тяжелосредный сепаратор

Формула изобретения

1. ТЯЖЕЛОСРЕДНЫЙ СЕПАРАТОР, включающий разделительную ванну, приспособления для ввода суспензии, подачи питания и разгрузки легкого и тяжелого продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта, он снабжен дополнительным приспособлением для ввода суспензии, установленным под приспособлением для подачи питания, и преобразователем потока, выполненным с возможностью изменения угла наклона, при этом приспособление для подачи питания выполнено в виде лотка с зигзагообразной кромкой, а приспособление для выгрузки тяжелого продукта выполнено с электромагнитным затвором.

2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен датчиком уровня тяжелого продукта, присоединенным посредством системы рычагов к приспособлению для разгрузки легкого продукта, при этом последнее связанов посредством электрической схемы с электромагнитным затвором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых в минеральных суспензиях для разделения по плотности углей, сланцев, руд черных и цветных металлов и может быть использовано на горнообогатительных предприятиях.

Известен сепаратор для обогащения мелких классов полезных ископаемых в тяжелых суспензиях, включающий ванну кольцеобразной формы переменного сечения по высоте сита для отделения кондиционной суспензии от легкой фракции обогащаемого материала, который выгружается через дугообразный сливной порог [1] .

Недостатком этого сепаратора является недостаточно качественное разделение ширококлассифицированного материала.

Известен тяжелосредний сепаратор автоматический, включающий ванну с каналами сброса магнетитовой суспензии и тяжелых фракций, регулятор разгрузки тяжелых фракций и сброса магнетитовой суспензии, он также снабжен электромагнитными датчиками уровня тяжелых фракций, системой управления, каналом подпитки [2] .

В сепараторе тяжелые фракции, накапливаясь в нижней части ванны, достигают уровня установки датчика, при этом подается соответствующий сигнал в систему управления. Система воздействует на разгрузчики, установленные на каналах. При этом образуется вязкие магнитные пробки, изменяющие производительность разгрузки тяжелых фракций.

Недостатком описанного сепаратора является низкое качество разделения ширококлассифицированного материала, ввиду того, что вязкие магнитные пробки сказывают неодинаковое воздействие на различные по крупности куски материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является тяжелосредний сепаратор, включающий разделительную ванну, на которой установлен механизм разгрузки легкого продукта. К нижней части ванны наклонно под углом присоединен выводной патрубок тяжелого продукта, состоящий из перфорированного участка, заключенного в кожух с отверстием для вывода суспензии, а к нижней выводного патрубка присоединен патрубок переменного сечения, на котором установлен разгрузчик тяжелого продукта, выполненного в виде секторного затвора. В нижней части ванны устанавливается датчик уровня потонувшего продукта [3] .

Сепаратор работает следующим образом. Выводной патрубок заполняют тяжелым продуктом до уровня, контролируемого датчиком. Ванну заполняют суспензией и одновременно подают исходный материал, который разделяется на легкий и тяжелый продукты. Легкий продукт разгружается разгрузчиком, а тяжелый продукт попадает в выводной патрубок совместно с суспензией, которая отделяется в перфорированном патрубке. Затем тяжелая фракция поступает на разгрузчик, изменяющий выходное сечение выводного патрубка.

При обогащении ширококлассифицированного материала в зоне разгрузки зерна за счет трения сцепляются между собой. Этому способствует наличие глинистой компоненты. В сепараторе разгрузка тяжелой фракции производится шибером, выполненным в виде секторного затвора, который не обеспечивает равномерность, так как крупные куски зернистого материала заклинивают выходное отверстие патрубка.

Недостатком вышеописанного сепаратора является то, что при работе сепаратора на ширококлассифицированном материале невозможно добиться стабильности уровня суспензии. Это приводит к перемешиванию разделенных фракций и взаимному засорению продуктов обогащения, что не позволяет достичь высокого качества разделения.

Целью изобретения является повышение качества готового продукта за счет оптимизации условий разделения, а также регулирования процесса выгрузки тяжелых продуктов.

