RU2091169C1

RU2091169C1 - Centrifugal ore concentrating apparatus

Info

Publication number: RU2091169C1
Application number: RU95108579A
Authority: RU
Inventors: Михаил Васильевич Верхотуров
Original assignee: Михаил Васильевич Верхотуров
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU95108579A

Abstract

FIELD: ore beneficiation practice; recovery of finely dispersed particles of heavy fractions, predominantly gold values. SUBSTANCE: proposed apparatus comprises impeller made of elastic material and having annular partitions forming plurality of pocket-like compartments. Apparatus further comprises means for charging feed material and vessels adapted to receive separation products. Apparatus also comprises means for deforming impeller wall, e.g. in form of rollers mounted outside of impeller, in immediate contact therewith, rollers being displaceable in radial direction. EFFECT: useful in gold extracting industry. 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсных частиц тяжелых фракций, преимущественно золота. The invention relates to the field of mineral processing and can be used to extract fine particles of heavy fractions, mainly gold.

Известен центробежный концентратор для обогащения золота, содержащий ротор с кольцевыми перегородками, образующими кольцевые карманы, средство для загрузки исходного материала, приемники продуктов обогащения и неподвижные рыхлители для разрыхления материала в кольцевых карманах [1]
Однако данный концентратор имеет сравнительно небольшую глубину эффективного обогащения тяжелой фракции из-за неравномерного разрыхления слоя центрифугируемого материала посредством неподвижных рыхлителей.Known centrifugal concentrator for the enrichment of gold, containing a rotor with annular partitions forming annular pockets, means for loading the source material, receivers of enrichment products and fixed cultivators for loosening material in annular pockets [1]
However, this concentrator has a relatively small depth of effective enrichment of the heavy fraction due to uneven loosening of the centrifuged material layer by means of stationary cultivators.

Ближайшим техническим решением к предложенному является центробежный концентратор Кнельсона, состоящий из ротора, выполненного из высокопрочного полиуретана в виде усеченного конуса с кольцевыми перегородками, образующими кольцевые карманы для накопления тяжелой фракции, средства для загрузки исходного материала, приемников продуктов разделения и камеры, в которой создается избыточное давление воды. Ротор выполнен перфорированным и установлен в камере с избыточным давлением воды для обеспечения восходящего потока воды, разрыхляющей центрифугируемый материал в кольцевых карманах [2]
Однако концентратор Кнельсона не позволяет получить сравнительно высокую глубину эффективного обогащения наиболее мелких частиц, например, тонкого золота, так как поток воды, противодействующий центробежной силе частиц для разрыхления центрифугируемого материала, выносит в легкую фракцию наиболее тонкие частицы золота. Ограничен также верхний предел (7-9 мм) исходного материала и при его увеличении необходимо увеличивать гидродинамический напор и соответственно, снижать глубину эффективного обогащения золота.The closest technical solution to the proposed one is a Knelson centrifugal concentrator, consisting of a rotor made of high-strength polyurethane in the form of a truncated cone with annular partitions forming annular pockets for accumulating a heavy fraction, means for loading the starting material, receivers of separation products, and a chamber in which excess water pressure. The rotor is perforated and installed in a chamber with excess water pressure to provide an upward flow of water, loosening the centrifuged material in the annular pockets [2]
However, the Knelson concentrator does not allow to obtain a relatively high depth of effective enrichment of the smallest particles, for example, fine gold, since the water flow, which counteracts the centrifugal force of the particles to loosen the centrifuged material, brings the finest gold particles into the light fraction. The upper limit (7–9 mm) of the starting material is also limited, and with its increase it is necessary to increase the hydrodynamic pressure and, accordingly, reduce the depth of effective gold enrichment.

Технический результат изобретения заключается в повышении степени извлечения частиц класса 00-0,04 мм до 80-90% при одновременном увеличении верхнего предела крупности исходного материала до 50-100 мм путем улучшения его разрыхления. The technical result of the invention is to increase the degree of extraction of particles of class 00-0.04 mm to 80-90% while increasing the upper limit of fineness of the starting material to 50-100 mm by improving its loosening.

Для достижения этого технического результата в предложенном центробежном концентраторе, содержащем ротор с кольцевыми перегородками, образующими кольцевые карманы, средство для загрузки исходного материала и приемники продуктов разделения, ротор выполнен из эластичного материала и снабжен устройством для его деформации, например, в виде роликов, установленных в непосредственном контакте с ротором с возможностью перемещения в радиальном направлении. To achieve this technical result, in the proposed centrifugal concentrator containing a rotor with annular partitions forming annular pockets, means for loading the starting material and receivers of separation products, the rotor is made of elastic material and equipped with a device for its deformation, for example, in the form of rollers installed in direct contact with the rotor with the ability to move in the radial direction.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид концентратора; на фиг. 2 - разрез по А-А (фиг. 1). In FIG. 1 schematically shows a General view of the hub; in FIG. 2 is a section along aa (Fig. 1).

