Центробежный аппарат для обогащения полезных ископаемых

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10.10.80 (21) 2991845/23-26 (51) М.КЛ.з В 04 С 5/16 В 03 В 5/34 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 07,09.82,1. Гриц уева Всесоюзный научно-исследовательский ийститут нерудных строительных материалови гидромеханизации .(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности каолина, и может быть использовано в горнообогатительной, химической и других отраслях промышленности.При обогащении полезных ископаемых, особенно каолина, для получения качественного каолинового концентрата при минимальных потерях каолина с песками необходимо создание устойчивого режима работы гидроциклона, который обеспечивается равномерностью подачи массового и объемного количества исходного питания с незначительным колебанием фракций различной крупности при поддержании постоянства степени сгущения песков, разгружающихся через песковую насадкуИзвестен центробежный аппарат, содержащийкорпус с входным, сливным и песковым патрубками, диффузор 11.Недостаток устройства - малая 25 эффективность разделения, обусловленная турбулентностью встречных струй,.выходящих из диффузора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является аппарат, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой насадкой 2В данном устройстве тяжелые фракции отделяются в отдельную камеру, что позволяет в некоторой степени ограничить попадание крупных, фракций в слив. Однако при обогащении каоли на ввиду близкого значения удельного веса разделяемых частиц присутствие крупных частиц в сливе не исключается. Основным недостатком такого устройства является невозможность создания высокой степени сгущения песков и стабильности процесса сгущения тяжелой фракции, наличие резких перепадов давления в камерах, что нарушает гидродинамику потоков и приводит к колебаниям качества получаемых продуктов.Целью изобретения является новышение эффективности разделения материалов путем предотвращения попадания в слив крупных частиц с близкими значениями удельных весов.Цель достигается тем, что в центробежном аппарате, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой на 95 б 029садкой и перепускное устройство, последнее снабжено диафрагмой с поперечными разгрузочными окнами, отражательным эхраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные отверстия и перепускной патрубок. 5Целесообразно отражательный экран устанавливать под углом Ы к диафрагме, равным 15-90, а сечение перепускного патрубка должно составлять 0,5- 0,75 сеченияпесковой насадки. 10Предпочтительно, чтобы разгрузочные окна были выполнены на поверхности диафрагмы и имели размер, равный 1,5-4 диаметра песковой насадки.Перегрузочная диафрагма и стража тельный экран выполнены коническими таким образом, что конус одного йереходит в раструб другого.Такое исполнение позволило создать устойчивый режим движения нисходящего потока, устранить вредное влияние воздушного столба на процесс дообогащения песков в нижней части аппарата, ограничить влияние восходящих потоков на нисходящий слой песков при движении их по конической поверхности к перепускной камере. Перераспределение объемных количеств потоков в нижней части конуса центробежного аппарата позволило выделить из нисходящего слоя песков тонкую фракцию каолина в восходящий поток, как через поперечные разгрузочные окна, так и через дренажные отверстия в стабилизаторе в перепускной патрубок. Выполнение разгрузочных окон по периметру перегрузочной камеры перпендикулярно к ее образующей позволило направить сгущенные пески радиально к поверхности перегрузочной камеры, что спо-. 40 собствует качественному формированию песков в песковой насадке и выделению тонкой фракции каолина из них в восходящий поток как перед входом их в перегрузочную камеру, так и. 45 через перепускной патрубок. Установка стабилизатора на отражательном экране способствует устойчивому форглированию воздушного столба относительно оси отверстия сливного патрубка, уменьшает пульсацию воздушного столба внутри аппарата, а капле- видная или тороидальная форма торцовой поверхности стабилизатора,придала ей обтекаемость и улучшила гидродинамические процессы на границе раздела и формирования восходящего и нисходящего потоков, Кроме того, следуез отметить положительный эффект. отражательного экрана в совокупности со стабилизатором по предотв О ращению попадания крупных фракций частиц в слив аппарата в процессе перераспределения частиц из нисходящего потока в восходящий в совокуп" ности взаимодействия перераспреде ления потоков в разгрузочные окна перегрузочной диафрагмы и угла наклона отражательного экрана.Разгрузочные окна в перегрузочной камере выполнены на ее поверхности под углом 20-90 к образующей из условия соответствия работы гидро- циклона при разных давлениях. При малых напорах 0,05-0,07 МПа на входе траектория спирали движения песков крутая и с большим шагбм между витками спирали, в этом случае для уменьшения сопротивления разгрузке песГков через разгрузочные окна угол выбирается близким к перпендикулярному к образующей минимальньм, а именно 20 О. При больших напорах (от 3,0 МПа и выше) спираль становится пологой, шаг между витками становится малым, из этого же условия - уменьшение сопротивления разгрузке песков, угол выбирается к образующей максимальным и равным 90Размер разгрузочных окон в перегрузочной диафрагме равен 1,5-4 диаметра пескового отверстия потому, что нижний предел (1,5) выбран из условия исключения забивки отверстий окон песками, т.