RU2212275C1

RU2212275C1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: RU2212275C1
Application number: RU2002108768/03A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Кобелев; И.С. Захаров
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: devices for extraction of gold and platinum-containing sands; water basin purification units; construction engineering and other industries. SUBSTANCE: proposed centrifugal separator includes cylindrical housing with reflectors, mineral suspension discharge branch pipe and gate valves, light and heavy fraction unloading units made in form of taper part with helical grooves on inner surface; it is filled with liquid which is immiscible with mineral suspension where valuable components are accumulated in form of ring. Tangential branch pipe for supply of mineral suspension is connected to lower base of cylindrical part; it is made from non-conducting material with detector showing amount of metallic inclusion secured movably and electrically connected with delay line. Guides made on inner surface of tangential branch pipe are curvilinear in shape; their curvature has positive direction of rotation of helical line; taper part has helical grooves at curvature of negative direction of rotation of helical line. EFFECT: reduced power requirements. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для извлечения золота и платиносодержащих песков и может быть использовано в устройствах систем очистки водоемов, а также в строительстве и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for the extraction of gold and platinum-containing sands and can be used in devices for cleaning water bodies, as well as in construction and other industries.

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ 2046667 МПК В 03 В 5/34, 5/38 1995. Бюл. 30), включающий цилиндрический корпус с отражателями, размещенными по высоте, и приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракций, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности, наполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и имеющей кольцевой накопитель цепных компонентов, а также тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию цилиндрической части. A known centrifugal separator (see RF patent 2046667 IPC B 03 B 5/34, 5/38 1995. Bull. 30), comprising a cylindrical body with reflectors placed in height, and devices for unloading light and heavy fractions, the latter in the form of a conical parts with a helical groove on the inner surface filled with a liquid not miscible with the mineral suspension and having an annular accumulator of chain components, as well as a tangential pipe for supplying the mineral suspension attached to the lower base of the cylindrical part.

Недостатком является непроизводительный расход высокостоящей не смешивающейся с рабочей средой (водой) жидкости при промывке минеральной суспензии, которая не является носителем технологически выделенного ценного продукта компонента. The disadvantage is the unproductive consumption of high-standing liquid that is not miscible with the working medium (water) when washing a mineral suspension, which is not a carrier of a technologically isolated valuable component product.

Известен центробежный сепаратор (см. патент РФ 2118566 МПК В 03 В 5/32; 13/04. 1998. Бюл. 25), включающий цилиндрический корпус с отражателями, патрубком сброса минеральной суспензии и заслонками, корпус с отражателями, приспособлениями для разгрузки легкой и тяжелой фракции, последние в виде конической части с винтовой канавкой на внутренней поверхности и заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и выполненной с кольцевым накопителем ценных компонентов, а также тангенциальный патрубок для подачи минеральной суспензии, присоединенный к нижнему основанию цилиндрической части и выполненный из токонепроводящего материала с подвижно укрепленным детектором определения металлических включений, связанных электрически с линией задержки. A known centrifugal separator (see RF patent 2118566 IPC B 03 V 5/32; 13/04. 1998. Bull. 25), comprising a cylindrical body with reflectors, a discharge pipe of mineral slurry and dampers, a body with reflectors, devices for unloading light and heavy fractions, the latter in the form of a conical part with a helical groove on the inner surface and filled with a liquid not miscible with the mineral suspension and made with an annular accumulator of valuable components, as well as a tangential pipe for supplying the mineral suspension, nenny to the lower base of the cylindrical portion and made of non-conductive material with a movably reinforced metallic inclusions determining detector connected electrically to the delay line.

Недостатком является энергоемкость процесса разделения минеральной суспензии с заданной концентрацией цепных компонентов в конической части центробежного сепаратора, обусловленная случайно-вероятностным поступлением при открытии заслонки, установленной у нижнего основания цилиндрического корпуса, значительного количества объединенной в ассоциации легкой фракции. The disadvantage is the energy intensity of the process of separation of the mineral suspension with a given concentration of chain components in the conical part of the centrifugal separator, due to the random-probable arrival at the opening of the valve installed at the lower base of the cylindrical body, a significant amount combined in the association of the light fraction.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости промывки золота и платиносодержащих песков, хвостов обогатительных фабрик за счет уменьшения возможности случайно вероятностного поступления в коническую часть центробежного сепаратора легкой фракции, объединенной в виде ассоциаций, последующее удаление которых удорожает процесс классификации ценных компонентов из-за необходимости дополнительного расхода не смешивающейся жидкости, сбрасываемой с легкой фракцией из конической части. The technical task of the invention is to reduce the energy consumption of washing gold and platinum-containing sands, tailings of dressing plants by reducing the possibility of accidentally probabilistic entry into the conical part of a centrifugal separator of a light fraction, combined in the form of associations, the subsequent removal of which makes the classification process of valuable components more expensive due to the need for additional consumption non-miscible liquid discharged with a light fraction from the conical part.

