RU2008974C1

RU2008974C1 - Device for mineral concentration

Info

Publication number: RU2008974C1
Authority: RU
Inventors: Е.Д. Кравцов; К.Т. Зубков; Д.Ю. Мусин; В.И. Куля
Original assignee: Санкт-Петербургский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: mineral concentration. SUBSTANCE: device has cylindrical body with cover and spiral channel, tangential branch pipes for supply of feed and discharge of separate products, ring diaphragm and widening downwards is conical attachment secured to body bottom and face. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для промывки (обогащения) песков при промышленной разработке россыпных месторождений полезных ископаемых, а также для промывки разведочных проб россыпных месторождений. The invention relates to the enrichment of minerals and can be used for washing (enriching) the sands in the industrial development of alluvial deposits of minerals, as well as for washing exploratory samples of alluvial deposits.

Известно устройство для обогащения полезных ископаемых. Устройство включает цилиндрический корпус с крышкой и днище. В нижней части корпуса установлен тангенциальный питающий патрубок, а в верхней части - тангенциальный патрубок отвода легкой фракции. Над днищем установлен тангенциальный патрубок отвода тяжелой фракции. Под питающим патрубком установлен тангенциальный патрубок подачи воды. На внутренней поверхности корпуса противоположно направлению вращения пульпы выполнен прямоугольный в поперечном сечении спиральный канал. На днище соосно с корпусом установлен внутренний цилиндр с конической крышкой. Между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра расположена кольцевая камера [1] . A device for mineral processing is known. The device includes a cylindrical body with a cover and a bottom. A tangential feed pipe is installed in the lower part of the housing, and a tangential discharge pipe of the light fraction is installed in the upper part. A tangential branch pipe for the removal of a heavy fraction is installed above the bottom. A tangential water supply pipe is installed under the feed pipe. On the inner surface of the casing, opposite to the direction of rotation of the pulp, a rectangular spiral channel is made in cross section. An inner cylinder with a conical cover is installed coaxially with the body on the bottom. An annular chamber [1] is located between the inner surface of the housing and the outer surface of the cylinder.

Устройство работает следующим образом. Пульпа под давлением подается через питающий патрубок, через другой патрубок подается вода под давлением, большим давления пульпы. Вода придает пульпе дополнительную скорость и разжижает ее, обеспечивая устойчивую работу аппарата при низких скоростях ввода пульпы, а также при подаче густой пульпы. На внутренней поверхности корпуса пульпа приобретает вращательное движение, прижимается к стенке и образует сильно вытянутый параболоид со свободной внутренней поверхностью. Разгрузка легкой фракции осуществляется через тангенциальный патрубок, расположенный в верхней части корпуса, при этом пульпа в поле центробежной силы приобретает общее восходящее движение. Под действием центробежных сил формируется пристеночный слой, обогащенный тяжелыми минералами. Формированию пристеночного слоя в густой пульпе содействует подача воды, а также периодические возмущения внутреннего слоя, возникающие при преодолении спирального канала. Пристеночный слой занимает положение, наиболее удаленное от оси вращения, в углублении спирального канала. Увлекаемый вращательным движением потока пристеночный слой движется внутри спирального канала, при этом смещается вниз, навстречу общему потоку пульпы, и накапливается в кольцевой камере, где происходит его перечистка. Разгрузка тяжелой фракции (концентрата) происходит через тангенциальный патрубок с заслонкой. The device operates as follows. Pulp under pressure is fed through the supply pipe, through another pipe water is supplied under pressure greater than the pressure of the pulp. Water gives the pulp extra speed and dilutes it, ensuring stable operation of the apparatus at low pulp input speeds, as well as when feeding thick pulp. On the inner surface of the casing, the pulp acquires a rotational movement, is pressed against the wall and forms a strongly elongated paraboloid with a free inner surface. Unloading of the light fraction is carried out through a tangential pipe located in the upper part of the body, while the pulp in the field of centrifugal force acquires a general upward movement. Under the action of centrifugal forces, a wall layer enriched with heavy minerals is formed. The formation of a parietal layer in a thick pulp is facilitated by the supply of water, as well as periodic disturbances of the inner layer that arise when the spiral channel is overcome. The parietal layer occupies the position farthest from the axis of rotation in the recess of the spiral channel. Carried away by the rotational movement of the flow, the parietal layer moves inside the spiral channel, while it shifts downward, towards the general flow of pulp, and accumulates in the annular chamber, where it is cleaned. Unloading of the heavy fraction (concentrate) occurs through a tangential branch pipe with a shutter.

