способ гравитационного разделения частиц порошкового материала

Формула изобретения

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 за счет направленного движения пульпы на рабочей поверхности и возвратно-поступательного движения самой поверхности, характер которых 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 и длины препятствий, а также амплитуды, частоты и ускорения возвратно-поступательного движения рабочей поверхности, вывод полученных фракций, отличающийся тем, что загрузку жидкости и исходного материала осуществляют в верхний угол рабочей поверхности, наклоненной в продольном и поперечном направлении к горизонту под углами менее 10^o, создают основной ламинарный поток пульпы от верхнего угла рабочей поверхности к ее нижнему углу с использованием препятствий, расположенный по краям рабочей поверхности, а разделение частиц исходного материала осуществляют за счет одновременного поперечного и продольного возвратно-поступательного движения рабочей поверхности с кратковременными резкими отрицательными ускорениями, при этом амплитуда и скорость поперечного возвратно-поступательного движения рабочей поверхности делают с возрастанием по мере продвижения пульпы, а отрицательное ускорение осуществляют при этом движении вверх.

Описание изобретения к патенту

Данное предложение относится к области разделения твердых материалов с помощью жидкостей и может быть использовано при технологических исследованиях и переработке минерального сырья.

Известен способ разделения частиц порошкового материала, включающий загрузку исходного материала на рабочую поверхность, разделение материала под действием движения рабочей поверхности и вывод полученных фракций /а.с. СССР N 1407540, кл. B 03 B 5/04, 1988/.

Наиболее близким по технической сущности к данному предложению является 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 за счет направленного движения пульпы по рабочей поверхности и возвратно-поступательного движения самой поверхности, характер которого подбирается 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 и длины препятствий, а также амплитуды, частоты и ускорения возвратно-поступательного движения рабочей поверхности, вывод полученных фракций /Справочник по обогащению руд, т. 2, гл. ред. Богданов О.С., М., "Недра", 1974, с. 68-77 /прототип//.

Недостатком известных технических решений /аналога и прототипа/ является невысокое качество разделения частиц исходного материала.

Цель предложения - повышение качества разделения частиц порошкового материала по удельному весу. Поставленная 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 за счет направленного движения пульпы по рабочей поверхности и возвратно-поступательного движения самой поверхности, характер которых 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 и длины препятствий, а также амплитуды, частоты и ускорения возвратно-поступательного движения рабочей поверхности, вывод полученных фракций, загрузку жидкости и исходного материала осуществляют в верхний угол рабочей поверхности, наклоненной в продольном и поперечном направлениях к горизонту под углом менее 10^o, создают основной ламинарный поток пульпы от верхнего угла рабочей поверхности к ее нижнему углу с использованием препятствий, расположенных по краям рабочей поверхности, а разделение частиц исходного материала осуществляют за счет одновременного поперечного и продольного возвратно-поступательного движения рабочей поверхности с кратковременными резкими отрицательными ускорениями, при этом амплитуду и скорость поперечного возвратно-поступательного движения рабочей поверхности делают с возрастанием по мере продвижения пульпы, а отрицательное ускорение осуществляют при этом движении вверх.

Сущность данного способа заключается в следующем.

В основе способа лежит расслоение частиц пульпы, загружаемой в верхнюю часть наклонной рабочей поверхности, вначале под влиянием динамического воздействия на частицы тонкой струи жидкости, а затем в относительно толстом слое жидкости за счет сегрегации в ламинарном потоке под воздействуем поперечного и продольного возвратно-поступательного движения рабочей поверхности с кратковременными ускорениями и последующее отделение слоев пульпы и выведение их с поверхности: верхних слоев, содержащих частицы с относительно малым удельным весом, в нижний угол рабочей поверхности с помощью направленного потока жидкости в эту сторону и поперечного возвратно-поступательного ее движения, а нижних слоев, содержащих частицы с большим удельным весом, в верхний угол нижней части рабочей поверхности за счет воздействия на них инерционных сил, возникающих в результате кратковременного резкого отрицательного ускорения рабочей поверхности, движущейся в поперечном направлении вверх, а в продольном направлении вниз.

Пример конкретной реализации предложенного способа.

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

В основе устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, может лежать концентрационный стол, который совершает кроме продольного возвратно-поступательного движения деки с редким отрицательным ускорением, еще и поперечное возвратно-поступательное движение с резким отрицательным ускорением деки. При этом подача исходного материала и основной наклон деки осуществляют не в поперечном, а продольном направлении.

