СПОСОБ ГРАВИТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF GRAVITY SEPARATION OF MINERALS AND APPARATUS TO THIS END

Изобретение относится к области обогащения геоматериалов, в частности золотосодержащих песков.
Известен аналогичный способ обогащения, в котором материал подвергают процессу разделения на наклонной плоскости по плотности, например в стационарном шлюзе, который имеет слабонаклонный прямоугольный желоб, на дно которого укладываются трафареты. Тяжелые частицы оседают на дно шлюза, а легкие уносятся потоком воды. Благодаря использованию трафаретов, за счет образования вихрей осевшие на дно шлюза тяжелые материалы постоянно взмучиваются и перечищаются от легких фракций [1].
Недостатком такого способа является то, что во время непрерывной подачи материала ячейки трафарета заполняются тяжелыми зернами, после чего загрузку необходимо прекращать и производить сполоск, т.е. смыв концентрата со дна шлюза в отдельный приемник.
Известен гидроциклон, с помощью которого осуществляют способ обогащения полезных ископаемых (геоматериалов) в конусном концентраторе с радиально установленными суживающимися желобами, включающий тангенциальную подачу пульпы в верхнюю рабочую зону, формирование поперечно закручивающегося потока пульпы и вихревых потоков внутри желобов по всей их длине, где под воздействием центробежных сил на минеральные частицы происходит разделение по плотности, осаждение тяжелых частиц на наклонной донной поверхности желобов и их скатывание вниз с формированием выхода концентратов, вывод легких частиц из желобов закручивающимся потоком пульпы в хвосты [2].
Недостатком данного способа и аппарата является то, что требуется подача высокого давления исходной пульпы для выноса мелкой и легкой фракции через верхнее сливное отверстие при повышенной сопротивляемости среды вследствие наличия радиальных ребер, при этом степень разделения минералов по плотности является существенно меньшей.
Повышение эффективности разделения по плотности достигается в предлагаемом способе обогащения геоматериалов, реализованном в конусном концентраторе с радиально установленными суживающимися желобами, включающем тангенциальную подачу пульпы в верхнюю рабочую зону, формирование поперечно закручивающегося потока пульпы и вихревых потоков внутри желобов по всей их длине, где под воздействием центробежных сил на минеральные частицы происходит разделение по плотности, осаждение тяжелых частиц на наклонной донной поверхности желобов и их скатывание вниз с формированием выхода концентратов, вывод легких частиц из желобов закручивающимся потоком пульпы в хвосты, отличающемся тем, что образуют межконусное пространство установкой соосно конусу концентратора, ограничительного конуса, регулируют толщину межконусного пространства для поддержания постоянного уровня центробежной силы, дополнительно осуществляют подачу воды в верхнюю часть рабочей зоны межконусного пространства для формирования поперечно закручивающегося потока пульпы и воды.
Предлагаемый способ обогащения в конусном концентраторе может быть реализован в аппарате, который включает рабочую камеру в форме конуса с радиальными установленными суживающимися желобами, патрубок для тангенциальной подачи пульпы, приспособления для разгрузки продуктов разделения, отличающемся тем, что концентратор снабжен ограничивающим конусом, установленным соосно рабочей камере с регулируемым зазором от кромки стенок желобов, патрубком для тангенциальной подачи воды, установленным, как и патрубок для подачи пульпы, в верхней части рабочей камеры, приспособление для разгрузки хвостов выполнено в виде кольцевого отсекателя, расположенного в нижней части конуса соосно отверстию для разгрузки концентрата.
Сопоставимый анализ заявленного способа с аналогом показывает, что в отличие от шлюза с трафаретами осевшие на донную поверхность суживающихся желобов тяжелый частицы имеют возможность перемещения в сторону разгрузки благодаря наклону желоба, за счет чего достигается возможность непрерывного способа обогащения. Таким образом, сравнительный анализ предлагаемого концентратора с аналогом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Известны технические решения, например у прототипа разделение частиц по плотности происходит в рабочей камере в форме конуса с радиальными установленными суживающимися желобами, а разгрузка легких фракций происходит через сливной патрубок в верхней части рабочей камеры, в заявленном решении разделение частиц по плотности происходит в нисходящем потоке без образования принудительных восстающих вихрей в пространстве, образованном в камере в форме конуса с радиальными установленными суживающимися желобами и соосно установленной внутри рабочей камеры ограничительного конуса с возможностью регулирования ширины межконусного пространства, где создаются условия эффективного разделения минералов по плотности.
Таким образом, сравнительный анализ предлагаемого концентратора с прототипом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательный уровень».
Сущность изобретения поясняется графическим материалом, на фиг.1 приведен вертикальный разрез концентратора.
Центробежный конусный концентратор состоит из конуса (1) с радиальными установленными суживающимися желобами (2), ограничительного конуса (3), расположенного соосно внутри конуса (1). Патрубки (4) и (5) для подачи исходной пульпы и дополнительной воды установлены в верхней части конуса (1) так, чтобы пульпа поступала в рабочую зону тангенциально. Также концентратор оснащен соосно установленным кольцевым отсекателем (6) для разгрузки хвостов и отверстием для разгрузки концентратов (7).
Центробежный конусный концентратор работает следующим образом.
Исходная пульпа и дополнительная вода под давлением тангенциально подаются в верхнюю часть конуса (1) через патрубки (4) и (5) для создания поперечных закручивающихся потоков над желобами в межконусном пространстве и вихревых потоков внутри желобов по всей их длине.
При этом тяжелые по плотности минеральные зерна сконцентрируются внутри желобов (2) конуса (1), а легкие - к внутреннему контуру ограничительного конуса (3). Вихревые потоки внутри желобов постоянно взмучивают и перечищают сконцентрированные внутри желобов тяжелые минеральные зерна от легких фракций. Далее тяжелые по плотности минеральные зерна постепенно скатываются вниз и разгружаются через отверстие (7), а легкий материал самотеком потока разгружается через кольцевой отсекатель (6). Гидродинамика образующихся воронок такова, что при установившемся вихревом потоке, при поддержании постоянного напора воды, процесс самоподдерживается.
Литература
1. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. М. МГГУ, 2001 г., стр.216-218.
2. Гидроциклон для классификации и обогащения полезных ископаемых. SU 1655575 А1, 15.06.1991, В03В 5/34.