Центробежный аппарат для обогащения полезных ископаемых

Центробежный аппарат для обогащения полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к аат. свид-ву (22) Заявлено 10.10. 80 (21) 2991845/23-26 (51) М. Кд.з

В 04 С 5/16

В 03 В 5/34 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.09.82.Бюллетень № 33 (53) УДК 621. 928. 37 (088.8) Дата опубликования описания 07 09.82 (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Расторгуев, E.Ï. Михальченк и М.А. Марковски

JT. Гриц уева ,4

Всесоюзный научно-исследовательский ийститут нерудных строительных материалови гидромеханизации (71) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности каолина, и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности.

При обогащении полезных ископаемых, особенно каолина, для получения качественного каолинового концентрата при минимальных потерях каолина с песками необходимо создание устойчивого режима работы гидроциклона, который обеспечивается равномерностью подачи массового и объемного количества исходного питания с незначительным колебанием фракций различной крупности при поддержании постоянства степени сгущения песков, разгружающихся через песковую насадК JJ °

Известен центробежный аппарат, содержащий корпус с входным, сливным и песковым патрубками, диффузор (1) .

Недостаток устройства — малая 25 эффективность разделения,- обусловленная турбулентностью встречных струй,.выходящих из диффузора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо- 30 му результату является аппарат, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой насадкой (2).

В данном устройстве тяжелые фракции отделяются в отдельную камеру, что позволяет в некоторой степени ограничить попадание крупных фракций в слив. Однако при обогащении каоли» на ввиду близкого значения удель:<ого веса разделяемых частиц присутствие крупных частиц в сливе не исключается. Основным недостатком такого устройства является невозможность создания высокой степени сгущения песков и стабильности процесса сгущения тяжелой фракции, наличие резких перепадов давления в камерах, что нарушает гидродинамику потоков и приводит к колебаниям качества получаемых продуктов.

Целью изобретения является новышение эффективности разделения материалов путем предотвращения попадания в слив крупных частиц с близкими значениями удельных весов.

Цель достигается тем, что в центробежном аппарате, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой на95á029 садкой и перепускное устройство, последнее снабжено диафрагмой с поперечными разгрузочными окнами, отражательным эхраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные отверстия и перепускной патрубок. 5

Целесообразно отражательный экран устанавливать под углом d. к диафрагме, равным 15-90, а сечение перепускного патрубка должно составлять 0,50,75 сечения песковой насадки. 1Q

Предпочтительно, чтобы разгрузочные окна были выполнены на поверхности диафрагмы и имели размер, равный 1,5-4 диаметра песковой насадки.

Перегрузочная диафрагма и стража- 35 тельный экран выполнены коническими таким образом, что конус одного йереходит в раструб другого.

Такое исполнение позволило создать устойчивый режим движения нисходящего потока, устранить вредное влияние воздушного столба на процесс дообогащения песков в нижней части аппарата, ограничить влияние восходящих потоков на нисходящий слой песков при движении их по конической поверхности к перепускной камере. Перераспределение объемных количеств потоков в нижней части конуса центробежного аппарата позволило выделить из нисходящего слоя песков тонкую фракцию каолина в восходящий поток, как через поперечные разгрузочные окна, так и через дренажные отверстия в стабилизаторе в перепускной патрубок. Выполнение разгрузочных окон по периметру перегрузочной камеры перпендикулярно к ее образующей позволило направить сгущенные пески радиально к поверхности перегрузочной камеры, что спо-. 40 собствует качественному формированию песков в песковой насадке и выделению тонкой фракции каолина из них в восходящий поток как перед входом их в перегрузочную камеру, так и. через перепускной патрубок. Установка стабилизатора на отражательном экране способствует устойчивому форглированию воздушного столба относительно оси отверстия сливного патрубка, уменьшает пульсацию воздушного столба внутри аппарата, а каплевидная или тороидальная форма торцовой поверхности стабилизатора,придала ей обтекаемость и улучшила гидродинамические процессы на границе раздела и формирования восходящего и нисходящего потоков, Кроме того, следуез отметить положительный эффект. отражательного экрана в совокупности со стабилизатором по предотв- 6О ращению попадания крупных фракций частиц в слив аппарата в процессе перераспределения частиц из нисходящего потока в восходящий в совокупности взаимодействия перераспреде- 65 ления потоков в разгрузочные окна перегрузочной диафрагмы и угла наклона отражательного экрана.

