RU64107U1 - CONCENTRATOR FOR SEPARATION OF PARTICLES OF SOLID BULK MATERIAL BY THEIR DENSITY - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для разделения (концентрирования)частиц сыпучих материалов по их плотности. Концентратор содержит трубопровод (1) для транспортировки частиц сыпучего материала в потоке газа, имеющий прямой участок (2), соединенный с побудителем расхода (3) газа и бункером (4) для ввода частиц материала в поток газа, радиально изогнутый участок (5) для создания в потоке частиц центробежных сил и распределительный участок (6), снабженный разделительными перегородками (7), разделяющими выходящий из изогнутого участка поток частиц на потоки частиц разной плотности. В концентратор введен сепаратор (9) частиц исходного сыпучего материала по их размерам, причем один из выходов (10) сепаратора, через который осуществляется вывод фракции частиц определенного размера, соединен с бункером (4) для ввода разделяемых частиц в поток газа в трубопроводе. Изогнутый участок (5) трубопровода выполнен в виде нескольких спирально расположенных витков и в своем поперечном сечении имеет форму овала. Технический результат состоит в повышении степени разделения частиц по плотности за счет уменьшения влияния разброса частиц по размерам. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to devices for separation (concentration) of particles of bulk materials by their density. The hub contains a pipeline (1) for transporting particles of bulk material in a gas stream, having a straight section (2) connected to a gas flow inducer (3) and a hopper (4) for introducing material particles into the gas stream, a radially curved section (5) for creating centrifugal forces in the particle stream and a distribution section (6) equipped with dividing walls (7) separating the particle stream emerging from the curved section into particle flows of different densities. A separator (9) of particles of the starting bulk material is introduced into the concentrator by their size, and one of the exits (10) of the separator, through which the fraction of particles of a certain size is output, is connected to the hopper (4) for introducing the separated particles into the gas stream in the pipeline. The bent section (5) of the pipeline is made in the form of several spirally arranged turns and in its cross section has an oval shape. The technical result consists in increasing the degree of separation of particles by density by reducing the influence of particle size dispersion. 4 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для концентрирования из общей массы частиц сыпучих материалов частиц с повышенной плотностью. Такие устройства в литературе получили название «концентраторов». Полезная модель может найти применение для обогащения полезных ископаемых из предварительно измельченных руд, шлаков, отвалов металлургических производств и т.п.The invention relates to devices for concentrating particles with increased density from the total mass of particles of bulk materials. Such devices are called “hubs” in the literature. The utility model may find application for mineral processing from pre-ground ores, slags, dumps of metallurgical industries, etc.

Известны концентраторы для разделения частиц сыпучего материала по их плотности с использованием центробежных сил, создаваемых в радиально изогнутом трубопроводе для транспортировки частиц материала в потоке газа (см. например патент GB 544397, В07В 7/08, 1942).Concentrators are known for separating particles of bulk material according to their density using centrifugal forces generated in a radially bent pipe for transporting particles of material in a gas stream (see, for example, GB 544397, B07B 7/08, 1942).

Недостатком известного концентратора является сложность конструкции, обуславливающая малую надежность его работы.A disadvantage of the known hub is the complexity of the design, which leads to low reliability of its operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому концентратору является концентратор для разделения частиц сыпучего материала по их плотности, содержащий трубопровод для транспортировки разделяемых частиц материала в потоке газа, имеющий прямой участок, соединенный с побудителем расхода газа и бункером для подвода исходного сыпучего материала в поток газа, радиально изогнутый участок для создания в потоке частиц центробежных сил и распределительный участок, снабженный разделительными перегородками, разделяющими выходящий из изогнутого участка трубопровода поток частиц на потоки частиц разной плотности, циклоны, установленные в потоках частиц разной плотности (см. патент GB 1455579, В07В 7/02, 1976).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed hub is a hub for separating particles of bulk material by their density, containing a pipeline for transporting the separated particles of material in a gas stream, having a straight section connected to a gas flow inducer and a hopper for supplying the source bulk material to gas flow, radially bent section for creating centrifugal forces in the particle stream and distribution section provided with dividing wall and separating effluent from the curved pipe section to the particle flow streams of different density particles cyclones installed in different density particles flows (see. the patent GB 1,455,579, V07V 7/02, 1976).

