УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
GRAVITY MINERAL DRESSING DEVICE

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к разделению дисперсных материалов по плотности, превышающей плотность разделительной среды, и может быть использовано на обогатительных фабриках и установках для обогащения преимущественно углей и сланцев, а также других полезных ископаемых.
Известно устройство для гравитационного обогащения полезных ископаемых, включающее наклонный канал прямоугольного сечения, загрузочную трубу для подачи разделяемого материала, приемный зумпф для загрузки тяжелой фракции и приспособление для подачи разделительной среды. Для регулирования гидродинамических параметров при различных нагрузках в качестве исходного материала в устройстве установлены две подвижные пластины-деки с поперечными зигзагообразными перегородками, частично перекрывающими сечение канала сверху (A1, SU, №569322, 1977).
Недостатком этого устройства является постоянная плотность разделения по длине рабочей зоны, препятствующая улучшению качества получаемых продуктов, а зигзагообразное расположение перегородок на пластинах-деках приводит к перемешиванию продуктов разделения и потерям полезного компонента.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для обогащения полезных ископаемых, включающее загрузочный бункер, сопряженный с распределительной камерой, по обе стороны которой установлены наклонные восходящий и нисходящий разделительные транспортирующие каналы, в которых с возможностью изменения своего пространственного положения размещены перекрывающие перегородки, а также наклонный разгрузочный канал с устройством транспортирования дисперсного минерального материала, нижняя часть разгрузочного канала гидравлически связана с нижней частью нисходящего доставочного канала. Для переноса минерального материала в загрузочный бункер и наклонный разгрузочный канал подается вода (RU, С1, №2038854, 1995).
Недостатками известного решения являются большие потери полезного ископаемого в крутонаклонном сепараторе в начале технологического процесса и при остановке питания, а также низкая эффективность отделения пустой породы от полезного ископаемого в процессе обогащения.
Изобретение направлено на сокращение потерь полезного ископаемого и повышение качества процесса обогащения.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для гравитационного обогащения полезных ископаемых, включающем загрузочную воронку, сопряженную с распределительной камерой, по обе стороны от камеры установлены наклонные восходящий и нисходящий разделительные транспортирующие каналы, в которых с возможностью изменения своего пространственного положения размещены перекрывающие пластины с поперечными перегородками, а также наклонный разгрузочный канал с устройством транспортирования дисперсного минерального материала в виде элеватора, нижняя часть разгрузочного канала гидравлически связана с нижней частью нисходящего транспортирующего канала, оно снабжено резервуаром с отводящим трубопроводом, внутри резервуара расположена открытая емкость для проточной воды, связанная с разгрузочным каналом с элеватором, при этом разгрузочный канал снабжен регулятором уровня воды, который выполнен в виде сосуда, в котором с возможностью перемещения в вертикальном направлении установлен трубчатый регулировочный вертикальный патрубок, связанный с безнапорным отводящим трубопроводом.
В регуляторе уровня воды установлен датчик, связанный с приводом конвейера, подающего минеральный материал в загрузочную воронку.
Верхний торец трубчатого регулировочного вертикального патрубка выполнен скошенным или снабжен дренажной прорезью.
Верхний край открытой емкости расположен ниже верхнего края резервуара.
Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога рядом существенных признаков, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Операции, действия над материальными объектами при реализации заявленного способа не противоречат естественным законам, что свидетельствует о его соответствии условию патентоспособности «промышленная применимость».
Поскольку из уровня техники не известно выполнение устройства для гравитационного обогащения с элементом оригинальной конструкции, регулирующим уровень воды, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». Регулирование уровня воды сокращает потери полезного ископаемого и препятствует примешиванию ранее отделенной породы к полезному ископаемому в процессе обогащения.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит загрузочную воронку 1, связанную посредством фланцевого соединения с наклонным сепаратором, содержащим распределительную камеру 2, по обе стороны от которой установлены наклонные восходящий 3 и нисходящий 4 разделительные транспортирующие каналы прямоугольного сечения. Воронка 1 снабжена трубопроводом для подачи в него воды и может быть выполнена трубчатой формы.
Восходящий канал 3 сепаратора предназначен для транспорта более легкого продукта, например угля, а нисходящий 4 - для более тяжелого, например вмещающих пород.
В случае использования заявленного устройства для обогащения полезного ископаемого с более высоким удельным весом отделяемая порода подается по восходящему каналу 3, а полезное ископаемое - по нисходящему 4.
Вдоль продольной оси каналов 3 и 4 посредством регулировочных винтов 5 перекрывающие пластины 6 установлены с возможностью изменения своего пространственного положения. На пластинах 6 выполнены поперечные перегородки 7. Изменением угла наклона пластин 6 относительно продольной оси каналов 3 и 4 изменяют их проходное сечение в зависимости от комплекса конкретных технологических параметров (гранулометрический состав дисперсного минерального материала, расход воды и др.).
