UA4758U - Магнітний сепаратор шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи - Google Patents

Abstract

Магнітний сепаратор шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи має щонайменше один магніт і механічний привід, призначений для періодичного уведення магніту у взаємодію з сумішшю дисперсних матеріалів. Сепаратор виконаний у вигляді короба з неферомагнітного матеріалу і встановленого в ньому на підвісках набору плоских магнітів, що підключені до механічного приводу синхронного зворотно-обертального руху відносно дна короба.

Description

Корисна модель відноситься до конструкції магнітних сепараторів феромагнітних частинок чорного шліху під час видобування цінних важких мінералів шляхом їх гравітаційного осадження з потоку пульпи в шлюзах.

Зокрема, такі сепаратори необхідні при розробці здрібнених відвалів деяких гірничих і/або металургійних підприємств і/або золи теплових електростанцій, що працюють на твердому паливі.

Вжиті вище, тут і далі терміни позначають: «шлюз» - щонайменше односекційний пристрій для осадження концентратів важких мінералів, який для регулювання швидкості і напрямку потоку пульпи зазвичай оснащений щонайменше одним комплектом зворотно- поступально рухливих трафаретів (зокрема у вигляді набору подовжніх хвилястих рифлів і поперечних рифлів); «уловлювальний килимок» - така знімна донна частина кожної секції шлюзу, у якій накопичується концентрат важких мінералів; «важкі мінерали» - мінерали, густина яких звичайно більш ніж удвічі перевищує густину гірських вміщуючих порід і/або грунтів і до яких відносяться самородні метали типу золота, срібла, платини й інші метали платинової групи, а в деяких випадках - свинець, миш'як і ртуть або їх природні сполуки; «тонкодисперсні частинки важких мінералів» - такі частинки цих мінералів, що мають максимальний розмір в інтервалі від 0,1 до 0,005мм; «пластинчасті частинки важких мінералів» - такі частинки цих мінералів, у яких товщина істотно менше довжини і ширини; «гірська порода» - такі природні мінерали, як, наприклад кварц, або такі штучні мінералоподібні матеріали типу шлаків, що зберігаються у відвалах, або осадів, що виникли, зокрема, при переробці поліметалевих руд і які містять домішки важких мінералів; «грунти» - первинно розсипчасті скупчення мінеральних частинок переважно типу кварцових пісків, що містять домішки важких мінералів; «феромагнітний чорний шліх» - феромагнітні дисперсні частинки природних гірських порід, що близькі за густиною до важких мінералів (наприклад, мінералів типу магнетиту й ільменіту) і/або феромагнітні частинки заліза, чавуну, сталі і залізної окалини, що звичайно присутні у відвалах металургійних заводів; «пульпа» - штучно приготовлена (звичайно на водяній основі) текуча суспензія, тверда фаза якої містить суміш частинок щонайменше однієї здрібненої гірської породи і/або одного грунту і частинок щонайменше одного важкого мінералу з домішками чорного шліху; «концентрат» - такий (звичайно вологий, але не текучий) проміжний продукт, що висаджений з пульпи й істотно збагачений щонайменше одним важким мінералом; «цільовий продукт» - виділюваний з концентрату практично чистий важкий мінерал; «канал» - щонайменше частково звивистий простір між двома сусідніми хвилястими рифлями чи між крайніми хвилястими рифлями рухливого трафарету і відповідними бортами проточного жолоба, що є основною корпусною деталлю шлюзу.

Загальновідомо, що концентрати звичайно одержують, застосовуючи прискорене - у порівнянні з частинками гірської породи і/або грунту - осадження частинок важких мінералів з пульпи в гравітаційному полі Землі і змивання з одержуваних осадів більшої частини інших частинок струмом води або, іноді, іншої рідини (див., наприклад: Шохін В.Н., Лопатин А.Г. «Гравитационнье методьї обогащения», Москва: НЕДРА, 1993).

Однак гравітаційне збагачення тим менш ефективно, чим менше різниця густини цільового продукту і гірських порід і/або грунтів, чим менше по розмірах і ближче за формою до пластинок частинки важкого мінералу і більші домішки чорного шліху.

Ці недоліки гравітаційного збагачення найяскравіше проявляються при застосуванні таких драг і промивних приладів, що мають шлюзи мілкого наповнення з монолітними комірковими килимками і жорсткими нерухомими трафаретами (див., наприклад: Кармазин В.И. Процессьі и машинь!ї для обогащения полезньїх ископаемь!х. - М:

НАДРА, 1974, с.115-188).