Недостатком известного концентратора является то, что он не обеспечивает достаточно высокой степени разделения частиц по плотности. Это обусловлено тем, что степень разделения частиц твердых сыпучих материалов в поле центробежных сил зависит не только от плотности, но и от размеров частиц.A disadvantage of the known concentrator is that it does not provide a sufficiently high degree of separation of particles by density. This is due to the fact that the degree of separation of particles of solid bulk materials in the field of centrifugal forces depends not only on density, but also on particle size.

Задача полезной модели состояла в повышении степени разделения частиц по плотности за счет уменьшения влияния различия в размерах частиц.The objective of the utility model was to increase the degree of separation of particles by density by reducing the effect of differences in particle sizes.

Указанная задача решается тем, что предложен концентратор для разделения частиц сыпучего материала по их плотности, содержащий трубопровод для транспортировки разделяемых частиц материала в потоке газа, имеющий прямой участок, соединенный с побудителем расхода газа и бункером для подвода исходного сыпучего материала в поток газа, радиально изогнутый участок для создания в потоке частиц центробежных сил, и распределительный участок, снабженный разделительными перегородками, This problem is solved by the fact that the proposed hub for separating particles of bulk material according to their density, containing a pipeline for transporting separated particles of material in a gas stream, having a straight section connected to a gas flow inducer and a hopper for supplying the source bulk material into a gas stream, radially curved a section for creating centrifugal forces in the particle stream, and a distribution section provided with dividing walls,

разделяющими выходящий из изогнутого участка трубопровода поток частиц на потоки частиц разной плотности, циклоны, установленные в потоках частиц разной плотности, в который согласно полезной модели введен сепаратор частиц исходного сыпучего материала по их размерам, причем один из выходов сепаратора, через который осуществляется вывод фракции частиц материала определенного размера, соединен с бункером для подвода сыпучего материала, установленным в прямом участке трубопровода для транспортировки разделяемых частиц в потоке газа.separating a stream of particles emerging from a bent section of the pipeline into flows of particles of different densities, cyclones installed in flows of particles of different densities, into which, according to a utility model, a particle separator of the initial bulk material is introduced, and one of the separator exits through which the particle fraction is withdrawn material of a certain size, connected to a hopper for supplying bulk material, installed in a straight section of the pipeline for transporting the separated particles in a gas stream.

Использование для концентрирования частиц по их плотности фракции частиц определенного размера позволяет резко снизить влияние различия в размерах частиц на степень их разделения по плотности. Этим обеспечивается повышение степени разделения частиц по плотности.The use of particles of a certain size for concentration of particles according to their density can dramatically reduce the effect of differences in particle sizes on the degree of their separation by density. This provides an increase in the degree of separation of particles by density.

Другим отличием концентратора является то, что газовые выходы циклонов соединены со входом побудителя расхода газа и снабжены приспособлениями для регулирования расхода газа. Это обеспечивает экономное использование энергоносителя, например, воздуха в предлагаемом концентраторе.Another difference of the concentrator is that the gas outlets of the cyclones are connected to the inlet of the gas flow inducer and are equipped with devices for regulating the gas flow. This ensures the economical use of energy, for example, air in the proposed hub.

Еще одним отличием концентратора является то, что трубопровод для транспортировки частиц в потоке газа на своем радиально изогнутом участке имеет в поперечном сечении форму овала, большая ось которого размещена параллельно горизонтальной плоскости.Another difference of the concentrator is that the pipeline for transporting particles in a gas stream in its radially curved section has an oval cross-section in which the major axis is parallel to the horizontal plane.

В числе отличий следует отметить то, что радиально изогнутый участок трубопровода выполнен в виде нескольких спирально расположенных витков.Among the differences, it should be noted that the radially curved section of the pipeline is made in the form of several spirally arranged turns.

Другим отличием концентратора является то, что он снабжен нагревателем потока газа, установленным на выходе побудителя расхода. Это обеспечивает возможность одновременного высушивания частиц сыпучего материала.Another difference of the concentrator is that it is equipped with a gas flow heater installed at the outlet of the flow inducer. This makes it possible to simultaneously dry the particles of bulk material.