Технический результат по снижению энергоемкости отделения ценных компонентов, заключающийся в уменьшении случайно вероятностного поступления легких фракций в виде ассоциаций в коническую часть центробежного сепаратора, достигается за счет образования в зоне контакта минеральной суспензии с несмешивающейся жидкостью микрозавихрений. Микрозавихрения разрушают ассоциации легких фракций и постоянно возникают в результате одновременного поступления в зону контакта как минеральной суспензии, закрученной на выходе из тангенциального патрубка против часовой стрелки, вследствие перемещения по направляющим, кривизна которых имеет положительное вращение винтовой линии, так и несмешивающейся жидкости, закрученной по часовой стрелке, вследствие перемещения ее по винтовым канавкам, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии. The technical result of reducing the energy intensity of the separation of valuable components, which consists in reducing the randomly probable receipt of light fractions in the form of associations in the conical part of the centrifugal separator, is achieved by the formation in the contact zone of the mineral suspension with an immiscible micro-vortex liquid. Micro-eddies destroy the associations of light fractions and constantly arise as a result of simultaneous entry into the contact zone of both a mineral suspension twisted counterclockwise at the exit of the tangential nozzle due to movement along the guides, the curvature of which has a positive rotation of the helix, and an immiscible fluid, twisted clockwise arrow, due to its movement along the helical grooves, the curvature of which has a negative rotation of the helix.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема центробежного сепаратора, на фиг. 2 - внутренняя поверхность технологического патрубка с направляющими, кривизна которых имеет положительное вращение винтовой линии, на фиг.3 - внутренняя поверхность конической части центробежного сепаратора с винтовыми канавками, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии. In FIG. 1 is a schematic diagram of a centrifugal separator; FIG. 2 - the inner surface of the technological pipe with guides, the curvature of which has a positive rotation of the helix, Fig.3 - the inner surface of the conical part of the centrifugal separator with helical grooves, the curvature of which has a negative rotation of the helix.

Сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1 с отражателями 2 и приспособлениями 3 для разгрузки тяжелой фракции в виде конической части 4, с винтовой канавкой 5, кривизна которой имеет отрицательное вращение винтовой линии и выполненной на внутренней поверхности конической части 4, заполненной не смешивающейся с минеральной суспензией жидкостью и имеющей кольцевой накопитель 6 ценных компонентов, тангенциальный патрубок 7 для подачи минеральной суспензии, присоединенной к нижней части боковой поверхности цилиндрического корпуса 1. Тангенциальный патрубок 7 выполнен из токонепроводящего материала, на внешней стороне которого подвижно, коаксиально укреплен детектор 8 определения металлических включений, электрически связанный с линией задержки 9. Цилиндрический корпус 1 снабжен заслонкой 10 с механизмом перемещения 11, обеспечивающей разделение цилиндрического корпуса 1 и конической части 4. Заслонка 12 с механизмом перемещения 13 установлена в патрубке 14 сброса минеральной суспензии с технически малым содержанием ценных компонентов. Исполнительный механизм 15 связывает между собой линии задержки 9 и механизм перемещения 11 и 13. На внутренней поверхности тангенциального патрубка 7 выполнены направляющие 16, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии. The separator consists of a cylindrical body 1 with reflectors 2 and devices 3 for unloading the heavy fraction in the form of a conical part 4, with a helical groove 5, the curvature of which has a negative rotation of the helical line and made on the inner surface of the conical part 4, filled with a liquid not miscible with the mineral suspension and having an annular drive 6 of valuable components, a tangential pipe 7 for supplying a mineral suspension attached to the lower part of the side surface of the cylindrical body 1. Ta the genetic pipe 7 is made of a non-conductive material, on the outside of which a metal inclusion detector 8 is movably coaxially mounted, electrically connected to the delay line 9. The cylindrical body 1 is provided with a shutter 10 with a movement mechanism 11 that separates the cylindrical body 1 and the conical part 4. The valve 12 with the movement mechanism 13 is installed in the pipe 14 discharge mineral slurry with a technically low content of valuable components. The actuator 15 connects the delay lines 9 and the movement mechanism 11 and 13 to each other. On the inner surface of the tangential pipe 7, guides 16 are made, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix.