Однако известное устройство обладает недостатком, который выражается в том, что не достигается высокое извлечение тяжелых минералов тонких классов (крупностью менее 0,15 мм). Это связано с тем, что в кольцевой (перечистной) камере пульпа кроме вращательного приобретает значительные турбулентные движения. Повышенная турбулентность потока в перечистной камере ограничивает диапазон крупности зерен извлекаемых тяжелых минералов. However, the known device has a drawback, which is expressed in the fact that high extraction of heavy minerals of thin classes (particle size less than 0.15 mm) is not achieved. This is due to the fact that in the annular (re-cleaning) chamber, the pulp, in addition to the rotational one, acquires significant turbulent movements. Increased flow turbulence in the treatment chamber limits the grain size range of the recoverable heavy minerals.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения зернистого материала по плотности при расширение диапазона крупности извлекаемых тяжелых минералов путем увеличения извлечения тонких фракций. The aim of the invention is to increase the efficiency of separation of granular material by density while expanding the range of fineness of recoverable heavy minerals by increasing the extraction of fine fractions.

На чертеже показан один из возможных вариантов устройства. The drawing shows one of the possible options for the device.

Оно включает цилиндрический корпус 1 с выполненным на внутренней поверхности спиральным каналом 2 прямоугольной формы в поперечном сечении, крышку 3, тангенциальный питающий патрубок 4, патрубок отвода легкой фракции 5, патрубок отвода тяжелой фракции 6 с заслонкой 7, расширяющуюся вниз коническую насадку 8 с плоским днищем 9 и кольцевую диафрагму 10. В крышке 3 выполнено компенсационное отверстие 11. Образующая конической насадки 8 наклонена к образующей цилиндрического корпуса 1 на угол α, равный 30-70^о. Патрубок отвода тяжелой фракции 6 расположен снизу во внешней части круглого дниша 9 в касательной плоскости под углом β, равным 40-60^о, к плоскости днища, причем вершина угла β направлена навстречу потоку пульпы. Тангенциальный питающий патрубок 4 расположен на уровне 0,23-0,30 высоты цилиндрического корпуса 1 и установлен под углом γ, равным 85-88^о, к образующей цилиндра, при этом вершина угла γнаправлена вверх.It includes a cylindrical body 1 with a spiral channel 2 of rectangular cross-section made on the inner surface, a cover 3, a tangential supply pipe 4, a light fraction 5 branch pipe, a heavy fraction 6 branch pipe with a shutter 7, a conical nozzle 8 expanding downward with a flat bottom 9, and an annular diaphragm 10. The cover 3 is made compensating hole 11. The generatrix of the conical nozzle 8 is inclined to the generatrix of the cylindrical body 1 at an angle α, equal to ^about 30-70. Nozzle heavy fraction outlet 6 is arranged below the outer portion of circular Dnishev 9 in the tangent plane at an angle β, equal to ^about 40-60, to the bottom plane, wherein the apex angle β is directed toward the flow of the pulp. Tangential feed pipe 4 located at a height of 0,23-0,30 cylindrical body 1 and installed at an angle γ, equal to ^about 85-88, to the generatrix of the cylinder, wherein the vertex angle γnapravlena up.

Устройство работает следующим образом. Разжиженная пульпа, имеющая соотношение Т: Ж = 1: 6 и любая более жидкая, подается под давлением через тангенциальный питающий патрубок 4. Соприкасаясь со внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, она приобретает вращательное движение. Под действием возникающей центробежной силы пульпа прижимается к внутренней стенке цилиндра и образует сильно вытянутый параболоид со свободной внутренней поверхностью 12. За счет наклона питающего патрубка 4 к образующей цилиндра (под углом γ) пульпа приобретает начальное восходящее движение, а "расплющивание" потока при соприкосновении с цилиндрической поверхностью не вызывает появления энергичной нисходящей струи, которая могла бы проникать в коническую камеру 16. Проникновение нисходящей струи в камеру 16 препятствует также относительно высокое расположение питающего патрубка 4 на уровне 0,23-0,30 высоты Н цилиндрического корпуса. The device operates as follows. The liquefied pulp, having a ratio of T: L = 1: 6 and any more liquid, is supplied under pressure through the tangential feed pipe 4. In contact with the inner surface of the cylindrical body, it acquires a rotational movement. Under the action of the emerging centrifugal force, the pulp is pressed against the inner wall of the cylinder and forms a strongly elongated paraboloid with a free inner surface 12. Due to the inclination of the supply pipe 4 to the cylinder generatrix (at an angle γ), the pulp acquires the initial upward movement, and the “flattening” of the flow in contact with the cylindrical surface does not cause the appearance of an energetic descending jet, which could penetrate into the conical chamber 16. The penetration of the descending jet into the chamber 16 also prevents flax high location of the supply pipe 4 at 0,23-0,30 height H of the cylindrical body.

