Способ разделения твердого материала по плотности и крупности в водной среде

Способ разделения твердого материала по плотности и крупности в водной среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОГО , МАТЕРИАЛА ПО ПЛОТНОСТИ И КРУПНОСТИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ, включающий вращение емкости, заполнение ее водной средой до придания поверхности последней криволинейной формы, подачу суспен- . зии и воздействие на твердые частицы центробежным полем, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью возможности разделения тонкозернистого материала , подачу водной среды в ем- ,. кость осуществляют в 5 - 6 -. кратном объеме по отношению к.объему, подаваемой суспензии до появления на криволинейной поверхности водной среды слоя, угловая скорость элементарных слоев которого уменьшается в направлении к свободной поверхности жидкости , при этом суспензию подают на указанный слой. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д) 4 В 04 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626068/28-13 (22) 21. 07. 83 (46) 23.11.85. Бюл. ¹ 43 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) А.П. Бимбереков и Г.P. Вочкарев (53) 66.067.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 175015, кл. В 03 В 5/32, 1964.

Авторское свидетельство СССР № 247151, кл. В 03 В 5/32, 1967. (54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОГО

МАТЕРИАЛА ПО ПЛОТНОСТИ И КРУПНОСТИ

В ВОДНОЙ СРЕДЕ, включающий вращение емкости, заполнение ее водной средой до придания поверхности последней криволинейной формы, подачу суспензии и воздействие на твердые частицы центробежным полем, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью возможности разделения тонкозернистого материала, подачу водной среды в емкость осуществляют в 5 — 6 .-. кратном объеме по отношению к.объему подаваемой суспензии до появления на криволинейной поверхности водной среды слоя, угловая скорость элементарных слоев которого уменьшается в направлении к свободной поверхности жидкости, при этом суспензию подают на указанный слой.

1192857

Изобретение относится к разделению тонкозернистых (илистых) материалов в центробежном поле по плотности и крупности в водной среде, имеющей плотность ниже плотности всех разде- 5 ляемых компонентов, и может найти применение в горной, химической и строительной промышленности.

Цель изобретения — возможность разделения тонкозернистого материала,10

На фиг. 1 изображен ротор центрифуги, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. i; на фиг 3 — гра-. фик зависимости величины угловой ско-! рости о элементарного слоя жидкости 15 от величины его радиуса Р; на фиг. 4 — график зависимости величины центробежной силы F, действующей на элементарный слой жидкости, от величины его радиуса. 20

Способ осуществляют следующим образом.

Во вращающийся с постоянной угло-вой скоростью ш,ротор 1 (фиг. 1) горизонтальной центрифуги по трубе 2 подают воду в количестве, равном 5

6 — кратному объему обрабатываемой суспензии. Жидкость в объеме ротора 1 приобретает его угловую скорость Ы .

Р

После заполнения ротора водой на поверхности жидкостного цилиндра образуется осесимметричный текущий в осевом направлении слой 3 воды, угловая скорость у элементарных слоев в ко- 35 тором уменьшается (слои отстают) в направлении к свободной поверхности жидкости (фиг. 3). На укаэанный слой по трубе 4 подают обрабатываемую суспензию, при этом отставание поверх- 40 ностных слоев еще больше усиливается. С такой же закономерностью, но в квадратичной зависимости от угловой скорости элементарных слоев, изменяются центробежные силы (Р=жю k) 45

2 приложенные к элементарным слоям. На помещенные в такой слой твердые частицы, вследствие большого давления на частицу со стороны элементарных слоев жидкости с большими угловыми 50 скоростями, будет действовать выталкивающая сила, направленная к оси вращения (в сторону жидкости с меньшими угловыми скоростями). В результате более крупные, но менее плотные 55 частицы минерала уносятся потоком в слив, а более плотные — переходят в осадок.

Изменение концентрации твердого в подаваемой суспензии при прочих равных условиях не оказывает существенного влияния на эффективность разделения. Однако, чтобы избежать стесненных условий разделения материала, концентрация твердого в смеси суспензии с подпитывающей водой не должна превышать 5 — 6. X.

Плотность среды разделения в предлагаемом способе регулируется изменением количества подаваемой воды, количеством оборотов ротора и длиной пути (продолжительность разделения) от точки подачи воды и суспензии до сливного порога.

Наличие в предлагаемом способе эффекта обогащения при разделении тонкозернистых материалов подтверждается результатами следующих опытов.

Разделению подвергали узкие классы материала крупностью (по кварцу)

20 + 10, — 10 + 5 и — 5 мкм, выделенных в восходящем водном потоке (по равнопадаемости) из илистых оловосо-. держащих шламов. Такие материалы традиционными методами обогащения, основанными на скорости падения частиц как в гравитационном, так и центробежном полях, разделяться по плотности не могут. Применение предлагаемого способа для разделения указанных материалов позволило получить тяжелые фракции материала с -содержанием олова в 3 раза большим, чем. в легких фракциях.

