СКРУББЕР - КОНЦЕНТРАТОР

Полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых, и может быть использована для обезжелезнения и классификации глинистых материалов, таких, например, как высокоожелезненные каолиновые материалы, в том числе техногенного происхождения, шламы магнитообогатительных фабрик и другие материалы.
Известен магнитный сепаратор, содержащий загрузочное и разгрузочное устройство, ванну и вращающийся немагнитный барабан, внутри которого установлена магнитная система, состоящая из основных постоянных магнитов и закрепленных на их поверхности дополнительных магнитов, выполненных в виде прямоугольных призм меньшей ширины, чем основные магниты, причем основные и дополнительные магниты имеют одинаковую магнитную полярность (см. патент РФ №72880, В03С 1/12).
Недостатком данного устройства является невысокое извлечение магнитных примесей, обусловленное тем, что магнитная система расположена внутри барабана над поверхностью пульпы, в результате чего, вектор действия гравитационной и центробежной сил, действующих на частицу в момент ее закрепления на барабане в нижней его точке, направлен в сторону противоположную вектору действия магнитной силы, что приводит к снижению извлечения магнитных примесей, имеющих низкую магнитную восприимчивость, таких как сростки магнитных минералов с минералами вмещающей породы, тонкие частицы магнитных минералов и частицы слабомагнитных минералов, и, следовательно, к засорению ими немагнитного продукта.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является скрубберный агрегат, содержащий загрузочный бункер, несущую раму, на которой установлен с возможностью осевого вращения цилиндрический корпус, состоящий из последовательно расположенных по его длине дезинтегрирующего, сеющего и разгрузочного ставов, выполненные на цилиндрической поверхности сеющего става сквозные окна, систему подачи воды в виде установленных внутри корпуса труб с эжекторами, разгрузочные лотки и жестко закрепленные под ними на несущей раме приемники продуктов разделения. При этом между дезинтегрирующим и сеющим ставами выполнен кольцевой порог, а сквозные окна сеющего става имеют форму перевернутого усеченного клина и поперек их снаружи корпуса закреплены металлические накладки (см. пат. РФ №2212940, В03В 5/02).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность разделения исходного материала за счет того, что в дезинтегрирующем ставе раскрытие глинистых агрегатов происходит за счет неизбирательного удержания кольцевым порогом всего объема перерабатываемого материала, а это приводит к переизмельчению песковой фракции и загрязнению глинистой фракции алевритами, в результате чего происходит снижение качества получаемого тонкого продукта.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности разделения труднопромывистых полезных ископаемых, содержащих глинистые и магнитные минеральные частицы, а также их агрегаты, при одновременном повышении качества получаемых продуктов обогащения.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании условий комплексного воздействия на исходный материал в процессе его обогащения путем многократного и продолжительного разрушающего воздействия, обеспечивающего получения тонкодисперсной пульпы с высокой степенью свободного перемещения в ней глинистых и магнитных частиц, изменения гидродинамического режима движения потока указанной пульпы в рабочей зоне магнитной системы с одновременным повышением градиента напряженности магнитного поля в дискретном слое извлекаемых из пульпы магнитных частиц, а также путем последующего создания каскадного эффекта разделения глинистых частиц по крупности.
Поставленная задача решается тем, что скруббер-концентратор, содержащий загрузочный бункер, несущую раму, на которой установлен с возможностью осевого вращения цилиндрический корпус, состоящий из последовательно расположенных по его длине дезинтегрирующего, сеющего и разгрузочного ставов, выполненные на цилиндрической поверхности сеющего става сквозные окна, систему подачи воды в виде установленных внутри корпуса труб с эжекторами, разгрузочные лотки и жестко закрепленные под ними на несущей раме приемники продуктов разделения, согласно изменению, снабжен магнитной системой, выполненной в виде кольца из последовательно соединенных магнитопроводом постоянных магнитов, чередующихся со вставками из немагнитного материала, наружная поверхность которого покрыта оболочкой из эластичного немагнитного материала, а внутренняя - выполнена открытой, при этом магнитная система установлена снаружи цилиндрического корпуса с охватом концевого участка дезинтегрирующего става открытой внутренней поверхностью кольца, а внутри на поверхности дезинтегрирующего става жестко закреплены по винтовой линии пальцы с высотой, монотонно увеличивающейся в направлении к его концевому участку, сквозные окна на цилиндрической поверхности сеющего става корпуса выполнены в виде продольных щелей, расположенных с равномерным шагом по его образующей, а снаружи сеющий став покрыт жестко закрепленным на нем ситом с подситником, лоток для разгрузки магнитного продукта выполнен в виде эксцентрично установленной относительно оси корпуса трубы с торцевой заглушкой одного ее конца, причем указанный конец трубы с заглушкой заведен в дезинтегрирующий став на длину, превышающую длину его концевого участка, а другой ее конец выведен наружу разгрузочного става и размещен над приемником магнитного продукта, при этом в стенке трубы, расположенной сверху под кольцом магнитной системы, выполнен вырез прямоугольного сечения, на продольных кромках которого консольно закреплены пластинчатые отражатели с одинаковым углом наклона их в сторону, противоположную направлению осевого вращения цилиндрического корпуса, при этом на одном из отражателей закреплен изогнутый скребок с возможностью свободного скольжения его торцевой кромки по внутренней поверхности концевого участка дезинтегрирующего става корпуса.