Сепаратор работает следующим образом. При поступлении минеральной суспензии с массой ценных компонентов технологически малого значения как с наличием фракции, так и без нее из тангенциально расположенного патрубка 7, в результате перемещения ее по направляющим 16, кривизна которых имеет положительное направление вращения винтовой линии (см., например, стр. 509 Выгодский М.Я. / Справочник по высшей математике М., 1966. 872 с. ил.), в цилиндрическом корпусе 1 образуется вращательное движение против часовой стрелки обрабатываемого объема, который, всплывая преимущественно в виде легкой фракции, контактирует с отражателями 2, что приводит к отделению частично поднимающихся частиц тяжелой фракции. Основная масса частиц тяжелой фракции перемещается по поверхности закрытой заслонки 1 и поступает к патрубку 14, откуда через открытую заслонку 12 сбрасывается в отход. The separator works as follows. Upon receipt of a mineral suspension with a mass of valuable components of technologically small value both with the presence of a fraction and without it from a tangentially located nozzle 7, as a result of moving it along the guides 16, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix (see, for example, page 509 Vygodsky M.Ya. / Handbook of Higher Mathematics M., 1966. 872 pp. Ill.), In the cylindrical body 1, a rotational movement counterclockwise of the processed volume is formed, which, floating up mainly in the form of light events, contacts the reflector 2, which leads to the separation of particles rising part of the heavy fraction. The bulk of the particles of the heavy fraction moves along the surface of the closed shutter 1 and enters the pipe 14, from where it is discharged through the open shutter 12.

Как только в минеральной суспензии концентрируются ценные компоненты количеством, обеспечивающим процесс обогащения (количеством ценных компонентов в минеральной суспензии, соответствующим значению, на которое отрегулирован детектор 8 определения металлических включений), детектор 8 подает сигнал через линию задержки 9 на исполнительный механизм 15, и происходит открытие заслонки 10 посредством механизма 13. В этом случае минеральная суспензия на выходе из тангенциального патрубка 7 закручивается по направлению против часовой стрелки. Известно, что легкая фракция в процессе движения минеральной суспензии с высокой степенью вероятности объединяется в ассоциации (см., например, стр. 42. Нащекин В.В. Техническая термодинамика. М., 1980-469 с.), т.е. механические соединения, действующие в некоторых случаях как тяжелая единая фракция. Не объединенные в ассоциации легкие фракции с частично всплывшими частицами тяжелой фракции и отдельные легкие фракции, объединенные в ассоциации, контактируют с отражателями 2. В результате всплывшие частицы тяжелой фракции и объединенные в ассоциации легкие фракции оседают и направляются в коническую часть 4 сепаратора, а легкие, не объединенные в ассоциации фракции, через патрубок 3 сбрасываются из сепаратора. As soon as valuable components are concentrated in the mineral suspension in an amount that ensures the enrichment process (the number of valuable components in the mineral suspension corresponding to the value to which the metal inclusion detector 8 is adjusted), the detector 8 sends a signal through the delay line 9 to the actuator 15, and opening the shutter 10 by means of a mechanism 13. In this case, the mineral suspension at the outlet of the tangential pipe 7 is twisted counterclockwise. It is known that the light fraction in the process of moving the mineral suspension with a high degree of probability unites in associations (see, for example, p. 42. Nashchekin VV Technical thermodynamics. M., 1980-469 p.), I.e. mechanical compounds, acting in some cases as a heavy single fraction. Light fractions that are not combined in associations with partially floated particles of a heavy fraction and individual light fractions combined in associations are in contact with reflectors 2. As a result, floating particles of a heavy fraction and light fractions combined in associations settle and are sent to the conical part 4 of the separator, and light, fractions not combined into associations are discharged through the nozzle 3 from the separator.