Такі шлюзи прості по конструкції, зручні у виготовленні і монтажі і надійні в експлуатації. Однак комірки їхніх килимків, навіть за відсутності чорного шліху, швидко (за 1,5-2 години роботи) забиваються осадом настільки щільно, що тонкодисперсні і/або пластинчасті частинки важких мінералів вільно проскакують в струмі пульпи над виниклою «постіллю» і зносяться у відвал, а частка цільового продукту в концентраті виявляється істотно нижче можливої.

Тому спроби знайти засоби запобігання швидкого і надмірного ущільнення "постелі" у шлюзах не припиняються.

Зокрема, було запропоновано розпушувати "постіль" примусовими коливаннями рифлів трафаретів (50 831180А1). На жаль, таким шляхом можна суспендувати лише верхній шар уламкового матеріалу, що осаджується в комірках уловлювальних килимків, а осідаючий внизу концентрат залишається практично недоторканим.

Спроби суспендувати усю масу концентрату, підключаючи шлюзи в цілому до вібраторів (див. ор сії книгу В.Н.

Шохина й А.Г. Лопатина, с.221 і 228), енергетично невигідні і сприяють інтенсивному руйнуванню корпусних деталей. Мало того, вібрації всього шлюзу не забезпечують ефективне розпушення концентрату, що осаджується у глибині комірок уловлювального килимка (особливо, коли попутно з золотом у концентрат переходить чорний шліх).

Тому цілеспрямоване розпушення концентрату є лише одним з засобів, що сприяє відділенню тонкодисперсних і/або пластинчастих частинок цільового продукту від частинок порід і/або грунтів, що видаляються в хвости збагачення, хоча саме воно досі займало чільне місце у пошуках все більш довершених конструкцій шлюзів.

Так, цілеспрямоване розпушення концентрату забезпечує шлюз згідно ВО 2095147С1. Він (див. Фіг.1 і відповідні частини опису до зазначеного патенту) має: (1) проточний жолоб, у якого щонайменше дно виконане з неферомагнітного матеріалу і який, у робочому положенні, нахилений до горизонталі і підключений верхнім кінцем до джерела пульпи, а нижнім кінцем до засобу відводу хвостів збагачення у відвал,

(2) комірковий уловлювальний килимок, покладений на дно жолоба і щонайменше під деякими комірками оснащений вкладишами у вигляді пластинок постійних магнітів, (3) комплект кінематично зв'язаних між собою жорстких трафаретів мілкого наповнення, кожний з яких має розташовані над уловлювальним килимком на одному рівні щонайменше в два подовжніх ряди хвилясті в плані рифлі з плавно сполученими «півхвилями» і підключений до щонайменше одного привода зворотно- поступального переміщення уздовж бортів жолоба і зазначеного килимка, (4) засіб збудження вертикальних коливань у потоці пульпи на базі імпульсного генератора перемінного струму (яким слугує звичайна промислова електромережа) і соленоїдів, у яких обмотки по живленню підключені до зазначеного генератора, а торці розташовані під тими комірками уловлювального килимка, що оснащені зазначеними вкладишами.

За бажанням, відомий шлюз може бути оснащений: (5) комплектом кінематично зв'язаних жорстких трафаретів глибокого наповнення у вигляді наборів також хвилястих у плані рифлів, що розташовані або на початку шлюзу над уловлювальним килимком, або над відповідними трафаретами мілкого наповнення і які підключені до власного механізму зворотно-поступального подовжнього переміщення, і/або (6) поперечними рифлями, що жорстко закріплені в рамах трафаретів і розташовані в проміжках між рядами хвилястих рифлів і між крайніми рядами таких рифлів і бортами жолоба і практично рівні по висоті хвилястим рифлям.

В описаному шлюзі хвилясті рифлі і поперечні рифлі коливних трафаретів і бортики комірок уловлювального килимка гальмують потік пульпи і цілеспрямовано деформують поле швидкостей твердих частинок. При цьому частинки «легких» порід і/або грунтів віддаляються від кожної опуклості тієї хвилястий рифлі, яку обгинає частина потоку пульпи в будь-якому каналі, а частинки важких мінералів залишаються поблизу або наближаються до цих опуклостей. Вертикальні коливання частин килимка під імпульсною дією соленоїдів розпушують осідаючий в комірках килимка концентрат, що сприяє багаторазовому перерозподілу твердих частинок у полі швидкостей і збагаченню концентрату цільовим продуктом.

Але навіть описаний шлюз під час роботи з пульпою, яка містить чорний шліх, уловлює його разом з важкими мінералами. Це погіршує якість концентрату і утруднює його переробку у цільовий продукт. Тому шлюз слід оснастити магнітним сепаратором.

