RU2404862C2

RU2404862C2 - Aerogravitational mix separator

Info

Publication number: RU2404862C2
Application number: RU2008146173/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Хабижевич Хамуков (RU); Юрий Хабижевич Хамуков
Original assignee: Юрий Хабижевич Хамуков
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-11-27
Also published as: RU2008146173A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mineral processing equipment and can be used for ore dressing, etc. Proposed separator consists of rotary drum with inclined rotational axis, bulky cover arranged nearby taper base, perforated partition at the taper base to separate drum inner space from cover space, and air duct communicating rotary drum top with cover space to form closed air circuit, and loading device. Said rotary drum can be either cylindrical or tapered. Loading device represents loading bin with hose passed through perforated partition into drum inner space or filler neck with hydraulic gate valve. Drum inner space is divided into sections by equal-height coaxial cylindrical or truncated-cone partitions jointed with those in cover inner space that divides the latter into appropriate sections. Cover sections spaces are provided with air ducts with pumps and filters to form separate channels of separation terminated at common main line. Drum wall and partition inner surfaces are furnished with vanes, or flanges, or intersecting walls to form honeycomb coat.

EFFECT: higher efficiency of separation, increased yield of noble metals.

7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству обогатительного оборудования и может быть использовано для обогащения природных рудных материалов и содержимого техногенных месторождений, производства стройматериалов, добычи драгметаллов, а также в топливной промышленности для разделения нефти и бензина-сырца на фракции с различными физико-техническими характеристиками.The invention relates to the production of mineral processing equipment and can be used for the enrichment of natural ore materials and the contents of industrial deposits, the production of building materials, mining of precious metals, as well as in the fuel industry for the separation of crude oil and gasoline into fractions with different physical and technical characteristics.

Известны устройства, использующие повторяющееся развеивание смесевого вещества в расширяющемся воздушном потоке для разделения смеси на различающиеся по химическому составу фракции.Known devices that use the repeated dispersion of a mixed substance in an expanding air stream to separate the mixture into fractions of different chemical composition.

Прототипом заявленного изобретения является устройство «Аэрогравитационный разделитель сыпучих материалов», защищенное патентом РФ №2136397. Устройство состоит из вращающегося конического барабана с наклонной осью вращения и с объемной крышкой у основания, с перфорированной перегородкой на месте основания конуса, отделяющей внутреннюю полость барабана от полости крышки, с лопатками или полками на внутренней поверхности стенки барабана и с окнами для выгрузки продукции, воздуховода с насосом и фильтром, соединяющего вершину конического барабана с полостью крышки и образующего замкнутый воздушный контур, и загрузочного бункера с рукавом, пропущенным сквозь перфорированную перегородку во внутреннюю полость барабана. Многокомпонентная смесь измельченного вещества многократно развеивается лопатками в полости барабана с расширяющимся потоком воздуха или иного газа, перемещаемого насосом в замкнутом контуре. Из-за наклона оси барабана периодически выпадающие на нижнюю стенку барабана частицы смещаются под действием силы тяжести по циклоидоподобной траектории навстречу воздушному потоку до тех пор, пока скорость гравитационного смещения и аэродинамического сноса вдоль оси барабана не уравняются. Для частиц с различными соотношениями плотности вещества частицы и ее размера это состояние наступает на соответственных расстояниях от основания барабана. В результате загруженная в барабан порция смеси оказывается распределенной вдоль образующей барабана на фракции с различным гранулометрическим составом. Вследствие того, что на гранулометрический состав смеси влияет минерализация частиц, фракции различаются по химическому содержанию.The prototype of the claimed invention is a device "Aerogravitational separator of bulk materials", protected by RF patent No. 2136397. The device consists of a rotating conical drum with an inclined axis of rotation and with a volumetric lid at the base, with a perforated baffle in place of the base of the cone, separating the inner cavity of the drum from the lid cavity, with blades or shelves on the inner surface of the drum wall and with windows for unloading products, air duct with a pump and a filter connecting the top of the conical drum with the cavity of the lid and forming a closed air circuit, and a loading hopper with a sleeve passed through a perforated eregorodku into the inner cavity of the drum. A multicomponent mixture of crushed material is repeatedly scattered by the blades in the cavity of the drum with an expanding flow of air or other gas transported by the pump in a closed circuit. Due to the inclination of the axis of the drum, particles periodically falling onto the lower wall of the drum are displaced by gravity along a cycloid-like path towards the air flow until the speed of gravitational displacement and aerodynamic drift along the axis of the drum are equalized. For particles with different ratios of particle density and particle size, this state occurs at corresponding distances from the base of the drum. As a result, a portion of the mixture loaded into the drum is distributed along the drum generatrix into fractions with different particle size distributions. Due to the fact that the particle size distribution affects the particle size distribution of the mixture, the fractions differ in chemical content.