Центробежный концентратор состоит из ротора 1, выполненного в виде барабана, установленного на приводном валу 2, средства для загрузки исходного материала в виде центрально расположенного в роторе неподвижного патрубка 3 и приемника 4 легкой фракции. Внутри ротора 1 расположены кольцевые перегородки 5, образующие также кольцевые карманы 6 для тяжелой фракции. Ротор 1 выполнен из эластичного материала, в качестве которого может быть использован материал на основе каучука, например, материал, из которого изготавливают автомобильные шины, также ротор может быть выполнен из синтетического композиционного (типа транспортной ленты) и др. материалов удовлетворяющих условиям эластичности и износостойкости. The centrifugal concentrator consists of a rotor 1, made in the form of a drum mounted on the drive shaft 2, means for loading the source material in the form of a fixed pipe 3 centrally located in the rotor and a light fraction receiver 4. Inside the rotor 1, annular partitions 5 are located, which also form annular pockets 6 for the heavy fraction. The rotor 1 is made of an elastic material, for which rubber-based material can be used, for example, the material from which car tires are made, the rotor can also be made of synthetic composite (such as a transport tape) and other materials satisfying the conditions of elasticity and wear resistance .

Ротор снабжен устройством для деформации его стенки, которое может быть выполнено в виде роликов 7, установленных на раме 8 с возможностью радиального перемещения, что позволяет регулировать кривизну деформации стенки. При сепарации наиболее мягких, глиносодержащих материалов с повышенной вязкостью ролики выполняются с приливами 9. Периодичность разрыхления материала за один оборот ротора зависит от числа установленных роликов. Устройство для деформации ротора может иметь различную конструкцию, например оно может состоять из электромагнитных толкателей и укрепленных на поверхности ротора стальных пластин, может быть выполненным в виде зубчатого колеса со сравнительно большим шагом или содержать механические толкатели (на чертеже эти конструкции не изображены). The rotor is equipped with a device for deformation of its wall, which can be made in the form of rollers 7 mounted on the frame 8 with the possibility of radial movement, which allows you to adjust the curvature of the wall deformation. When separating the softest, clay-containing materials with high viscosity, the rollers are made with tides 9. The frequency of loosening of the material per revolution of the rotor depends on the number of rollers installed. A device for rotor deformation can have a different design, for example, it can consist of electromagnetic pushers and steel plates fixed on the surface of the rotor, can be made in the form of a gear wheel with a relatively large step, or contain mechanical pushers (these structures are not shown in the drawing).

Центробежный концентратор работает следующим образом. Centrifugal concentrator operates as follows.

Исходный материал в виде пульпы через патрубок 3 подается в ротор 1 и получая центробежное ускорение при его вращении уплотняется и частично расслаивается на жидкую и твердую фазы. Одновременно на стенку ротора 1 воздействуют ролики 7, изменяя ее кривизну, траекторию движения частиц и их центробежное ускорение в противоположную сторону, которое разрыхляет материал. Псевдосжиженный таким образом материал расслаивается по плотности частиц. При этом ролики 7 с приливами 9 обеспечивают дополнительную вибрацию материала, снижая его вязкость и способствую осаждению более тонких частиц золота. The source material in the form of pulp through the pipe 3 is fed into the rotor 1 and receiving centrifugal acceleration during its rotation is compacted and partially delaminated into liquid and solid phases. At the same time, the rollers 7 act on the wall of the rotor 1, changing its curvature, the trajectory of the particles and their centrifugal acceleration in the opposite direction, which loosens the material. The fluidized material thus exfoliates according to particle density. While the rollers 7 with the tides 9 provide additional vibration of the material, reducing its viscosity and contribute to the deposition of finer particles of gold.

Таким образом создаются условия для равномерного псевдосжижения центрифугируемого полидисперсного материала и менее возмущенного расслоения его по плотности частиц за счет центробежного ускорения a₁ V²/R (где V линейная скорость частицы твердой фазы; R ее полярная координата от полюса оси ротора), которое обеспечивает уплотнение дисперсного материала, и центробежного ускорения a₂=V²/r, (где r радиус криволинейной поверхности, образованной деформацией ротора посредством ролика), направленного в диаметрально противоположную сторону, которое обеспечивает практически равномерное разрыхление частиц различной крупности.Thus, conditions are created for uniform pseudo-fluidization of a centrifuged polydisperse material and less perturbed separation according to particle density due to centrifugal acceleration a ₁ V ² / R (where V is the linear velocity of the solid phase particle; R is its polar coordinate from the pole of the rotor axis), which provides compaction particulate material, and the centrifugal acceleration a ₂ = V ² / r, (where the radius r of the curved surface formed by the deformation of the rotor roller) directed in a diametrically opposite direction, koto nd provides practically uniform loosening of particles of different sizes.

