устройство для гравитационного обогащения

Формула изобретения

Устройство для гравитационного обогащения, включающее корпус с наклонным днищем, загрузочное приспособление, разгрузочные отверстия для легких и тяжелых частиц, установленную с возможностью перемешивания в горизонтальной плоскости мешалку с рабочим органом, состоящим из основания и закрепленных на нем вертикально ориентированных стержней, установленных с одинаковым зазором к днищу, отличающееся тем, что загрузочное приспособление выполнено в виде цилиндрического приемника и распределительного конуса, основание выполнено в виде пластины, а стержни равномерно распределены по всей площади пластины, причем расстояние между стержнями кратно максимальному размеру частиц обогащаемого материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разделения твердых материалов с помощью жидкости, а именно к гравитационному обогащению материалов с использованием перемешивающих установок в качестве основных средств разделения, и может быть использована на обогатительных и горно-рудных предприятиях для дезинтеграции глинистых материалов, а также для обогащения сыпучих материалов (песков) и тонкоизмельченных руд, в частности в отрасли добычи редких и драгоценных металлов.

Известно устройство для обогащения золотосодержащих песков, включающее цилиндрический корпус, загрузочное приспособление (гидравлический карман), через которое подается пульпа, разгрузочные отверстия для легких и тяжелых частиц, мешалку с рабочим органом, представляющим собой радиальные лопасти, установленные на валу.

Мешалка поддерживает находящуюся в цилиндрическом корпусе пульпу во взвешенном состоянии и одновременно создает центробежные силы, благодаря которым происходит отделение тяжелых частиц драгоценных металлов от более легких минеральных частиц (см. Замятин О.В., Лопатин А.Г., Санникова Н.П. и др. Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов. - М.: Недра, 1975. - с.106-108).

Недостатком данного устройства является низкий уровень извлечения мелких (тонких) фракций обогащаемого материала, так как в результате больших скоростей вращения мешалки возникает высокое гидродинамическое сопротивление мелких фракций, которое препятствует их осаждению.

Известно также устройство для гравитационного обогащения и дезинтеграции глинистых слабосвязанных россыпей, включающее корпус в виде наклонного желоба с закрепленными на нем с зазором к днищу наклонного желоба поперечными перегородками, разделяющими наклонный желоб на секции, приспособление для разгрузки полезного ископаемого, расположенную в каждой секции наклонного желоба мешалку с рабочим органом, выполненным в виде подвижных пластин, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль желоба (см. патент РФ № 2038154, МПК 5 В 03 В 5/26, приоритет от 04.03.1993 г., опубл. 27.06.1995. “Обогатительно-дезинтегрирующее устройство”).

Недостатком данного устройства являются сильные вертикальные завихрения, возникающие при встречном движении потока пульпы и подвижных пластин рабочего органа мешалки, которые выносят мелкую фракцию ценного материала наружу и влекут потери полезных минералов, например драгоценных металлов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для гравитационного обогащения (для обработки проб при разведке россыпных месторождений, их обогащения), включающее корпус в виде чаши, средняя и нижняя части которой, образующие днище, выполнены наклонными, а именно коническими, загрузочное приспособление, разгрузочные отверстия для легких и тяжелых частиц, установленную с возможностью перемешивания в горизонтальной плоскости мешалку, рабочий орган которой представляет собой грабли, состоящие из основания и закрепленных на нем вертикально ориентированных стержней, причем последние установлены с одинаковым зазором к днищу (см. авторское свидетельство 221596 А, МПК В 03 В 5/60, приоритет от 02.09.1966, опубл. 17.08.1968. “Устройство для обработки проб при разведке россыпных месторождений”).

Перемешивание обогащаемого материала в горизонтальной плоскости осуществляется рабочим органом мешалки - граблями - с одновременной подачей воды в нижние слои, которое дополняется вибрацией, благодаря чему осуществляется разделение минеральных частиц по плотности.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, а также низкая степень улавливания мелких фракций ценных минералов ввиду того, что они выносятся за пределы установки с водой через разгрузочные отверстия.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эффективности обогащения за счет извлечения мелких фракций тяжелых частиц при обогащении неклассифицированного материала и упрощение конструкции устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для гравитационного обогащения, включающем корпус с наклонным коническим днищем, загрузочное приспособление, разгрузочные отверстия для легких и тяжелых частиц, установленную с возможностью перемешивания в горизонтальной плоскости мешалку с рабочим органом, состоящим из основания и закрепленных на нем вертикально ориентированных стержней, установленных с одинаковым зазором к днищу, согласно изобретению загрузочное приспособление выполнено в виде цилиндрического приемника и распределительного конуса, основание выполнено в виде пластины, а стержни равномерно распределены по всей площади пластины, причем расстояние между стержнями кратно максимальному размеру частиц обогащаемого материала.