Берут трапецеидальную деку 1 /см. чертеж/, длина 700 мм, ширина от 100 до 200 мм, а в верхней части деки 1 размещают загрузочный лоток 2. У лотка 2 в продольном направлении размещают на поверхности деки 1 направляющие пульпу препятствия /рифли/ 3, образующие сужающийся желоб длиной 250 мм, высотой стенок - препятствий 3 - 7 мм. Кроме этих препятствий на поверхности деки 1 размещают продольные препятствия через 30 мм /рифли/ 4 высотой 3 мм, которые отстоят от нижнего края деки 1 на расстоянии 80 мм, и препятствия 5 такой же высоты, но упирающиеся в нижний край деки 1, а также высокие препятствия 6, 7 и 8 /15 мм/ по краям деки 1 с отсекателями пульпы 9, 10 и 11, через которые переливается пульпа. Вблизи загрузочного лотка 2 закрепляют к деке 1 тягу 12 продольного механизма /на фиг. 1 он не показан/ возвратно-поступательного движения, а к нижней части деки 1 тягу 13 механизма поперечного возвратно-поступательного движения /на чертеже он не показан/, которые имеют отверстия 14 и 15. Деку 1 устанавливают на подвижные опоры снизу, тягу механизма продольного возвратно-поступательного движения /он не показан/ подсоединяют шарнирно к отверстию 14 тяги 12, а тягу механизм поперечного возвратно-поступательного движения /он не показан/ к отверстию 15 тяги 13. Устанавливают продольный наклон деки 1 к горизонту 2^o, поперечный 1^o /механизмы установки этих углов изготовленного концентрационного стола на чертеже не показаны, они известны/. Устанавливают от поверхности деки 1 отсекатели но уровне для 9-2 мм, 10-3, 11-4 мм. Включают механизм возвратно-поступательного движения деки 1, устанавливают ход деки 1 возвратно-поступательного движения в продольном направлении /амплитуду/ 10 мм, частоту 100 кол/мин, отрицательное ускорение при движении вниз, а в поперечном направлении амплитуду 40 мм, частоту 50 кол/мин, отрицательное ускорение при поперечном движении вверх. В загрузочный лоток 2 подают исходную руду О,Щ Т/яас и 0,8 м³/час воды. Пульпа, двигаясь в продольном направлении по сужающемуся желобу, образованному препятствием 3, расслаивается - в нижних слоях сосредотачиваются частицы с большим удельным весом, которые, взаимодействуя с поверхностью деки 1, под влиянием инерционных сил, появляющихся за счет резкого отрицательного ускорения деки 1, смещаются к верхнему краю деки, одновременно двигаются в продольном направлении под действием продольного возвратно-поступательного движения деки 1 и движения жидкости. Верхние слои смываются жидкостью за счет ее возвратно-поступательного поперечного движения и направленного ее движения вниз, в сторону нижнего угла деки 1, к отсекателю пульпы 11. За счет относительно высоких препятствий /рифлей/, расположенных по краям деки 1, 6, 7 и 8, жидкость заполняет деку до определенного уровня, частицы в этом случае двигаются в относительно толстом слое жидкости в ламинарном потоке, отсутствие перемешивания слоев позволяет осуществлять дальнейшее расслоение частиц по удельному весу за счет сегрегации, которая происходит в результате резких поперечных и продольных движений деки 1. Более тяжелые частицы, находящиеся у поверхности деки 1, с помощью продольных относительно невысоких рифлей 4 и 5 направляются в продольном направлении к разгрузочному концу деки. Рифли 4 и 5 препятствуют перемещению частиц с относительно большим удельным весом в поперечном направлении. Короткие рифли 4 позволяют собирать к отсекателям пульпы 9 и 10 частицы определенного класса с большой поверхности деки за счет отсутствия их разгрузочного конца деки 1. А рифли 5, упирающиеся в краевую высокую рифлю 8, позволяют выделять различные фракции, отличающиеся по удельному весу частиц, которые вместе с жидкостью переливаются через отсекатели 9, 10 и 11, накапливаются в процессе работы концентрационного стола в накопителях пульпы каждой фракции.

Таким образом за счет создания более благоприятных условий для расслоения частиц исходного материала в пульпе на деке концентрационного стола /расслоение частиц происходит не только в тонком слое жидкости под действием динамических сил, но и сегрегации в толстом слое ламинарного потока жидкости/, а также использования эффективного механизма разделения слоев пульпы /движения нижних слоев под действием инерционных сил вверх за счет поперечного возвратно-поступательного движения деки с отрицательным ускорением, а верхних слоев - вниз за счет направленного движения жидкости в нижний угол разгрузочного конца деки и ее поперечного возвратно-поступательного движения/ получают более высокое качество разделения частиц исходного материала по удельному весу, чем у прототипа. К тому же увеличивается удельная производительность за счет использования поверхности деки меньшей площади. Это происходит вследствие использования вместо турбулентного потока в поперечном направлении, ламинарного потока в продольном.