WO2019035729A1 - Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц - Google Patents
Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019035729A1 WO2019035729A1 PCT/RU2017/000594 RU2017000594W WO2019035729A1 WO 2019035729 A1 WO2019035729 A1 WO 2019035729A1 RU 2017000594 W RU2017000594 W RU 2017000594W WO 2019035729 A1 WO2019035729 A1 WO 2019035729A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- particles
- chamber
- raw materials
- air
- separating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
- B07B4/08—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures are supported by sieves, screens, or like mechanical elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
Definitions
- the invention relates to the field of enrichment of mineral and technogenic raw materials and can be used to create mobile enrichment plants for processing and classifying raw materials according to the form in almost any weather conditions, including at ambient temperatures from -50 to + 50 ° C.
- the method of processing must provide for the possibility of quickly and smoothly changing the technological regimes depending on the properties of the processed raw material (mass and particle size, density and shape), which will allow the creation of mobile concentrating plants of modular type using the same type of equipment with a low level of capital costs for their delivery and installation.
- the method of enrichment of raw materials should be highly efficient, ensuring high quality of the products obtained, as well as ensuring that after its use only those wastes that are not suitable for further processing or direct application remain.
- the technology of enrichment of raw materials should be all-weather and year-round in order for the process to take place not seasonally with temporary attraction of labor resources, but go all the time — with year-round employment of the local population. For this reason, the enrichment process cycle must include an ambient air temperature range from -50 to +50 ° C and should allow equipment to be placed under an open sky or with the use of lightweight shelters.
- the main disadvantage of this method is the low separation efficiency and the possibility of implementing the process only on coarse material, despite the fact that it is necessary to recycle to a greater extent fine material in the industry.
- Analysis of waste materials from the processing of natural materials with the extraction of mica using a similar technology showed that as a result, about half of the commercial mica with a grain size of 13-50 mm was lost, and the extraction of mica in smaller classes did not occur at all.
- the closest to the claimed technical solution is the method of pneumatic enrichment of mineral raw materials (see. Eurasian patent N ° 022959, Cl. B07B 4/08, B03B 4/04, 2016), including placing enriched raw materials on an air-permeable surface that intersects a vertical chamber with an ascending air flow, lifting light fractions from an air-permeable surface, made in the form of a conveyor, missed below the bottom of the vertical base chamber, in which the choice of the air flow rate forms a volume pseudo-boiling layer of particles of a given density, into which particles of a lower density fall and pass freely through it, and then ascending a sound stream is transferred from the vertical chamber to the gravitational sedimentation chamber.
- this method it is possible to separate materials not only in terms of density, but also in form, due to the fact that planar or needle-shaped grains have a greater ratio of the aerodynamic drag force to the particle weight.
- the known method allows for year-round enrichment of raw materials in the open air or with the use of light-weight shelters, as well as a quick reorganization of the technological process for the processing of various types of mineral raw materials by changing the air flow rate.
- the main disadvantage of this method is its functional limitations in the separation of mineral and technogenic raw materials, which contain many flat or filamentary particles.
- This invention is based on the task of expanding the functional capabilities of the pneumatic method of separating particles, which can enrich particles of different types differing in shape by various degrees.
- mineral raw materials and industrial wastes such as mica, asbestos ore, gravel, and household waste.
- This task in the pneumatic method of separating mineral and technogenic raw materials in the form of particles including placing the processed raw materials on an air-permeable surface made in the form of a conveyor, running below the level of the lower base of the separation chamber, in which a volume pseudo-boiling fluid is formed a layer of particles of a given density, into which particles of lower density get into and freely pass through it, and then are transferred by ascending air flow from
- the vertical chamber is gravitationally deposited by an additional air flow directed tangentially oriented towards the chamber wall into the separation chamber, creating auxiliary vortex flows near the walls and the lower base of the chamber, and then the ascending air flows , needle-shaped or filiform and transfer them to a gravitational sedimentation chamber, in which they create one or more counter-directed vortex flows, precipitating the particles in the chamber, from which they then remove are.
- a contact method of exposure is used, for example, by mechanical scrapers, or a contactless method, for example, by exposure to an air stream or a combination of both of these methods.
- the claimed pneumatic method of separation of mineral and technogenic raw materials in the form of particles allows the separation of mineral raw materials into almost any number of fractions having different shapes during one cycle of movement on the conveyor, while the method separates fractions with high efficiency and productivity that has no analogues among known methods of pneumatic separation of thin flat or filamentary particles, and therefore, meets the criterion of "inventive step".
