Область техники

Изобретение относится к обогащению минерального сырья по плотности путем промывки гранулированных, порошкообразных или кусковых материалов.с использованием центробежной силы и может быть использовано для получения гравитационного концентрата, содержащего тяжелые минералы, чаще всего, благородные металлы и их соединения, с непрерывным выходом заданного количества обогащенного продукта.

Предшествующий уровень техники

Существующие центробежные концентраторы подобного типа представлены, в основном, сложными аппаратурными композициями с жесткими требованиями к качеству вспомогательных технологических сред: воде и воздуху. Это ограничивает возможности применения существующего оборудования вне стационарных обогатительных комплексов и существенно удорожает стоимость обогатительных процессов. Кроме того, технологические показатели процессов обогащения в центробежных аппаратах с использованием флюидизационной воды снижаются за счет выноса в отвальный продукт тонких и пластинчатых частиц золота и благородных металлов. Для аппаратов с вибрационной системой разрыхления уплотненного концентрата существенным недостатком является короткий срок эксплуатации механических узлов привода. Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является центробежный концентратор Лейтеса (RU 2123884, 20.02.19981). Он содержит ротор в виде концентрично установленных внутреннего усеченного конуса со шнеком на наружной поверхности и внешнего усеченного конуса, сидящих на валах редуктора, обеспечивающего возможность их вращения с собственными скоростями с заданной конкретным редуктором разницей скоростей. К недостаткам прототипа следует отнести несовершенство конструкции в узле разгрузки концентрата. Транспортировка концентрата в межконусном пространстве с большего диаметра на меньший приводит к запрессовке концентратной камеры. В результате возникают напряжения в конструкции, приводящие к выходу концентратора из строя. За счет изменения формы наружного барабана и внешней поверхности внутреннего барабана в данном изобретении удалось устранить данный недостаток. Кроме того, в конструкции аналога заданная редуктором разность скоростей вращения конусов не позволяет регулировать выход концентрата оперативно, без остановки аппарата и демонтажа-монтажа редуктора. В данном изобретении этот недостаток преодолен путем привода барабанов раздельными двигателями.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом данного изобретения является повышение извлечения тяжелых минералов из руды, повышение производительности и снижение себестоимости продукции (получаемого концентрата) и возможность гибкой перенастройки агрегата на различный по фракционному составу концентрат, возможность подбирать оптимальные параметры работы концентратора на месте, непосредственно в процессе работы, или результате небольшого ремонта.

Для достижения данного технического результата решалась задача создания технически надежного аппарата с широким диапазоном степени концентрации полезного компонента в продукте обогащения за счет регулировки, как абсолютной скорости вращения роторов агрегата, так и изменением относительной скорости вращения роторов. В конструкции применены роторы, концентрично установленные на соосных валах в виде цилиндров, причем внутренняя конусообразная поверхность внутреннего цилиндра выполнена из полиуретановой вставки. Применение отдельных электродвигателей для приводов валов позволяет избежать жесткой механической связи между валами, что устраняет возможность возникновения механических напряжений между валами. Наличие конической полиуретановой вставки на внутренней поверхности цилиндрического барабана позволяет снизить общий вес внутреннего ротора, а также повысить износостойкость внутренней конусообразной поверхности. Кроме того, в результате такого технического решения, разгрузочный узел для выведения концентрата образован межплоскостным пространством концентрических цилиндров со шнеком из двух полных витков спирали на внешней поверхности внутреннего цилиндра. Вследствие этого полностью устраняется запрессовка концентрата при движении вдоль шнека. Для снижения энергопотребления, связанного с компенсацией силы трения, возникающей при движении концентрата в пространстве между вращающимися цилиндрами, шнек уменьшен до двух полных витков.

Применение отдельных электродвигателей для приводов валов позволяет организовать регулирование абсолютных и относительных угловых скоростей в широком диапазоне оборотов, что позволяет в широким диапазоне изменять степень концентрации полезного компонента в продукте обогащения за счет регулировки, как абсолютной скорости вращения роторов концентратора, так и изменением относительной скорости вращения роторов.

Электродвигатели приводятся с помощью частотно-регулируемого привода, позволяющего плавно менять частоту вращения валов. Для управления вращением барабанов служит блок управления. На нем отображаются параметры работы концентратора. В процессе работы концентратора регулируется частота вращения внутреннего барабана и разность частоты вращения барабанов друг относительно друга. При запуске системы, она плавно выходит на заданные обороты в течении 10-20 секунд. Такой способ

з регулирования вращения валов позволяет точно менять воздействие центробежной силы на подаваемый на внутренний барабан концентратора материал за счет скорости вращения барабанов и обеспечивает возможность точно контролировать процесс сепарации легкой и тяжелой фракции за счет регулирования друг относительной друга частоты вращения барабанов. Плавная регулировка относительной скорости вращения барабанов друг относительно друга позволяет точно дозировать количество отделяемой тяжелой фракции, не позволяя, с одной стороны, уходить в отвал тяжелой фракции через кольцевой порог, а с другой стороны, не допуская возможности отбора легкой фракции вместе с тяжелой в приемник концентрата.

Для дополнительного увеличения степени приспособляемости центробежного концентратора к изменению характеристик подаваемой породы, прежде всего ее фракционного состава, кольцевой порог 14 (Fig. 1) наружного барабана концентратора выполнен сменным. Сменный кольцевой порог является препятствием на пути движения породы и выполняет функцию рифли с изменяющейся глубиной наполнения тяжелой фракции. Высота кольцевого порога позволяет регулировать толщину слоя минеральной постели в конусе, тем самым изменяя угол наклона поверхности разделения материала. Такая конструктивная особенность дает возможность приспосабливать аппарат как к обработке крупнозернистого исходного материала (3-10мм), так и тонкоизмельченного (-0,1мм).

Таким образом, концентратор легко приспособить к меняющимся условиям эксплуатации с минимальными дополнительными затратами. Данные конструктивные и технические решения существенно повышают надежность работы концентратора и гибкость его применения. Краткое описание чертежей

Концентратор состоит из ротора 1, ограждения 2, рамы 3 и электродвигателей 4 и 5. Ротор 1 выполнен в виде концентрично смонтированных внутреннего 6, и внешнего 7 цилиндров, сидящих, соответственно, на внутреннем 8 и внешнем (пустотелом) 9 валах. Внутренняя вставка 10 выполнена из полиуретана. На внутренней стороне наружного барабана закреплен шнек 13. Электродвигатели 4 и 5 с частотно- регулируемым приводом, позволяют производить вращение цилиндров 6 и 7 с собственными угловыми скоростями с широким диапазоном разности скоростей между ними.

Принцип работы

При работе концентратора на конус внутреннего барабана по неподвижной трубе 1 1 подается пульпа, которая под действием центробежных сил перемещается в направлении большего диаметра внутреннего конуса 6. При этом тяжелые минералы и благородные металлы попадают на внутреннюю поверхность наружного барабана 7, захватываются шнеком 12 и через отверстия в наружном барабане выбрасываются в приемник концентрата 13. Легкие минералы с водой уходят через порог 14 в приемник хвостов 15.