Найближчий за технічною суттю до пропонованого далі типовий магнітний сепаратор має щонайменше один (бажано, але не обов'язково електричний) магніт і щонайменше один засіб (звичайно, механічний привод) для, як правило, періодичного уведення магніту (або магнітів) у взаємодію з сумішшю дисперсних матеріалів, зокрема з плинною пульпою, з якої треба виділяти феромагнітні компоненти (див., наприклад: "Политехнический словарь", -

М: Издательство "Советская Знциклопедия", 1976, с.446, словарная статья "Сепаратор".

Зрозуміло, що форми виконання і взаємозв'язок зазначених основних частин суттєво залежать від таких умов використання, як конструкція і особливості роботи тих пристроїв, у складі яких потрібні магнітні сепаратори.

Тому в основу корисної моделі покладена задача шляхом уточнення форми магнітів і приводу для їх періодичного уведення у взаємодію з плинною пульпою створити такий магнітний сепаратор, який, працюючи в складі шлюзів для осадження концентратів важких мінералів, істотно зменшував би осадження в концентрат частинок чорного шліху з плинної пульпи з відповідним підвищенням частки цільового продукту в концентраті й ефективності розробки розсипних родовищ важких мінералів.

Поставлена задача вирішена тим, що магнітний сепаратор шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, який має щонайменше один магніт і механічний привод, призначений для періодичного уведення магніту у взаємодію з плинною пульпою, згідно з винахідницьким задумом виконаний у вигляді короба з неферомагнітного матеріалу і встановленого в ньому на підвісках набору плоских магнітів, що підключені до механічного привода синхронного зворотно-обертального руху відносно дна короба.

Такий магнітний сепаратор легко встановити в проточному жолобі такого односекційного або щонайменше в одній секції багатосекційного шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, який оснащено уловлювальним килимком з магнітними вкладишами під комірками для накопичення концентрату і соленоїдами для періодичного струшування осілого концентрату. Під час, коли робочі площини магнітів будуть орієнтовані в напрямку дна згаданого вставного коробу, частинки чорного шліху будуть "вихоплюватися" з пульпи і тимчасово "налипати" на зовнішній поверхні згаданого дна, а поворот магнітів буде звільняти ці частинки для зносу з потоком пульпи у відвал. Фахівцям зрозуміло, що синхронізація роботи соленоїдів і привода зворотно- обертального руху магнітів відносно дна короба може бути досягнута з використанням загальновідомих засобів.

Додаткова відмінність полягає в тому, що магнітний сепаратор має магніти, які за кількістю і розташуванням в плані відповідають кількості і розташуванню магнітних вкладишів під комірками уловлювального килимка шлюзу, і додатково підключені до привода зворотно-поступального переміщення. Такий сепаратор звичайно встановлюють над щонайменше одним трафаретом, використовуваним у складі шлюзу для розділення потоку пульпи на окремі струмочки і їх гальмування відносно уловлювального килимка. Синхронізація приводів зворотно- поступального переміщення магнітів і трафаретів підсилює ефект тимчасової затримки феромагнітних частинок чорного шліху в моменти локальних сплесків коливної пульпи і їх повернення у потік у моменти локального зниження рівня пульпи.

Фахівцям зрозуміло, що приведені нижче приклади здійснення винахідницького задуму (особливо в частині типу і кількості магнітів і конкретної конструкції їх приводів) ніяким чином не обмежують обсяг прав, заданих формулою корисної моделі.

Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції і роботи магнітного сепаратора з посиланнями на креслення, де зображена секція шлюзу, яка оснащена магнітним сепаратором (вид збоку при умовно знятому борті).

Основою магнітного сепаратора (див. креслення) слугують щонайменше однорядний набір плоских магнітів 1, які встановлені на одному рівні на шарнірних підвісках 2 у непроникному для пульпи коробі З з неферомагнітного матеріалу з можливістю синхронного зворотно-обертального руху відносно дна цього коробу З за допомогою штовхальника 4, який пропущений крізь торцеві борти коробу 3, кінематично зв'язаний з шарнірними підвісками 2 і може мати не показаний особливо довільний придатний привод.

Для використання за призначенням описаний найпростіший магнітний сепаратор встановлюють між бортами і над (обов'язково неферомагнітним) дном б проточного жолоба шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи. При цьому донна частина коробу З повинна бути розташована таким чином, щоб під час роботи шлюзу вона омивалася пульпою. Для цього дно коробу З треба розташувати трохи вище: - або верхнього (коміркового) шару двошарового уловлювального килимку 7, нижній шар якого (лише для унаочнення зображений окремо) опертий на дно б проточного жолобу шлюзу і оснащений магнітними вкладишами 8 (якщо шлюз оснащений тільки згаданим килимком), - або блоку 9 зворотно-поступально рухливих трафаретів, яки мають не показані особливо поздовжні хвилясті рифлі (у випадках їх використання для цілеспрямованого гальмування потоку пульпи над верхнім шаром 7 уловлювального килимку).