- Figure 1 presents the setup for the implementation of the proposed method of separation of mineral and technogenic raw materials in the form of particles, where: 1 - air-permeable conveyor with particles of enriched mineral raw materials 2; 3 - separation chamber with a lower base 4, a tangential nozzle 5, forcing air flow 6, and a mechanism for turning the direction of the jet 7; the upper part of the separation chamber 3 is connected by the air duct 8 to the gravitational deposition chamber 9, the lower base of which 10, is equipped with a rotary sluice gate 1 1 for periodically pouring out the particle-shaped fraction 12 of the raw material 12; the deposition chamber 9 through the duct 13 is connected to the exhaust fan 14; 15 - tangential duct, creating a stream of air 16, opposite to the stream of air 17 with particles of raw materials entering the chamber 9; 18 - air flow without raw materials, sucked from the chamber 9.
- Figure 2 shows a drawing of the separation chamber 3 in isometry and shows the vortex flows inside the chamber: 19 — near-wall vortex flow, 20 — axial vortex flow.
- a diagram of the vortex flows inside chamber 3 is visible.
- Particles of the separated raw material 2 are evenly placed on the surface of the air-permeable conveyor 1 and move towards the separation chamber 3.
- the raw material 2 falls into the zone of the volumetric fluidized bed particles of a given density, formed as a result of the upward flow of gas created by the fan 14 through the air ducts 8 and 13.
- the separation of particles in shape occurs due to the difference in mass and aerodynamic resistance particles of different shapes.
- flat particles have a mass several times, and sometimes several tens of times less than conventionally cuboid or spherical particles, while the aerodynamic drag of flat particles is significantly higher than the resistance of spherical particles.
- the difference in properties leads to the fact that the speed of the soaring of particles of different shapes is significantly different.
- needle-like or filamentary particles With flat or spherical or cubic particles. Having found themselves in the zone of the pseudo-boiling layer, the particles begin to circulate in it, and those that have a soaring speed less than the flow rate in separation chamber 3 are removed with flow 17 through the duct 8 to the deposition chamber 9.
- Each of the chambers is connected with its gravitational sedimentation chamber 9 in the form of an inverted truncated cone with a diameter of the upper base of 2400 mm, a lower base of 900 mm and a height of 3200 mm.
- the deposition chamber 9 has a design that provides for the formation of two oppositely directed vortices 15 and 17, while the vortex 15 is driven into the chamber 9 tangentially clockwise to its wall, and the vortex 17 is also tangential, but counterclockwise .
- Ore particles 2 with a size of less than 1 mm wilt under the grid of conveyor 1 fall on a vibrating chute (it is conventionally not shown in Fig. 1) and are removed from further processing.
- the air flow in chambers 3 is selected in such a way that in the first separation chamber there is a product represented by phlogopite plates with a thickness of less than 0.1 mm, and in the second chamber there are grains with a thickness of up to 1 mm.
- the material remaining on the conveyor is represented by grains of rubble, which can be used for construction purposes.
- the capacity of the experimental production line is up to 20 t / h.
- Particles with a size of 5-10 mm are fed to a belt conveyor 1, with a web made of a mesh with a 3 mm cell and a width of 1000 mm moving at a speed of 1.0-2.0 m / s, over which one chamber 3 is installed, with a conical base 4, equal to the width of the conveyor - 1000 mm .
- the cylindrical part of the chamber has a diameter of 1500 mm and a height of 1600 mm.
- the chamber is connected to the gravity precipitation chamber 9 with an upper base diameter of 2800 mm, a lower base of 2000 mm and a height of 3700 mm.
- Rubble particles with a size of less than 3 mm which remained in the rubble of class 5-10 due to the impossibility of their complete removal, wake up under the conveyor belt 1, fall on a vibrating trough (it is not shown conventionally in Fig. 1) and are removed from further processing.
- the air streams 6 and 17 in the separation chamber 3 are selected in such a way that the product 3 has a flat, planar shape, and on the conveyor net 1 there remains a product represented by grains with a shape close to cubic.
- the capacity of the experimental production line is up to 100 t / h.
- Crushed stone of class 10-20 mm is processed on a similar installation, which differs in that the mesh size of the conveyor grid 1 is 5 mm.
- a belt conveyor 1 with a web made of a mesh with a 10 mm cell, 500 mm wide and moving at a speed of 0.5-1.5 m / s, over which successively two cylindrical chambers 3 with conical chambers are installed bases 4, equal to the width of the conveyor - 500 mm.
- the cylindrical part of the chamber has a diameter of 1200 mm and a height of 2000 mm.
- Each of the chambers is connected with its gravitational sedimentation chamber 9 in the form of an inverted truncated cone with a diameter of an upper base of 2400 mm, a lower base of 900 mm and a height of 3200 mm.
