Способ разделения суспензии твердогомелкозернистого материала по плотностив жидкости и центрифуга для его осуществления

О П И С А Н И Е (и)844065ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Оо 1 оз йоветскик Сониалистических Республик(22) Заявлено 29.01.79 (21) 2725417/28-13 51) М. Кл.В 04 В 1/О В ОЗВ 5/3 ием заявкис присое Гасударственные комитет СССР по делам изобретений(71) Заяви конструи ения руд о п бога(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОГООЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА ПО ПЛОТНОСЖИДКОСТИ И ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛ ЕН ИЯ М тор разделен набразными пере и утоплены, т. е.ензии находится Изобретение относится к технологии и оборудованию для разделения по плотности твердых мелкозернистых материалов.Преимущественная область применения - горнообогатительные предприятия. 5 Оно может быть использовано на металлургических, химических, строительных и других предприятиях, где необходимо разделение твердых мелкозернистых материалов по плотности в жидкой среде. 10Известен способ разделения твердого мелкозернистого материала по плотности в жидкости, в частности золотосодержащих шламов, предусматривающий отстаивание последнего в центрифуге с горизонтальной 15 осью вращения.Ротор центрифуги имеет коническую форму, Сливной порог расположен на стороне меньшего диаметра ротора. Следовательно, суспензия (шлам) по законам гидродина мического равновесия движется в осевом направлении от большего диаметра к меньшему.В осевом направлении ронесколько отсеков кольцеогородками. Все перегородксвободная поверхность суспвыше каждой перегородки.В каждом отсеке ротора на его большем диаметре имеются разгрузочные сопла для 30 выпуска обогащенной части шлама (концентрата или промпродукта).Кроме кольцевых перегородок, ротор снабжен лопатками, которыми суспензия (шлам), поступающая в ротор, разгоняется до скорости его вращения 1.Из суспензии, подаваемой к большему диаметру вращающегося ротора под действием центробежных сил, на его стенки выпадают частицы твердого.Более плотные и крупные частицы, имеющие большие скорости падения в жидкости, оседают ближе к месту подачи суспензии, Менее плотные (и более мелкие) выпадают в более удаленные отсеки. Самые легкие и мелкие, переливаясь через сливной порог, уходят в фугат - самую бедную часть потока суспензии (хвосты).Против каждого ряда разгрузочных сопл имеются приемники, в которые сливаются выходящие из сопл фракции, уловленные соответствующим отсеком ротора.Однако, существующий способ и центрифуга не позволяют получать концентраты, не засоренные пустой породой. Происходит это от того, что исходная суспензия (шлам) подается непосредственно к местам выгрузки фракций с более плотными частицами, при этом, входящими в разгрузочные сопла потоками суспензии захватываются8440653как более плотные (и более крупные) ча- жен расположенным в нижней части корпустицы, так и менее плотные (и менее круп- са и вставки кольцевым выступом, имеюные), это ведет к ухудшению качества как щим форму ножа. Подача суспензии осущеконцентрата, так и промпродуктов (пото- ствляется в верхней части ротора, а разков, содержащих более плотные частицы в 5 грузка фракций - в его нижней части.меньших количествах, идущих в последую- Недостатком известной центрифуги являщую переработку с целью доизвлечения бо- ется загрязнение фракции более плотноголее плотных частиц твердого). материала частицами менее плотного (пуБлижайшим техническим решением к стой породы),предложенному является способ разделения 10 Целью изобретения как способа, так итвердого мелкозернистого материала по центрифуги является повышение степениплотности в жидкости, предусматривающий извлечения и концентрации извлекаемоговоздействие на суспензию поля центробеж- более плотного материала.ных сил в роторе центрифуги с вводом в Для этого в предложенном способе, пресуспензию в процессе разделения воды (2, 15 дусматривающем воздействие на суспензиюПри этом на суспензию одновременно с поля центробежных сил в роторе центрифуполем центробежных сил воздействуют ги с вводом в суспензию в процессе раздепульсирующим полем гидродинамических ления воды, перед последним на разделяющей поверхности ротора образуют слой воОдна из составляющих взаимодействую ды и подачу суспензии осуществляют нащих полей, приложенных к частицам твер- этот слой,дой фазы, направлена вдоль оси ротора в Суспензию одновременно с воздействиемсторону разгрузки компонентов. Периодиче- поля центробежных сил вибрируют, причемские взмучивания твердых частиц, т. е. ускорение частиц, создаваемое вибрацией,воздействие на них поля гидродинамиче превышает ускорение частиц, создаваемоеских сил, создаваемых пульсирующим пото- полем центробежных сил.ком воды, подаваемой в ротор центрифуги В центрифуге для разделения твердогона его перфорированную рабочую поверх- мелкозернистого материала по плотности вность, создают условия для расслоения ча- жидкости, включающей установленный настиц твердой фазы: более плотные накапли- з 0 валу ротор, содержащий цилиндрическийваются ближе к рабочей поверхности, ме- корпус, установленную в нем конусообразнее плотные - дальше от нее. Направление ную вставку, обращенную большим основадвижения частиц определяется направлени- нием к разгрузочной зоне более плотногоем поля гидродинамических сил: они дви- материала, патрубки для подвода суспенжутся в одном направлении и более и ме- з 5 зии и воды и привод ротора, конусообразнее плотные. ная вставка выполнена сплошной и имеетЭтот способ по существу является седи- ла меньшем основании переливной борт дляментационным, вследствии этого ему при- удаления жидкости с менее плотным матесущи следующие недостатки: разделение риалом. Внутри корпуса ротора замещенычастиц твердого осуществляется не по плот вдоль оси ребра для раскручивания жидности, а по скорости осаждения их в жид- кости, а привод ротора снабжен вибратокости. Равную скорость оседания могут ром.иметь как более плотные зерна, так и менее Предложенный способ заключается вплотные, но имеющие хорошо обтекаемую следующем.форму. Следовательно, в концентрат попа На рабочей поверхности ротора образуютдают и частицы менее плотного компонента слой воды, которую непрерывно подают всуспензии. течение всего процесса. Подачу суспензииИзвестна также центрифуга для разделе- осуществляют на этот слой, Разделяемуюния твердого мелкозернистого материала суспензию одновременно с воздействиемпо плотности в жидкости, включающая ус поля центробежных сил вибрируют, причемтановленный на валу ротор, содержащий ускорение частиц, создаваемое вибрацией,цилиндрический корпус, установленную в превышает ускорение частиц, создаваемоенем конусообразную вставку, обращенную полем центробежных сил.большим основанием к разгрузочной зоне Частицы твердой фазы, оседая под дейстболее плотного материала, патрубки для 55 вием поля центробежных сил на рабочуюподвода суспензии и воды и привод ротора вибрирующую поверхность ротора, взмучи 2. ваются, т. е. отрываются от рабочей поКонусообразная вставка выполнена пер- верхности.форированной. Полость, образованная стен- Более плотная частица твердой фазы обкой цилиндрического корпуса и вставки, 60 ладает и большей инерцией, чем менееслужит для подвода пульсирующей струи плотная, Под действием поля гидродинамиводы к последней, что препятствует про- ческих сил (в основном лобового давленияхождению твердых частиц через перфори- и вязкостного трения) эти частицы получарованную вставку. Для отделения концент- ют одинаковые импульсы (положим, что чарата от хвостов при разгрузке ротор снаб стицы равны по объему и форме), Менееплотные частицы за одинаковое время воздействия поля гидродинамических сил будут перемещены в сторону действия этихсил на большее расстояние, чем частицыболее плотные. Но с другой стороны болееплотные частицы, быстрее оседая послевзмучивания, получают меньший импульссо стороны поля гидродинамических сил, аследовательно и будут снесены в сторонуих действия на меньшее, по сравнению сменее плотной частицей, расстояние.Изменяя частоту колебаний ротора центрифуги, его амплитуду, скорость вращенияротора (величину поля центробежныхсил), напряженность гидродинамическихсил (изменением подачи в ротор воды исуспензии), добиваются того, что при каждом цикле взмучивания более плотные частицы получают от вибрирующей и вращающейся рабочей поверхности ротора импульсы, которые больше импульсов от гидродинамических сил. Более плотные частицы при каждом цикле будут смещаться в сторону большего диаметра ротора центрифуги, а менееплотные - в противоположную. Происходит разделение частиц твердой фазы поплотности.П р и м е р. Разделяют смесь тонко измолотого кварцевого песка и шламового концентрата с содержанием в исходной смеси0,11% олова следующего гранулометрического состава:- 0,1 мм 80/о- 0,2 мм 20%Расход жидкости составляет 0,165 л/с, суспензии плотностью около 1,1 г/смз -0,19 л/с. Скорость ротора составляет700 об/мин. Диаметры ротора 120 и 93 мм(внизу и вверху). Частота колебаний ротора 2000 м - , амплитуда колебаний ротора3 мм. Количество разгрузочных сопл диаметром 2 мм - 4 шт. Длина рабочей частиротора 110 мм. Суспензию подают на свободную поверхность воды на расстоянии20 мм от разгрузочных сопл (в сторонусливного порога).Метод регрессионного анализа дает следующий результат:степень сокращения около 15,выход около 7%,извлечение (олова) около 50 О/о (от операции),степень концентрации около 7.На фиг, 1 схематично изображена предложенная центрифуга; на фиг. 2 - ротор впродольном разрезе; на фиг. 3 - разрезА - А фиг, 2 и на фиг, 4 - раскручивающиеребра.Центрифуга для разделения твердогомелкозернистого материала по плотности вжидкости включает ротор, содержащий цилиндрический корпус 1, установленную внем конусообразную сплошную вставку 2,обращенную большим основанием к разгрузочной зоне более плотного материала, рас 50 5560 65 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 положенной в нижней части корпуса, сопла 3 для отвода сгущенного более плотного материала, патрубки 4 и 5 для подвода разделяемой суспензии и воды и привод ротора, содержащий электродвигатель 6 и дебалансные вибраторы 7,Вал 8 ротора при помощи конических подшипников 9 соединен с корпусом 10 подшипников. На конце вала ротора закреплена эластичная полумуфта 11, а вторая полумуфта 12 закреплена на электродвигателе 6. Корпус 10 подшипников соответствующими деталями опирается на эластичные пружины 13, которые, в свою очередь, опираются на станину 14.К станине прикреплен кронштейн 15 с приемниками 16 и 17 для фугата и концентрата,Внутри корпуса 1 ротора размещены вдоль оси ребра 18 для раскручивания жидкости.Вставка на меньшем основании имеет переливной борт 19, одновременно являющийся гайкой, скрепляющей вставку 2 и ребра 18 с корпусомЦентрифуга работает следующим образом.По патрубку 5 подают воду во вращающийся и вибрирующий ротор до образования слоя на поверхности вставки 2. Затем по патрубку 4 подают разделяемую суспензию. Вода и суспензия раскручиваются ребрами 18 до скорости вращения ротора.В процессе вращения и вибрации ротора происходит разделение твердых частиц по плотности. Сгущенный более плотный материал выгружается через сопла 3 в приемник 17 концентрата, а менее плотные частицы вместе с фугатом удаляются через переливной борт 19 в приемник 16,Предложенный способ и центрифуга обеспечивают получение из отвальных шламов кондиционного концентратора олова и других металлов, что дает большой экономический эффект в народном хозяйстве. Формула изобретения 1. Способ разделения твердого мелкозернистого материала по плотности в жидкости, предусматривающий воздействие на суспензию поля центробежных сил в роторе центрифуги с вводом в суспензию в процессе разделения воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения и концентрации извлекаемого более плотного материала, перед процессом разделения на рабочей поверхности ротора образуют слой воды и подачу суспензии осуществляют на этот слой, при этом суспензию одновременно с воздействием поля центробежных сил вибрируют, причем ускорение частиц, создаваемое вибрацией, превышает ускорение частиц, создаваемое полем центробежных сил,844065 Фуга иг. 2, Центрифуга для разделения твердого мелкозернистого материала по плотности в жидкости, включающая установленный на валу ротор, содержащий цилиндрический корпус, установленную в нем конусообразную вставку, обращенную большим основанием к разгрузочной зоне более плотного материала, патрубки для подвода суспензии и воды и привод ротора, отл ич а юща я с я тем, что, с целью повышения степени извлечения и концентрации извлекаемого более плотного материала, конусообразная вставка выполнена сплошной иимеет на меньшем основании переливнойборт для удаления жидкости с менее плотным материалом, при этом внутри корпуса5 ротора размещены вдоль оси ребра дляраскручивания жидкости, а привод ротораснабжен вибратором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 О 1. Патент США3730423, кл, 233 в ,опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССР61036, кл, В 04 В 1/04, 1940 (прототип).каз 1554/7 ПО Попс ипография, пр, Сапунова,Изд.419 осударственного комитета 113035, Москва, Ж, Тираж 661 ПодписноеССР по делам изобретений и открытий аушская наб., д. 4/5