ДИСКОВЫЙ КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ СТОЛ

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности.
Известен «Концентрационный стол» (патент RU №2249485, опубл. 2005.04.10), который включает опорную раму, привод, ромбовидную с усеченными загрузочным и концентратным концами деку с рифлями,- параллельными сливным кромкам для разгрузки легкой фракции, шарнирную тягу, включающую в себя упругий элемент, например, в виде пружин или резиновых деталей, упругие колебательные элементы, на которых через стержневую балку закреплена дека, выполнены в виде опорных стоек, установленных с наклоном в сторону привода, пульпоприемник, суживающуюся камеру для предварительной концентрации с рифлями на боковых стенках, параллельными рифлям деки, и системой порогов для разгрузки предварительно обогащенного концентрата, распределитель смывной воды и лотки сбора продуктов обогащения. Дека конструктивно разделена по продольной оси стола на две симметричные, равновеликие, подвижные в поперечном направлении рабочие части, которые снабжены распорными стойками для регулирования их поперечного угла наклона, причем последние и опорная стойка под концентратным концом деки включают в себя домкратные устройства, например механические или гидравлические.
Основными недостатками этого аппарата является низкая эффективность разделения мелких частиц, низкая удельная производительность, сложность конструкции.
Известен «Круглый концентрационный стол» (А.с. SU №564007, опубл. 05.07.77, бюл. №25), включающий круглую деку с нарифлениями и привод, дека стола выполнена в виде винтовой спирали.
Основные недостатки этого стола в сложности его конструкции, низкой удельной производительности, недостаточно высокой эффективности обогащения мелких частиц, сложности оперативного управления, сложности разгрузки продуктов разделения.
Известен дисковый концентрационный стол (Андреев Е.Е. и др. «Круглый вращающийся концентрационный стол», «Обогащение руд», №3, 2009, с.35 - 36), принятый за прототип, содержащий установленную с возможностью постоянного вращения вокруг своей вертикальной оси круглую деку в виде диска, с круговыми нарифлениями, разделенную на сектора разделителем секторов, распределительный бункер, приводной механизм стола и приемники для продуктов разделения, выполненные в кольцевых концентрических желобов.
Основные недостатки этого в большой сложности регулирования выходов продуктов разделения и как следствие снижение точности разделения, недостаточно полное использование площади поверхности стола для разделения частиц и как следствие снижение эффективности разделения и удельной производительности.
Техническим результатом изобретения является повышения точности разделения частиц и удельной производительности дискового концентрационного стола.
Технический результат достигается тем, что дисковый концентрационный стол, имеющий установленную с возможностью постоянного вращения вокруг своей вертикальной оси дискообразную деку, с круговыми нарифлениями, разделенную на сектора разделителем секторов, распределительный бункер, приводной механизм стола и приемники для продуктов разделения, выполненные в кольцевых концентрических желобов, дека снабжена разгрузочными окнами, которые расположены по всей периферии деки и оснащены сборниками пульпы и распределительными патрубками, выполненными с различным углом отклонения от вертикальной оси.
Разделитель секторов может быть выполнен в форме дуги с изгибом в направлении вращения деки.
Конструкция дискового концентрационного стола поясняется чертежами (фиг.1 - вид сверху, фиг.5 - вид сверху варианта с разделителем секторов в форме дуги, фиг.2, 3, 4 - вертикальные разрезы А-А, Б-Б, В-В), На чертеже (фиг.1) изображен дисковый концентрационный стол, имеющий деку, разделенную на два сектора (левый и правый), каждый из которых имеет круговые нарифления и настроенный на получение трех продуктов разделения: удельно-легкого, промежуточного (промпродукта) и удельно-тяжелого. Дисковый концентрационный стол имеет подвижную деку (1), выполненную в виде диска с разделителем секторов, с круговыми нарифлениями (2), распределительный бункер для подачи исходного питания и смывной воды (3), соответственно имеющий сектора для подачи питания (4), и смывной воды (5), приводной механизм (не показано). По периферии дека имеет разгрузочные окна (6), каждое их которых оснащено сборником пульпы (7) с распределительным патрубком (11-13) (рис.2-4). Распределительные патрубки (11-13) выполнены с различным углом отклонения от вертикальной оси и служат для вывода различных продуктов разделения на разное расстояние от центральной вертикальной оси деки. В данном случае, распределительные патрубки (8), служащие для разгрузки удельно-легкого продукта выполнены с максимальным отклонением от вертикальной оси и выводят удельно-легкий продукт на максимальное расстояние от оси, т.е. максимально отклонены в периферийном направлении (фиг.2). Распределительные патрубки (9) для промежуточного по плотности продукта выполнены с меньшим отклонением от вертикальной оси и выводят промежуточный продукт на меньшее расстояние от оси (меньше отклонены от вертикальной оси или имеют вертикальной расположение) (фиг.3). Распределительные патрубки (10) для разгрузки удельно-тяжелого продукта выполнены с наименьшим отклонением от вертикальной оси и выводят удельно-тяжелый продукт ближе всего к вертикальной оси (повернуты к центральной оси) (фиг.4). Одноименные продукты разделения попадают в один и тот же сборный кольцевой концентрический желоб. В данном случае удельно-легкий продукт, собранный распределительными патрубками (8) поступает в желоб с наибольшим диаметром (11); промежуточный продукт, собранный распределительными патрубками (9) - в желоб с промежуточным (средним) диаметром (12); удельно-тяжелый продукт, собранный распределительными патрубками (10) - в желоб с наименьшим диаметром (13).
