Винтовой сепаратор для обогащения полезных ископаемых

1. ВИНТОВОЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ включающий винтовой желоб с внутренним и наружным бортами, состоящий из глубокой и узкой спиральной части и широкой и мелкой винтовых частей, имеющих эллиптическое сечение и одинаковый радиус наружного борта, приспособления для загрузки исходной пульпы и удаления продуктов разделения, водораспределители, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ценных компонентов и увеличения производительности за счет отвода части воды и снижения турбулентности потока, сепаратор снабжен закрытым криволинейным отводным приспособлением, соединенным с коллектором для избытка воды, при этом отводное приспособление установлено с возможностью вертикального перемещения и его верхний конец расположен тангенциально наружному борту спиральной части желоба, сопряженной с винтовой частью.
2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что спиральная часть выполнена длиной в один виток с переменным радиусом кривизны внутреннего борта, при этом в месте соединения спиральной и винтовой частей радиусы кривизны их внутренних бортов равны, а высота наружного борта винтовой части составляет 1/2 - 1/3 высоты наружного борта спиральной части.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, преимущественно к аппаратам для гравитационного обогащения по плотности и может найти применение для обогащения руд благородных цветных и черных металлов, россыпей, а также слюды, угля, нерудных материалов.
Цель изобретения - повышение извлечения ценных компонентов и увеличение производительности за счет отвода части воды и снижения турбулентности потока.
На фиг. 1 изображен винтовой сепаратор, общий вид; на фиг.2 - винтовой желоб; на фиг.3 - в плане спиральная часть; на фиг.4 - отводное приспособление; на фиг. 5 - в плане отводное приспособление; на фиг.6 - поперечное сечение пульпы в начале спиральной части; на фиг.7 - разрез А-А на фиг.1.
Винтовой сепаратор состоит из винтового желоба 1, пульподелителя 2 и пульпоприемников 3. Верхний виток желоба 1 представляет собой глубокую и узкую начальную спиральную часть 4, переходящую в более широкую и мелкую винтовую часть 5. В конце спиральной части 4 тангенциально ее наружному борту 6 установлено закрытое криволинейное отводное приспособление 7 в виде канала прямоугольного сечения с возможностью вертикального перемещения для регулирования расхода удаляемой из желоба 1 избыточной воды. Положение приспособления 7 фиксируется стопором 8.
Сепаратор снабжен коллектором 9, который соединен с нижним концом 10 (в виде патрубка) отводного приспособления 7. Внутренний борт 11 спиральной части 4 выполнен по спирали (например, Архимеда) с увеличением радиуса кривизны, при этом радиусы кривизны наружного борта 6 спиральной части 4 и наружного борта 12 винтовой части 5 одинаковы. В месте соединения спиральной и винтовой частей радиусы кривизны внутренних бортов 11 и 13 равны. Высота наружного борта 12 винтовой части 5 составляет 1/2-1/3 высоты наружного борта 5 спиральной части 4. В нижней части сепаратора расположены разгрузочные приспособления 14 продуктов разделения.
Смывная вода для перечистки концентрата подается из водораспределителя 15 около внутреннего борта 11.
Винтовой сепаратор работает следующим образом.
Исходный рудный материал в виде пульпы поступает в пульподелитель 2 реактивного типа, где он делится на равноценные потоки, число которых соответствует числу желобов в сепараторе. Каждый поток пульподелителя 2 поступает в пульпоприемник 3, установленный в начале каждого винтового желоба 1 и предназначенный для успокоения потока. Пульпа из пульпоприемника 3 вытекает в спиральную часть 4 винтового желоба 1. Во время движения пульпы по спиральной части 4 желоба 1 наиболее эффективно протекает процесс концентрации и происходит перераспределение воды по ширине желоба 1. Рудные зерна в виде монослоя перемещаются по дну желоба 1, а вода центробежной силой смещается к наружному борту спиральной части 4. Водный поток около наружного борта 6 удаляется в виде избыточной воды через отводное приспособление 7 в коллектор 9. Снижается турбулентность потока, улучшаются условия разделения минералов по плотности и их концентрации.
Сгущенная пульпа с содержанием твердого 60-70% перемещается по широкой и неглубокой винтовой части 5.
При этом движении минеральные зерна перераспределяются по ширине 1 в зависимости от их плотности и крупности. Зерна большой плотности концентрируются на поверхности, расположенной у внутреннего борта винтового желоба 1. Зерна небольшой плотности (хвосты) распределяются по поверхности в виде широкой полосы, прилежащей к наружному борту. Сростки, обладающие промежуточной плотностью, и крупные зерна тяжелых минералов располагаются в средней части поперечного сечения. Таким образом, на нижнем конце винтового желоба поток пульпы перемещается в виде трех продуктов: концентрата, располагающегося у внутреннего борта 13 винтового желоба 1 и представленного минеральными зернами большой плотности; промежуточного продукта, представляющего в основном сростки пустой породы и ценных компонентов большой плотности; хвостов, располагающихся широкой полосой у наружного борта и представленных зернами пустой породы.
Выходы продуктов обогащения, а следовательно их качество, регулируются устройством 7, далее эти продукты выделяются в приемники, в которых происходит объединение одноименных продуктов всех винтовых желобов 1 в единый поток.
Винтовая поверхность первого витка желоба по геометрическим параметрам аналогична второму витку и характеризуется сечением в виде дуги эллипса с отношением полуосей a:b = 2:1. Эта поверхность отличается тем, что она сужена со стороны внутренней границы бортомспиральной формы. Поэтому поперечное сечение в начале первого витка представляет часть эллипса, у которого угол наклона касательной в точке расположения внутреннего борта составляет 14^о. Радиус кривизны у внутреннего борта по длине уменьшается, при этом также уменьшается угол наклона у касательной к точке эллиптического сечения, через которые проходит спиральный борт. В конце первого витка угол наклона касательной составляет 5^о.
Поперечное сечение винтовой части 5 желоба 1 выполнено в виде дуги эллипса, у которой угол наклона касательной изменяется от 5^о у его внутренней границы до 20-30^о у наружного борта. Лучшей формой является желоб, у которого наружный борт выполнен по винтовой линии, внутренний - по спирали с убывающим радиусом кривизны.
Изменение величины шага в пределах 0,6-1,0 значения диаметра винтового желоба не сказывается на технологических показателях. Исходя из этого и принимая во внимание то, что при большем шаге витка можно разместить в сепараторе большее число желобов, целесообразно принять величину шага витка 0,75-1,0 наружного диаметра.
В таблице дано сравнение показателей разделения в известных и предлагаемом сепараторах.