Достигается это тем, что в тяжелосреднем сепараторе, включающем разделительную ванну, устройство для ввода суспензии, приспособления для разгрузки легкого и тяжелого продуктов, в разделительной ванне в зоне загрузки установлен наклонный лоток с зигзагообразной кромкой, а под лотком размещены дополнительное устройство для ввода суспензии в ванну и преобразователь потока, выполненный с возможностью изменения угла наклона, в свою очередь на приспособлении для выгрузки тяжелого продукта установлен электромагнитный затвор, при этом сепаратор снабжен установленным в зоне разгрузки разделительной ванны датчиком уровня тяжелых продуктов, который посредством системы рычагов присоединен к приспособлению для выгрузки легких продуктов, в свою очередь приспособления для выгрузки легкого продукта подключено к электромагнитному затвору посредством электрической схемы.

Сущность изобретения и его отличительные (от прототипа) признаки заключаются в следующем. В заявляемом тяжелосреднем сепараторе отличительными признаками (от прототипа) являются:

1. Установление в разделительной ванне в зоне загрузки наклонного лотка с зигзагообразной кромкой;

2. Размещение под наклонным лотком преобразователя потока с возможностью изменения угла наклона;

3. Установление дополнительного устройства для вввода суспензии под наклонным лотком;

4. Размещение на приспособлении для выгрузки тяжелого продукта электромагнитного затвора;

5. Установления в зоне разгрузки разделительной ванны датчика уровня тяжелого продукта;

6. Присоединение посредством системы рычагов датчика уровня тяжелого продукта к приспособлению для выгрузки легкого продукта;

7. Присоединение приспособления для выгрузки легкого продукта к электромагнитному затвору посредством электрической схемы.

Все выше перечисленные признаки являются отличительными (от прототипа) признаками и предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Заявляемое решение имеет существенное отличие в следующем:

1. Установление в разделительной ванне в зоне загрузки наклонного лотка с зигзагообразной кромкой обеспечивает разрыхление исходного зернистого материала, при этом зерна материала разрыхляются настолько, что разгружаются механические взаимосвязи, способствующие отделению зерен друг от друга, где образуется зона турбулизации.

2. Размещение под наклонным лотком преобразователя потока позволяет преобразовать через дополнительное устройство вводимую суспензию в мелкотурбулентные потоки, способствующие разрыхлению поступающего материала, за зоной турбулизации образуется зона разделения, которая представлена большим объемом мелкотурбулентных потоков и занимает большую часть объема разделительной ванны. Угол наклона преобразователя потока изменяется в зависимости от категории обогатимости исходного материала, при легкой обогатимости материала масштаб турбулизации уменьшается, а при трудной (сверх трудной) обогатимости масштаб турбулизации увеличивается.

Размещение электромагнитного затвора на приспособлении для выгрузки тяжелого продукта позволяет предотвратить истечение суспензии через пространство между зернами материала. При этом образуется вязкая магнитная пробка, через которую зерна свободно проходят, в то время как суспензия удерживается.

Благодаря наличию электромагнитного затвора расход суспензии не зависит от крупности кусков материала, что позволяет обогащать ширококлассифицированный материал.

Наличие датчика уровня тяжелых продуктов в зоне разгрузки разделительной ванны позволяет при различном содержании тяжелых продуктов в исходном материале регулировать скорость удаления и объем тяжелого продукта. Взаимосвязь датчика уровня с гребковым механизмом для выгрузки легких продуктов способствует уплотнению породной фракции в породной шахте и постоянству объема разделительной ванны. Электромагнитный затвор позволяет ускорить время истечения скопившейся тяжелой фракции из породной шахты, при этом изменяется структура межканального пространства суспензии.

На основании проведенных авторами исследований выбрана оптимальная производительность сепаратора по исходному материалу (руде) - 80 т/ч. Выход концентрата и хвостов соответственно составил 92,5 и 7,5% . Содержание железа в исходном материале (руде) 32,3% Содержание железа в концентрате 34,5% Содержание железа в хвостах 4,7% Извлечение железа в концентрат 98,8% Потери железа с хвос- тами обогащения 1,2% Эффективность разделения составила Ер_m = 30 кг/м³ при производительности 80 т/ч.

В табл. 1 приведен гранулометрический анализ исходного материала (руды)

В табл. 2 показан фракционный состав продуктов разделения в тяжелосреднем сепараторе.