Дисковый концентрационный стол работает следующим образом: исходное питание из сектора (4) распределительного бункера (3) подается на поверхность деки (1) концентрационного стола. Из сектора (5) распределительного бункера (3) на поверхность концентрационного стола подается смывная вода. Привод стола (в данном случае высокочастотный шаговый двигатель) (не показан) обеспечивает одновременно и непрерывное основное вращение деки (1) концентрационного стола в заданном направлении (в данном случае по стреле (14) (фиг.1, 5), и периодическое контрвращение в противоположном направлении. При основном вращении дека (1) проходит больший путь и имеет меньшую угловую скорость, а при контрвращении дека (1) проходит меньший путь с большей скоростью, что обеспечивает возникновение сил инерции, действующих на разделяемые частицы, направленные в сторону основного вращения деки (1). На частицу, находящуюся на поверхности деки (1) концентрационного стола, действует сила тяжести, сила гидродинамического давления потока воды, центробежная сила, сила Кориолиса, сила инерции сила трения и др. силы. Под воздействием этих сил происходит перемещение частиц к периферии деки (1) концентрационного стола и их одновременное расслоение в соответствии с их плотностью и крупностью.
Наличие нескольких разгрузочных окон позволяет точно регулировать разгрузку продуктов разделения, что существенно повышает точность разделения. Например, первые (наиболее близкие к месту подачи исходного питания) несколько разгрузочных окон служат для разгрузки удельно-легкого продукта и соответственно оснащаются разделительными патрубками (8), выводящими удельно-легкий продукт на наибольшее расстояния от центральной вертикальной оси деки (максимально «загнутыми» от вертикальной оси деки стола в периферийном направлении) расстояние. Через них удельно-легкий продукт разгружается во внешний кольцевой концентрический желоб (11).
Следующие несколько разгрузочных окон служат для разгрузки промежуточного по плотности продукта. Соответственно, они оснащаются разделительными патрубками (9), выводящими промежуточный продукт на меньшее, чем в предыдущем случае, расстояния от центральной вертикальной оси деки расстояние. Разделительные патрубки (9) выводят промежуточный продукт в средний кольцевой концентрический желоб (12).
Остальные разгрузочные окна служат для разгрузки удельно-тяжелого продукта и оснащаются разделительными патрубками (10), выводящими удельно-тяжелый продукт на ближайшее к центральной вертикальной оси деки расстояние, во внутренний кольцевой концентрический желоб (13).
При этом можно легко изменить количество разгрузочных окон для разгрузки каждого продукта и, соответственно, выход каждого продукта разделения простым перевинчиванием патрубков. Такая необходимость возникает постоянно, т.к. состав руды постоянно меняется, иногда сильно. Т.е. содержание удельно-тяжелого минерала в питании концентрационного стола может увеличится, например, в два раза, соответственно зона разгрузки удельно-тяжелого продукта разделения тоже увеличится, а в прототипе часть деки, предназначенная для разгрузки удельно-тяжелого минерала имеет постоянные размеры. Соответственно часть этого удельно-тяжелого минерала попадает в промпродукт. Если содержание удельно-тяжелого минерала в питании наоборот уменьшится, то в зону разгрузки удельно-тяжелого продукта разделения попадают и более удельно-легкие продукта разделения, загрязняя концентрат. Соответственно, можно весьма точно регулировать количества каждого из этих продуктов разделения, что повышает точность разделения и, соответственно, технологические показатели обогащения. В прототипе такая регулировка невозможна. Там есть несколько зон разгрузки, геометрию которых невозможно изменить, единственный путь изготавливать новую деку.
Приемники для продуктов разделения, выполненные в виде кольцевых концентрических желобов, расположенных под поверхностью деки позволяют легко и просто собирать продукты разделения.
Разделитель секторов, выполненный в форме дуги с изгибом в направлении вращения (14) деки (1), позволяет исключить появление на поверхности концентрационного стола «мертвой зоны» возникающей на площади от разделителя секторов до начала зоны разгрузки удельно-легкого продукта (15). Это повышает удельную производительность концентрационного стола. Кроме того, дугообразный разделитель позволяет увеличить длину круговых нарифлений, приходящихся на единицу площади стола, что повышает эффективность разделения частиц.
Например, дисковый концентрационный стол проверялся на экспериментальной модели, имеющей габариты: D×Н=1280×1600 мм, масса 50 кг.
Опыты проводились на искусственной смеси, содержащий 5% ферросилиция и 95% кварца, крупность - 0,1 мм. Результаты опытов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Прототип
Выход, %
Содержание
%
Извлечение,%
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Удельно-тяжелый
4,03
85,34
14,56
70,42
0,62
Промежуточный
11,01
6,10
93,64
13,75
10,85
Удельно-легкий
84,96
0,91
99,06
15,83
88,54
Итого:
100.00
4,88
95,06
100,00
100,00
Заявляемая конструкция по п.1
Выход, %
Содержание, %
Извлечение,%
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Удельно-тяжелый
3,68
96,81
4,74
72,92
0,18
Промежуточный
9,47
5,90
94,22
11,44
9,40
Удельно-легкий
86,85
0,88
98,81
15,64
90,42
Итого:
100,00
4,89
94,91
100,00
100,00
Заявляемая конструкция по п.3 с разделителем в форме дуги
Выход, %
Содержание, %
Извлечение, %
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Ферросилиций
SiO<sub>2</sub>
Удельно-тяжелый
3,60
98,81
1,42
73.30
0,05
Промежуточный
9,23
5,82
93,85
11,07
9,12
Удельно-легкий
87,17
0,87
98,92
15,63
90,82
Итого:
100,00
4,85
94,94
100,00
100,00
2
2
2
При этом производительность у концентрационного стола по прототипу составляла 39 кг·ч/м, у заявляемой конструкции по п.1 - 43 кг·ч/м, а по п.3 - 51 кг·ч/м.