Кроме того, постоянные магниты и контактирующие с ними вставки из немагнитного материала имеют призматическую форму.
А длина выреза в стенке лотка для разгрузки магнитного продукта составляет 1,4-1,5 ширины кольца магнитной системы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 - схематично изображен общий вид заявляемого устройства;
- на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
- на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.
Заявляемый скруббер-концентратор содержит загрузочный бункер 1 (фиг. 1, 2) с питателем 2, который соединен посредством лотка 3 с установленным на несущей раме 4 цилиндрическим корпусом 5 (фиг. 1-3), состоящим из последовательно расположенных по длине указанного корпуса 5 дезинтегрирующего 6 (фиг 1, 2), сеющего 7 и разгрузочного 8 ставов. При этом цилиндрический корпус 5 посредством опорных роликов 9 установлен на несущей раме 4 с возможностью осевого вращении, а также с возможностью регулирования угла наклона корпуса 5 в вертикальной плоскости. Угол наклона составляет от 1 до 5° относительно горизонтальной оси корпуса 5 и обеспечивает при работе устройства самотек пульпы в сторону разгрузочного става 8.
Скруббер-концентратор снабжен магнитной системой, которая выполнена в виде кольца 10 (фиг 1-3), состоящего из последовательно соединенных магнитопроводом 11 (фиг 3) постоянных магнитов 12, чередующихся со вставками 13 из немагнитного материала. Постоянные магниты 12 и вставки 13 имеют призматическую форму. При этом наружная поверхность кольца 10 магнитной системы покрыта оболочкой 14 из эластичного немагнитного материала, а внутренняя поверхность кольца 10 выполнена открытой. Магнитная система установлена снаружи цилиндрического корпуса 5 (фиг 1, 2) с охватом поверхности концевого участка дезинтегрирующего става 6 открытой внутренней поверхностью кольца 10 (фиг 3). Такое конструктивное выполнение и размещение указанной магнитной системы в заявляемом устройстве позволяет создать внутри дезинтегрирующего става 6 на его концевом участке магнитное поле переменной величины, предназначенное для образования дискретного слоя извлекаемых из пульпы крупных магнитных частиц и одновременного создания в слое повышенного градиента напряженности магнитного поля, способствующего извлечению из пульпы также тонких магнитных частиц.
Внутри дезинтегрирующего става 6 на его внутренней поверхности жестко закреплены по винтовой линии пальцы 15 (фиг. 1) с высотой, монотонно увеличивающейся в направлении концевого участка указанного става 6. Заявляемая высота пальцев 15 и форма взаимосвязи их с внутренней поверхностью позволяют создать в полости последнего условия для максимально полного разделения находящихся в пульпе немагнитных глинистых и магнитных частиц путем многократного соударения их как между собой, так и о поверхность пальцев 15, а также обеспечить возможность возврата на входной участок дезинтегрирующего става 6 неразрушенных глинистых агрегатов и последующего повторного их разрушения.
На цилиндрической поверхности сеющего става 7 (фиг. 1, 2) выполнены сквозные окна в виде продольных щелей 16, расположенных по его образующей с равномерным шагом. Длина продольных щелей 16 составляет 0,8-0,9 длины сеющего става 7. Это позволит создать по длине вращающегося сеющего става 7 каскадный эффект выделения из пульпы песчано-глинистых частиц от наиболее мелких на входе до частиц критического диаметра на выходе из него. Снаружи поверхность сеющего става 7 покрыта ситом 18 с подситником, жестко закрепленным фиксаторами 17. Размер ячеек сита 18 выбирают в каждом конкретном случае исходя из требований, предъявляемых к размеру зерна, по которому ведется разделение. Это позволит создать на поверхности сеющего става 7 равномерное натяжение сита 18 с подситником, что предотвратит деформацию сита и обеспечит сохранность геометрической формы и размера его ячеек при взаимодействии с движущейся пульпой. Такое конструктивное выполнение сеющего става 7 обеспечит повышение эффективности классификации песчано-глинистых частиц по крупности.