Недостатками устройства являются необходимость периодической остановки процесса разделения смеси для выгрузки продукции из разгрузочных окон и загрузки в барабан новой порции смеси и невозможность разделения жидких веществ из-за того, что витающие капли жидкости при выпадении на нижнюю стенку барабана вновь смешиваются в общую массу.The disadvantages of the device are the need to periodically stop the process of separation of the mixture for unloading products from the unloading windows and loading a new portion of the mixture into the drum and the inability to separate liquid substances due to the fact that the droplets of liquid falling onto the lower wall of the drum are again mixed into the total mass.

Целью заявленного изобретения является обеспечение непрерывного процесса разделения смесей и обеспечение возможности разделения жидких смесевых материалов на различающиеся по составу фракции.The aim of the claimed invention is to provide a continuous process for the separation of mixtures and to ensure the possibility of separation of liquid mixed materials into fractions of different composition.

Для этого внутреннее пространство выполненного коническим или цилиндрическим делительного барабана разделяют на секции разновысокими коаксиальными коническими или цилиндрическими перегородками, снабженными полками, лопатками или образующими сотоподобное покрытие пересекающимися стенками на внутренних поверхностях и сопряженными с перегородками в полости крышки, разделяющими ее на соответствующие секции, а каждую секцию соединяют с отдельным воздушным каналом, снабженным насосом и фильтром для отделения продукции и впадающим в общую магистраль, направляющую воздушный поток в разделительный барабан, или соединяют с отдельным воздушным каналом, снабженным фильтром и вентильным регулятором потока и впадающим в общую магистраль, снабженную общим для всех воздушных каналов насосом.For this, the inner space of a conical or cylindrical dividing drum is divided into sections by coaxial conical or cylindrical partitions of different height, equipped with shelves, blades or intersecting walls forming a honeycomb coating on the inner surfaces and paired with partitions in the lid cavity, dividing it into respective sections, and each section connected to a separate air channel equipped with a pump and a filter for separation of products and flowing into General line directing the air flow into the separation drum, or connected to a separate air channel equipped with a filter and valve flow regulator and flowing into a common highway equipped with a pump common to all air channels.

Схематическое изображение устройства с пятью каналами разделения с отдельными насосами представлено на чертеже.A schematic representation of a device with five separation channels with separate pumps is shown in the drawing.

В данном устройстве смесь попадает из рукава 2 загрузочного бункера 1 в первую секцию барабана (I) и делится на две фракции, одна из которых уносится воздушным потоком в соответствующую секцию в крышке барабана и далее по своему каналу разделения через скользящую муфту 3 попадает в воздуховод и подается в фильтр 6 и отделяется от воздуха, а вторая фракция продвигается до обреза конуса и попадает во вторую секцию (II) с большей, чем в первой секции, скоростью воздушного потока, где вновь делится на две фракции с другими гранулометрическими характеристиками, и т.д. до пятой секции (V), из которой одна фракция уносится в свой фильтр, а последняя фракция с частицами с самой большой плотностью вещества и самыми большими размерами высыпается самопроизвольно в тару.In this device, the mixture flows from the sleeve 2 of the loading hopper 1 into the first section of the drum (I) and is divided into two fractions, one of which is carried away by the air flow into the corresponding section in the drum cover and then through its sliding channel 3 through the sliding sleeve 3 enters the air duct and is fed into the filter 6 and is separated from the air, and the second fraction advances to the edge of the cone and enters the second section (II) with a higher air flow rate than in the first section, where it is again divided into two fractions with other particle size characteristics by ericists, etc. to the fifth section (V), from which one fraction is carried away into its filter, and the last fraction with particles with the highest density of matter and the largest sizes spills out spontaneously into a container.

В представленном устройстве отделенные фракции выносятся из полости барабана, что позволяет разделять и жидкие вещества. Для этого вместо загрузочного бункера устройство снабжают заливочной горловиной с гидравлическим затвором, внутренние поверхности стенок барабана и поверхности перегородок с полками, лопатками или сотоподобным покрытием, развеивающими жидкую смесь в виде капель, а также внутренние поверхности воздуховодных труб, фильтров и насосов выполняют несмачиваемыми. Отделенные фракции имеют вид капельно-воздушных смесей с различными дисперсными составами. Различие химического состава фракций обусловливается зависимостью дисперсного состава фракций от величины поверхностного ватяжения и величины давления паров насыщения компонент смеси, представленных в веществе капель.In the presented device, the separated fractions are carried out from the drum cavity, which makes it possible to separate liquid substances as well. To do this, instead of the loading hopper, the device is equipped with a filler neck with a hydraulic shutter, the inner surfaces of the walls of the drum and the walls of the partitions with shelves, vanes or a honeycomb coating dispelling liquid mixture in the form of drops, as well as the inner surfaces of the air pipes, filters and pumps, are non-wettable. The separated fractions are in the form of droplet-air mixtures with various dispersed compositions. The difference in the chemical composition of the fractions is due to the dependence of the dispersed composition of the fractions on the magnitude of the surface tension and the pressure of the saturation vapor of the mixture components presented in the droplet material.

