СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ


RU (11) 2145908 (13) C1

(51) 7 B03B5/32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99109156/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.04.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.04.27 
(45) Опубликовано: 2000.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2031727 C1, 27.03.1995. SU 617076 A, 19.07.1978. SU 95750 A, 31.08.1953. RU 2079370 C1, 20.05.1997. SU 700975 A, 30.06.1988. RU 2087200 C1, 20.08.1997. DE 3626079 A1, 11.02.1988. US 5096066 A, 17.03.1992. US 5601524 A, 02.11.1997. US 4406783 A, 27.09.1983. ШОХИН В.Н. и др. Гравитационные методы обогащения. - М.: Недра, 1993, с.285 - 301. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "ГРАНТ" 
(72) Автор(ы): Пугачев В.С.; Путов Б.А.; Ермаков В.В.; Рожков В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "ГРАНТ" 
Адрес для переписки: 143300, Наро-Фоминск Московской обл., ул.Погодина, 93-а, ОАО "ГРАНТ", отдел маркетинга 

(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИБРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ 

Изобретение может быть использовано для обогащения измельченной руды и песков россыпных месторождений золота и платины. Способ центробежно-вибрационного разделения смесей (пульпы) включает подачу пульпы в чашу кольцевыми рифлями, вращающуюся вокруг своей оси и планетарно. Перед подачей пульпы в чашу вводят зерна твердых материалов плотностью от 7,0 до 20,0 г/см3 и крупностью не более 0,5 высоты рифли. Изобретение повышает извлечение полезного компонента из смесей мелкозернистого материала. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам обогащения измельченной руды и песков рассыпных месторождений золота и платины.

Общеизвестно применение центробежной силы для отделения зерен тяжелых материалов, например золота, от зерен легких материалов, например "хвостов" обогащения, состоящих преимущественно из песка.

Общепризнанным является применение вращающейся чаши, в которую загружают пульпу (смесь твердого с жидким). Полезный компонент, имеющий более высокий удельный вес, чем другие материалы, проникает в глубину слоя пульпы и по мере его накопления удаляется.

Известен, например, центробежный сепаратор, включающий чашу с кольцевыми нарифлениями, приводимую во вращение от электродвигателя [1]. Данное устройство имеет периодический принцип действия, т.к. концентрат, скапливающийся в межрифельных канавках, требуется удалять по мере его накопления, что вынуждает периодически останавливать чашу и промывать канавки. На практике это делается гораздо чаще, т.к. из-за сильного уплотнения концентрата ухудшается перемешивание частиц твердого, и дальнейший процесс обогащения идет с потерями полезного компонента.

Забивание кольцевых канавок является распространенным недостатком в концентраторах, имеющих чашу с нарифлениями. Предлагаются различные решения этой проблемы, например установка внутри канавок неподвижных стержней-рыхлителей, которые при вращении чаши интенсивно перемешивают материал в канавках [2] . Однако такое техническое решение из-за быстрого износа стержней приводит к частым остановкам для проведения ремонтных работ.

В других устройствах чаше помимо вращательного придается планетарное движение, создающее встряхивающее воздействие. Так, в центробежно-вибрационном способе разделения смесей на вращающуюся чашу воздействуют силовыми импульсами в плоскости, перпендикулярной оси чаши, причем отношение частоты силовых импульсов к частоте вращения чаши составляет более 3, но менее 11 [3 - прототип]. Однако, как показывают расчеты, планетарное ускорение при таком выполнении устройства может оказаться в несколько раз меньше центробежного. Таким образом, мощности силовых импульсов оказывается недостаточно для разрыхления материала в канавках, и наблюдается описанный выше процесс забивания канавок.

Наиболее интенсивно процесс забивания канавок происходит при обогащении мелкозернистого материала, который образует в канавках плотную многослойную "подушку". В ее слоях по мере удаления от стенок чаши происходит затухание вибрационных волн, т.к. мелкие зерна обладают малой массой. Наличие в материале глинистых фракций еще более осложняет решение этой проблемы, поэтому полезным оказался известный способ добавки к обогащаемой смеси до 30% более крупных зерен легких минералов [4]. Такой способ, однако, приводит к снижению производительности процесса обогащения и увеличению затрат на извлечение полезного компонента.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса центробежно-вибрационного разделения смесей мелкозернистого материала.

Поставленная задача в заявленном изобретении решается за счет достижения технического результата, который заключается в создании благоприятных условий для извлечения полезного компонента (например, благородных металлов) - интенсивного разрыхления и перемешивания материала в кольцевых канавках чаши для лучшей сегрегации материала, т.е. проникновения тяжелых минералов через слои легких минералов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе центробежно-вибрационного разделения смесей, включающем подачу пульпы в чашу с кольцевыми нарифлениями, придание чаше одновременных вращений вокруг своей оси и планетарного и вывод продуктов разделения, перед подачей пульпы в чашу предварительно вводят зерна твердых материалов плотностью от 7,0 до 20,0 г/см3, при этом максимальный размер зерен не превышает 0,5 высоты нарифления.

