способ гравитационного разделения частиц порошкового материала

Формула изобретения

1. Способ гравитационного разделения частиц порошкового материала, включающий загрузку жидкости и исходного материала на верхнюю часть наклонной рабочей поверхности, на которой размещены препятствия, создание потока пульпы на ней, разделение частиц исходного материала на фракции за счет направленного движения пульпы по рабочей поверхности с использованием продольного и поперечного движения самой поверхности, вывод полученных фракций, отличающийся тем, что разделение частиц исходного материала на фракции ведут в потоке пульпы с уменьшением скорости движения в продольном направлении путем использования для этого препятствий, расположенных по краям рабочей поверхности, и возрастанием скорости поперечного движения пульпы по мере ее приближения к нижнему краю, а вывод полученных фракций осуществляют через отверстия в препятствиях, расположенных по краям рабочей поверхности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зависимости от крупности и минерального состава исходного материала изменяют количество загружаемой жидкости и исходного материала, угол наклона рабочей поверхности к горизонту, расположение, высоту, форму и длину препятствий, а также амплитуду, частоту и ускорение движения рабочей поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разделению твердых материалов с помощью жидкостей и может быть использовано при технологических исследованиях и переработке минерального сырья.

Известен способ гравитационного разделения частиц порошкового материала, включающий загрузку жидкости и исходного материала на рабочую поверхность, на которой размещены препятствия, создание потока пульпы, разделение частиц исходного материала на фракции с использованием движения самой рабочей поверхности с ускорением, вывод полученных фракций (справочник по обогащению руд, т.2, гл.ред. Богданов О.С. М. Недра, 1974, с.68).

Наиболее близким к изобретению является способ гравитационного разделения частиц порошкового материала, включающий загрузку жидкости и исходного материала на верхнюю часть рабочей поверхности, на которой размещены препятствия, создание потока пульпы на ней, разделение частиц исходного материала на фракции за счет направленного движения пульпы по рабочей поверхности с использованием продольного и поперечного движения самой поверхности, характер которого подбирают в зависимости от крупности и минерального состава исходного материала, путем изменения количества загружаемой жидкости и исходного материала, угла наклона рабочей поверхности к горизонту, расположения, высоты, формы, длины препятствий, а так же амплитуды, частоты и ускорения движения рабочей поверхности, вывод полученных фракций (а.с. СССР N 1671351, кл. B 03 B 5/04, 5/06, 1991).

Недостатком известных технических решений (аналога и прототипа) является невысокое качество и производительность способов гравитационного разделения частиц порошкового материала, особенно если крупность частиц материала менее 0,1 мм.

Целью изобретения является повышение качества и производительности разделения по удельному весу частиц порошкового материала.

Цель достигается за счет того, что согласно способу гравитационного разделения частиц порошкового материала, включающему загрузку жидкости и исходного материала на верхнюю часть наклонной рабочей поверхности, на которой размещены препятствия, создание потока пульпы на ней, разделение частиц исходного материала на фракции за счет направленного движения пульпы по рабочей поверхности с использованием продольного и поперечного движения самой поверхности, характер которого подбирают в зависимости от крупности и минерального состава исходного материала, путем изменения количества загружаемой жидкости и исходного материала, угла наклона рабочей поверхности к горизонту, расположения, высоты, формы, длины препятствий, а также амплитуды, частоты и ускорения движения рабочей поверхности, вывод полученных фракций, загрузки жидкости и исходного материала осуществляют в середину верхней части рабочей поверхности, разделение частиц исходного материала на фракции ведут в потоке пульпы с уменьшающейся скоростью движения в продольном направлении путем использования для этого препятствий, расположенных по краям рабочей поверхности, и возрастанием скорости поперечного движения пульпы по мере ее приближения к нижнему краю, а вывод полученных фракций осуществляют через отверстия в препятствиях, расположенных по краям рабочей поверхности.

Сущность данного способа заключается в следующем. В основе способа лежит расслоение частиц пульпы, содержащей исходный материал, вначале под влиянием динамического воздействия на них тонкой струи воды, текущей по наклонной рабочей поверхности, затем сегрегации материала в относительно толстом слое продольного ламинарного потока пульпы, совершающей поперечное возвратно-поступательное движение. После расслоения осуществляется вывод отдельных слоев, содержащих частицы с определенным удельным весом, в накопители за счет возвратно-поступательного продольного и поперечного движения рабочей поверхности с размещенными на ней преградами.

Для осуществления предлагаемого способа используют концентрационный стол с продольным наклоном деки и относительно высокими преградами (рифлями), расположенными по краям деки. Создают продольное и поперечное возвратно-поступательное движение деки. А исходный материал и жидкость подают в верхнюю центральную часть деки. Жидкость, сбегая по наклонной рабочей поверхности деки в продольном направлении, встречает высокие преграды, расположенные по краям нижней части деки, заполняет нижнюю и среднюю часть деки. Движущиеся частицы исходного материала в верхней части деки расслаиваются за счет динамического воздействия на них относительно тонкого слоя потока жидкости; затем в средней части, где уровень жидкости начинает повышаться, скорость продольного потока падает, под воздействием сегрегации происходит дальнейшее расслоение исходного материала в потоке пульпы. Из верхних слоев пульпы в нижние опускаются наиболее тяжелые частицы, при этом из нижних слоев в верхние вытесняются наиболее легкие частицы. Этому процессу способствует возвратно-поступательное движение деки и жидкости. Одновременно с этим процессом в средней части и особенно в нижней части деки происходит процесс вывода из центральных частей деки верхних легких слоев пульпы в поперечном направлении. Последнее происходит вследствие поперечного возвратно-поступательного движения жидкости (особенно ее верхних слоев), нижние слои удерживаются преградами (рифлями), расположенными вдоль деки. Таким образом, происходит разделение исходного материала по удельному весу на фракции. Перемещение пульпы в продольном направлении (под воздействием продольного наклона деки и продольного возвратно-поступательного движения с периодическим резким изменением скорости деки) приводит к сливу в нижнем конце деки в средней части ее тяжелой фракции, по краям легкой.