Под сеющим 7 и разгрузочным 8 (фиг. 1, 3) ставами заявляемого скруббера-концентратора жестко закреплены на несущей раме 4 приемники продуктов разделения: приемник 19 для сбора подрешетного продукта, приемник 20 - надрешетного продукта и приемник 21 - магнитного продукта. Для транспортирования и сбора магнитного продукта внутри цилиндрического корпуса 5 заявляемого устройства размещен лоток в виде эксцентрично установленной относительно оси корпуса 5 трубы 22 (фиг. 1, 2) с торцевой заглушкой 23 (фиг 1) с одного ее конца. Причем конец трубы 22 с торцевой заглушкой 23 заведен в дезинтегрирующий став 6 корпуса 5 на длину, превышающую длину концевого участка става 6, а другой конец трубы 22 выведен наружу разгрузочного става 8 (фиг 1, 2) и размещен над приемником 21 магнитного продукта. При этом в стенке трубы 22 (фиг. 1, 3), расположенной сверху под кольцом 10 магнитной системы, выполнен вырез 24 (фиг. 3) прямоугольного сечения и на его продольных кромках 25 консольно закреплены нижний 26 и верхний 27 пластинчатые отражатели с одинаковым углом наклона в сторону, противоположную направлению осевого вращения цилиндрического корпуса 5. На верхнем отражателе 27 закреплен изогнутый скребок 28 (фиг. 1, 3), поверхность которого выполнена конгруэнтной изгибу внутренней поверхности дезинтегрирующего става 6. При этом на отражателе 27 (фиг. 3) изогнутый скребок 28 закреплен с возможностью свободного скольжения своей торцевой кромкой по внутренней поверхности кольцевого участка дезинтегрирующего става 6.
Длину прямоугольного выреза 24 (фиг. 3), выполненного в стенке трубы 22, выбирают равной 1,4-1,5 ширины кольца 10 (фиг. 1, 3) магнитной системы, что позволяет обеспечить максимально полное и точное попадание снимаемого скребком 28 магнитного продукта в лоток для его разгрузки.
Выполнять вырез 24 длинной, меньше, чем 1,4 ширины кольца 10 нецелесообразно, так как в этом случае часть магнитных частиц будет возвращаться в поток пульпы, соскальзывая по наружной поверхности трубы 22. Выполнять длину выреза 24 больше, чем 1,5 ширины кольца 10 также нецелесообразно, так как это приведет к попаданию в магнитный продукт немагнитных глинистых частиц, налипших на внутреннюю поверхность става 6, в результате их отрыва на верхнем участке траектории вращения корпуса 5 и, соответственно, става 6.
Такое конструктивное выполнение вышеописанного узла предназначено для съема с внутренней поверхности концевого участка дезинтегрирующего става 6 магнитных частиц, выделенных из тонкодисперсной пульпы в зоне действия магнитного поля, а также для максимально полного их перемещения через вырез 24 в полость трубы 22 лотка и последующую транспортировку их к приемнику 21 (фиг. 1, 2) магнитного продукта.
В заявляемом скруббер-концентраторе транспортировку пульпы и магнитного продукта осуществляют расположенной по длине корпуса 5 (фиг. 1, 2) системой подачи промывной воды, выполненной в виде труб 29 с эжекторами 30 (фиг. 1, 3). При этом одна из труб 29 (фиг. 3) с эжекторами 30 заведена в трубу 22 лотка, обеспечивающего транспортирование, сбор и разгрузку магнитного продукта в приемник 21.