Технический результат полезной модели состоит в том, что уменьшается влияние различия в размерах частиц сыпучего материала на степень их разделения по плотности в поле центробежных сил. Это обеспечивает повышение степени разделения частиц сыпучего материала по плотности.The technical result of the utility model is that the effect of the difference in particle sizes of the granular material on the degree of density separation in the field of centrifugal forces is reduced. This provides an increase in the degree of separation of particles of bulk material by density.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого концентратора.Figure 1 shows a schematic diagram of the proposed hub.

На фиг.2 представлен вид сверху на центробежный разделитель частиц по их плотности.Figure 2 presents a top view of a centrifugal separator of particles by their density.

На фиг.3 изображен вид в поперечном разрезе изогнутого участка трубопровода для транспортировки частиц сыпучего материала в потоке газа.Figure 3 shows a cross-sectional view of a curved section of a pipeline for transporting particles of bulk material in a gas stream.

На фиг.4 изображен вариант выполнения концентратора с приспособлением для нагрева потока газа.Figure 4 shows an embodiment of a concentrator with a device for heating a gas stream.

Концентратор содержит трубопровод 1 для транспортировки частиц разделяемого сыпучего материала в потоке газа, имеющий прямой участок 2, соединенный с побудителем расхода 3 и бункером 4 для подвода исходного The hub contains a pipeline 1 for transporting particles of a shared bulk material in a gas stream, having a straight section 2 connected to a flow inducer 3 and a hopper 4 for supplying the source

сыпучего материала в поток газа, радиально изогнутый участок 5 для создания в потоке частиц центробежных сил и распределительный участок 6, снабженный разделительными перегородками 7, установленными внутри него и разделяющими выходящий из изогнутого участка 5 трубопровода 1 поток частиц на потоки частиц разной плотности. На выходе трубопровода 1 в потоках частиц разной плотности установлены циклоны 8 для отделения частиц сыпучего материала от транспортирующего их газового потока.bulk material into the gas stream, a radially bent section 5 for creating centrifugal forces in the particle stream, and a distribution section 6 provided with dividing walls 7 installed inside it and dividing the particle stream leaving the bent section 5 of the pipeline 1 into particle flows of different densities. At the outlet of the pipeline 1, cyclones 8 are installed in the flows of particles of different densities to separate particles of bulk material from the gas stream transporting them.

Концентратор содержит также сепаратор 9 для разделения частиц исходного сыпучего материала на фракции частиц определенного размера, один из выходов 10 которого посредством транспортера 11 соединен с бункером 4 для подвода частиц сыпучего материала в поток газа в трубопроводе 1. Газовые выходы 12 циклонов 8 могут быть соединены со входом 13 побудителя 3 расхода газа с помощью газовых каналов 14, в которых установлены приспособления 15 для регулирования расхода газа.The concentrator also contains a separator 9 for separating the particles of the starting bulk material into fractions of particles of a certain size, one of the outlets 10 of which is connected via a conveyor 11 to the hopper 4 for supplying particles of the bulk material into the gas stream in the pipeline 1. Gas outlets 12 of the cyclones 8 can be connected to the input 13 of the inducer 3 of the gas flow using gas channels 14, in which devices 15 are installed to control the gas flow.

В предпочтительном варианте выполнения изогнутый участок 5 трубопровода 1 имеет в поперечном сечении форму овала (см. фиг.3).In a preferred embodiment, the curved section 5 of the pipe 1 has an oval cross-section (see FIG. 3).

Концентратор работает следующим образом.The hub works as follows.

Предварительно измельченный твердый материал (например, шлак), содержащий частицы размером от 5 до 100 микрон подается на сепаратор 9, например, вибрационно-ситовой сепаратор, где разделяется на отдельные фракции определенного размера. Один из выходов 10 сепаратора 9, через который осуществляется вывод фракции частиц определенного размера (например, размером 10-20 микрон) соединяют с помощью конвейера 11 с бункером 4 для ввода частиц сыпучего материала в поток газа, проходящий по прямому участку 2 трубопровода 1. При этом другие выходы сепаратора 9 (на фиг. не показаны), через которые осуществляется вывод фракций частиц другого размера, могут быть соединены с бункерами для загрузки других концентраторов аналогичного типа (на фиг. не показаны).A pre-ground solid material (for example, slag) containing particles from 5 to 100 microns in size is fed to a separator 9, for example, a vibrating sieve separator, where it is divided into separate fractions of a certain size. One of the outputs 10 of the separator 9, through which a fraction of particles of a certain size (for example, 10-20 microns) is output, is connected via a conveyor 11 with a hopper 4 for introducing particles of bulk material into the gas stream passing through a straight section 2 of pipeline 1. When this, the other outputs of the separator 9 (not shown in FIG.), through which the output of fractions of particles of a different size is carried out, can be connected to hoppers for loading other concentrators of a similar type (not shown in FIG.).