Разгрузочные окна в перегрузочной камере выполнены на ее поверхности под углом 20-90 к образующей из условия соответствия работы гидроциклона при разных давлениях. При малых напорах 0,05-0,07 МПа на входе траектория спирали движения песков крутая и с большим шагбм между витками спирали, в этом случае для уменьшения сопротивления разгрузке песг. ков через разгрузочные окна угол выбирается близким к перпендикулярному к образующей минимальньм, а именно 20О. При больших напорах (от

3,0 МПа и выше) спираль становится пологой, шаг между витками становится малым, из этого же условия — уменьшение сопротивления разгрузке песков, угол выбирается к образующей максимальным и равным 90

Размер разгрузочных окон в перегрузочной диафрагме равен 1,5-4 диаметра пескового отверстия потому, что нижний предел (1,5) выбран из условия исключения забивки отверстий окон песками, т.е. крупности песков, а верхний предел (4) выбран из того условия, что дальнейшее увеличение размера приводит к отсутствию явления первичного (предварительного) концентрирования (перед песковой насадкой) песков и увеличе— нию нагрузки на работу перепускного отверстия. Угол между перегрузочной диафрагмой и отражательным экраном составляет 15-90 . Нижний предел (15О) выбран из того условия, что дальнейшее уменьшение угла делает размеры по высоте диафрагмы и экраны протяженными и приводит к увеличению общей высоты гидроциклона и вследствие этого увеличение сопротивления, а верхний предел (90 ) из условия возможности создания сопротивления, достаточного для перераспределения частиц в перепускном устройстве.

Живое сечение перепускного патрубка составляет 0,5-0,75 живого сечения песковой насадки. Нижний предел (O,5) выбран из условия исключения забивки отверстия волокнйстыми вклю- чениями, присутствующими в каолиновой суспензии, и обеспечения беспрепятственного прохождения тонкого материала в общий слив, а верхний предел (0,75) выбран из условия ограничения влияния воздушного столба в песковой насадке на разгрузку песков.

На фиг. 1 показан центробежный аппарат, общий вид;, на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3

W-образная чаша, общий вид.

956029

Производительность аппарата

Содержание фракций, мкм,оо

Концентрация продук та, Ъ

ИзвлеВыПример, Продукт

Р чение каолина в концентрат, 5 ход продук та, %

Примеч ание м /ч т/ч

-56 +56

23,48 8,845 18,31 99,6 О, 40 93,24 96,3

Испытания проводили в известном аппарате о

Площадь разгрузочных окон 226 мм равна 2 площадям песковой насадки (Ф 12 ьр )

Испытания проводили в известном аппарате

1. Слив

3,73

0,576 0,351 44,5 53,28 46,72 6,76

Пески

24,056 5,196 19,08 96,44

23,48 4,88 18,44 99,58

3,56 100,03 100,03

0,42 96,48 98676

Исходное

2. Слив

0,17 0 178 3 52 1,16

Пески

Исходное

23,65 5,058 18,82 97,28 2,78 100,00 99,92

95,29

24,54 5 06 18,31 99,60 0,40

3. Слив

97,55

Пески

53i42 43i27 5бк73 4ю71 2r09

0,32 0,25

5,31 19,08 97,29

5,104 . 18к44 99,61

Исходное

4. Слив

99,74

99,05

2,71 100,0

0,39 96,37

24,86

24, 54

Площадь раз.грузочных окон 340 мм равна 3 площадям песковой насадки (ф12 мм) Пески

0,194 0,192 62,66 26,67 73,3

3,63 1,00

Исходное 24,734 5,296 19,08 96,91 3,09 100,0 100,05

Центробежный аппарат состоит из цилиндроконического корпуса 1, входного 2 и сливного 3 патрубков, перепускного устройства 4 с вмонтированными в него перегрузочной диафрагмой 5 с поперечными разгрузочными окнами 6, выполненными перпендикулярно или под углом к образующей, отражательного экрана 7, сопряженного со стабилизатором 8, имеющим дренажные отверстия 9 и перепускной пат- 10 рубок 10, и песковой насадки 11.