В поле центробежной силы пульпа расслаивается на пристеночный слой 13, концентрирующий тяжелые минералы, и внутренний слой 14, сложенный легкими минералами. Периодические возмущения внутреннего слоя, возникающие при преодолении спиральной борозды, ускоряют формирование пристеночного слоя. Внутренний слой 14 в поле центробежной силы "переливается" через кольцевую диафрагму 10 и выводится через разгрузочный патрубок 5. Кольцевая диаврагма выполняет роль регулятора толщины внутреннего слоя 14, задает положение свободной поверхности параболоида 12, при отсутствии заслонки на разгрузочном патрубке 5 ограничивает и стабилизирует скорость восходящего движения 15 внутреннего слоя. Пристеночный слой 13 в углублении спиральной борозды 2 увлекается вращательным движением пульпы, смещается вниз, навстречу общему восходящему движению 15 внутреннего слоя и накапливается в конической камере 16. Тяжелые минералы пристеночного слоя в конической камере 16 занимают наиболее удаленное положение от оси вращения и концентрируется по периферии днища 9, откуда удаляются через разгрузочный патрубок 6. Выход концентрата дополнительно регулируют (ограничивают) заслонкой 7. In the field of centrifugal force, the pulp is stratified into a parietal layer 13, which concentrates heavy minerals, and an inner layer 14, composed of light minerals. Periodic perturbations of the inner layer that arise when overcoming a spiral groove accelerate the formation of a parietal layer. The inner layer 14 in the field of centrifugal force "overflows" through the annular diaphragm 10 and is discharged through the discharge pipe 5. The ring diaphragm acts as a regulator of the thickness of the inner layer 14, sets the position of the free surface of the paraboloid 12, in the absence of a shutter on the discharge pipe 5 limits and stabilizes the speed of the ascending movement 15 of the inner layer. The parietal layer 13 in the recess of the spiral groove 2 is carried away by the rotational movement of the pulp, moves downward, towards the general upward movement 15 of the inner layer and accumulates in the conical chamber 16. The heavy minerals of the parietal layer in the conical chamber 16 occupy the most remote position from the axis of rotation and are concentrated along the periphery of the bottom 9, from where they are removed through the discharge pipe 6. The output of the concentrate is additionally regulated (limited) by the shutter 7.

Объем пристеночного слоя 13, который формируется в спиральном канале 2, превосходит объем концентрата, разгружаемого через патрубок 6. За счет этой разницы происходит переполнение конической камеры 16, легкие минералы оттесняются во внутренний слой 14 и выводятся через патрубок разгрузки легкой фракции 5. Таким образом, коническая камера 16 функционально является перечистной. Эффективность перечистки пристеночного слоя и удавливания тяжелых минералов в широком диапазоне крупности зерен, особенно тонких классов, зависит от величины угла и общего размера (объема) конической камеры 16. Оптимальный размер перечистной камеры и оптимальные условия для извлечения тяжелых минералов в широком диапазоне крупности частиц, включая тонкие фракции, достигаются при высоте камеры h, равной 0,1-0,05 высоты Н рабочего цилиндра, и при угле α, равном 30-70^о.The volume of the parietal layer 13, which is formed in the spiral channel 2, exceeds the volume of the concentrate discharged through the nozzle 6. Due to this difference, the conical chamber 16 is overflowed, the light minerals are forced into the inner layer 14 and are discharged through the discharge nozzle of the light fraction 5. Thus, the conical chamber 16 is functionally scrubbing. The efficiency of cleaning the near-wall layer and crushing heavy minerals in a wide range of grain size, especially thin classes, depends on the angle and the total size (volume) of the conical chamber 16. The optimal size of the cleaning chamber and the optimal conditions for the extraction of heavy minerals in a wide range of particle sizes, including fine fractions are achieved with a chamber height h equal to 0.1-0.05 of the height H of the working cylinder, and with an angle α equal to 30-70 ^about .

