способ и устройство для мокрого разделения тонкоизмельченных материалов по плотности с помощью создания сплошной среды

Формула изобретения

1. Способ мокрого разделения тонкоизмельченных материалов по плотности с помощью создания сплошной среды, включающий придание движения исходному материалу, создание закрученных потоков в толще тяжелой среды, разделение над тяжелой средой в камере обогащения, установленной с возможностью вращательных колебаний, вынос на слив легких частиц, отличающийся тем, что осуществляют потопление разделяемого материала в верхних слоях тяжелой среды, движение камеры обогащения осуществляют в виде совмещенных вращательных колебаний сразу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, воздействуют восходящим потоком жидкости сразу из нескольких патрубков, направленных на коническую поверхность камеры обогащения и установленных в толще тяжелой среды, создают в толще тяжелой среды взаимоувязанные ветви сплошной среды, где каждая ветвь сплошной среды состоит из независимого закрученного потока из взвеси достаточно тяжелых частичек и частичек разделяемого твердого материала, причем частички разделяемого материала и смешиваемые с ним достаточно тяжелые частички являются составной частью ветви сплошной среды и имеют крупность, зависящую от момента импульса или от плотности, разделяют частички за счет выноса на слив недостаточно тяжелых частичек, попавших в толщу такой ветви сплошной среды, создают процесс обогащения в виде вовлечения в кругооборот уже разделенных достаточно тяжелых частичек тяжелой среды и тяжелых частичек разделяемого материала, образуют концентрат за счет накопления и обвала наиболее тяжелой фракции.

2. Устройство для мокрого разделения тонко измельченных материалов по плотности, содержащее лоток с уклоном в сторону разгрузки со сливным порогом и с разгрузочным отверстием в днище под коническим углублением и патрубками для подачи воды, установленные в стенках лотка патрубки водоподгонки, привод качания в виде подвижной плиты, подвеску лотка, тяжелую среду с возможностью движения как элемент устройства, отличающееся тем, что лоток имеет навесное приспособление для потопления разделяемого материала, патрубки для подачи воды в толще разделяемого материала, направленные на коническую поверхность лотка, сливную трубу по центру, тяжелая среда имеет в своей толще взаимоувязанные ветви сплошной среды из взвешенных достаточно тяжелых частичек и частичек разделяемого материала, являющихся составной частью ветви сплошной среды, приводная плита установлена с возможностью вращательных колебаний сразу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Описание изобретения к патенту

Способ и устройство относятся к области мокрого разделения тонкоизмельченных руд и предназначены для эффективного извлечения благородных металлов из лежалых хвостов, получения качественных концентратов из руд цветных и черных металлов, а также для обогащения неметаллических руд, например для извлечения золота, серебра и платиноидов в схемах действующих обогатительных фабрик.

Известен способ селективного разделения тяжелых минералов и металлов и устройство для его осуществления, патент РФ 2123386, включающий разделение по разной скорости осадки в поле гравитационных сил, воздействие восходящим потоком жидкости, придание движения исходному материалу, отличающийся тем, что разделение по разной скорости осаждения осуществляют над разрыхленной тяжелой средой, движение и перемешивание осуществляют на плите подвижной основы в непараллельных плоскостях вокруг вертикальной оси. Этот аналог является наиболее близким техническим решением для заявляемого способа.

Общими признаками являются: придание движения исходному материалу, воздействие восходящим потоком жидкости, разделение над разрыхленной тяжелой средой в камере обогащения, установленной с возможностью движения.

Недостаток: разделение по разной скорости осадки является малопроизводительным способом, разрыхленная тяжелая среда не рассматривается как сплошная среда, нет принудительного разделения в сплошной среде, нет принудительного потопления в верхних слоях разделяемого материала, нет специального расположения патрубков для подачи разрыхляющей воды для создания закрученного потока в толще тяжелой среды и нет достаточного их количества, нет принудительного движения камеры обогащения в виде совмещенного вращения сразу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Известно устройство для селективного разделения тяжелых минералов и металлов, патент РФ 2123386, содержащее лоток с уклоном в сторону разгрузки со сливным порогом и с разгрузочным отверстием в днище под коническим углублением, установленные в стенках лотка патрубки водоподгонки, привод качания в виде подвижной плиты, подвеску из стальных полос с регулируемым резьбовым соединением, разрыхленную тяжелую среду с возможностью движения как элемент устройства. Этот аналог является наиболее близким техническим решением заявляемому устройству.

Известно твердое тело как часть жидкости, газета "Наука в Сибири", 34, 1999. В. Старовойтов "В зеркале цифр и уравнений".

Известно, что прилагаемое ускорение как бы укрупняет зерна минералов, причем чем они тоньше, тем этот эффект выше. "Горный журнал", 4, 1997, А.В. Богданович "Разделение минеральных частиц в центробежных полях".

Известно уравнение общего случая для сплошных сред Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэнде "Фейнмановские лекции по физике", т. 7 /Физика сплошных сред/. - М. , 1977, с. 259. В частных случаях это или диффузионное уравнение, или теорема Гельмгольца, в любом случае имеет тот же физический смысл: сохранение момента импульса для реальной жидкой среды.