Поперечный размер и ширина разгрузочных окон б выполняется 1,5-4 живого сечения отверстия песковой насадки 11. !5

Угол наклона отражательного экра- на.-7 и перегрузочной диафрагмы 5 вы1 бирается в зависимости от физикомеханических характеристик и свойств исхЬдного материала и находится в 2р пределах 15-90, а диаметр перепускного патрубка 10 установлен 0,5-0,75 диаметра песковой насадки 11.

Центробежный аппарат работает следующим образом. 25

Подача исходного материала, подлежащего разделению, производится через тангенциальный входной патрубок 2. При закручивании потока в корпусе центробежного аппарата происходит расслоение частиц в центробежном поле. Более крупные частицы

l концентрируются у стенки аппарата и, снижаясь, идут с частью средних и мелких песков по направлению к перепускному устройству 4, где происходит перераспределение частиц уже в самом нисходящем потоке сконцентрированных песков, из которых тонкие фракции частиц каолина дополнительно выделяются в восходящий поток. Отражаясь и перераспределяясь, крупные пески сосредотачиваются на поверхности разгрузочной диафрагмы 5, двигаясь к разгрузочным окнам б, и разгружаются радиально к поверхности перепускного устройства 4, в котором пески более уплотняются, в процессе чего жидкая фаза вместе с каолином выделяется (т.е. происходит дообогащение песков) и направляется через перепускной патрубок 10 и стабилизатор 8 в восходящий поток аппарата.

Таким образом, снабжение центробежного аппарата перепускным устройством 4 с вмонтированйыми в него диафрагмой, отражательным экраном и стабилизатором в совокупности позволило повысить эффективность разделения материалов, независимо от изменений в качестйенно-количественном составе питания.

Результаты испытаний предложенного устройства сведены в таблицу.

956029

ВНИИПИ Заказ 6883/8 Тираж,619 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Результаты испытаний показывают, что центробежный аппарат, снабженный перепускным устройством, позволяет получить более высокую степень сгущения песков в сравнении с обычным сгущением на 9,24% и на 19,14%, за счет чего пески были получены более чистыми на 16,57% и 21,14%; сливы по содержанию механических примесей были примерно одинаковыми и удовлетворяли требованиям соответствующего ГОСТ, по которому содержание фракции — 0,056 мм должно быть меньше 0,6% (в предложенном устройстве - 0,39-0,42)%); за счет повышения степени сгущения извлечения каолина в концентрат повысилось на

1,5,-2,46t.

Использование устройства позволяет повысить извлечение каолина в концентрат в среднем на 1,5-2Ъ, что при годовом выпуске каолина мокрого обогащения в 250 тыс.т составит экономический эффект 230-270 руб. на один аппарат, а в масштабе использования аппаратов в количестве до 4000 шт. в год эффект составит

1 млн, руб.

Формула изобретения1. Центробежный аппарат для ббогащения полезных ископаемых, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой насадкой и перепускное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения материалов путем предотвращения попадания в слив крупных частиц с близкими значениями удельных весов, перепускное устройство снабжено. диафрагмой с поперечными

10 разгрузочными окнами, отражательным экраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные отверстия и перепускной патрубок °

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а 5 ю шийся тем, что отражательный экран установлен под углом d. к диафрагме, равным 15-90, а сечение перепускного патрубка составляет 0,50,75 сечения песковой насадки. ъ > 3. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что разгрузочные окна выполнены на поверхности диафрагмы и имеют размер, равный 1,54 диаметра песковой насадки.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 2735547, кл. 209-211, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 435856, кл. В.04 С 5/14, 1972.