По результатам проведенного заявителем анализа уровня техники не выявлен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Введение перед подачей пульпы в канавки чаши зерен твердых материалов плотностью от 7,0 до 20,0 г/см3, максимальный размер которых не превышает 0,5 высоты нарифления, создает в процессе центробежно-вибрационного обогащения благоприятные условия для концентрации полезного компонента в кольцевых канавках чаши. Зерна обогащаемого материала располагаются между введенными тяжелыми зернами, которые совершают интенсивные колебательные движения за счет вибрации, передаваемой от чаши, и создают тем самым необходимый эффект разрыхления, перемешивания и сегрегации полезного компонента. В отличие от прототипа указанные зерна не являются составной частью обогащаемого материала и остаются в чаше на протяжении всего цикла концентрации.

Таким образом, все перечисленные признаки заявляемого объекта обеспечивают решение поставленной задачи - повышение эффективности процесса центробежно-вибрационного разделения смесей мелкозернистого материала за счет увеличения извлечения полезного компонента и повышения производительности процесса.

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проводилось его сравнение с другими техническими решениями, известными как из специальной технической литературы, каталогов и научных публикаций, так и из источников, включенных в "уровень техники".

Заявляемый способ центробежно-вибрационного разделения смесей соответствует требованию изобретательского уровня, так как совокупность его существенных признаков обеспечивает способу новое качество, выражающееся в повышении эффективности процесса обогащения мелкозернистого материала (увеличении извлечения и производительности), что не следует явным образом из известного уровня техники.

На фиг. 1 показано в целом известное устройство для осуществления заявляемого способа. На фиг. 2 показаны условно фрагмент кольцевой канавки чаши данного устройства и момент концентрации в ней полезного компонента.

Устройство выполнено в виде вертикально расположенной чаши 1, укрепленной на валу 2, установленном с возможностью вращения во втулке 3, которая в свою очередь установлена с возможностью вращения в корпусе 4. Вращения чаши обеспечивают подшипники 5 и 6. Внутренняя цилиндрическая поверхность втулки 3 относительно ее наружной поверхности выполнена с эксцентриситетом Rп, который в сущности является радиусом планетарного вращения. Внутренняя поверхность чаши имеет кольцевые нарифления 7 с канавками 8, а вал 2 выполнен полым и снабжен пробкой 9. Вращение валу и втулке обеспечивают шкивы 10 и 11 ременной передачи (не показана).

Предложенный способ осуществляют следующим образом. Перед началом обогащения мелкозернистого материала в канавки 8 чаши 1 в режиме ее вращения на "холостом ходу" загружают твердые тяжелые зерна 12 плотностью от 7,0 до 20,0 г/см3 предпочтительно шарообразной формы, которые за счет центробежной силы удерживаются в канавках. Максимальный размер зерен 12 не превышает 0,5 высоты h нарифления 7, что существенно больше зерен обогащаемого материала.

Обогащаемый мелкозернистый материал смешивают с водой, и полученную пульпу подают на дно чаши. Под действием центробежного ускорения твердая часть пульпы устремляется к периферии чаши, попадает в канавки 8 и взаимодействует с более тяжелыми и крупными зернами 12. Последние за счет встряхивающих воздействий от планетарного вращения чаши находятся в состоянии интенсивного колебательного движения, т.к. обладают гораздо большей массой по сравнению с массой окружающих их зерен обогащаемого материала. Таким образом, происходит эффективное разрыхление слоев материала и его перемешивание, при этом более легкие зерна материала постепенно вытесняются из канавок более тяжелыми зернами материала, проникающими в зазоры между зернами 12. Происходит концентрация полезного компонента. По окончании работы чашу останавливают, вынимают пробку 8 и смывают тяжелый шлих (концентрат) вместе с введенными зернами 12 через полый вал 2 в сборник (не показан). Зерна 12 отделяют от шлиха, например с помощью сита (как более крупные), и вновь используют в следующих циклах концентрации.

Согласно настоящему изобретению был изготовлен экспериментальный образец центробежно-вибрационного концентратора, который имел следующие технические характеристики:

1. Наибольший внутренний диаметр чаши (Дч) - 200 мм.

2. Радиус планетарного вращения (Rп) - 1 мм.

3. Частота вращения чаши - 700 об/мин.

4. Частота планетарного вращения - 7000 1/мин.

5. Высота рифли (глубина канавки) чаши (h) - 10 мм.

6. Суммарный объем канавок чаши - 500 см3.

Способ центробежно-вибрационного разделения был реализован путем введения в канавки чаши 200 см3 свинцовой дроби диаметром 4 мм.

Прошедший переработку материал включал примерно 80% воды, 15% песка, 5% магнетита. Содержание золота в песке около 50 г/т. Средний размер зерен обогащаемого материала около 0,2 мм. Материал подавали с производительностью 2000 л/ч. Извлечение золота в концентрат составило 90%, что существенно выше показателей обогащения без использования дроби (не более 80%).

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 208587, кл. В 03 В 5/32, 1986 г.

2. Патент РФ N 2062149, кл. В 03 В 5/32, 1996 г.

3. Патент РФ N 2031727, кл. В 03 В 5/32, 1995 г. (прототип).

4. В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин. Гравитационные методы обогащения.- М.: Недра, 1980, с. 363. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ центробежно-вибрационного разделения смесей, включающий подачу пульпы в чашу с кольцевыми нарифлениями, придание чаше одновременных вращений вокруг своей оси и планетарного, вывод продуктов разделения, отличающийся тем, что перед подачей пульпы в чашу предварительно вводят зерна твердых материалов плотностью от 7,0 до 20,0 г/см3, при этом максимальный размер зерен не превышает 0,5 высоты нарифления.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru