие образования имеют несколько форм. Например, соединение кремния Si с кислородом O, выражающееся одной и той же формулой SiO2, имеет 7 модификаций, отличающихся структурной упаковкой и, следовательно, плотностью.About 100 elements of the periodic table form with more than 2400 inorganic molecular compounds with 17 elements of the same table (O, C, S, F, Cl, N, H, B, I, Br, As, Te, Se, Si, P, Sb) having an appropriate density (up to 22420 kg / m 3 for platinum oxide). Some elements, such as gold (Au), are found in nature in pure form. Almost all such formations take several forms. For example, the compound of silicon Si with oxygen O, expressed by the same formula SiO 2 , has 7 modifications, differing in structural packing and, therefore, density.
Под минеральным сырьем подразумеваются слабо связанные (по сравнению с внутримолекулярными и межмолекулярными связями) образования из нескольких таких соединений, распределенные по объему руды. Обычно энергии связи выражаются в единицах кДж/моль. Рассмотрим соотношение внутримолекулярных, межмолекулярных связей и связей между частицами таких соединений в минеральном сырье на примере SiO2. Под частицами понимаются образования, имеющие крупность порядка 40-60 мкм. Энергия внутримолекулярной связи в SiO2 равна 637 кДж/моль - 10,6 кДж/г. Энергия межмолекулярной связи - 213 кДж/моль (3,8 кДж/г). В минеральном сырье плотность энергии межмолекулярных связей всегда в несколько раз меньше плотности энергии внутримолекулярных связей. Связь между молекулярными микрочастицами можно вычислить из значения предела прочности при сжатии для данного вещества. В справочниках прочность выражается в единицах давления Па, что идентично единицам Дж/м3. Для приведения значения прочности к единицам кДж/г нужно справочное значение в МПа разделить на справочное значение плотности и полученное уменьшить в 1000 раз. Например для β-тридимита SiO2 плотность равна 2260 кг/м3, а предел прочности при сжатии равен 60 МПа. Отсюда плотность энергии связи между микрочастицами β-тридимита в минеральном сырье равна 0,027 кДж/г, что в 140 раз меньше плотности межмолекулярных связей.Mineral raw materials are understood to mean loosely coupled (as compared to intramolecular and intermolecular bonds) formations from several such compounds distributed over the volume of ore. Usually, bond energies are expressed in units of kJ / mol. Consider the ratio of intramolecular, intermolecular bonds and bonds between particles of such compounds in mineral raw materials using the example of SiO 2 . Particles are understood as formations having a fineness of the order of 40-60 microns. The intramolecular bond energy in SiO 2 is 637 kJ / mol - 10.6 kJ / g. The intermolecular bond energy is 213 kJ / mol (3.8 kJ / g). In mineral raw materials, the energy density of intermolecular bonds is always several times lower than the energy density of intramolecular bonds. The relationship between molecular microparticles can be calculated from the value of the compressive strength for a given substance. In reference books, strength is expressed in units of pressure Pa, which is identical to units of J / m 3 . To bring the strength value to units of kJ / g, the reference value in MPa should be divided by the reference density value and the resulting value should be reduced by 1000 times. For example, for β-tridimite SiO 2, the density is 2260 kg / m 3 and the compressive strength is 60 MPa. Hence, the binding energy density between β-tridymite microparticles in mineral raw materials is 0.027 kJ / g, which is 140 times less than the density of intermolecular bonds.
При производстве какого-либо продукта актуальным является обогащение данного продукта, т.е. увеличение массового содержания по сравнению с исходным рудным материалом (минеральным сырьем).In the production of a product, the enrichment of this product, i.e. increase in mass content in comparison with the initial ore material (mineral raw materials).
Сухое обогащение имеет преимущества перед другими, применяющими воду, другие растворители и химические реагенты, т.к. отпадает необходимость в последующей сушке и очистке готового продукта, шламонакопителях.Dry enrichment has advantages over others using water, other solvents and chemicals, because there is no need for subsequent drying and cleaning of the finished product, sludge collectors.
