КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ СТОЛ
CONCENTRATE BOARD

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности.
Известен концентрационный стол, который имеет трапециевидные или ромбические деки, вдоль которых крепятся узкие рейки - рифли, высота которых уменьшается в направлении к торцевой части деки стола. Также стол имеет опорное устройство с механизмом регулирования поперечного наклона деки, приводной механизм (Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения, стр.197, М.: Недра, 1993).
Недостатки стола в низкой удельной производительности трудности обогащения мелких частиц, а также низкой эффективности разделения при обогащении частиц с небольшим различием по плотности.
Известен концентрационный стол, 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 (Патент RU №2249485, кл. В03В 5/04, опубликован 2005.04.10).
Основными недостатками данного аппарата являются низкая эффективность разделения мелких частиц и низкая удельная производительность.
Известен концентрационный стол, который содержит деку, соединенную с приводом. Привод содержит кривошип, соединенный с камнем, перемещающимся на кулисе. Кулиса соединена с двумя винтовыми механизмами, имеющими неподвижные в осевом направлении винты и подвижные в осевом направлении гайки. Гайка одного винтового механизма соединена с шатуном, связанным с декой стола, а на гайке другого винтового механизма закреплена опора кулисы. (Патент RU №2162016, кл. В03В 5/06, опубликован 2001.01.20).
Основными недостатками стола являются низкая эффективность разделения мелких частиц, а также низкая удельная производительность.
Известно устройство, принятое за прототип, сочетающее принципы обогащения на концентрационных столах обычного типа и вращающихся с активизацией процесса обезвреживания промпродукта. Установка для извлечения ценных минералов снабжена системой обезвреживания, содержащей деки обезвреживания, выполненные с рифлями и направляющими желобами и установленные под деками обогащения со смещением по радиусу к общей оси, а деки обогащения снабжены опорами качения с возможностью перемещения по направляющей волнового профиля, при этом опоры дек обогащения установлены под верхними точками последних и выполнены с возможностью регулирования продольного и поперечного наклонов дек и с возможностью их вращения вокруг вертикальных осей шарниров, при этом деки обогащения выполнены в виде секторов и установлены со смещением над желобами для фракции высокой плотности, причем желоб для приема фракции высокой плотности установлен под деками обезвреживания с наклоном дна в сторону разгрузки фракции высокой плотности, а желоб для приема фракции низкой плотности выполнен из двух частей, соединенных между собой и установленных с возможностью размещения между ними направляющей, при этом дно желоба для приема фракции низкой плотности имеет наклон в сторону разгрузки фракции низкой плотности, а привод выполнен с возможностью обеспечения синхронного вращения распределителя системы подачи пульпы и воды для смыва с деками обогащения и обезвреживания вокруг общей оси (Патент RU №2187372, кл. МПК В03В 5/04, опубликован 2002.08.20).
Основные недостатками данного устройства - сравнительно низкая эффективность разделения мелких и с небольшим различием в плотностях разделяемых компонентов частиц и невысокая удельная производительность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разделения частиц, особенно мелких, и повышение удельной производительности.
Технический результат достигается тем, что концентрационный стол имеет подвижную деку с нарифлениями, лоток для приема питания и смывной воды, приводной механизм стола и приемники для продуктов разделения, согласно изобретению дека выполнена в виде круга, который разделен на два и более секторов, каждый из которых имеет круговые нарифления с прогрессивно возрастающей высотой от центра к периферии деки, при этом стол оснащен высокочастотным шаговым двигателем, обеспечивающим непрерывное вращение стола и подачу противоимпульсов для сдвига частиц в направлении, противоположном вращению стола.
Предлагаемый аппарат поясняется чертежом, на котором изображен вид аппарата сверху. Стол имеет сливной порог для обогащенной руды (1), сливной порог для хвостов (2), кольцевой пульпопровод для хвостов (3), кольцевой пульпопровод для обогащенной руды (4), секторы подачи исходной пульпы и смывной воды (5), рифли (6), круглую деку (7).
Количество угловых секторов может быть произвольным и выбирается в соответствии с габаритами стола. Количество сливных порогов также может быть различным и зависит от конечной задачи получения различных по составу конечных продуктов сепарации. Для исследований руд на сепарируемость сливных порогов может быть больше, например 5-7. Для задач перспективного промышленного тиражирования их достаточно взять в количестве 2-3. В частности, опытный образец спроектирован на три вида выходных продуктов: обогащенный концентрат, промпродукт и хвосты.
«Жесткость» вибрации стола обеспечивается шаговым приводом следующим образом:
- высокочастоный шаговый двигатель обеспечивает непрерывное вращение стола в заданном направлении, обеспечивая при этом набор кинетической энергии твердых частиц, а также центробежную силу для принудительного движения пульпы от центра к периферии;
- с заранее заданной (необходимой) частотой и скважностью на привод подаются противоимпульсы для сдвига частиц в направлении, противоположном вращению; таким образом, воспроизводится работа традиционного стола с механической кулисой, но при существенно большей крутизне фронтов противосил.
Для обычного электродвигателя постоянные импульсные стопорения и тем более реверс всегда сопровождаются переходом его в режим короткого замыкания с последующим пусковым режимом (5-6 номиналов рабочего тока). Поэтому необходимый режим обычным двигателем создать невозможно из-за сокращения его срока службы и перегрева обмоток ударным током короткого замыкания. Шаговый двигатель лишен такого недостатка.
Стол работает следующим образом: исходное питание из распределительных секторов вымывается на поверхность стола (количество воды меняется в зависимости от крупности и плотности обогащаемого материала). На частицу, находящуюся на поверхности стола, действует сила тяжести, сила гидродинамического давления потока воды, центробежная сила, сила инерции (возникающая из-за ассиметричности движения деки), сила трения. Под воздействием этих сил происходит расслоение частиц в соответствии с их плотностью и крупностью и частицы попадают в соответствующие сборники.
Данное изобретение позволяет обогащать более мелкие частицы, чем существовавшие ранее столы, из-за наличия центробежной составляющей. Также стол имеет большую удельную производительность, т.к. его он имеет больше рифлей на единицу поверхности (у прототипа стола достаточно большая зона не имеет рифлей и, следовательно, не участвует в процессе), кроме того, под действием центробежной силы разделение частиц происходит быстрее.
Например, изобретение (концентрационный стол) проверялось на искусственной смеси дробленого ферросилиция (5%) и кварца (95%), крупность материала составляла - 0,1 мм. При этом были получены следующие результаты: выход плотного продукта 3,8%, содержание в нем ферросилиция 92,3%, извлечение 69,9%. Выход промежуточного продукта 11,1%, содержание 6,1%, извлечение 13,5%. Выход легкого продукта 85,1%, содержание 0,98%, извлечение 16,6%.
Для сравнения на такой же смеси на обычном концентрационном столе (в шламовом исполнении) были получены следующие результаты: выход плотного продукта 3,2%, содержание в нем ферросилиция 82,3%, извлечение 49,2%. Выход промежуточного продукта 13,5%, содержание 10,3%, извлечение 26,0%. Выход легкого продукта 83,3%, содержание 1,6%, извлечение 24,9%.
2
2
При этом производительность обычного стола составляла около 30 кг·ч/м поверхности стола, а у заявляемого - примерно 45 кг·ч/м.