- Each chamber has a design that provides for the formation of two oppositely directed vortices 15 and 17. Particles of raw materials with a size of less than 10 mm wake up under the conveyor net 1 and fall on a vibrating chute (it is not shown conventionally in Fig. 1), which removes product from under the conveyor 1.
- the air flow in the chambers is selected in such a way that the first chamber releases the product represented by thin materials, such as films, fabrics, paper, plastic from bottles, and in the second chamber, thicker - Gloss, which presented s basically cardboard.
- the material remaining on the conveyor is represented by cubic-shaped grains, which are received for further processing.
- the resulting products are then briquetted and used as fuel or raw materials for the chemical industry.
- the capacity of the experimental production line is up to 4.5 t / h.
- the inventive method allows you to effectively carry out pneumatic separation of particles from various mineral and industrial raw materials, differing in their form.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обогащения минерального и техногенного сырья и может быть использовано для создания мобильных обогатительных фабрик, предназначенных для переработки и классификации сырья по форме практически в любых погодных условиях, в том числе и при температурах окружающего воздуха от -50 до +50 ºС. Заявляется пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц, включающий размещение перерабатываемого сырья на воздухопроницаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, пропущенного ниже уровня нижнего основания сепарационной камеры, в которой выбором скорости воздушного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вертикальной камеры в камеру гравитационного осаждения. Новым является то, что в сепарационную камеру направляют дополнительную тангенциально ориентированную к стенке камеры струю воздуха, создающую вспомогательные вихревые потоки у стенок и нижнего основания камеры, после чего восходящим потоком воздуха, подхватывают частицы плоской, игольчатой или нитевидной формы и переносят их в камеру гравитационного осаждения, в которой создают один или более встречно направленных вихревых потока, осаждающих частицы в камере, откуда они затем удаляются.
Description
Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц
Изобретение относится к области обогащения минерального и техногенного сырья и может быть использовано для создания мобильных обогатительных фаб- рик, предназначенных для переработки и классификации сырья по форме практи- чески в любых погодных условиях, в том числе и при температурах окружающего воздуха от -50 до +50 °С.
Предшествующий уровень техники
Известно, что при переработке сырья для получения продуктов требуемого качества производится разделение физическими способами по различным парамет- рам, таким как крупность, плотность, магнитная восприимчивость и др. Одним из таких параметров является форма зерен. Очень часто необходимо разделить мате- риалы близкие по своим основным свойствам, но отличающиеся по форме. Например, в щебне, идущем на дорожные покрытия и строительство, регламенти- руется содержание зерен имеющих пластинчатую форму или лещадных зерен. Это связано с тем, что зерна плоской формы являются менее прочными, а так же сни- жают несущую способность насыпных материалов за счет снижения сил сцепления между зернами. Традиционно низкое содержание лещадных зерен обеспечивается за счет применения много стадиальных схем дробления пород с малым сокращени- ем крупности продукта на каждой стадии. Данное решение приводит к высокому образованию отсева класса 0-5 мм, который относится к продуктам низкого каче- ства и имеющего ограниченное применение. Например, при производстве щебня классов 5-10 мм и 10-20 мм, наиболее востребованных в дорожном строительстве, образуется отсев 0-5 мм в количестве от 60 до 75 %. При этом, чем более прочную и ценную породу используют при производстве щебня, тем больше выход отсева. При использовании схем дробления с меньшим количеством стадий, выход отсева снижается до 30-35%, но получаемый щебень содержит плоские зерна в большем количестве и их необходимо удалить из товарного щебня. Становится понятно, что дальнейшее развитие технологий обогащения невозможно без эффективных техно- логий, обеспечивающих разделение по форме. При этом, технология обогащения сырья по форме должна удовлетворять нескольким жестким требованиям.
Во-первых, способ должен быть универсальным, легко перестраиваемым под переработку различного вида минерального сырья (щебня, асбеста, слюды и других минеральных или техногенных продуктов).
Во-вторых, способ переработки должен предусматривать возможность быст- ро и плавно производить изменение технологических режимов в зависимости от свойств перерабатываемого сырья (массы и размеров частиц, плотности и формы), что позволит создавать мобильные обогатительные фабрики модульного типа с ис- пользованием однотипного оборудования, с малым уровнем капитальных затрат на их доставку и установку.
В-третьих, способ обогащения сырья должна быть высокоэффективным, обеспечивающей высокое качество получаемых продуктов, а так же то чтобы после ее применения, оставались только те отходы, которые не пригодны к дальнейшей переработке или к непосредственному применению. В-четвертых, технология обо- гащения сырья должна быть всепогодной и круглогодичной, чтобы процесс прохо- дил не сезонно с временным привлечением трудовых ресурсов, а шел постоянно - с круглогодичной занятостью местного населения. По этой причине технологиче- ский цикл обогащения сырья должен включать диапазон температур окружающего воздуха от -50 до +50 °С и должен допускать размещение оборудования под от- крытым небом или с использованием укрытий легкого типа.