Нижняя часть нисходящего транспортирующего канала 4 гидравлически связана с нижней частью разгрузочного наклонного трубчатого канала 8 с размещенным внутри него ковшовым элеватором (не показан) для транспортирования дисперсной породы, отделенной от полезного ископаемого.
Над установкой расположен резервуар 9, внутри которого установлена открытая емкость 10 с проточной водой, верхняя кромка которой ниже краев резервуара 9. Излишек воды из резервуара 9, перелившийся из емкости 10, отводится по безнапорному трубопроводу.
Из открытой емкости 10 по трубопроводу 11 вода подается в разгрузочный наклонный канал 8.
Разгрузочный наклонный канал 8 снабжен регулятором расхода воды, который выполнен в виде сосуда 12 с трубчатым вертикальным патрубком 13, установленным внутри него с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Патрубок 13 связан с безнапорным водоотводящим трубопроводом 14. Перемещение регулировочного патрубка 13 осуществляется посредством тяги и связанного с ней винта 15, взаимодействующего с неподвижно установленной гайкой.
Верхний торец регулировочного вертикального патрубка 13 может быть выполнен скошенным относительно продольной оси или с дренажной прорезью (не показана), сужающейся в направлении от торца к срединной части. Скошенный торец патрубка 13 позволяет упростить его сочленение с тягой от винта 15 и обеспечить отвод воды с взвешенными в ней минеральными частицами через трубопровод 14.
В сосуде 12 регулятора расхода воды установлен датчик 16 уровня воды, который при превышении допустимого ее расхода и увеличении уровня в канале 3 осуществляет отключение конвейерного питателя 17, подающего дисперсный минеральный материал в загрузочную воронку 1.
Трубопровод 11 снабжен задвижкой 18, перекрывающей его при отключении конвейера 17, подающего исходный материал.
На конвейере 17 установлены тензометрические весы (не показаны), сигнал от которых управляет электрической задвижкой 18.
Устройство работает следующим образом.
В загрузочную воронку 1 с конвейера 17 подают подлежащий обогащению исходный дисперсный материал, а также воду, откуда обводненный материал направляется в распределительную камеру 2.
В распределительной камере 2 происходит отделение угля от породы, имеющей более высокий удельный вес. Уголь с восходящим водным потоком транспортируется по каналу 3, а порода переносится по каналу 4 к разгрузочному каналу 8, где она ковшовым элеватором перемещается к месту ее переработки, временного или постоянного складирования.
Поперечные перегородки 7 пластин 6 способствуют созданию зон турбулентности соответствующего потока, переносящего породу и уголь, что вызывает дополнительную сепарацию угля от породы в процессе транспортирования.
В зависимости от количества транспортируемого дисперсного материала, его гранулометрического состава и др. посредством пластин 6 в каналах 3 и 4 устанавливается оптимальное проходное сечение.
Изменение количества подаваемой воды может регулироваться посредством изменения высотного положения верхнего открытого торца вертикального патрубка 13.
В случае возникновения затруднений движения породы в канале 4 в нем снижается также и скорость воды, в результате чего возрастает уровень воды в обезвоживающем разгрузочном канале 8 с элеватором. В случае отсутствия регулятора расхода это привело бы к засорению угля породой в канале 3. Благодаря регулятору 12 устанавливается оптимальный уровень воды, а при его превышении имеет место сбрасывание излишнего расхода воды и поддержание постоянной величины уровня.
В случае снижения концентрации материала в сепараторе в результате остановки подачи исходного материала и остановки конвейера 17 увеличивается проходное сечение нисходящего канала 4, что вызывает падение скорости воды в каналах 3 и 4 и приводит к примешиванию более легкого угля к породе, т.е. к потерям полезного ископаемого и к понижению уровня воды в регуляторе 12. При отключении подачи исходного материала тензометрические весы конвейера 17 подают сигнал на открытие задвижки 18, в результате чего в сепаратор подается дополнительная вода в количестве, определяемом специальным алгоритмом, устанавливаемым при пусконаладочных работах. Дополнительная вода выравнивает уровень воды в элеваторе до заданного и предотвращает потери более легкого полезного ископаемого с тяжелым продуктом через канал 4.
При забивке сепаратора поднимается уровень воды как в разгрузочном канале 8, так и сосуде 12 регулятора уровня. При увеличении уровня воды до критической отметки срабатывает датчик 16 аварийного уровня, отключающий конвейер 17 подачи исходного материала.
В случае подачи избыточного количества минерального материала в приемную воронку 1 по сигналу датчика 16 останавливается транспортер 17, а посредством задвижки 18 регулируется необходимый расход подаваемой воды.
Предлагаемое устройство позволяет в автоматическом режиме повысить эффективность разделения угля от породы.