Пример . Ротор имеет следующие параметры: диаметры 220 и 135 мм,. длина 220 мм, диаметр сливного порога 120 мм. Скорость вращения 1060, об/мин, расстояние подачи от сливного порога подпитывающей воды 215 мм, суспензии 175 мм. Расход подпитывающей воды 2 л/мин, расход суспензии

0,4 л/мин. Содержание твердого в суспензии 300 г/л. Фактор разделения на поверхности с диаметром, равным диаметру сливного порога, составляет 75.

Толщина аномального слоя на поверхности жидкостного стакана, измеренная трубкой Пито в средней части ротора, составляет 8 — 9 мм. Разделению подвергают класс - 50 мкм золотосодержащей глины. Гранулометрический состав исходного материала и продуктов его разделения приведен в таблице.

1192857

Исходный материал

-50+25 — 25 + 12,5

12,5 + 6,25 — 6,25 + 3,12 — 3,12

Итого

7,10

24,07

24,07

0,09

14,78

20,24

17,23

0,28

0,93

14,95

83,75

19,03

15,85

17,01

40,65

100,0

100,0

100,0

Классы гидравлической крупности по кварцу, мкм

При практически равномерном распределении золота по гидравлическим классам в исходном материале содержание золота в осадке увеличивается более чем в 2 раза. Извлечение эоло20 та в осадок при отвальном содержании его в сливе составляет 78 X. Стенпень сокращения пробы 2 — 3 раза. При этом фильтруемость (водобтдача) материала, перешедшего в осадок, по срав25 нению с исходным материалом увеличива". ется в 30 — 40 раз.

Обработка указанного материала в известном гидроциклоне (ф 50 мм) практически не дает положительного результата. . Количество подпитывающей воды, необходимое для создания аномального слоя на поверхности вращающегося жидкостного цилиндра в роторе центрк-35 фуги, определяют экспериментально.

Оптимальное количество подпитывающей воды для получения наиболее высоких показателей при разделении золотосодержащей глины крупностью — 50 мкм, узких .классов оловосодержащих шпамов крупностью — 20 + 10, — 10 + 5 и — 5 мкм составляет 5 †. 6 кратный объем к объему обрабатываемой суспензии указанных материалов. Уменьше-45 ние количества подпитывающей воды до 4 — кратного объема к объему обрабатываемой суспЕнзии приводит к снижению степени обогащения тонкозернистого материала (осадка) тяжелыми .50 фракциями и засорению этого продукта легкими (мелкими) классами в среднем на 3 — 5 X. Дальнейшее уменьшение подачи количества подпитывакицей воды еще больше ухудшает показатели 55 разделения. При отсутствии подпитывающей воды установка работает как обычная осадительная центрифуга. УвеГранулометрический состав, Ж

Осадок Слив личение количества подаваемой подпитывающей воды приводит, наоборот, к выносу. тяжелых фракций (крупных.частиц) в легкий продукт (слив). Так, при подаче 7 — кратного объема подпитывающей воды извлечение тяжелых фракций в осадок сокращается на 3—

4 Х, а при -10 — кратном объеме подачи подпитывающей воды извлечение тяжелых фракций сокращается уже на

30 — 40 X.

Как показали опыты по обработке предлагаемым способом золотосодержащей глины с содержанием в ней до

70 7 класса — 4 мкм и равномерным распределением золота по классам крупности, эффективность разделения по зерну 6 мкм составила 65 — 70 X.

Выход зернистого материала, по сравнению с гидроциклонами, сократился на 20 %, а содержание в нем ценного компонента увеличилось по сравнению с исходным материалом в 1,8 раза..

При этом значительно улучшились его физико-.химические свойства (обогатимость, водоотдача, фильтруемость), что дает возможность применять к тонкозернистым материалам, идущим в отвал, известные методы обогащения (флотация, орбитальные шлюзы, цианирование) и тем самым вернуть в переработку продукты с содержанием ценных компонентов в количестве !О - 12Х от.исходного содержания в рудах. Известно, что переработка меньшего количества, но более богатого материала дает значительный экономический эффект. Кроме того, сокращение объема материала, идущего на флотацию, в количестве 20 Ж на фабрике производительностью 550 т/ч позволит исключить из технологической схемы

1192857

Я-А

° .з+ с«м.» н зев 4th " г

Фиг.2

ФиаФ

Составитель Е. Камаганова

Техред И.Асталош Корректор А.Обручар

Редактор Н. Тупица

»

Заказ 7203/11 Тираж 542 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.одну флотомашину„,с установленной модностью зщууруигаФелей 30 и

1, икВт ЛЬмймо этого, сократятся расхо «» Ф

1%,;, « л, „у .л,1в ф,: ды на флотореагенты и вспомогательные материалы, воду (360 м /ч) и последующую ее очистку. !