Известен способ разделения кускового материала по форме (патент RU
21 19393, Кл. В07В 13/00, 1998г.), в котором, за счет различия сил трения и динами- ческих характеристик частиц плоской (лещадной) и кубовидной формы, происхо- дит разделение частиц путем подачи материала на наклонную плоскость с после- дующим соударением с вращающейся цилиндрической поверхностью.
Основным недостатком данного способа является низкая эффективность раз- деления и возможность реализации процесса только на крупном материале, при том, что в промышленности необходимо перерабатывать в большей степени имен- но мелкий материал. Анализ отходов переработки природных материалов с извле- чением слюды по аналогичной технологии показал, что в результате терялось око- ло половины товарной слюды с крупностью 13-50 мм, а извлечение слюды в более мелких классах не происходило вообще.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ пневматического обогащения минерального сырья (см. Евразийский патент N°
022959, Кл. B07B 4/08, B03B 4/04, 2016г.), включающий размещение обогащаемого сырья на воздухопроницаемой поверхности, пересекающей вертикальную камеру с восходящим воздушным потоком, поднимающим легкие фракции с воздухопрони- цаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, пропущенного ниже уровня нижнего основания вертикальной камеры, в которой выбором скорости воздушного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вертикальной камеры в камеру гравитационного осаждения. При использовании данного способа возможно разделение материалов не только по плотности, но и по форме, ввиду то- го, что зерна плоской или игольчатой формы имеют большее значение соотноше- ния силы аэродинамического сопротивления к весу частицы.
Известный способ позволяет производить круглогодичное обогащение сырья под открытым небом или с использованием укрытий легкого типа, а также произ- водить быструю перестройку технологического процесса под переработку различ- ного вида минерального сырья путем изменения скорости потока воздуха.
Основным недостатком известного способа является его функциональная ограниченность при разделения минерального и техногенного сырья, которое со- держит в своем составе много плоских или нитевидных частиц.
Во-первых, это связано со сложностью подъема с конвейера вертикальным потоком тех частиц, длина, ширина и высота которых могут различаться в несколь- ко десятков раз. Такие тонкие плоские или нитевидные частицы могут быть обра- щены в вертикальному всасывающему потоку своей узкой гранью или игольчатым концом, при этом их аэродинамические свойства при воздействии всасывающего потока будут сильно отличаться от свойств частиц, лежащих на конвейере плашмя.
Во-вторых, это связано с тем, что камера осаждения не позволяет улавливать тонкие плоские или нитевидные частицы из-за их малой скорости витания в возду- хе, а, следовательно, для обеспечения их осаждения необходимо непропорциональ- но увеличивать размеры камеры осаждения.
Раскрытие изобретения
В основу данного изобретения поставлена задача расширения функциональ- ных возможностей пневматического способа разделения частиц, способного обо- гащать в различной степени отличающиеся по форме частицы различных видов
минерального сырья и техногенных отходов, таких как слюда, асбестовая руда, ще- бень, а также бытовые отходы.
Указанная задача в пневматическом способе разделения минерального и тех- ногенного сырья по форме частиц, включающем размещение перерабатываемого сырья на воздухопроницаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, про- пущенного ниже уровня нижнего основания сепарационной камеры, в которой вы- бором скорости воздушного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вертикальной камеры в камеру гравитационного осаждения, решена тем, что в сепарационную камеру направляют дополнительную тангенциально ори- ентированную к стенке камеры струю воздуха, создающую вспомогательные вих- ревые потоки у стенок и нижнего основания камеры, после чего восходящим пото- ком воздуха, подхватывают частицы плоской, игольчатой или нитевидной формы и переносят их в камеру гравитационного осаждения, в которой создают один или более встречно направленных вихревых потока, осаждающих частицы в камере, откуда они затем удаляются.
Благодаря дополнительной тангенциально ориентированной к стенке камеры струи воздуха удается создать вихревые потоки воздуха у стенок и основания сепа- рационной камеры, и тем самым, избежать налипания частиц сепарируемого сырья на стенки сепарационной камеры с образованием агломератов частиц, а также воз- действовать у основания камеры на тонкие плоские или нитевидные частицы, ко- торые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному вса- сывающему потоку, чтобы способствовать изменению их пространственного по- ложения, а значит, улучшить их взаимодействие с всасывающим потоком. При этом, в камере гравитационного осаждения создают один или более встречно направленных против движения частиц вихревых потоков, которые резко умень- шают кинетическую энергию движущихся частиц, что приводит к их быстрому осаждению на дно камеры.
