ВИНТОВОЙ СЕПАРАТОР (ВАРИАНТЫ)
SPIRAL SEPARATOR (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к обогащению полезного ископаемого на винтовых сепараторах, в частности для повышения эффективности извлечения мелкого золота при обогащении золотосодержащих руд и песков в горнорудной промышленности.
Уровень техники
Известен винтовой аппарат для обогащения полезных ископаемых, включающий основной желоб, дополнительную поверхность, устройство для приема исходной пульпы и устройство для деления продуктов обогащения и центральную трубу /1/.
Недостатком известного аппарата является низкое качество концентрата вследствие отсутствия поперечных потоков смывной воды.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является винтовой сепаратор, включающий устройство приема исходного питания, винтовой желоб, устройство подачи смывной воды, отсекатель продуктов обогащения и опорные стойки. Устройство приема исходного питания выполнено коробчатого типа, согласующимся с наружным и внутренним бортами верхней части винтового желоба. Винтовой желоб имеет профиль сечения, включающий образующую прямую внутреннего борта, опускающуюся под углом 30° к горизонту до пересечения с прямой, образующей дно желоба, на расстоянии 0,2 от диаметра желоба при отсчете от вертикальной оси устройства. Прямая, образующая дно желоба, расположена под углом 5-10° к горизонту и согласуется с образующей внешнего борта, выполненной по окружности радиусом 0,1-0,2 от диаметра желоба, при этом максимальный габарит профиля по вертикали выполнен 0,25-0,3 от диаметра желоба. Винтовой желоб в центре содержит центральную трубу с отверстиями, выполненными по винтовой линии согласно винтовой линии верхнего среза внутреннего борта, для подачи смывной воды. При этом отверстия выполнены под углом 45-60° к вертикальной оси устройства, а центральная труба жестко закреплена с внутренним бортом желоба для обеспечения его жесткости и прочности, отсекатель концентрата выполнен в виде короткого прямого желоба на выходном срезе последнего витка винтового желоба, а опорные стойки крепятся непосредственно к наружному борту желоба /2/.
Недостатком данного винтового сепаратора является неэффективность процесса обогащения вследствие неравномерной подачи смывной воды. В реальных условиях эксплуатации сепаратора отверстия забиваются взвесями и грязью. При увеличении напора воды в трубе сильные узконаправленные струи воды нарушают установившийся веер распределения минералов на поверхности винтового желоба. Разработка и установка гасителей струи на каждом отверстии неоправданы и усложняют конструкцию.
Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что в винтовом сепараторе, включающем винтовой рабочий корпус, выполненный в поперечном сечении в виде полужелоба с внешним бортом и соединенный с центральной опорной стойкой, устройство приема исходного питания, приспособление для подачи смывной воды, отсекатели продуктов обогащения, приспособление для подачи смывной воды выполнено в виде канавки, образованной поверхностью опорной стойки, днищем полужелоба и ограничителем, установленным на днище последнего, при этом ограничитель выполнен с переменной высотой, уменьшающейся вдоль его продольной оси сверху вниз для обеспечения равномерной подачи смывной воды. На верхней поверхности ограничителя выполнены насечки переменной глубины. Канавка может быть выполнена с переменной глубиной, уменьшающейся вдоль ее продольной оси сверху вниз. В ограничителе могут быть выполнены поперечные сквозные отверстия.
В винтовом сепараторе (вариант), включающем винтовой рабочий корпус, выполненный в поперечном сечении в виде полужелоба с внешним бортом и соединенный с центральной опорной стойкой, устройство приема исходного питания, приспособление для подачи смывной воды, отсекатели продуктов обогащения, винтовой полужелоб соединен с поверхностью опорной стойки через направляющую муфту, выполненную с продольной канавкой для смывной воды и продольным пазом на боковой стороне для размещения днища полужелоба.
На фиг.1 изображен фрагмент винтового сепаратора; на фиг.2 - разрез полужелоба с канавкой; на фиг.3 - разрез полужелоба с ограничителем.