При сухом обогащении используются: обнаружение искомого продукта по вторичному излучению (RU №2131781, опубл. 20.06.1999), последовательное выделение и рассеивание продуктов по линейному размеру частиц (US 43754554, опубл. 01.03.1983, US 5470554, опубл. 28.11.1995, RU 2390380, опубл. 27.05.2010), разделение продуктов по массе частиц при движении по наклонной плоскости (RU 2142859, опубл. 20.12.1999, RU 2292243, опубл. 15.03.2007), центробежно-ударное разделение с последующей сухой магнитной сепарацией (RU 2381079, опубл. 10.02.2010, RU 2370326, опубл. 20.10.2009).For dry enrichment, the following are used: detection of the desired product by secondary radiation (RU No. 2131781, publ. 06/20/1999), sequential isolation and dispersion of products by the linear particle size (US 43754554, publ. 03.03.1983, US 5470554, publ. 28.11.1995 , RU 2390380, publ. May 27, 2010), separation of products by the mass of particles when moving along an inclined plane (RU 2142859, publ. 12/20/1999, RU 2292243, publ. 03/15/2007), centrifugal shock separation followed by dry magnetic separation (RU 2381079, publ. 02/10/2010, RU 2370326, publ. 10/20/2009).
Наиболее близким аналогом является устройство для сухого обогащения рудных материалов, включающее предварительное вибровозбуждение материала и последующее разделение частиц в концентрационном элементе по аэродинамическому сопротивлению частиц, движущихся по гладкой и пористой поверхности (RU 2374002, опубл. 27.11.2009).The closest analogue is a device for dry dressing of ore materials, including preliminary vibrational excitation of the material and the subsequent separation of particles in the concentration element according to the aerodynamic resistance of particles moving along a smooth and porous surface (RU 2374002, published on November 27, 2009).
Недостатками данного устройства являются широкий спектр гранулометрического состава частиц после вибровозбуждения и ограниченные возможности разделения частиц разной формы и плотности лишь по разнице трения о гладкую и пористую стенки.The disadvantages of this device are a wide range of particle size distribution after vibrational excitation and limited separation of particles of different shapes and densities only by the difference in friction against a smooth and porous wall.
Задачей изобретения является разделение (сепарация) молекулярных компонентов, содержащихся в данном минеральном сырье и различающихся по плотности.The objective of the invention is the separation (separation) of molecular components contained in this mineral raw material and varying in density.
Техническим результатом изобретения является непосредственное получение высокообогащенных молекулярных продуктов, составляющих минеральное сырье.The technical result of the invention is the direct production of highly enriched molecular products constituting mineral raw materials.
Технический результат достигается тем, что в начале переработки рудного материала он измельчается до требуемой крупности узкого гранулометрического состава и, непосредственно после измельчения, выпускается через одно или несколько сопел под давлением в воздушную среду до попадания в приемные емкости. При этом в каждую приемную емкость попадает отдельный продукт или группа продуктов, различающихся по плотности.The technical result is achieved by the fact that at the beginning of the processing of ore material it is crushed to the required fineness of a narrow particle size distribution and, immediately after grinding, is discharged through one or more nozzles under pressure into the air until it enters the receiving containers. At the same time, a separate product or a group of products differing in density falls into each receiving container.
Сущность изобретения поясняется рисунком 1, где:The invention is illustrated in figure 1, where:
1. Емкость, в которую подается исходное минеральное сырье крупностью до 25 мм.1. Capacity in which the initial mineral raw material with a particle size of up to 25 mm is supplied.
2. Рабочая камера тонкого помола сырья, герметизированная от емкости 1.2. The working chamber of the fine grinding of raw materials, sealed from the tank 1.
3. Накопительная емкость помолотого сырья, которое не разделилось на отдельные продукты, этот полупродукт возвращается в начало процесса.3. The cumulative capacity of ground raw materials, which are not divided into separate products, this intermediate returns to the beginning of the process.
4. Диски встречного вращения, кольцевая щель между ними задает предельную крупность помолотого сырья.4. Counter rotation disks, the annular gap between them sets the maximum fineness of the ground raw materials.
5. Выпускное сопло (их может быть несколько), через которое помолотый материал нужной крупности выпускается параллельно горизонту под заданным давлением.5. Outlet nozzle (there may be several), through which the ground material of the desired size is released parallel to the horizon under a given pressure.
П1, П2, П3, П4 - емкости сбора конечных продуктов.P1, P2, P3, P4 - the collection capacity of the final products.
На рисунке координаты движения частиц обозначены как x и y, их положительное значение - в направлении стрелок.In the figure, the coordinates of the particles are indicated by x and y, their positive value in the direction of the arrows.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Исходное минеральное сырье крупностью, обычно применяемой перед измельчением в шаровых мельницах (20-25 мм), подается в емкость 1. Далее под воздействием всасывающего потока воздуха, создаваемого дисками встречного вращения 4, частицы сырья попадают в пространство между этими дисками, где измельчаются при соударении друг с другом. Необходимая рабочая частота вращения дисков τ зависит от предела прочности при сжатии перерабатываемого минерала σ и определяется из соотношения:The initial mineral raw material with a particle size usually used before grinding in ball mills (20-25 mm) is fed into the tank 1. Then, under the influence of the suction air stream created by the counter-rotating disks 4, the raw material particles enter the space between these disks, where they are crushed by impact together. The required working disk rotation frequency τ depends on the compressive strength of the processed mineral σ and is determined from the ratio:
D - диаметр дисков (м);D is the diameter of the disks (m);
ρ - плотность частиц минерального сырья (кг/м3).ρ is the density of particles of mineral raw materials (kg / m 3 ).
Максимальный размер измельченных частиц регулируется шириной кольцевой щели между дисками.The maximum size of the crushed particles is regulated by the width of the annular gap between the disks.
Смесь частиц различной плотности, но одинакового спектра геометрических форм, выпускается из сопла 5. Перепад давления между областью до выпускного отверстия и средой движения частиц обозначаем Р. Уравнения движения частиц по координатам x и y записываются следующим образом:A mixture of particles of different density, but of the same spectrum of geometric shapes, is discharged from nozzle 5. The differential pressure between the region to the outlet and the medium of particle motion is denoted by R. The equations of particle motion along the x and y coordinates are written as follows:
g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2);g - acceleration of gravity (9.8 m / s 2 );
ξ - основной баллистический параметр.ξ is the main ballistic parameter.
k - коэффициент силы сопротивления движению частицы в воздухе;k is the coefficient of the force of resistance to the movement of a particle in air;
ρв - плотность воздуха (1,2 кг/м3);ρ in - air density (1.2 kg / m 3 );
ℓ - крупность (линейный размер) частицы (м).ℓ - particle size (linear size) of the particle (m).
Коэффициент сопротивления k - безразмерная величина, его численное значение определяется формой частиц, которые при измельчении имеют форму сколотых параллелепипедов и пирамидок. Наиболее вероятное значение k находится в диапазоне 0,4-0,6 и определяется экспериментально при калибровке устройства. Распределение частиц по коэффициенту сопротивления подчиняется нормальному закону распределения ошибок. Параметр этого распределения δ также определяется экспериментально (типичное значение - 0,25). Решение уравнений (1) по координатам x и y:The drag coefficient k is a dimensionless quantity, its numerical value is determined by the shape of the particles, which when chopped have the shape of chipped parallelepipeds and pyramids. The most likely value of k is in the range 0.4-0.6 and is determined experimentally when calibrating the device. The distribution of particles according to the drag coefficient obeys the normal law of the distribution of errors. The parameter of this distribution δ is also determined experimentally (a typical value is 0.25). The solution of equations (1) in x and y coordinates:
t - текущее время процесса;t is the current process time;
τ, θ - характеристические параметры (времена) изменения со временем координат частицы x и y соответственно. Их значения определяются формулами:τ, θ are the characteristic parameters (times) of the change in the particle coordinates x and y with time, respectively. Their values are determined by the formulas:
Молекулярные продукты или группа продуктов, попавшие в емкости П1, П2, П3 и П4, могут быть конечными либо могут подаваться на дальнейший передел (многокаскадная сепарация).Molecular products or a group of products that fall into containers P1, P2, P3 and P4 can be final or can be fed to a further redistribution (multi-stage separation).
