Сдвоенный линейный шлюз трапециевидного сечения для обогащения песков россыпных месторождений

Полезная модель относится к области гравитационного обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам –шлюзам,  для разделения материалов в воде по плотности, и может применяться для обогащения песков россыпных месторождений благородных металлов (золото, платина, серебро и др.).
Известен обогатительный шлюз [Патент RU № 2083701, МПК  В03В 5/70, публ. 1977 г.], состоящий из желоба с параллельными сторонами и гладким днищем, на дно которого уложены коврики, сверху которых расположены трафареты, отличающийся тем, что трафареты выполнены из круглого материала, к которому приварены упоры, соединенные по всей длине соединительными пластинами, не соприкасающимися с ковриками и круглым материалом, и расположены в средней и хвостовой частях шлюза таким образом, что образуют между собой щели, параллельные сторонам шлюза.
Недостаток данного шлюза – сложность изготовления и эксплуатации, необходимость периодической остановки промывочного прибора для съема концентрата со шлюза.
Известен шлюз промывочного прибора  [Патент RU № 2203141, МПК B03B 5/02, B03B 5/70, публ. 21.06.2001г] для  обогащения песков россыпных месторождений, состоящий  из наклонного днища с вертикальными бортами, открытый со стороны нижней части, улавливающих элементов в виде сплошных порожков, закрепленных на днище, привода колебаний и оросителя. Днище с бортами установлено с возможностью изменения угла наклона вплоть до отрицательного, когда его задняя часть оказывается выше передней. Сплошные порожки установлены только в задней части днища. Остальные порожки выполнены прерывистыми, состоящими из чередующихся стенок и просветов между ними, причем стенки соседних порожков размещены в шахматном порядке. Перед нижними сплошными порожками выполнены канавки с разгрузочными отверстиями, под которыми снизу днища размещены с возможностью продольных перемещений кассеты с трубками, внутренние диаметры которых не меньше диаметров отверстий, а межцентровые расстояния между трубками равны межцентровым расстояниям отверстий.
Недостаток указанного шлюза – высокая сложность изготовления и эксплуатации, трудность поддержания задаваемого режима работы, необходимость периодической остановки промывочного прибора для съема концентрата со шлюза.
Известен шлюз [Верхотуров М.В. Гравитационные методы обогащения. М: МАКС Пресс, 2006г. стр.204], состоящий из корыта (желоба) прямоугольного сечения с вертикальными стенками, на днище которого укладываются трафареты (маты), удерживающие от сноса осевшие плотные частицы.
Недостаток указанного шлюза – неспособность удержания мелких частиц полезного компонента, необходимость периодической остановки промывочного прибора для съема концентрата со шлюза.
При всей своей простоте, надежности  и  эксплуатационной дешевизне шлюзы современных промывочных приборов обладают  общими недостатками: ухудшением улавливающей способности со временем (вследствие заполнения постели), относительно трудоемким  способом съема концентрата со шлюза, и связанного с ним простоя промприбора, и достаточно большим объемом концентрата каждой съемки.
Всем существующим типам шлюзов, использующим гравитационный принцип выделения концентрата из потока пульпы, присущ одинаковый недостаток:  снижение улавливающей способности шлюза во времени. Так, через 10÷12 часов работы шлюза (от момента пуска в работу), улавливающая  способность понижается на 10÷20%. Обычно съем концентрата проводят 1 раз в сутки через 22 часа работы (2 часа уходят на процесс съема). К этому времени  (т.е. к моменту остановки промприбора на съем концентрата) улавливающая способность шлюза понижается на 50÷80% (вследствие заиливания рифлей (трафаретов)). В конечном итоге это приводит  к потере драгметалла (в виде сноса мелких фракций) в среднем до 40÷50% от объема снятого со шлюза драгметалла. И чем мельче частицы драгметалла  конкретного месторождения, тем больше величина потерь при промывке. Увеличить частоту съема концентрата - значит увеличить продолжительность простоя промприбора на период съема концентрата. Так простой промприбора на период съема за сезон составляет 220-250 часов, что эквивалентно потере 10-12 суток или 10% продолжительности сезона промывки. Естественно, что удвоение частоты съема, приведет к потере 20% времени и т.д. В условиях ограниченности продолжительности  промывочного сезона, (а в РФ подавляющее большинство россыпных месторождений благородных металлов находится в северном полушарии, где продолжительность сезона промывки не превышает 120 суток) такая потеря времени (считай потеря производительности промприбора) недопустима.
2
3
Поперечное сечение шлюзов промывочных приборов в отечественной и зарубежной практике имеет одну форму: прямоугольник с размерами сторон, соответствующими проектной производительности и характеристике грохота-дезинтегратора. Так для промприбора ГГМ-3 они равны: длина 10м, ширина 1,46м, высота 0,4м. Осаждение металла из потока пульпы, а также нежелательное осаждение пустых пород осуществляется на всей улавливающей поверхности шлюза, имеющей площадь в данном случае 14,6м.  С первого же часа работы шлюза происходит отложение  компонентов промывки, т.е. и полезного ископаемого и пустых пород на всей площади осаждения. Это приводит к тому, что при принятой практике съема концентрата со шлюза 1 раз в сутки (т.е. примерно,  через 22 часа работы шлюза)   на его улавливающей поверхности осаждается слой концентрата объемом до  0,5÷0,6м в рыхлой массе, т.е. до 500÷600кг. Поэтому на практике при съеме концентрата выполняется ручная (правильнее сказать «ножная»)  породовыборка, что и затягивает процесс съема, на который привлекаются рабочие других профессий. При таком способе породовыборки часть драгметалла (до 5% в основном мелких фракций) сносится в отвал.
