КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ СТОЛ С ПОЛИУРЕТАНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ ДЕК

Предлагаемая полезная модель относится к горнообогатительной отрасли переработки сырья и может быть использована на обогатительных фабриках для гравитационного разделения мелкозернистых руд. Известны концентрационные столы типа СКО и Вильфлея, состоящие из одной или нескольких дек с рифлями, упругих опорных элементов, привода, креновых механизмов, лотков сбора продуктов обогащения, распределителей питания, воды. (Каталог «Опорные концентрационные столы СКВ ГОМ, Новосибирск, 1978 г., патент РФ №2100085 06.09.1995).
Другие известные концентрационные столы отличаются по конфигурации дек и их количеству, по конфигурации рифлей, их размерам и расположению на деке, площади свободной от рифлей поверхности деки, конструкции привода, распределителей питания и воды, отсекателей продуктов разделения. (патенты 2249485 RU,. 2100085 RU,. 1804346 SU,). БертРО,. Технология, гравитационного обогащения. 2012. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. Недра, 1983.).
Наиболее близким к предъявляемой полезной модели является концентрационный стол марки СКО-15 М1, содержащий две деки с рифлями, желоба для питания и воды, передние и задние гибкие опоры, механизм крена, механизм приводного устройства (прототип. ОАО завод ТРУД.. г. Новосибирск. Столы концентрационные с инерционным приводом, ). В данной конструкции стола пульпа подается сверху в приемную часть желоба, откуда она через окна в боковых стенках попадает на деки (фиг. 1а, 1б). Вода поступает на деки из отсека для смывной воды 5. Под воздействием продольных колебаний деки приводным механизмом 3 и сточной воды материал распределяется веером по площади деки. В процессе движения материал расслаивается по плотности зерен руды, при этом тяжелые зерна занимают нижнее положение и движутся вдоль рифлей к поперечной стороне деки и разгружаются в концентратные лотки K (фиг. 1а), легкие частицы перемещаются в верхние слои, откуда они смываются поперечным потоком воды и движутся через стол к хвостовым лоткам X.
Недостатком конструкции концентрационного стола является относительно низкая эффективность процесса разделения рудных зерен по плотности, обусловленная несовершенством существующих средств регулировки и оптимизации процесса разделения: с помощью изменения продольных и поперечных углов наклона дек, амплитуды колебания дек, объема подаваемой смывной воды. Трудность оптимизации процесса разделения обусловлена взаимосвязью применяемых приемов гидродинамического воздействия на слой зерен, при этом изменение одного приема регулировки влечет за собой зависимое изменение другого, которое может иметь отрицательное влияние на процесс разделения. Так с увеличением продольного угла наклона деки с целью повышения скорости движения зерен нарушаются оптимальные пропорции между продольной и поперечной скоростями смывного потока воды. Изменение распределения по деке смывной воды при большом угле наклона приводит к разгрузке части концентрата вместе с хвостовой фракцией, при снижении угла - хвосты разгружаются вместе с концентратом. Изначально процесс не оптимизирован с учетом коэффициентов трения (сцепления) перемещения слоя зерен по поверхности деки, определяющих скорость их равномерного продольного перемещения, с преодолением сил инерционного сопротивления и местного торможения. В известных концентрационных столах конструктивно не учитывается динамика изменения по размеру и удельным весам зерен в слое, подлежащем разделению на разных участках площади деки. При продвижении по деке материал расслаивается на фракции по плотности и крупности, для которых требуется соответствующее изменение гидродинамического режима воздействия. Практически степень воздействия на все выделяющиеся по крупности и удельным весам фракции на деке остается независимой от их состава. Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности процесса разделения мелкозернистых руд по удельным весам, включая производительность концентрационного стола и качество конечных продуктов. Поставленная задача решается путем применения устройств, осуществляющих новые приемы гидродинамического воздействия на слои зерен, благодаря которым достигаются высокая скорость перемещения зерен, ускорение их расслоения по удельным весам и четкость конечного разделения продуктов.
Технический результат в педлагаемой полезной модели концентрационного стола достигается тем, что в концентрационном столе, содержащем две деки с рифлями и желобами для питания и воды, передние и задние гибкие опоры, приводной механизм, механизм крена покрытие деки выполнено из двух расположенных последовательно стыкующихся между собой полиуретановых пластин с рифлями с различными коэффициентами трения скольжения поверхностей пластин: пластина длиной 0,2 длины деки, расположенная со стороны разгрузки концентрата (первый участок) имеет коэффициент трения, превышающий в 2-3 раза коэффициент трения пластины длиной 0,8 длины деки, расположенной со стороны загрузки деки (второй участок). При реализации этой модели пластины покрытия изготовляются из марок полиуретана, коэффициенты трения поверхностей которых изменяются в пределах 0,2-0,6. Прямолинейные рифли наклеиваются на поверхность этих пластин. Сочетанием пластин покрытия со значительно отличающимися коэффициентами трения достигается относительное снижение силы сцепления между поверхностью деки и слоем зерен при движении деки назад, предотвращая обратное движение зерен вместе с декой. При ходе деки вперед синхронное с декой движение слоя зерен обеспечивается подпором поступающих на деку порций руды бортами, оконтуривающими деку и силой сцепления покрытия первого участка с высоким коэффициентом трения, при ходе назад на массу слоя зерен действует лишь сила сцепления первого участка покрытия, что недостаточно для преодоления силы инерции слоя и возвращение их вместе с декой в исходное положение.
Положительный эффект заключается в обеспечении высокой скорости продвижения слоя зерен вперед при равномерном перемещении слоя по всей длине рифлей, достигаемые размещением участка покрытия с высоким коэффициентом трения (сцепления) на переднем по ходу вперед крае рифлей. Такое перемещение является условием достижения высокой эффективности разделения.
Новизна данного варианта полезной модели концентрационного стола заключается в том, что дифференциация сил сцепления между покрытием деки и слоем зерен при движении деки вперед и назад достигается путем выполнения покрытия из двух последовательно устанавливаемых пластин, обладающими различными коэффициентами трения (сцепления) между поверхностью и слоем примыкающих к ним зернам: передняя по ходу деки пластина с высоким коэффициентом трения, задняя - с низким коэффициентом трения. Важным требованием разделения зерен по удельным весам является сохранение стесненных условий перемещения зерен, которые образуются при заполнении пространства между рифлями совокупностью рудных зерен. При разделении зерен на концентрационном столе сечение слоя и стесненные условия в слое между рифлями сохраняются при снижении скорости перемещения слоя зерен пропорционально удалению из слоя через рифли зерен малой плотности. В данной модели изменение скорости перемещения слоя зерен по длине рифлей достигается постепенным непрерывным изменением угла наклона деки относительно начальной его величины. Дополнительным конструктивным элементом в данной модели, улучшающим селективное разделение зерен многокомпонентных пород, является то, что слой полиуретанового покрытия деки с рифлями изогнут по концентрической кривой в плоскости поперечного сечения деки (фиг 3б).
Придание кривизны поперечному сечению деки позволяет дифференцировать степень гидродинамического воздействия на разделяемые зерна в зависимости от размера и состава слоя зерен, находящегося в разных точках поверхности деки. Оптимальным для веерообразного перемещения разделяемых зерен по деке является обеспечение высокой скорости поперечного движения поступающих порций руды через рифли и замедление поперечного их движения по мере выделения из общей массы и продвижения вдоль рифлей тяжелых концентратных зерен. Достигаемый данным вариантом полезной модели концентрационного стола положительный технический эффект заключается в следующем. При концентрическом изгибе полиуретанового слоя, покрывающего деку, угол поперечного наклона поверхности деки выполаживается от заданного максимального в загрузочном начале деки до 0 в продольном конце деки и изменяется соотношение потоков воды, движущихся вдоль и поперек деки. За счет этого обеспечивается изменение скорости перемещения зерен руды в зависимости от крупности и плотности: ускорение поперечного перемещения крупных тяжелых зерен, поступивших из желоба на деку на крутом участке деки, и их ускоренное выведение в качестве концентратной фракции и замедленное перемещение смешанных зерен на пологом участке, при котором продолжается их расслоение. При подходе к зонам разгрузки продуктов замедляется их перемещение и увеличивается время конечного разделения зерен. Благодаря этому достигается повышение чистоты выделяемых конечных продуктов.
Рекомендуемые углы наклона касательных в точках кривой изгиба поверхности деки: в верхней точке Д 6°-9°, в нижней точке Е 0° (фиг. 4). При изготовлении полиуретановых покрытий дек прямоугольные рифли приклеиваются на поверхность слоя покрытия вдоль его полотна. Изогнутое в поперечном разрезе покрытие деки с рифлями, влияющее на скорость перемещения фракций мелкозернистой руды и чистоту разделения конечных продуктов, является новым элементом в конструкции концентрационного стола, стола. Положительное влияние на расслоение зерен по удельному весу оказывает местное сужение канала между рифлями. Стенки рифлей в предлагаемой полезной модели выполнены с дополнительными волнообразными выступами, расположенными в каналах между рифлями симметрично один против другого и повторяющимися по длине рифлей через 50 см. (фиг. 5). Сужение канала благодаря своей конфигурации увеличивает сцепление между слоем зерен и рифлями при движении деки вперед, поддерживает в канале необходимый для удаления породных зерен уровень и производит сжатие движущегося слоя зерен, способствуя вытеснению вверх легких зерен тяжелыми.