Загрузочное приспособление, выполненное в виде цилиндрического приемника и распределительного конуса, позволяет равномерно распределить обогащаемый материал в корпусе устройства для гравитационного обогащения и обеспечить максимальное взаимодействие со стержнями рабочего органа мешалки, что повышает эффективность обогащения.

Выполнение мешалки с рабочим органом, состоящим из основания в виде пластины, на которой закреплены вертикально ориентированные стержни, равномерно распределенные по всей площади пластины на расстоянии, кратном максимальному размеру частиц обогащаемого материала, позволяет осуществлять перемешивание пульпы в горизонтальной плоскости одновременно во всем объеме, поддерживая ее постоянно в разрыхленном состоянии.

В результате равномерного распределения вертикально ориентированных стержней по всей площади пластины на расстоянии, кратном максимальному размеру частиц обогащаемого материала, обеспечивается свободное, беспрепятственное прохождение частиц между стержнями, что необходимо для эффективного их осаждения.

При этом с тыльной стороны каждого движущегося в горизонтальной плоскости вертикально oриентированного стержня плотность пульпы благодаря возникающему разряжению ниже, чем перед его фронтальной стороной, что позволяет осаждать частицы в зоне разряжения под воздействием гравитационных сил, одновременно разделяя их по плотности и крупности.

Благодаря тому что вертикально ориентированные стержни равномерно распределены по всей площади пластины, процесс разделения протекает во всем объеме пульпы, что приводит к эффективному осаждению тяжелых частиц, включая их мелкие фракции.

Кроме того, заявляемое устройство для гравитационного обогащения позволяет создавать гидродинамические потоки пульпы без вертикальных завихрений, что также способствует осаждению как крупных, так и мелких фракций тяжелых частиц неклассифицированного материала, что позволяет повысить эффективность обогащения.

Таким образом, осаждение тяжелых частиц, включая их мелкие фракции, происходит с помощью простого перемешивания пульпы без дополнительной вибрации, что позволяет одновременно упростить конструкцию устройства.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности, как “новизна”.

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности, как “изобретательский уровень”.

Условие патентоспособности “промышленная применимость” подтверждается описанием работы устройства для гравитационного обогащения, изложенным в разделе “Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения”.

Изобретение поясняется чертежом, на котором в разрезе изображено устройство для гравитационною обогащения.

Устройство для гравитационного обогащения включает цилиндрический корпус 1 с наклонным днищем в виде усеченного обратного конуса 2, загрузочное приспособление, которое состоит из цилиндрического приемника 3 и распределительного конуса 4, а также разгрузочное отверстие для легких частиц 5 и разгрузочное отверстие для тяжелых частиц 6.

Кроме того, устройство включает мешалку с рабочим органом, состоящим из основания в виде пластины 7 и закрепленных на ней вертикально ориентированных стержней 8, которые равномерно распределены по всей площади пластины 7.

Стержни 8 установлены с одинаковым зазором к наклонному днищу 2 и закреплены на пластине 7 на расстоянии друг от друга, кратном максимальному размеру частиц обогащаемого материала.

Мешалка с рабочим органом смонтирована на валу 9 с возможностью перемешивания пульпы в горизонтальной плоскости.

Устройство для гравитационного обогащения работает следующим образом.

Исходный материал в виде минеральной пульпы подается через цилиндрический приемник 3 загрузочного приспособления и стекает по распределительному конусу 4 в цилиндрический корпус 1, распределяясь равномерно по всему его периметру.

С помощью двигателя (на чертеже не показан) мешалке через вал 9 сообщается вращательное движение.

Вращаясь вокруг вертикальной оси вала 9, мешалка перемешивает пульпу, поддерживая ее в разрыхленном состоянии во всем объеме цилиндрического корпуса 1.

При этом под действием гравитационных сил происходит разделение минералов путем осаждения тяжелых частиц, в том числе их мелких фракций, которое происходит с тыльной стороны каждого движущегося в горизонтальной плоскости вертикально ориентированного стержня 8 вдоль его поверхности за счет возникающего за каждым стержнем 8 разряжения пульпы, которое ниже, чем перед его фронтальной стороной, что позволяет осаждать частицы в зоне разряжения под воздействием гравитационных сил, одновременно разделяя их по плотности и крупности.

Оседающие тяжелые частицы обогащаемого материала по наклонному днищу 2 скатываются вниз и разгружаются через разгрузочное отверстие для тяжелых частиц 6.

Легкие частицы обогащаемого материала остаются в верхней части объема минеральной пульпы и разгружаются через разгрузочное отверстие для легких частиц 5.

Заявляемое изобретение позволяет разделять минеральные материалы по плотности и крупности. При этом мелкая (тонкая) фракция тяжелых частиц обогащаемого материала оседает наравне с крупной фракцией этого материала и не теряется вместе с легкими частицами, что повышает эффективность обогащения.

Гравитационное обогащение материалов путем простого перемешивания пульпы без дополнительной вибрации позволяет одновременно упростить конструкцию устройства.