Кроме того, рифли (трафареты) существующих шлюзов, укладываемые на днище шлюза и убираемые при съеме концентрата, имеют массу до 50÷60кг на одну секцию длиной 1,2м и демонтируются вручную. Что также удлиняет процесс съема концентрата, а значит, увеличивает и трудоемкость работ, и  простой промприбора.
Технической задачей полезной модели является повышение производительности предлагаемого устройства и повышение качества извлечения полезного компонента.
Техническая задача решается за счет того, что сдвоенный линейный шлюз трапециевидного сечения для обогащения песков россыпных месторождений  содержит   два параллельно установленных корыта трапециевидного поперечного  сечения, с наклоненными к горизонтали бортами,  на днище которых установлены рифли, причем корыта подсоединены верхними концами  к источнику пульпы через раздвоитель потока, оснащенный  подвижной дверцей-перегородкой, выполненной с возможностью изменения направления потока пульпы. Особенностью данной полезной модели является то, что рифли выполнены в виде перегородок, боковые части которых приварены к наклонным бортам корыта, а центральные части являются съемными, прикрепляемыми на период работы к боковым рифлям.
На Фиг. 1  изображено поперечное сечение одного корыта.
На Фиг. 2 изображены рифли шлюза.
На Фиг. 3 представлен раздвоитель потока в двух активных режимах.
На Фиг. 4 изображено сечение сдвоенного линейного шлюза трапециевидного сечения для обогащения песков россыпных месторождений.
Сдвоенный линейный шлюз трапециевидного сечения для обогащения песков россыпных месторождений содержит   два параллельно установленных корыта 6 трапециевидного поперечного  сечения, с наклоненными к горизонтали бортами (на фиг. не обозначены),  на днище которых установлены рифли, причем корыта 6 подсоединены верхними концами  к источнику пульпы через раздвоитель потока 5, оснащенный  подвижной дверцей-перегородкой (на Фиг. не обозначена), выполненной с возможностью изменения направления потока пульпы. Особенностью данной полезной модели является то, что рифли выполнены в виде перегородок, боковые части которых приварены к наклонным бортам корыта 6, а центральные части являются съемными, прикрепляемыми на период работы к боковым рифлям 2.
Рифли предлагаемого шлюза выполнены в двух видах: боковые рифли 2 приварены к наклонным боковинам шлюза, а центральные рифли 1 выполнены съемными и имеют только одну центральную соединительную планку-3, что снижает их вес, примерно, в 3÷4 раза. Съемные рифли удерживаются от сползания за счет связи с боковыми рифлями с помощью штифтов, продеваемых в отверстия 4.
При общей поверхности осаждения твердых компонентов пульпы, примерно равной площади осаждения шлюза промприбора ГГМ-3, принятого в качестве аналога, непосредственно концентрат аккумулируется на днище предлагаемой конструкции шлюза, шириной  в 2,8 раза меньше ширины шлюза-аналога. Следовательно, объем концентрата при съеме будет также в 2,8 раза меньше (без ухудшения качества концентрата), равно, как и затраты труда и времени на его съем.
Сдвоенный линейный шлюз трапециевидного сечения для обогащения песков россыпных месторождений включает два  параллельно установленных корыта 6 трапециевидного сечения с таким расчетом, чтобы по очереди включать их в рабочие процессы: один шлюз в работе по обогащению исходного материала, второй – на съеме концентрата. Это позволяет не останавливать промывочный прибор на период съема концентрата и, таким образом, исключить потери времени в работе промприбора и тем самым повысить его производительность, как минимум, на 10%. Кроме того, наличие двух параллельных корыт 6 позволяет производить съем концентрата со шлюза, не через 22ч., как это имеет место в существующих конструкциях, а через 12 ч. или через 10, 8 и т.д. часов, как это будет диктоваться характеристикой песков или другими организационно-техническими факторами. Важно, что уменьшенный минимум период съема концентрата обеспечит наименьший снос полезного компонента  со шлюза вследствие заполнения постели.
Для обеспечения периодичности включения в работу то одного, то другого корыта в верхней части (со стороны входящего потока пульпы) установлен раздвоитель потока 5, оснащенный подвижной дверцей-перегородкой.
Рассмотрим работу сдвоенного линейного шлюза трапециевидного сечения.
Исходный материал, подлежащий обогащению, поступающий с какого-либо грохота-дезинтегратора промывочного прибора в составе пульпы, подается на вход раздвоителя потока 5. Раздвоитель потока 5 пульпы и оба корыта 6 шлюза связаны в единое целое с помощью фланцевых соединений, позволяющих расчленять их при транспортировке.
Пульпа с раздвоителя 5  с помощью дверцы-перегородки направляется на одно из корыт 6 шлюза, где и происходит обогащение исходного материала в течение определенного (задаваемого) отрезка времени (от 6-ти ч. до 12-ти ч.). По истечении указанного времени дверцу перегородку раздвоителя 5 переводят (вручную или механическим способом) во второе рабочее положение (на что уходит от  2-х до 3-х секунд) без остановки промприбора, после чего пульпа с обогащаемым материалом поступает на второе корыто 6 шлюза.  А с первого корыта 6 производят съем концентрата. Через определенный промежуток времени (от 6-ти ч. до 12-ти ч.) выполняют с помощью уже упомянутой дверцы-перегородки обратное переключение потока пульпы на первое корыто 6, а со второго корыта 6 производят съем концентрата. И так до полной отработки участка месторождения.