Оскільки в складі шлюзу доцільне саме сукупне використання уловлювального килимка 7 з магнітними вкладишами 8 в нижньому шарі і блоку 9 рухливих трафаретів, остільки бажано, щоб кількість магнітів 1 в магнітному сепараторі і їх розташування в плані відповідали кількості і розташуванню магнітних вкладишів 8 в уловлювальному килимку 7, а короб З був додатково підключений до власного привода зворотно-поступального переміщення. Для кращого розуміння роботи магнітного сепаратора слід мати на увазі, що під дном 6 проточного жолобу шлюзу розташований засіб порушення вертикальних коливань у потоці пульпи на базі не показаного особливо придатного імпульсного генератора перемінного струму і підключених до нього соленоїдів 10, які знаходяться під магнітними вкладишами 8.

Приводи зворотно-поступального переміщення коробу З і блоку 9 рухливих трафаретів) не показані особливо й умовно позначені лише протилежно спрямованими стрілками (див. на кресленні відповідно верхню і нижню пари стрілок). Ці приводи звичайно здатні працювати у протифазному режимі.

Видобування і розвідку забруднених чорним шліхом родовищ важких мінералів з застосуванням корисної моделі ведуть у такий спосіб.

Проточний жолоб шлюзу встановлюють у робоче положення так, що його дно 6 буде під кутом 6-11" до горизонталі, і підключають верхнім кінцем до джерела пульпи, а нижнім кінцем до засобу видалення хвостів збагачення у відвал. На дно 6 укладають уловлювальний килимок 7 так, щоб магнітні вкладиші 8 в його нижньому шарі були розташовані практично точно під відповідними комірками верхнього шару і над соленоїдами 10.

Потім включають привод зворотно-поступального переміщення трафаретів б і починають подачу пульпи.

Соленоїди 10 можуть бути підключені до джерела живлення з деякою затримкою, але звичайно не пізніше появи пульпи на виході з жолоба.

Пульпа протікає або просто над уловлювальним килимком 7, або по не показаних особливо "каналах", сформованих за допомогою хвилястих рифлів блоку 9 зворотно-поступально рухливих трафаретів. В гравітаційному полі Землі частинки важких мінералів і чорного шліху затримуються в комірках верхнього шару уловлювального килимка 7.

Вертикальні поштовхи, що діють на верхній шар уловлювального килимка 7 при коливаннях магнітних вкладишів 8 під дією соленоїдів 10, ефективно струшують практично всю масу осідаючого в комірках концентрату.

Це полегшує спливання «легких» частинок порід і/або грунтів і їх унесення у відвал.

Під час кожного струсу площини магнітів 1 сепаратора орієнтовані до дна неферомагнітного короба 3. Тому у моменти локальних сплесків пульпи феромагнітні частинки чорного шліху тимчасово налипають на дно короба З і затримуються на ньому приблизно на час повторного осадження частинок важкого мінералу в комірки верхнього шару уловлювального килимка 7. При повороті магнітів 17 торцями до дна коробу З частинки чорного шліху змиваються потоком пульпи у відвал.

Після заповнення комірок килимку 7 концентратом подачу пульпи в шлюз припиняють, витягають із проточного жолоба щонайменше верхній комірковий шар уловлювального килимка 7, концентрат видаляють з комірок і упаковують у контейнери для збереження і перевезення на підприємство по вилученню цільового продукту.

Потім процес повторюють, як описано вище. 1 г 4 4 л

І В т

ФА ряст ря тен С а ї ОА же ЗД ї Її ї Тоні

Claims (2)

1. Магнітний сепаратор шлюзу для осадження концентратів важких мінералів з пульпи, що має щонайменше один магніт і механічний привід, призначений для періодичного уведення магніту у взаємодію з сумішшю дисперсних матеріалів, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді короба з неферомагнітного матеріалу і встановленого в ньому на підвісках набору плоских магнітів, що підключені до механічного приводу синхронного зворотно-обертального руху відносно дна короба.

2. Магнітний сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що в ньому кількість магнітів і їх розташування в плані відповідають кількості і розташуванню магнітних вкладишів під комірками уловлювального килимка шлюзу, і ці магніти додатково підключені до приводу зворотно-поступального переміщення.