Для создания управляемых вихревых потоков вблизи стенок сепарационной камеры, способных оказывать заданное вихревое воздействие на тонкие плоские или нитевидные частицы, которые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному всасывающему потоку, дополнительную тангенциально
ориентированную струю воздуха подают через тангенциальное сопло, которое установлено с возможностью изменения его положения в вертикальной плоскости.
Поскольку каждая выделяемая фракция частиц имеет свои аэродинамические свойства, скорость дополнительной тангенциально ориентированной струи воздуха подбирают экспериментальным путем.
Для выполнения одновременного многостадийного пневматического разделе- ния минерального и техногенного сырья на частицы заданной формы и габаритов плоской, игольчатой или нитевидной формы, устанавливают последовательно не- сколько сепарационных камер, в каждой из которых подбирают индивидуальные параметры для отбора частиц заданной формы и габаритов, при этом каждая каме- ра соединена со своей камерой гравитационного осаждения.
Для удаления осаждающихся на стенки камеры гравитационного осаждения частиц используют контактный метод воздействия, например, механическими скребками, или бесконтактный метод, например, путем воздействия струей воздуха или комбинацию обоих этих методов.
Таким образом, заявляемый пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц позволяет разделять минеральное сырье практически на любое количество фракций имеющих различную форму за один цикл перемещения на конвейере, при этом, способ разделяет фракции с большой эффективностью и производительностью, что не имеет аналогов среди известных методов пневматической сепарации тонких плоских или нитевидных частиц, а зна- чит, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Краткое описание чертежей
Заявляемый способ поясняется рисунками, представленными на фиг. 1-2. На фиг.1 представлена схема установки для реализации заявляемого способа разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц, где: 1 - воздухо- проницаемый конвейер с частицами обогащаемого минерального сырья 2; 3 - сепа- рационная камера с нижним основанием 4, тангенциальным патрубком 5, нагне- тающим поток воздуха 6, и механизмом поворота направления струи 7; верхняя часть сепарационной камеры 3 соединена воздуховодом 8 с камерой гравитацион- ного осаждения 9, нижнее основание которой 10, оборудовано поворотной шлюзо- вой заслонкой 1 1 для периодического высыпания отобранной по форме частиц фракции сырья 12; камера осаждения 9 через воздуховод 13 соединена с вытяжным
вентилятором 14; 15 - тангенциальный воздуховод, создающий поток воздуха 16, противоположный потоку воздуха 17 с частицами сырья, поступающий в камеру 9; 18 - поток воздуха без сырья, отсасываемый из камеры 9.
На фиг.2 представлен рисунок сепарационной камеры 3 в изометрии и пока- заны вихревые потоки внутри камеры: 19 - пристеночный вихревой поток, 20 - осевой вихревой поток.
Лучший вариант осуществления изобретения
Осуществление заявляемого способа рассмотрим на установке, представлен- ной на фиг.1. На фиг.2 видна схема вихревых потоков внутри камеры 3. Частицы сепарируемого сырья 2 равномерным слоем размещаются на поверхности воздухо- проницаемого конвейера 1 и перемещаются в сторону сепарационной камеры 3. Оказавшись под основанием камеры 4 сырье 2 попадает в зону объемного псевдо- кипящего слоя из частиц заданной плотности, образовашегося в результате воздей- ствия восходящего потока газа создаваемого вентилятором 14 через воздуховоды 8 и 13. Разделении частиц по форме происходит за счет различия массы и аэродина- мического сопротивления частиц разной формы. Близкие по одному линейному размеру, но отличающиеся по одному или двум линейным размерам частицы име- ют различную массу и аэроднамическое сопротивление. Например, плоские части- цы имеют массу в несколько раз, а иногда в несколько десятков раз меньше, чем частицы условно кубовидной или сферической формы, при этом аэродинамическое сопротивление плоских частиц существенно выше сопротивления сферических ча- стиц. Различие в свойствах приводит к тому, что скорость витания частиц различ- ной формы существенно отличается. Это же справедливо и при сравнении игольча- тых или нитевидных частиц с плоскими или сферическими или кубовидными. Ока- завшись в зоне псевдокипящего слоя, частицы начинают циркулировать в нем, и те из них, которые имеют скорость витания меньше скорости потока в камере сепара- ции 3, удаляются с потоком 17 по воздуховоду 8 в камеру осаждения 9. Частицы с более высокой скоростью витания возвращаются на конвейер 2 и удаляются из зо- ны 4 сепарационной камеры 3. Одновременно с этим процессом, в камеру 3 через тангенциальный патрубок 5 поступает поток воздуха 6. В результате воздействия пристеночного вихревого потока 19 (см. фиг.2), удается избежать налипания частиц сепарируемого сырья 2 на стенки сепарационной камеры 3 с образованием агломе- ратов частиц, а также создать вихревые потоки у стенок и нижнего основания сепа-
рационной камеры 4, и тем самым, воздействовать на тонкие плоские или ните- видные частицы, которые обращены своей узкой гранью или игольчатым концом к вертикальному всасывающему потоку и не могут в силу плохих аэродинамических свойств быть всосаны только вертикальным потоком 20. Частицы под воздействи- ем потока 19 поворачиваются, их аэродинамические свойства улучшаются и они захватываются потоком 20. Далее захваченные частицы с потоком 17 поступают в камеру гравитационного осаждения 9, нижнее основание которой 10, оборудовано поворотной шлюзовой заслонкой 1 1 для периодического высыпания отобранной по форме частиц фракции сырья 12. При работе гравитационной камеры в режиме осаждения, поворотная шлюзовая заслонка 1 1 закрыта. При этом навстречу потоку воздуха 17, поступает поток воздуха 16, скорость частиц резко падает, их аэроди- намические свойства ухудшаются и они под действием гравитационных сил опус- каются на дно камеры осаждения 9.