Т.о. предлагается устройство для сухого обогащения минерального сырья, содержащее узел измельчения материала до требуемой крупности, подачу измельченных частиц с использованием сжатого воздуха на блок сепарации, использующий разную степень сопротивления движению частиц в воздухе, при этом для измельчения исходного сырья до требуемой крупности и узкого гранулометрического распределения используются диски встречного вращения с динамической кольцевой щелью, для выпуска измельченных частиц в воздушную среду под давлением используется трубка с соплом, формирующая узкий пучок частиц, а для сбора частиц разной плотности или группы частиц, близких по плотности, используются отверстия, расположенные в местах максимального разделения частиц разной плотности. Выпуск измельченных частиц производится через несколько трубок, а для приема частиц используется кратное числу выпускных трубок количество отверстий. Обогащение производится в несколько стадий, каждая из которых в качестве сырья используется продукт предыдущей стадии обогащения.T.O. A device is proposed for dry enrichment of mineral raw materials, comprising a unit for grinding the material to the required particle size, the supply of crushed particles using compressed air to a separation unit using a different degree of resistance to the movement of particles in air, while for grinding the raw material to the required size and narrow particle size distribution, counter-rotation disks with a dynamic annular gap; for the release of crushed particles into the air under pressure, a pipe is used a can with a nozzle, forming a narrow beam of particles, and to collect particles of different densities or groups of particles close in density, holes are used located at the places of maximum separation of particles of different densities. The crushed particles are discharged through several tubes, and a multiple of the number of exhaust tubes, the number of holes is used to receive particles. Enrichment is carried out in several stages, each of which uses the product of the previous enrichment stage as a raw material.
Большинство природных минералов по описанной технологии могут быть обогащены до большей степени по сравнению с традиционными технологиями, а при определенном снижении производительности - до химически чистых продуктов.According to the described technology, most natural minerals can be enriched to a greater degree compared to traditional technologies, and with a certain decrease in productivity, to chemically pure products.
Также преимуществом технологии является то, что она практически не дает отходов, так как могут быть использованы в производстве любые отделенные молекулярные продукты. Это важно также с точки зрения экологической безопасности производства.Another advantage of the technology is that it practically does not produce waste, since any separated molecular products can be used in the production. It is also important from the point of view of environmental safety of production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126696/03A RU2472593C1 (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Device for dry concentration of mineral stock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126696/03A RU2472593C1 (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Device for dry concentration of mineral stock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2472593C1 true RU2472593C1 (en) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011126696/03A RU2472593C1 (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Device for dry concentration of mineral stock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2472593C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699287C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-09-04 | Андрей Валерьевич Шеленин | Device for dry beneficiation of gold ores |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4304661A (en) * | 1980-03-10 | 1981-12-08 | Nelson George S | Machines for concentrating ore |
| GB2110959A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-29 | Faber Prest | Separation of mixtures in a wind tunnel |
| SU1074612A1 (en) * | 1981-08-03 | 1984-02-23 | Всесоюзное Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Производственное Объединение Целлюлозно-Бумажной Промышленности | Apparatus for separating crushed wood into fractions |
| SU1146109A1 (en) * | 1983-07-15 | 1985-03-23 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Apparatus for aerodynamic sorting of minced wood |
| SU1357066A1 (en) * | 1985-06-25 | 1987-12-07 | П.Ф. Кустов | Apparatus for grinding materials |
| RU2010626C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-04-15 | Анатолий Кузьмич Бровцын | Aerodynamic enriching of bulk materials |
| RU2166367C1 (en) * | 2000-10-17 | 2001-05-10 | Артемьева Елена Владимировна | Material grinding method and apparatus |
| RU2250143C2 (en) * | 2000-09-20 | 2005-04-20 | Андриц Ой | Device for sorting of wood chips by separate fractions |
| RU2309804C1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-11-10 | Борис Андреевич Адамович | Method of dry concentration of lean auriferous gravel |
-
2011
- 2011-06-30 RU RU2011126696/03A patent/RU2472593C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4304661A (en) * | 1980-03-10 | 1981-12-08 | Nelson George S | Machines for concentrating ore |
| SU1074612A1 (en) * | 1981-08-03 | 1984-02-23 | Всесоюзное Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Производственное Объединение Целлюлозно-Бумажной Промышленности | Apparatus for separating crushed wood into fractions |
| GB2110959A (en) * | 1981-12-17 | 1983-06-29 | Faber Prest | Separation of mixtures in a wind tunnel |
| SU1146109A1 (en) * | 1983-07-15 | 1985-03-23 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Apparatus for aerodynamic sorting of minced wood |
| SU1357066A1 (en) * | 1985-06-25 | 1987-12-07 | П.Ф. Кустов | Apparatus for grinding materials |
| RU2010626C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-04-15 | Анатолий Кузьмич Бровцын | Aerodynamic enriching of bulk materials |
| RU2250143C2 (en) * | 2000-09-20 | 2005-04-20 | Андриц Ой | Device for sorting of wood chips by separate fractions |
| RU2166367C1 (en) * | 2000-10-17 | 2001-05-10 | Артемьева Елена Владимировна | Material grinding method and apparatus |
| RU2309804C1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-11-10 | Борис Андреевич Адамович | Method of dry concentration of lean auriferous gravel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699287C1 (en) * | 2018-10-10 | 2019-09-04 | Андрей Валерьевич Шеленин | Device for dry beneficiation of gold ores |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5576510B2 (en) | Method for refining stainless steel slag and steel slag for metal recovery | |
| US9156035B1 (en) | Method for progressive separation and extraction of raw materials from residential roofing products | |
| JP5634198B2 (en) | Crushed sand and crushed stone production system | |
| JP6458267B2 (en) | Volcanic ejecta deposit mineral dry separation method, volcanic ejecta deposit mineral dry separation apparatus, fine aggregate and volcanic glass material manufacturing method | |
| RU2489214C1 (en) | Processing line for treatment of ash-and-slag wastes, that is, coal fuel combustion products | |
| CN112973935A (en) | Dry production process of quartz sandstone lump ore as fracturing propping agent | |
| CN106269152A (en) | The tekite sand production line of recyclable dust | |
| CN103923489A (en) | Method for preparing hyper-dispersed suspending calcium carbonate emulsion | |
| RU2472593C1 (en) | Device for dry concentration of mineral stock | |
| CN105233922A (en) | Plant material selective smashing and separating device and method | |
| CN103977918B (en) | Method and system for separating powder | |
| CN202366785U (en) | Horizontal flow type circulating water solid building waste separator | |
| RU167330U1 (en) | Hammer mill | |
| WO2008129705A1 (en) | Asbestos-free high-purity natural flaky mineral and process for production thereof | |
| RU2012152100A (en) | METHOD FOR GRINDING MINERAL RAW MATERIAL CONTAINING, AT LEAST, CALCIUM AND METAL IMPURITIES, AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN109482311B (en) | Method for treating diatomite ore body raw material by utilizing air flow and air separation | |
| RU2540173C2 (en) | Iron-ore raw material benefication method | |
| CN201516367U (en) | Angular particle airflow grinding and grading device | |
| CN204620231U (en) | Flyash three grades of separators | |
| Yukhimenko et al. | Pneumatic classification of the granular materials in the “Rhombic” apparatus | |
| RU2699287C1 (en) | Device for dry beneficiation of gold ores | |
| CN202460721U (en) | Classified crushing device for calcium acetylacetonate | |
| Costea et al. | Analysis of the Performances of an Air Separator for a Cement Particle Classification. | |
| RU124190U1 (en) | GRAIN CRUSHER | |
| RU119652U1 (en) | CENTRIFUGAL TYPE CLASSIFIER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190701 |