Поступившие в поток газа в трубопроводе 1 частицы сыпучего материала разгоняются в этом потоке до скоростей 50-300 м/мин. При этих скоростях потока в изогнутом участке 5 трубопровода 1 на частицы в потоке газа воздействуют центробежные силы, под действием которых более тяжелые частицы (частицы материала большей плотности) перемещаются к стенке радиально изогнутого участка 5 трубопровода меньшего радиуса кривизны, вытесняя менее тяжелые (легкие) к стенке, имеющей больший радиус кривизны. Таким образом, после 2-3 витков спирали радиально изогнутого участка 5 трубопровода 1 внутри него под действием центробежных сил происходит расслоение частиц в горизонтальной плоскости по их плотности вдоль большой оси овального поперечного сечения. На выходе из радиально изогнутого участка 5 трубопровода 1 поток частиц разделяется с помощью перегородок 7, вертикально установленных на входе распределительного участка 6 трубопровода 1, на потоки частиц разной плотности, которые поступают в отдельные циклоны 8, где происходит отделение частиц от газа. Например, металлические включения большой плотности, содержащиеся в измельченном шлаке The particles of bulk material received in the gas stream in the pipeline 1 are accelerated in this stream to speeds of 50-300 m / min. At these flow velocities in the bent section 5 of the pipeline 1, particles in the gas stream are affected by centrifugal forces, under the influence of which heavier particles (particles of higher density material) move to the wall of the radially bent section 5 of the pipeline with a smaller radius of curvature, displacing the less heavy (light) to a wall having a larger radius of curvature. Thus, after 2-3 turns of the spiral of a radially bent section 5 of the pipeline 1 inside it, under the action of centrifugal forces, the particles are stratified in the horizontal plane according to their density along the major axis of the oval cross section. At the exit from the radially bent section 5 of the pipeline 1, the particle stream is divided by means of partitions 7 vertically mounted at the inlet of the distribution section 6 of the pipeline 1 into flows of particles of different densities, which enter separate cyclones 8, where particles are separated from the gas. For example, high-density metal inclusions contained in ground slag

металлургического производства, при этом поступят в крайний левый по ходу движения потока циклон 8 (см. фиг.2), металлические включения меньшей плотности осядут в среднем циклоне 8, а включения силикатного типа (основная масса состава шлака) осядут в крайнем правом по ходу движения потока циклоне 8.metallurgical production, while going to the leftmost in the direction of flow of the cyclone 8 (see figure 2), metal inclusions of lower density will settle in the middle cyclone 8, and inclusions of silicate type (the bulk of the composition of the slag) will settle in the far right in the direction of travel flow cyclone 8.

Изображенный на фиг.4 вариант выполнения концентратора отличается от описанного выше (фиг.1 и фиг.2) тем, что в него введен нагреватель 16 потока газа, установленный на выходе побудителя 3 расхода газа перед бункером 4 для ввода частиц сыпучего материала в поток газа. При этом варианте выполнения концентратора газовые выходы 12 циклонов 8 не соединяются со входом побудителя 3 расхода. Эти выходы могут быть соединены с конденсаторами паров влаги (на фиг. не показаны), которые одновременно выполняют роль пылеулавливателей.The embodiment of the concentrator shown in FIG. 4 differs from that described above (FIG. 1 and FIG. 2) in that a gas flow heater 16 is inserted into it, which is installed at the outlet of the gas flow inducer 3 in front of the hopper 4 for introducing particles of bulk material into the gas flow . In this embodiment, the hub gas outlets 12 of the cyclones 8 are not connected to the input of the flow inducer 3. These outputs can be connected to condensers of moisture vapor (not shown in Fig.), Which simultaneously act as dust collectors.