Для повышения эффективности разделения жидких смесей внутренние поверхности барабана и поверхности перегородок в нем изготавливают с применением катализаторов, инициирующих или ускоряющих химические преобразования элементов смеси в процессах каталитического риформинга, воздух в разделительном барабане нагревают и или создают в барабане акустические и/или электромагнитные колебания с частотой порядка частоты пространственно-временной тепло-диффузионной когерентности фазовых переходов вещества смеси на границе поверхность витающей капли - среда.To increase the efficiency of separation of liquid mixtures, the inner surfaces of the drum and the surface of the partitions in it are manufactured using catalysts that initiate or accelerate the chemical transformations of the mixture elements in catalytic reforming processes, the air in the separation drum is heated and or acoustic and / or electromagnetic waves are generated in the drum with a frequency of the frequency of the spatio-temporal heat-diffusion coherence of phase transitions of the mixture substance at the surface a drop of water is a medium.

Постоянный состав фракций при разделении сыпучих материалов и жидких веществ обеспечивают оперативным управлением скоростью воздуха в каждой секции, частотой вращения барабана, углом наклона оси барабана и температурой среды в барабане и фильтрах. Для этого устройство снабжают электронной адаптивной системой управления с датчиками состава фракций.The constant composition of the fractions in the separation of bulk materials and liquid substances provides operational control of the air speed in each section, the rotation frequency of the drum, the angle of inclination of the axis of the drum and the temperature of the medium in the drum and filters. For this, the device is equipped with an electronic adaptive control system with sensors of the composition of the fractions.

Применение аэрогравитационных разделителей смесевых материалов позволит снизить стоимость концентратов рудных материалов и жидких топлив, повысит извлекаемость драгметаллов в россыпных природных и техногенных месторождениях, значительно уменьшит антропогенный ущерб окружающей среде.The use of aerogravitational separators of mixed materials will reduce the cost of concentrates of ore materials and liquid fuels, increase the recoverability of precious metals in placer natural and man-made deposits, and significantly reduce anthropogenic damage to the environment.

Claims

1. Aerogravitational separator of mixed materials, consisting of a rotating drum with an inclined axis of rotation, a volumetric lid at the base of the cone, a perforated partition at the place of the base of the cone, separating the inner cavity of the drum from the lid cavity, and an air duct with a pump and a filter connecting the top of the rotating drum with the cavity cover and forming a closed air circuit, and boot device, characterized in that the rotating drum is made conical or cylindrical, and the boot device in the form of a loading hopper with a sleeve passed through a perforated baffle into the inner cavity of the drum or the filler neck with a hydraulic shutter, while the inner cavity of the drum is divided into sections by uneven coaxial partitions made of cylindrical or truncated cones mated with partitions in the inner cavity of the lid dividing it into appropriate sections, and the cavity of the sections in the lid is equipped with air ducts with pumps and filters and form separate channels with them Splitting, closes the total air line and the internal surface of the drum wall and partitions are provided with blades, or flanges, or forming a uniform honeycomb-like coating intersecting walls.

2. The aerogravitational separator of mixed materials according to claim 1, characterized in that the inner surfaces of the walls of the drum and the surface of the partitions with shelves or a honeycomb coating are made non-wettable.

3. Aerogravitational separator of mixed materials according to claims 1, 2, characterized in that the device is equipped with an adaptive electronic system for controlling the operating modes of the device.

4. Aerogravitational separator of mixed materials according to any one of claims 1, 2, characterized in that the design of the drum contains a heater.

5. Aerogravitational separator of mixed materials according to any one of claims 1, 2, characterized in that the inner surface of the drum and the surface of all partitions in it contain catalysts.

6. Aerogravitational separator of mixed materials according to any one of claims 1, 2, characterized in that the design of the drum contains a source of acoustic and / or electromagnetic waves.

7. Aerogravitational separator of mixed materials according to any one of claims 1, 2, characterized in that the separator includes one pump in a common air circuit, and each separation channel includes a filter and valves - air flow regulators.