Техническая применимость
Конкретное осуществление заявляемого способа рассмотрим на примерах обогащения различного минерального сырья.
ПРИМЕР 1.
Рассмотрим сепарацию флогопитовой руды. Процесс пневматического обо- гащения проводился на экспериментальной установке, представленной на фиг.1. До начала переработки руда предварительно дробится до крупности 0 - 16 мм и по- даются на ленточный конвейер 1 , с полотном выполненным из сетки с ячейкой 1 мм, шириной 600 мм и движущегося со скоростью 0.5-1.5 м/с, над которым после- довательно друг за другом установлено две цилиндрические камеры 3 с конусными основаниями 4, равными ширине конвейера - 600 мм. Цилиндрическая часть каме- ры имеет диаметр 1200 мм и высоту 2000 мм. Каждая из камер соединена со своей камерой гравитационного осаждения 9 в форме перевернутого усеченного конуса с диаметром верхнего основания 2400 мм, нижнего основания 900 мм и высотой 3200 мм. Камера осаждения 9 имеет конструкцию, которая обеспечивает образова- ние двух встречно направленных вихрей 15 и 17, при этом вихрь 15 заводится в ка- меру 9 тангенциально к ее стенке по часовой стрелке, а вихрь 17 - тоже тангенци- ально, но против часовой стрелки. Частицы руды 2 с размером менее 1 мм просы- паются под сетку конвейера 1 , попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан) и удаляются из дальнейшей обработки.
Воздушный поток в камерах 3 подбирается таким образом, что в первой сепа- рационной камере выделяется продукт представленный пластинками флогопита с толщиной менее 0.1 мм, а во второй камере - выделяются зерна с толщиной до 1 мм. Оставшийся на конвейере материал представлен зернами щебня, который мо- жет быть использован для строительных целей. Производительность эксперимен- тальной технологической линии составляет до 20 т/ч.
ПРИМЕР 2.
Рассмотрим сепарацию строительного щебня. Задачей является получение стабильного качества щебня содержащего малое количество слабых зерен, имею- щих плоскую форму (лещадных зерен). Процесс пневматического обогащения про- водился на экспериментальной установке, представленной на фиг.1. При перера- ботке исходный материал дробится и классифицируется на машинные классы, и на переработку поступает щебень класса 5-10 и 10-20 мм, наиболее часто используе- мый в дорожном строительстве, каждый из которых перерабатывается по отдель- ности. Частицы крупностью 5-10 мм подаются на ленточный конвейер 1 , с полот- ном, выполненным из сетки с ячейкой 3 мм и шириной 1000 мм, движущегося со скоростью 1.0-2.0 м/с, над которым установлена одна камера 3, с конусным осно- ванием 4, равным ширине конвейера - 1000 мм.. Цилиндрическая часть камеры имеет диаметр 1500 мм и высоту 1600 мм. Камера соединена с камерой гравитаци- онного осаждения 9 с диаметром верхнего основания 2800 мм, нижнего основания 2000 мм и высотой 3700 мм. Частицы щебня с размером менее 3 мм, которые оста- лись в щебне класса 5-10 по причине невозможности их полного удаления, просы- паются под сетку конвейера 1 , попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан) и удаляются из дальнейшей обработки. Воздушные потоки 6 и 17 в сепарационной камере 3 подбирается таким образом, что в камере 3 выделяет- ся продукт, имеющий плоскую лещадную форму, а на сетке конвейера 1 остается продукт представленный зернами с формой близкой к кубической. Производитель- ность экспериментальной технологической линии составляет до 100 т/ч.