Особенностью работы этого варианта выполнения концентратора является то, что в нем наряду с процессом разделения частиц сыпучего материала по их плотности осуществляется процесс сушки частиц сыпучего материала. Это также способствует повышению степени разделения частиц по плотности за счет исключения агломерации (слипания влажных частиц) частиц разделяемого сыпучего материала.A feature of the work of this embodiment of the concentrator is that in it, along with the process of separating particles of bulk material by their density, the process of drying particles of bulk material is carried out. It also helps to increase the degree of separation of particles by density by eliminating agglomeration (adhesion of wet particles) of particles of the separated bulk material.

Таким образом, предлагаемый концентратор обеспечивает возможность концентрирования полезных составляющих сыпучих материалов «сухим» способом в отличие от применяемых в настоящее время «мокрых» способов концентрирования, например, методом флотации. Это существенно снижает энергозатраты на проведение процесса концентрирования и повышает качество извлекаемых продуктов (выделяемые продукты не загрязняются реагентами, используемыми в процессе флотации).Thus, the proposed concentrator provides the ability to concentrate the useful constituents of bulk materials in a "dry" way, in contrast to the currently used "wet" methods of concentration, for example, by flotation. This significantly reduces energy costs for the concentration process and improves the quality of the products recovered (the products emitted are not contaminated with reagents used in the flotation process).

Claims (5)

1. Концентратор для разделения частиц сыпучего материала по их плотности, содержащий трубопровод для транспортировки разделяемых частиц материала в потоке газа, имеющий прямой участок, соединенный с побудителем расхода газа и бункером для подвода исходного сыпучего материала в поток газа, радиально изогнутый участок для создания в потоке частиц центробежных сил, и распределительный участок, снабженный разделительными перегородками, установленными внутри него и разделяющими выходящий из изогнутого участка трубопровода поток частиц на потоки частиц разной плотности, циклоны, установленные на выходе трубопровода в потоках частиц разной плотности, отличающийся тем, что в него введен сепаратор частиц сыпучего материала по их размерам, причем один из выходов сепаратора, через который осуществляется вывод фракции частиц материала определенного размера, соединен с бункером для подвода сыпучего материала, установленным в прямом участке трубопровода для транспортировки разделяемых частиц в потоке газа.1. A hub for separating particles of bulk material according to their density, comprising a pipeline for transporting the separated particles of material in a gas stream, having a straight section connected to a gas flow inducer and a hopper for supplying the initial bulk material into the gas stream, a radially curved section for creating in the stream particles of centrifugal forces, and a distribution section equipped with dividing walls installed inside it and separating the particle flow n from the bent section of the pipeline flows of particles of different densities, cyclones installed at the outlet of the pipeline in flows of particles of different densities, characterized in that a separator of particles of bulk material is introduced into it, and one of the exits of the separator through which a fraction of particles of material of a certain size is output is connected to a hopper for supplying bulk material, installed in a straight section of the pipeline for transporting particles to be separated in a gas stream. 2. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что газовые выходы циклонов соединены со входом побудителя расхода газа и снабжены приспособлениями для регулирования расхода газа.2. The concentrator according to claim 1, characterized in that the gas outlets of the cyclones are connected to the inlet of the gas flow inducer and are equipped with devices for regulating the gas flow. 3. Концентратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что трубопровод для транспортировки частиц в потоке газа на своем радиально изогнутом участке имеет в поперечном сечении форму овала, большая ось которого размещена параллельно горизонтальной плоскости.3. The concentrator according to claim 1 or 2, characterized in that the pipeline for transporting particles in a gas stream in its radially curved section has an oval cross-section in which the major axis is parallel to the horizontal plane. 4. Концентратор по п.3, отличающийся тем, что радиально изогнутый участок трубопровода выполнен в виде нескольких спирально расположенных витков.4. The concentrator according to claim 3, characterized in that the radially curved section of the pipeline is made in the form of several spirally arranged turns. 5. Концентратор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен нагревателем потока газа, установленным на выходе побудителя расхода газа.

5. The concentrator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a gas flow heater installed at the outlet of the gas flow inducer.