Величина угла βнаклона патрубка отвода тяжелой фракции 6 к плоскости днища 9 при одном и том же диаметре патрубка 6 управляет скоростью истечения концентрата и соответственно определяет выход концентрата: при малых углах наклона получают большой выход концентрата, а при больших углах - малый выход. Оптимальное значение угла β, при котором достигается высокое извлечение полезного компонента и относительно небольшой выход концентрата, составляет 40-60^о. При обработке золотосодержащих песков, когда желательно свести к минимуму выход концентрата, это можно дополнительно осуществлять с помощью заслонки 7.The angle β of the inclination of the branch pipe of the heavy fraction 6 to the plane of the bottom 9 for the same diameter of the pipe 6 controls the rate of flow of the concentrate and, accordingly, determines the yield of the concentrate: at small angles of inclination, a large yield of concentrate is obtained, and at large angles, a small output. The optimal value of the angle β, at which a high recovery of the useful component and a relatively small yield of concentrate is achieved, is 40-60 ^about . When processing gold-containing sands, when it is desirable to minimize the yield of concentrate, this can be additionally carried out using the shutter 7.

Угол γнаклона питающего патрубка к образующей цилиндра в каждом конкретном случае может изменяться в очень узких пределах. Его следует подбирать таким, чтобы скорость восходящего движения струи в момент ввода была примерно равной средней скорости восходящего движения вращающегося потока пульпы выше питающего патрубка 4. Оптимальное значение угла γ в реальных конструкциях может изменяться в пределах 85-88^о.The angle of inclination γ of the supply pipe to the generatrix of the cylinder in each case can vary within very narrow limits. It should be selected such that the upward movement speed of the jet at the moment of entry was approximately equal to the average velocity of the upward movement of the rotating pulp stream above the feed pipe 4. The optimal value of the angle γ in the actual structures may range ^about 85-88.

Для уменьшения общей турбулентности пульпы в рабочей камере питающий патрубок 4 целесообразно выполнять прямоугольного сечения высотой, превышающей ширину. Такое исполнение питающего патрубка кроме увеличения показателей извлечения целесообразно еще и по той причине, что позволяет снизить износ рабочей поверхности корпуса и увеличить срок службы устройства. To reduce the total turbulence of the pulp in the working chamber, the supply pipe 4, it is advisable to perform a rectangular section with a height exceeding the width. Such a design of the supply pipe, in addition to increasing the extraction rates, is also advisable for the reason that it allows to reduce the wear of the working surface of the housing and increase the service life of the device.

Таким образом, предлагаемые конструктивные особенности устройства позволяют относительно полно извлекать тяжелые минералы в широком диапазоне крупности частиц, включая тонкие фракции. Устройство может эффективно работать на обработке продуктов с крайне низким содержанием тяжелых минералов, например на переработке драгами хвостов обогащения золотосодержащих песков. (56) Авторское свидетельство СССР N 1699067, кл. В 03 В 5/32, 1989. Thus, the proposed design features of the device allow relatively complete extraction of heavy minerals in a wide range of particle sizes, including fine fractions. The device can effectively work on the processing of products with an extremely low content of heavy minerals, for example, processing dredges tailings enrichment of gold sands. (56) Copyright certificate of the USSR N 1699067, cl. B 03 B 5/32, 1989.

Claims

1. DEVICE FOR ENRICHMENT OF USEFUL FOSSILS, including a cylindrical body with a cover, a supply pipe installed tangentially in the lower part of the body, a light fraction removal pipe, a heavy fraction removal pipe with a shutter and a rectangular rectangular cross section made on the inner surface tangentially in the upper part of the housing casing is opposite to the direction of rotation of the pulp, characterized in that, in order to increase the efficiency of separation of the granular material by density during expansion size range, it is equipped with an annular diaphragm mounted under the branch pipe of the light fraction outlet and attached to the lower end of the housing by a conical nozzle with a flat bottom expanding downward, while the generatrix of the nozzle is located at an angle of 30 - 70 ^o to the generatrix of the housing, the branch pipe of the heavy fraction is installed under angle of 40 - 60 ^o to the bottom of the nozzle, and the top of the angle is directed towards the flow of pulp.

2. The device according to p. 1, characterized in that the supply pipe is installed at a height of 0.23 - 0.30 of the height of the housing at an angle of 85 - 88 ^o its generatrix, with the top of the corner pointing up.