Частицы тяжелой фракции с ценными компонентами попадают в объем несмешивающейся жидкости (например, бромоформ, бромбензол или тетробромэтан, магнитная жидкость), находящейся в конической части 4, где закручиваются в направлении движения по часовой стрелке, вследствие перемещения несмешивающейся жидкости по винтовым канавкам 5, кривизна которых имеет отрицательное вращение винтовой линии. Закрученные частицы тяжелой фракции с ценными компонентами, перемещаясь по конической части 4, сортируются и направляются в накопитель 6. Particles of a heavy fraction with valuable components fall into the volume of an immiscible liquid (for example, bromoform, bromobenzene or tetrobromoethane, magnetic fluid) located in the conical part 4, where they are twisted in the clockwise direction due to the movement of the immiscible liquid along the helical grooves 5, the curvature of which has a negative helix rotation. The swirling particles of the heavy fraction with valuable components, moving along the conical part 4, are sorted and sent to the drive 6.

В месте контакта минеральной суспензии, закрученной против часовой стрелки, и несмешивающейся жидкости, вращающейся по часовой стрелке, т.е. в зоне открытой заслонки 10, образуются гидродинамические микрозавихрения, непрерывно разрушающие ассоциации легких фракций, предотвращая их поступление в виде механических соединений (ассоциаций) в коническую часть 4. At the point of contact of the mineral suspension, swirling counterclockwise, and an immiscible fluid, rotating clockwise, i.e. in the zone of the open shutter 10, hydrodynamic micro-eddies are formed, continuously destroying the associations of light fractions, preventing their entry in the form of mechanical joints (associations) into the conical part 4.

Как только в минеральной суспензии, поступающей в патрубок 7, снижается уровень концентрации ценных компонентов до значения выявления их детектором 8, он подает сигнал через линию задержки 9 на исполнительный механизм, закрывает заслонку 10 и открывает заслонку 12 посредством соответствующих механизмов перемещения 11 и 13. As soon as the concentration of valuable components in the mineral suspension entering the nozzle 7 decreases to the value of detection by the detector 8, it sends a signal through the delay line 9 to the actuator, closes the shutter 10 and opens the shutter 12 through the corresponding movement mechanisms 11 and 13.

По мере сбора ценных компонентов в накопителе 6 они удаляются автоматически или вручную. Частицы тяжелой фракции без отсортированных ценных компонентов, находящихся в конической части 4 сепаратора, удаляются через нижний патрубок (не показаны позиции, но дано направление стрелкой). As valuable components are collected in drive 6, they are deleted automatically or manually. Particles of a heavy fraction without sorted valuable components located in the conical part 4 of the separator are removed through the lower nozzle (positions are not shown, but the direction is given by an arrow).

Оригинальность конструктивного решения, заключающегося в образовании гидродинамических микрозавихрений путем закручивания минеральной суспензии по направлению движения против часовой стрелки и закручивания несмешивающейся жидкости по направлению движения по часовой стрелке. В результате в месте контакта минеральной суспензии и несмешивающейся жидкости образуются микрозавихрения, которые устраняют возможность проникновения ассоциаций (механических соединений) легкой фракции в коническую часть сепаратора, что в конечном итоге снижает энергоемкость процесса сортировки из частиц тяжелой фракции ценных компонентов. The originality of the design solution, which consists in the formation of hydrodynamic micro-eddies by twisting the mineral suspension in the direction of motion counterclockwise and twisting the immiscible liquid in the direction of motion clockwise. As a result, micro-eddies are formed at the contact point between the mineral suspension and immiscible liquid, which eliminate the possibility of the light fraction associations (mechanical compounds) penetrating into the conical part of the separator, which ultimately reduces the energy consumption of the process of sorting valuable components from particles of the heavy fraction.

Claims

A centrifugal separator, which includes a cylindrical body with reflectors, a discharge pipe for mineral suspension and dampers, devices for unloading light and heavy fractions, the latter in the form of a conical part with a helical groove on the inner surface and filled with liquid not miscible with the mineral suspension and made with ring accumulation of valuable components , as well as a tangential pipe for supplying a mineral suspension, connected to the lower base of the cylindrical part and made of tokonep material with a movably mounted detector for determining metal inclusions, electrically connected to the delay line, characterized in that on the inner surface of the tangential nozzle made guides, the curvature of which has a positive direction of rotation of the helix, and in the conical part made helical grooves, the curvature of which has a negative direction rotation of the helix.