Таким образом, проведенный анализ существенных отличительных признаков доказывает, что заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого тяжелосреднего сепаратора, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Тяжелосредний сепаратор содержит корпус с разделительной ванной 1, устройство для подачи кондиционной суспензии 2, выполненное в виде патрубка, в верхней части разделительной ванны 1 установлен наклонный лоток с зигзагообразной кромкой 3 с устройством для регулирования угла наклона 4, под наклонным лотком 3 размещены дополнительное устройство 5 (в виде патрубка) для подачи кондиционной суспензии в ванну и преобразователь потока 6 с возможностью регулирования угла наклона, в верхней части корпуса 1 расположено приспособление для выгрузки легких продуктов 7, выполненное в виде гребкового механизма, ниже размещены концентратный порог для съема легкого продукта 8, щелевидное сито для дренажа суспензии 9 и патрубок сброса кондиционной суспензии 10, в нижней части разделительной ванны 1 в зоне разгрузки установлены датчики уровня тяжелых продуктов 11, датчик уровня 11 непосредственно соединен через систему рычагов с приспособлением для выгрузки легкого продукта (гребковый механизм) 7, который посредством электрической схемы 12 подключен к электромагнитному затвору 13, приспособление для выгрузки тяжелых продуктов, в состав которого входит породная шахта 14, шпальтовое сито 15 для дренажа суспензий из породной шахты 14, кожух для сброса суспензии из породной части 16, патрубок 17 для слива суспензии из породной части, разгрузчик тяжелых продуктов 18 расположен в нижней части приспособления для выгрузки тяжелых продуктов.

Работа тяжелосреднего сепаратора осуществляется следующим образом.

Исходный продукт подается в наклонный лоток 3, сталкиваясь с горизонтальным потоком кондиционной суспензии, подаваемой через патрубок 2, и перемещается по лотку 3 по зигзагообразной кромке, которая способствует разрыхлению материала, при этом образуется зона турбулизации, способствующая отделению зерен друг от друга по плотности. Вводимая в разделительную ванну 1 кондиционная суспензия через дополнительное устройство (патрубок) 5 преобразуется в мелкотурбулентные потоки преобразователем потока 6, который, меняя угол наклона, позволяет изменять степень турбулизации потока. За зоной турбулизации образуется зона разделения, которая занимает большую часть объема разделительной ванны 1 и представляет собой большой объем мелкотурбулентных потоков. Освобожденные от взаимосвязей зерна продукта поступают в зону разделения, где легкие продукты всплывают и перемещаются в зону разгрузки к концентратному порогу 8 для съема легкой фракции. Легкий продукт удаляется с помощью гребкового механизма разгрузки легкого продукта 7. Сброс суспензии с легкого продукта осуществляется на щелевидном сите 9 через патрубок 10. Тяжелый продукт поступает в породную шахту 14, расположенную в нижней части разделительной ванны 1 в зоне разгрузки. При накоплении тяжелого продукта и достижении верхней границы действия датчика уровня тяжелых продуктов 11 увеличивается сопротивление породной фракции, происходит включение посредством электрической схемы 12 электромагнитного затвора 13, осуществляется выгрузка породной фракции. Датчики уровня тяжелых продуктов 11 через систему рычагов получает движение от гребкового механизма и совершает возвратно-поступательное движение, это исключает заваливание датчика уровня 11, обеспечивая его работоспособность.

При увеличении объема породной фракции датчик уровня тяжелых продуктов 11 через систему рычагов затормаживает вращение гребкового механизма 7 до полной его остановки, в том случае, когда электромагнитный затвор 13 включен, происходит разгрузка легкого и тяжелого продуктов. Тяжелый продукт вместе с суспензией поступает в породную шахту 14, сброс суспензии с тяжелого продукта осуществляется в кожухе 16, а затем суспензия сливается через патрубок 17, разгрузка тяжелого продукта обеспечивается разгрузчиком тяжелого продукта 18, который может быть выполнен роторным и может быть установлен так, что будет выполнять функцию порога на выходе из породной шахты 14, при этом тяжелый продукт удерживается и может разгружаться только при вращении ротора. Выделенный тяжелый продукт поступает на отмывку и складирование.

Предлагаемый тяжелосредний сепаратор по сравнению с прототипом позволяет получить готовый продукт высокого качества при возможности разделения ширококлассифицированного материала за счет оптимизации условий разделения материала. (56) Авторское свидетельство СССР N 232162, кл. В 03 В 11/00, 1969.

Авторское свидетельство СССP N 1613166, кл. В 03 В 13/00, 1990.

Авторское свидетельство СССР N 1176949, кл. В 03 В 5/30, 1985.