е. крупности песков, а верхний предел (4) выбран из того условия, что дальнейшее увеличение размера приводит к отсутствию явления первичного (предварительного) концентрирования (перед песковой насадкой) песков и увеличению нагрузки на работу перепускного отверстия. Угол между перегрузочной диафрагмой и отражательным экраном составляет 15-90. Нижний предел (15 О) выбраниз того условия, что дальнейшее уменьшение угла делает размеры по высоте диафрагмы и экраны протяженными и приводит к увеличению общей высоты гидроциклона и вследствие этого увеличение сопротивления, а верхний предел (90 ) из условия возможности создания сопротивления, достаточного для перераспределения частиц в перепускном устройстве. Живое сечение перепускного патрубка составляет 0,5-0,75 живого сечения песковой насадки. Нижний предел (0,5) выбран из условия исключения забивки отверстия волокнйстыми вклю- чениями, присутствующими в каолиновой суспензии, и обеспечения беспрепятственного прохождения тонкого материала в общий слив, а верхний предел (0,75) выбран из условия ограничения влияния воздушного столба в песковой насадке на разгрузку песков.На фиг. 1 показан центробежный аппарат, общий вид;, на фиг. 2 разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 И-образная чаша, общий вид.-56 +56 23,48 8,845 18,31 99,6 О,40 93,24 96,3 Испытанияпроводили визвестномаппаратеоПлощадь разгрузочныхокон 226 мм равна 2 площадям песковой насадки.грузочныхокон 340 ммравна 3 плошадям песковой насадки (Ф 12 мм) Пески 0,194 0,192 62,66 26,67 73,3 3,63 1,00 Исходное 24,734 5,296 19,08 96,91 3,09 100,0 100,05 Центробежный аппарат состоит из цилиндроконического корпуса 1, входного 2 и сливного 3 патрубков, перепускного устройства 4 с вмонтированными в него перегрузочной диафрагмой 5 с поперечными разгрузочными ок нами б, выполненными перпендикулярно или под углом к образующей, отражательного экрана 7, сопряженного со стабилизатором 8, имеющим дренажные отверстия 9 и перепускной пат рубок 10, и песковой насадки 11.Поперечный размер и ширина разгрузочных окон б выполняется 1,5-4 живого сечения отверстия песковой насадки 11. 5Угол наклона отражательного экра- на -7 и перегрузочной диафрагмы 5 выбирается в зависимости от физико- механических характеристик и свойств исхЬдного материала и находится в 20 пределах 15-90 д, а диаметр перепускного патрубка 10 установлен 0,5-0,75 диаметра песковой насадки 11.Центробежный аппарат работает следующим образом, 25Подача исходного материала, подлежащего разделению, производится через тангенциальный входной патрубок 2, При закручивании потока в корпусе центробежного аппарата происходит расслоение частиц в центробежном поле. Более крупные частицы концентрируются у стенки аппарата и, снижаясь, идут с частью средних и мелких песков по направлению к перепускному устройству 4, где происходит перераспределение частиц уже в самом нисходяшем потоке сконцентрированных песков, из которых тонкие фракции частиц каолина дополнительно выделяются в восходящий поток. Отражаясь и перераспределяясь, крупные пески сосредотачиваются на поверхности разгрузочной диафрагмы 5, двигаясь к разгрузочным окнам б, и разгружаются радиально к поверхности перепускного устройства 4, в котором пески более уплотняются, в процессе чего жидкая фаза вместе с каолином выделяется (т.е. происходит дообогащение песков) и направляется через перепускной патрубок 10 и стабилизатор 8 в восходящий поток аппарата.Таким образом, снабжение центробежного аппарата перепускным устройством 4 с вмонтированйыми в него диафрагмой, отражательным экраном и стабилизатором в совокупности позволило повысить эФфективность разделения материалов, независимо от изменений в качестэенно-количественном составе питания.Результаты испытаний предложенного устройства сведены в таблицу.956029 дписное ИИПИ Заказ 6883 аж 6 Филиал ППП "Пате Результаты испытаний показывают,что центробежный аппарат, снабженныйперепускным устройством, позволяетполучить более высокую степень сгущения песков в сравнении с обычнымсгущением на 9,24 и на 19,14, засчет чего пески были получены болеечистыми на 16,57 и 21,14; сливыпо содержанию механических примесей были примерно одинаковыми и удовлетворяли требованиям соответствующего ГОСТ, по которому содержаниефракции - 0,056 мм должно быть меньше 0,6 (в предложенном устройстве - 0,39-0,42; за счет повышения степени сгущения извлечения каолина в концентрат повысилось на1,5,-2,46,Использование устройства позволяет повысить извлечение каолина вконцентрат в среднем на 1,5-2, чтопри годовом выпуске каолина мокрого обогащения в 250 тыс.т составитэкономический эффект 230-270 руб.на один аппарат, а в масштабе использования аппаратов в количестведо 4000 шт. в год эффект составит1 млн, руб.Формула изобретения .1, Центробежный аппарат для ббогащения полезных ископаемых, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком ипесковой насадкой и перепускное устройство, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффектив 5 ности разделения материалов путемпредотвращения попадания в слив крупных частиц с близкими значениямиудельных весов, перепускное устройство снабжено. диафрагмой с поперечными10 разгрузочными окнами, отражательнымэкраном, сопряженным со стабилизатором, имеющим дренажные отверстия иперепускной патрубок2. Аппарат по п.1, о т л и ч а15 ю щ и й с я тем, что отражательныйэкран установлен под углом с к диафрагме, равным 15-90 , а сечение перепускного патрубка составляет 0,50,75 сечения песковой насадки.3. Аппарат по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что разгрузочные окна выполнены на поверхности диафрагмы и имеют размер, равный 1,54 диаметра песковой насадки.25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 2735547,кл. 209-211, 1956.2. Авторское свидетельство СССРР 435856, кл. В 04 С 5/14, 1972,Ужгород, ул.Проектная