Известны ниспадающие потоки вертикального массопереноса. В.В. Кармазин и др. "Новые методы извлечения мелкого золота при отработке россыпных и техногенных месторождений". Горный журнал, N 5, 1999.

Заявляемый способ мокрого разделения тонкоизмельченных материалов по плотности с помощью создания сплошной среды позволяет получить высококачественный концентрат руд цветных и черных металлов, а также из неметаллических руд с достаточной эффективностью.

Технический результат: разделение тонкоизмельченных частичек по плотности.

Способ мокрого разделения тонкоизмельченных материалов по плотности с помощью создания сплошной среды включает придание движения исходному материалу, создание закрученных потоков в толще тяжелой среды, разделение над тяжелой средой в камере обогащения, установленной с возможностью вращательных колебаний, вынос на слив легких частиц.

Особенность заключается в том, что осуществляют потопление разделяемого материала в верхних слоях тяжелой среды, движение камеры обогащения осуществляют в виде совмещенных вращательных колебаний сразу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, воздействуют восходящим потоком жидкости сразу из нескольких патрубков, направленных на коническую поверхность камеры обогащения и установленных в толще тяжелой среды, создают в толще тяжелой среды взаимоувязанные ветви сплошной среды, где каждая ветвь сплошной среды состоит из независимого закрученного потока из взвеси достаточно тяжелых частичек и частичек разделяемого твердого материала, причем частички разделяемого материала и смешиваемые с ним достаточно тяжелые частички являются составной частью ветви сплошной среды и имеют крупность, зависящую от момента импульса или от плотности, разделяют частички за счет выноса на слив недостаточно тяжелых частичек, попавших в толщу такой ветви сплошной среды, создают процесс обогащения в виде вовлечения в кругооборот уже разделенных достаточно тяжелых частичек тяжелой среды и тяжелых частичек разделяемого материала, образуют концентрат за счет накопления и обвала наиболее тяжелой фракции.

Устройство для мокрого разделения тонкоизмельченных материалов по плотности содержит лоток с уклоном в сторону разгрузки со сливным порогом и с разгрузочным отверстием в днище под коническим углублением и патрубками для подачи воды, установленные в стенках лотка патрубки водоподгонки, привод качания в виде подвижной плиты, подвеску лотка, тяжелую среду с возможностью движения как элемент устройства.

Особенность заключается в том, что лоток имеет навесные приспособление для потопления разделяемого материала, патрубки для подачи воды в толще разделяемого материала, направленные на коническую поверхность лотка, сливную трубу по центру, тяжелая среда имеет в своей толще взаимоувязанные ветви сплошной среды из взвешенных достаточно тяжелых частичек и частичек разделяемого материала, являющихся составной частью ветви сплошной среды, приводная плита установлена с возможностью вращательных колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

На фиг. 1 изображен продольный разрез лотка с навесными форсунками, показаны подвеска лотка к подвижной плите, привод и подвеска подвижной плиты.

На фиг.2 изображен вид сверху лотка и его расположение относительно точек А, В, С, D подвески подвижной плиты.

Камера обогащения в виде промывочного лотка 1 подвешена на плоской подвижной плите 2 с помощью четырех стержней 3 с аммортизаторами 14 на концах, закрепленных симметрично по окружности. Плита с подвешенным на ней лотком установлена с возможностью вращательных колебаний на пружинах 4 в точках А, В, С, D, расположенных на одной окружности и симметрично на подвижной плите 2 (фиг. 2). Плита установлена с возможностью вращательных колебаний вокруг осей А, С и B, D за счет сжатия и разжатия пружин 4 и за счет шаровой регулируемой опоры 16 под воздействием инерционных сил, возникающих от вращения дисбаланса 5, закрепленного над лотком. Лоток 1 (фиг.1) содержит закольцованную трубу с отверстиями 6 для подачи разрыхляющей воды на коническую поверхность 15, сливной порог 7, сливную трубу по центру 8 для лучшего отвода легких частиц с плоским отводом на слив 9, патрубок для сброса концентрата 10 с врезанным в него патрубком сполоска 11. Лоток в качестве рабочего элемента содержит взаимоувязанные ветви сплошной среды 12. Исходный материал в виде пульпы, содержащей тонкие тяжелые частички ценного компонента, подают в такой подвижный лоток. Воздействуют на исходный материал водой из навесных форсунок 13 на участке подачи пульпы, добиваясь потопления достаточно тяжелых для этого частичек в тяжелой среде. В толще тяжелой суспензии создают взаимоувязанные ветви сплошной среды 12, чем создают процесс разделения на легкую и тяжелую фракцию и процесс обогащения в виде вовлечения в кругооборот сверху вниз тяжелой фракции и достаточно тяжелых и мелких частичек тяжелой суспензии. Не утонувшую более легкую фракцию сбрасывают в хвосты через сливной порог 7 и через сливную трубу 8, расположенную по центру лотка. Наиболее тяжелые частички накапливаются и обваливаются, образуя на дне лотка концентрат, который промывают восходящим потоком из патрубка сполоска 11 и периодически сбрасывают через патрубок для сброса концентрата 10.

Таким образом, вышеназванные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно при обогащении полезных ископаемых в горной промышленности;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.