Выполнение роликов с приливами дополнительно снижает вязкость центрифугируемого материала за счет его вибрации с ускорением a₃ A• ω² (где A амплитуда колебаний величина выступа (прилива) на ролике, w частота вибраций, зависящая от частоты вращения роликов и их числа). Ускорение a₃ частицы получают периодически в момент набегания прилива на ротор и потому осуществляется с минимальным расходом энергии.The implementation of rollers with tides further reduces the viscosity of the centrifuged material due to its vibration with acceleration a ₃ A • ω ² (where A is the amplitude of the oscillations, the protrusion (tide) on the roller, w is the vibration frequency depending on the frequency of rotation of the rollers and their number). The acceleration of a ₃ particles is obtained periodically at the moment the tide runs onto the rotor and therefore is carried out with a minimum energy consumption.

Легкая фракция под действием тангенциальной составляющей центробежных сил выводится вместе с жидкой фазой в приемник 4. Тяжелая фракция концентрируется в кольцевых карманах 6, образованных кольцевыми перегородками 5, и периодически выгружается. The light fraction under the action of the tangential component of centrifugal forces is discharged together with the liquid phase into the receiver 4. The heavy fraction is concentrated in the annular pockets 6 formed by the annular partitions 5 and is periodically unloaded.

Достаточно высокое извлечение наиболее тонких фракций металла достигается преимущественно за счет того, что применяемый способ разрыхления центрифугируемого материала приводит одновременно к сегрегации частиц по их крупности. В результате наиболее тонкие частицы уже в начальной стадии процесса сепарации стремятся в периферийные (нижние) слои и последующее их разделение по плотности не на границе раздела легкого и тяжелого продуктов, а в глубине (внутри) центрифугируемого материала, что резко снижает вероятность перехода частицы мелкого металла в верхние (ближе к оси ротора) слои, и соответственно, в легкий продукт отходы. A sufficiently high extraction of the finest metal fractions is achieved mainly due to the fact that the applied method of loosening the centrifuged material simultaneously leads to segregation of particles by their size. As a result, the thinnest particles already in the initial stage of the separation process tend to peripheral (lower) layers and their subsequent density separation not at the interface between light and heavy products, but in the depth (inside) of the centrifuged material, which sharply reduces the probability of transition of a small metal particle in the upper (closer to the axis of the rotor) layers, and, accordingly, in the light product waste.

Примеры. Сравнительные испытания проводились на концентраторе Кнельсона (прототип), и на предлагаемом концентраторе, ротор которого выполнен из материала автомобильных шин, с ускорением 400 м²/c² при удельной нагрузке 4 т/м² ч, отношении Т:Ж 1:12 и прочих равных условиях на пробах коренных месторождений крупностью 1-0 мм, отличающихся содержанием тонкого золота в пробах различной крупности.Examples. Comparative tests were carried out on a Knelson concentrator (prototype), and on the proposed concentrator, the rotor of which is made of car tire material, with an acceleration of 400 m ² / s ² at a specific load of 4 t / m ² h, the ratio T: W 1:12 and others equal conditions on samples of primary deposits with a particle size of 1-0 mm, differing in the content of fine gold in samples of various sizes.

Результаты испытаний приведены в табл. 1, 2. The test results are given in table. 12.

Степень концентрации золота на аппаратах составляет соответственно 112 и 124, 84 и 97, т.е. практически одинакова. The degree of gold concentration on the apparatus is 112 and 124, 84 and 97, respectively. almost the same.

Степень концентрации металла в концентраторах находится в пределах 82-107 и по концентраторам практически не отличается. The degree of metal concentration in concentrators is in the range 82-107 and practically does not differ in concentrators.

В предложенном концентраторе увеличение верхнего предела крупности исходного материала снижает вязкость материала за счет уменьшения удельной поверхности, и потому при таком способе разрыхления материала и при прочих равных условиях увеличивает глубину эффективности обогащения руд. In the proposed concentrator, increasing the upper limit of fineness of the starting material reduces the viscosity of the material by reducing the specific surface, and therefore, with this method of loosening the material and, all other things being equal, it increases the depth of the efficiency of ore dressing.

Таким образом, изобретение в отличии от известного концентратора позволяет без ограничения крупности исходного материала более полно извлекать тонкое золото путем уменьшения флуктуаций частиц, связанных с гидродинамическим разрыхлением материала. Thus, the invention, in contrast to the known concentrator, allows, without limiting the fineness of the starting material, to recover fine gold more fully by reducing particle fluctuations associated with the hydrodynamic loosening of the material.

Claims

A centrifugal concentrator containing a rotor with annular partitions forming annular pockets for a heavy fraction, means for loading the starting material and receivers of separation products, characterized in that the rotor is made of elastic material and is equipped with a device for its deformation, for example, in the form of rollers installed in direct contact with the rotor with the ability to move them in the radial direction.