Работает заявляемый скруббер-концентратор следующим образом:
Предварительно скруббер-концентратор устанавливают под требуемым углом (1-5°) к горизонтальной оси, что позволяет в процессе его работы обеспечить самотек пульпы вдоль корпуса 5 в сторону разгрузочного става 8. После этого цилиндрический корпус 5 приводят во вращение и по системе труб 29 в корпус 5 подают промывную воду, которая посредством эжекторов 30 (фиг 1,3) равномерно распределяется в дезинтегрирующем ставе 6 и трубе 22 лотка. Глинистую смесь, содержащую глинистую фракцию, пески и минералы, обладающие магнитными свойствами, подают в загрузочный бункер 1 (фиг. 1, 2), из которого материал посредством питателя 2 (фиг. 1) по лотку 3 (фиг. 1, 2) поступает в дезинтегрирующий став 6 (фиг. 1-3). В результате вращения дезинтегрирующего става 6 и воздействий струй воды происходит перемещение образовавшейся пульпы в направлении концевого участка. При этом глинистые агрегаты, с включениями магнитных частиц и песка, многократно соударяясь между собой, с поверхностью става 6 и пальцами 15 (фиг. 1) частично разрушаются, а не разрушившиеся при этом крупные агрегаты посредством пальцев 15, имеющих на кольцевом участке дезинтегрирующего става 6 максимальную высоту, задерживаются и отбрасываются в сторону входного участка става 6, после чего они вновь подвергаются разрушающему воздействию Таким образом, в дезинтегрирующем ставе 6 происходит многократное и продолжительное разрушение как крупных, так и мелких глинистых агрегатов, в результате чего, на концевом участке става 6 образуется тонкодисперсная пульпа с высокой степенью свободного перемещения в ней магнитных частиц и немагнитных песчано-глинистых частиц.
Далее тонкодисперсная пульпа, перемещаясь по концевом участку дезинтегрирующего става 6, поступает в зону действия магнитной системы, конструктивное выполнение которой обеспечивает создание на внутренней поверхности концевого участка указанного става 6 переменного магнитного поля, под действием которого крупные магнитные частицы извлекаются из пульпы и по мере вращения става 6 притягиваются к его внутренней поверхности, образуя при этом кольцевой дискретный слой из указанных магнитных частиц с повышенным градиентом напряженности магнитного поля в указанном слое. В результате находящиеся в пульпе более тонкие магнитные частицы начинают активно притягиваться к крупным магнитным частицам дискретного слоя, что способствует повышению извлечения из пульпы как крупных магнитных частиц, так и тонких магнитных частиц. Причем кольцевой дискретный слой из магнитных частиц за счет своей прерывистости в местах вставок 13 (фиг 3), выполненных из немагнитного материала, обеспечивает беспрепятственное движение обезжелезненной песчано-глинистой пульпы в направлении сеющего става 7.
Съем крупных и тонких магнитных частиц с внутренней поверхности концевого участика дезинтегрирующего става 6 осуществляют торцевой кромкой изогнутого скребка 28 (фиг. 1-3), который имея форму изгиба конгруэнтную внутренней поверхности става 6, свободно скользит по ней в направлении противоположном направлению вращения става 6, послойно снимая при это магнитные частицы. Основная часть магнитных частиц, снятая скребком 28 (фиг. 3), попадает на пластинчатые отражатели 26 и 27 и по ним через вырез 24 (фиг. 3) в стенке трубы 22 лотка попадает внутрь последнего, где промывной водой, подаваемой эжекторами 30, магнитный продукт транспортируется и поступает в приемник 21 для сбора магнитного продукта.
Другая небольшая часть магнитных частиц, имеющая повышенную удельную магнитную восприимчивость, оставаясь на внутренней поверхности става 6, способствует при его вращении постоянному притягиванию из пульпы крупных и тонких магнитных частиц.
После извлечения магнитного продукта обезжелезненный поток тонкодисперсной пульпы, содержащий песчано-глинистые немагнитные частицы, поступает в сеющий став 7 (фиг. 1, 3), где происходит деление его на два продукта: подрешеный продукт (слив) и надрешетный продукт (пески). При этом крупность продукта определяется размером ячеек сита 18 с подситником. Так песчано-глинистые частицы, имеющие крупность меньше, чем размер ячеек сита 18, свободно проходят через него и поступают в приемник 19 для сбора подрешетного продукта. Частицы с крупностью, превышающей размер ячеек сита 18, разгружаются через разгрузочный став 8 в приемник для сбора надрешентого продукта 20.
Таким образом, заявляемый скруббер-концентратор позволяет повысить эффективность разделения труднопромывистых железосодержащих полезных ископаемых на обезжелезненные продукты двух классов крупности и магнитный продукт. Полученные продукты могут найти широкое применение в качестве сырья или добавки при производстве высококачественных каолинов, в металлургии, в строительной и других отраслях.