В случае необходимости разделения исходного материала на большее число фракций по удельному весу исходный материал с жидкостью сливают в накопители пульпы с различных участков нижнего конца деки.

Пример конкретной реализации предложенного способа. Необходимо из руды массой 50 кг и крупностью менее 2 мм выделить тяжелую фракцию, содержащую рудные минералы с удельным весом более 5 г/см³.

В основе устройства, с помощью которого реализуется предложенный способ, лежит концентрационный стол, в котором подача исходного материала и наклон деки к горизонту осуществляются не в поперечном, а в продольном направлении и кроме продольного возвратно-поступательного движения деки производится еще поперечное возвратно-поступательное ее движение.

Берут прямоугольную деку (см. чертеж, длиной 1000 мм, шириной 400 мм, в средней верхней части деки 1 размещают загрузочный лоток 2, а на поверхности деки 1 препятствие (рифли) у лотка 2 сужающиеся направляющие 3, далее продольные рифли 4 (высота 3 мм, расстояние между ними 30 мм). По продольным краям деки 1 располагают преграды 5, 6, а по нижнему краю деки препятствие 7, высота которых 7 мм, с отсекателями пульпы 8, 9. 10. В верхней части деки 1 делают отверстие 11, а к нижней части деки шарнирно прикрепляют снизу тягу 12 механизма поперечного возвратно-поступательного движения (не показан). Деку устанавливают на опору снизу (не показано), верхний конец с помощью отверстия шарнирно соединяют с тягой 13 механизма продольного возвратно-поступательного движения с отрицательным ускорением (не показан). К тяге 12 подсоединяют механизм поперечного возвратно-поступательного движения. Устанавливают наклон деки 1 концентрационного стола (на чертеже механизм установки угла не показан) в продольном направлении к горизонту 1,5^o, высоту отсекателей пульпы 8, 9, 10 над поверхностью деки 1 делают 5 мм, под отсекателями пульпы 8, 9, 10 устанавливают накопители пульпы (не показан). Включают механизмы возвратно-поступательного движения деки 1, устанавливают амплитуду (ход деки) продольного возвратно-поступательного движения 10 мм, частоту 300 кол./мин, а поперечного соответственно 100 мм и 80 кол./мин. В загрузочный лоток 2 подают исходную руду 0,5 т/ч и воду 1,5 м³/ч, После 10 мин работы концентрационного стола пульпу, попавшую в накопитель пульпы, расположенный под отсекателем пульпы 10, извлекают и снова подают в загрузочный лоток 2. В начальный момент работы концентрационного стола, когда еще процесс расслоения пульпы по удельному весу не установился, через отсекатель пульпы 10 в его накопитель поступает концентрат плохого качества.

Пульпа из загрузочного лотка 2 движется относительно тонким слоем равномерно по поверхности деки 1, сбегает вниз как бы по сужающемуся желобу в пределах направляющих 3. Так как верхний конец деки 1 шарнирно закреплен (отверстие 11), то линейная скорость поперечного возвратно-поступательного движения в этой части деки невелика. Расслоение пульпы осуществляется в основном за счет динамического воздействия относительно тонкого по высоте потока. В нижней части сужающихся направляющих 3 верхние слои наиболее легкой части пульпы под воздействием потока жидкости частично переливаются через направляющие 3, основная же масса частиц минералов продолжает двигаться в средней части деки в продольном направлении. Вода заполняет нижнюю и среднюю части деки, уровень воды за счет высоких рифлей 5, 6, 7 и наклона поверхности деки в этих частях ее повышается. Вследствие поперечного возвратно-поступательного движения и непрерывного введения пульпы на деку в верхней части в нижней части происходит переливание воды через отсекатели пульпы 8, 9. Создается ламинарный поток пульпы от верхнего конца деки к нижним углам деки. Пройдя сужающиеся направляющие 3, частицы руды, частично расслоившиеся в верхней части деки, продолжают расслаиваться по удельному весу в средней и нижней части деки за счет ламинарности движения потока и возвратно-поступательного движения потока пульпы и поверхности деки в подвижной суспензии. При этом верхние легкие слои пульпы сносятся в поперечном направлении потоком жидкости, а наиболее тяжелые задерживаются рифлями 4 в средней части деки и за счет инерционного механизма перемещения частиц, расположенных на поверхности деки, перемещаются в сторону нижнего конца.

Таким образом, через отсекатели пульпы 8, 9 в накопители пульпы легкой фракции попадают частицы с удельным весом менее 4 г/см³, а частицы с удельным весом более 4 г/см³ под действием инерционных сил попадают, минуя отсекатель 10, в накопитель пульпы тяжелой фракции.

Использование относительно толстого слоя продольного ламинарного потока, совершающего поперечное возвратно-поступательное движение по деке, в предлагаемом способе вместо тонкого поперечного турбулентного потока в прототипе (концентрационный стол) дает возможность повысить качество выделяемой фракции концентрата, а осуществление подачи пульпы и инерционного движения тяжелой фракции пульпы в одном и том же направлении позволяет повысить производительность концентрационного стола, в основе которого лежит предлагаемый способ. Кроме того, использование относительно толстого слоя пульпы в предлагаемом способе не требует той тщательности в выполнении технических условий, которые необходимы при осуществлении обогащения на обычном концентрационном столе.