Винтовой сепаратор (фиг.1) состоит из винтового полужелоба 2, закрепленного на центральной опорной стойке 1. Вокруг центральной опорной стойки 1 по спирали выполнена канавка 3 (фиг.2), образованная поверхностью опорной стойки 1, днищем полужелоба 2 и ограничителем 4, установленным на днище полужелоба 2. Ограничитель 4 можно изготовить с переменной высотой, уменьшающейся вдоль его продольной оси сверху вниз по спирали для обеспечения равномерной подачи смывной воды. На верхней поверхности ограничителя могут быть изготовлены поперечные насечки переменной глубины для уравнивания переливов воды на полужелоб 2. На ограничителе 4 также могут быть выполнены поперечные сквозные отверстия.
Канавка 3 вокруг центральной опорной стойки может быть выполнена в виде углубления в днище винтового желоба 2 (фиг.3). Канавка 3 с внешней стороны ограничена переливным порожком 7.
Винтовой полужелоб можно соединить с поверхностью опорной стойки через направляющую муфту 5, снабженной продольной канавкой 3 для смывной воды и продольным пазом 6 на боковой стороне для размещения днища полужелоба 2.
Устройство работает следующим образом.
Исходная пульпа подается равномерно по всему сечению полужелоба на сепаратор. При совершении пульпой оборотов по винтовой поверхности легкие минералы под воздействием центробежного ускорения разносятся по периферии полужелоба 2, а тяжелые минералы пульпы перераспределяются в сторону центральной опорной стойки 1 (фиг.1). В результате циркуляционных струй в приосевой части сепаратора, происходящих при малых глубинах водного потока в полосе, занимаемой концентратом на горизонтальном участке днища полужелоба 2, шлиховая полоса растягивается в ширину и происходит перераспределение минеральных зерен по плотности. Минералы наибольшей плотности, включая золото, передвигаются по ближнему к оси сепаратора участку шлиховой полосы, образуя желтую «золотую дорожку» и отсекаются на разгрузочном конце сепаратора через ближнюю к оси сепаратора секцию концевого отсекателя. Минералы меньшей плотности, образующие промежуточный продукт, отсекаются через среднюю секцию концевого отсекателя, а затем могут быть направлены обратно в цикл обогащения для перечистки. Наиболее легкие частицы смещаются в сторону внешнего борта полужелоба 2 и отсекаются на разгрузочном конце сепаратора через регулируемое шиберное устройство и направляются в хвосты.
Радиальная составляющая вектора скорости потока струи способствует получению более качественного шлихового концентрата. Формированию поперечной циркуляции водного потока малых глубин на горизонтальном участке днища полужелоба 2 вблизи оси сепаратора способствует подача смывной воды через канавку 3, примыкающий к опорной стойке 1. Равномерность подачи смывной воды достигается плавным уменьшением высоты ограничителя 4 для управления переливом воды, а также нанесением на его верхнем участке поперечных насечек разной глубины при необходимости.
Для обеспечения подвода смывной воды в «мертвые» зоны рабочей поверхности полужелоба можно просверлить в ограничителе 4 поперечные сквозные отверстия нужного направления.
Использование направляющей муфты 5 для соединения полужелоба 2 с опорной стойкой 1 позволяет изготовление винтового сепаратора в разборном варианте, что обеспечивает удобство работы в полевых условиях. Направляющую муфту можно использовать для управления режимом обогащения путем регулирования величины шага витка спирали.
При выполнении канавки 3 вокруг центральной опорной стойки 1 в виде углубления в днище полужелоба 2 (фиг.3) равномерность подачи смывной воды обеспечивается выбором высоты переливного порожка 7.
Изготовление винтового полужелоба не представляет большой сложности. В качестве материала пригодны стеклопластик, резина, пластмасса и т.д. Для повышения упругости, прочности и износостойкости полужелоб можно армировать в несколько слоев. Закрепление винтового полужелоба на опорной стойке производят механическим закреплением или путем использования клеящих составов. Ограничитель канавки может быть установлен на поверхности днища путем механического закрепления или заклеивания. Направляющая муфта изготавливается из эластичного материала.
Использование технического решения позволит повысить качество получаемого концентрата шлихового золота при обогащении золотосодержащих песков с мелким золотом за счет улучшения качества подачи смывной воды путем равномерного распределения ее расхода.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №680760, кл. В03В 5/52, заявл. 10.11.77.
2. Патент РФ №2169047, кл. В03В 5/52.
3. Шохин В.Н. Гравитационные методы обогащения. М.: Недра, 1993. С.249-250, 259.