Щебень класса 10-20 мм перерабатывается на аналогичной установке, отли- чающейся тем, что размер ячеек сетки конвейера 1 составляет 5 мм.
ПРИМЕР 3.
Рассмотрим сепарацию бытового мусора. В процессе жизнедеятельности че- ловека образуются большие объемы твердых бытовых отходов. Они содержат как
органические отходы, так и ценные для вторичной переработки материалы: стекло, пластики, бумагу, картон и т.д. При переработке твердого мусора на первом этапе предусмотрено удаление мелких примесей с крупностью 40 мм и менее. Они в ос- новном представлены органическими отходами и стеклобоем, и поступают на дальнейшую промывку. Материал крупностью более 40 мм подается на шредер с шириной ножей 20 мм, в котором материал плоской формы режется на полоски шириной 20 мм или дробится на частицы той же крупности. Далее весь материал подаются на ленточный конвейер 1 , с полотном выполненным из сетки с ячейкой 10 мм, шириной 500 мм и движущегося со скоростью 0.5-1.5 м/с, над которым по- следовательно друг за другом установлено две цилиндрические камеры 3 с конус- ными основаниями 4, равными ширине конвейера - 500 мм. Цилиндрическая часть камеры имеет диаметр 1200 мм и высоту 2000 мм. Каждая из камер соединена со своей камерой гравитационного осаждения 9 в форме перевернутого усеченного конуса с диаметром верхнего основания 2400 мм, нижнего основания 900 мм и вы- сотой 3200 мм. Каждая камера имеет конструкцию, которая обеспечивает образо- вания двух встречно направленных вихрей 15 и 17. Частицы сырья с размером ме- нее 10 мм просыпаются под сетку конвейера 1 и попадают на вибрирующий желоб (на фиг. 1 он условно не показан), который удаляет продукт из под конвейера 1. Воздушный поток в камерах подбирается таким образом, что в первой камере вы- деляется продукт, представленный тонкими материалами, такими как пленки, тка- ни, бумага, пластик от бутылок, а во второй камере, выделяются более толстые по- лоски, которые представлены в основном картоном. Оставшийся на конвейере ма- териал представлен зернами кубовидной формы, которые поступают на дальней- шею переработку. Полученные продукты далее брикетируются и используются в качестве топлива или сырья для химической промышленности. Производитель- ность экспериментальной технологической линии составляет до 4,5 т/ч.
Таким образом, заявляемый способ позволяет эффективно осуществлять пневматическую сепарацию частиц из различного минерального и техногенного сырья, различающихся по своей форме.
Claims
1. Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц, включающий размещение перерабатываемого сырья на воздухопро- ницаемой поверхности, выполненной в виде конвейера, пропущенного ниже уров- ня нижнего основания сепарационной камеры, в которой выбором скорости воз- душного потока образован объемный псевдокипящий слой из частиц заданной плотности, в который попадают и беспрепятственно проходят сквозь него частицы меньшей плотности, а затем восходящим воздушным потоком переносятся из вер- тикальной камеры в камеру гравитационного осаждения, отличающийся тем, что в сепарационную камеру направляют дополнительную тангенциально ориентиро- ванную к стенке камеры струю воздуха, создающую вспомогательные вихревые потоки у стенок и нижнего основания камеры, после чего восходящим потоком воздуха, подхватывают частицы плоской, игольчатой или нитевидной формы и пе- реносят их в камеру гравитационного осаждения, в которой создают один или бо- лее встречно направленных вихревых потока, осаждающих частицы в камере, от- куда они затем удаляются.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что дополнительную тангенциально ориентированную струю воздуха подают через тангенциальное сопло, которое установлено с возможностью изменения его положения в вертикальной плоскости.
3. Способ по п.1 , отличающийся тем, что скорость дополнительной танген- циально ориентированную струи воздуха подбирают экспериментально для каждой выделяемой фракции частиц.
4. Способ по п.1 , отличающийся тем, что для одновременного разделения различных фракций частиц плоской, игольчатой или нитевидной формы, устанав- ливают последовательно несколько сепарационных камер, в каждой из которых подбирают индивидуальные параметры для отбора частиц заданной формы и габа- ритов, при этом каждая камера соединена со своей камерой гравитационного оса- ждения.