Применение местных сужений каналов между рифлями являются новым в конструкции концентрационных столов.
На фиг. 1а, 1б, 2, 3а, 3б, 4, 5, схематично показаны элементы общего вида концентрационного стола и его детали. На фиг. 1а, 1б приведены элементы общего вида концентрационного стола: фиг. 1а - вид сверху, фиг. 1б - вид с торца по А (фиг. 1а). Концентрационный стол содержит две деки: верхнюю 1 и нижнюю 2, приводной механизм 3, желоба для питания 4 и смывной воды 5, механизм крена 6, гибких опор 7-8 (показаны задние опоры). Деки покрыты рифлями 9. На фиг 2, 3а, 3б, 4, 5 показаны схемы новых деталей, внесенных в данную конструкцию концентрационного стола, раскрывающие сущность предлагаемых вариантов полезной модели гравитационного разделения руд. На фиг. 2 приведен вид сверху на деку 1 с рифлями 9 с линией СС разграничения полиуретановых пластин покрытия деки с различными коэффициентами трения их поверхностей: пластина 11, длиной 0,8 длины деки, расположенная со стороны загрузочного торца деки имеет коэффициент трения 0,2-0,3, пластина 12, длиной 0,2 длины деки, расположенная со стороны разгрузочного торца - 0,4-0,6.
d
На фиг. 3а - вид сверху, 3б - вид сбоку с торца по Б (фиг. 3а) показано устройство покрытия деки концентрационного стола с изгибом.. В сечении, перпендикулярном продольной стороне деки слой полиуретанового покрытия 13 изогнут по концентрической кривой с радиусом R выпуклой поверхности. На вогнутую поверхность наклеены рифли 9.
v
n
v
На фиг. 4 дана схема построения изгиба покрытия дек концентрационного стола, где R - радиус окружности, образующей вогнутую поверхность слоя полиуретанового покрытия, определяемый как радиус кривизны полиуретанового слоя покрытия, L - ширина деки, β - угол наклона плоскости деки без изгиба, принимаемый за начальный, β - угол наклона касательной к дуге окружности, образующей изогнутую поверхность, в верхней точке покрытия.
v
v
Радиус кривизны полиуретанового слоя покрытия определяется по формуле: R=L/sin2B Рекомендуемые углы наклона касательных к изогнутой поверхности слоя покрытия в верхней точке Д 6°-9° в нижней точке Е 0°-3°.
На фиг. 5 приведен вид сверху на канал между рифлями, стенки которых имеют волнообразные выступы 17, расположенные симметрично один против другого.
Сущность действий предлагаемой модели, осуществляемых в процессе веерообразного движения зерен по деке, их расслоения и разделения под воздействием колебаний деки и смывной воды, раскрыта в анализе рассмотренной выше конструкции полезной модели Рекомендуемые параметры новых элементов полезной модели обеспечивают оптимальные условия процесса разделения.
Новизна данной полезной модели концентрационного стола заключается в том, что впервые применена новая конструкция покрытий дек с совокупностью взаимодополняющих в части повышения эффективности обогащения руд элементов: с изменяющейся дифференцировано в зависимости от точек поверхности силой сцепления между слоем зерен и поверхностью покрытия деки, увеличивающей скорость продольного движения зерен, с кривизной покрытия в поперечном сечении, влияющей на распределение смывной воды по площади деки и скорость поперечного перемещения зерен в зависимости от их плотности, с местными сужениями канала между рифлями волнообразными выступами, способствующими при колебаниях деки перемещению зерен в вертикальной плоскости и их сегрегации по плотности.
Полезность предлагаемой полезной модели концентрационного стола, реализуемая в процессе его эксплуатации, заключается в улучшении показателей гравитационного обогащения мелкозернистой руды: повышении производительности и качества продуктов за счет применения устройств, оптимизирующих механизм гидродинамического воздействия на руду и условия ее разделения - в итоге снижается себестоимость продукции обогатительного производства. Изготовление предлагаемой полезной модели концентрационного стола является освоенным в промышленности. Покрытия дек в виде слоя с гладкой поверхностью изготовляются из износостойкого полиуретана с определенными коэффициентами трения методом литья, рифли нарезаются из заготовленного полиуретанового полотна, затем приклеиваются к поверхности слоя покрытия. Рифли с выступами и изогнутые покрытия дек изготовляются также методом литья.