5. Способ по п.1 , отличающийся тем, что осаждающиеся на стенках камеры гравитационного осаждения частицы удаляются контактным методом, например, механическими скребками.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждающиеся на стенках камеры гравитационного осаждения частицы удаляются бесконтактным методом, напри- мер, путем воздействия струей воздуха.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000594 WO2019035729A1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц |
| EA201900111A EA037602B1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000594 WO2019035729A1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019035729A1 true WO2019035729A1 (ru) | 2019-02-21 |
Family
ID=65362212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000594 Ceased WO2019035729A1 (ru) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA037602B1 (ru) |
| WO (1) | WO2019035729A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021064253A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Value Ash Technologies Nv | Device for sorting powder particles |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU452369A1 (ru) * | 1973-01-08 | 1974-12-05 | Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт | Сепаратор дл разделени щебн по форме |
| SU825187A1 (ru) * | 1979-01-25 | 1981-04-30 | Предприятие П/Я А-1297 | Воздушный сепаратор |
| WO2011142688A1 (ru) * | 2010-06-21 | 2011-11-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью"Пpoмышлeннoe Обогащением (Ооо "Пpoмышлeннoe Обогащением) | Установка пневмовакуумной сепарации сыпучих материалов |
| RU2522674C1 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Способ газовой центробежной классификации и измельчения порошков |
| EA022959B1 (ru) * | 2011-12-22 | 2016-03-31 | Андрей Иванович СТЕПАНЕНКО | Способ пневматического обогащения минерального сырья |
-
2017
- 2017-08-17 WO PCT/RU2017/000594 patent/WO2019035729A1/ru not_active Ceased
- 2017-08-17 EA EA201900111A patent/EA037602B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU452369A1 (ru) * | 1973-01-08 | 1974-12-05 | Государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт | Сепаратор дл разделени щебн по форме |
| SU825187A1 (ru) * | 1979-01-25 | 1981-04-30 | Предприятие П/Я А-1297 | Воздушный сепаратор |
| WO2011142688A1 (ru) * | 2010-06-21 | 2011-11-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью"Пpoмышлeннoe Обогащением (Ооо "Пpoмышлeннoe Обогащением) | Установка пневмовакуумной сепарации сыпучих материалов |
| EA022959B1 (ru) * | 2011-12-22 | 2016-03-31 | Андрей Иванович СТЕПАНЕНКО | Способ пневматического обогащения минерального сырья |
| RU2522674C1 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Способ газовой центробежной классификации и измельчения порошков |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021064253A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Value Ash Technologies Nv | Device for sorting powder particles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201900111A1 (ru) | 2020-05-26 |
| EA037602B1 (ru) | 2021-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shapiro et al. | Air classification of solid particles: a review | |
| JP6756951B2 (ja) | 細骨材、軽石、火山ガラス材、混合セメント及びパーライト | |
| CN102574128A (zh) | 颗粒物的分类方法 | |
| CN103118808A (zh) | 分离设备 | |
| Stepanenko et al. | Research of the process of air separation of grain material in a vertical zigzag channel | |
| JP6526665B2 (ja) | 冶金廃棄物細粒の浄化高度分粒装置および冶金廃棄物細粒の浄化高度分粒方法 | |
| CN205731673U (zh) | 一种多产品旋流器 | |
| CN102218403B (zh) | 氧化锆或氧化铝空心球选别机及选别该空心球的方法 | |
| CN104438082B (zh) | 除粉室、除粉装置及制砂系统 | |
| CN203635320U (zh) | 一种磁力分级预选机 | |
| CN106513311A (zh) | 一种垃圾颗粒复合风选装置 | |
| WO2019035729A1 (ru) | Пневматический способ разделения минерального и техногенного сырья по форме частиц | |
| KR100398069B1 (ko) | 중력관성분급기 및 이를 이용한 도석광물의 건식 정제 방법 | |
| RU2665120C1 (ru) | Способ комплексной сухой переработки золы уноса и технологическая линия для переработки золы уноса | |
| CN113518666A (zh) | 用于气动分离的方法和设备 | |
| CN203304191U (zh) | 一种环保型干式无尘机制砂生产设备 | |
| CN1151898C (zh) | 一种物料就地分选的方法 | |
| CN1547514A (zh) | 用于分离颗粒材料的方法和装置 | |
| WO2013095179A1 (ru) | Способ пневматического обогащения минерального сырья | |
| RU2600749C1 (ru) | Сетчатый пневмоклассификатор | |
| CN110899116A (zh) | 一种多级配风选筛分装置 | |
| JP2007061737A (ja) | 廃プラスチックの選別装置および選別方法 | |
| RU107711U1 (ru) | Технологическая линия для сухой переработки неорганического сырья с получением многофункциональных микро- и нанопорошков | |
| Carvalho et al. | Separation by particle shape—The RecGlass device | |
| JP2006159048A (ja) | 混合廃プラスチックの選別回収装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17921711 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17921711 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17921711 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |