Апарат для обробки глинисто-шламових та дрібнозернистих матеріалів

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых. В частности, к обогатительному оборудованию и может быть использовано, например, для интенсификации отмывки макро- и микрообмазок глины, различных пленок и др. от частиц ценных компонентов (золота, платины и др.) с сложным макро- и микрорельефом их поверхности. Наиболее близким к данному техническому решению является вихревая промывочная машина, включающая цилиндрическую камеру, соосную ей внутреннюю трубу с установленной в ее центральной части мешалкой, Отводную тр убу и приспособления для разгрузки тонкого и весьма тонкого продуктов /1/. Недостатком этой промывочной машины является неиспользованные большие возможности кавитационных и ви хревых эффектов гидропотоков-пульпопстоков для решения. например, таких задач как: - повышение эффективности отмывки макро- и микрообмазок глины и др. от частиц ценных компонентов с сложным макро- и микрорельефом, особенно характерным, например, для дендритовидных-губчатовидныхноздреватых и т. п. частиц золота; - повышение эффективности обработки алмазосодержащего рудного сырья с целью восстановления естественной гидрофобно-сти частиц алмазов за счет отмывки, оттирки от них различных микрочастиц, пленок. В основу изобретения положена задача усовершенствования аппарата для обработки глинисто-шламистых и мелкозернистых материалов благодаря наличию пластин, месту и х установки и ориентации, что обеспечивает возможность интенсификации кавитационного и вихревого эффекта, и в результате позволит повысить эффективность обработки глинисто-шламистых и мелкозернистых материалов. Поставленная задача решается тем, что аппарат для обработки глинисто-шламистых и мелкозернистых материалов, включающий цилиндрическую камеру, соосную ей вн утреннюю трубу с установленной в ее центральной части мешалкой, отводную трубу и приспособления для разгрузки тонкого и весьма тонкого продуктов согласно изобретению снабжен пластинами, установленными радиально и под углом к горизонту между цилиндрической камерой и внутренней трубой по ее высоте, а также на внутренней поверхности внутренней трубы под мешалкой. При этом внутренняя труба установлена в центральной части цилиндрической камеры и выполнена с перфорацией над мешалкой, а ее высота составляет не менее две трети высоты камеры. По высоте внутренней трубы пластины через одну установлены под углом 60° ± 15°, а остальные - под углом 120° ± 15°. Во внутреннюю трубу выше мешалки подведен патрубок для подачи газа, пара или их смеси. Приспособления для разгрузки промывных вод. отмытого-оттертого тонкого и весьма тонкого продуктов выполнены в виде сифонных трубок с вентилями, расположенными на разной высоте цилиндрического корпуса. Более крупный продукт, алмазосодержащий, после восстановления природной гидрофобности, например, частицами алмазов, разгружается по центру цилиндрической камеры. Аппарат для кавитационно-вихревой обработки поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А; на фиг. 3 - элемент кругового вертикального сечения (развертка) с радиусом R. Аппарат состоит из цилиндрической рабочей камеры 1. переходящей внизу в коническое днище 2, в центре которого смонтирована отводная труба с вентилем 3. В верхней части цилиндрической камеры 1 монтируется фланец, на котором болтовым соединением крепится крышка 4, в центре которой с наружной стороны монтируется подшипниковый узел 5 вертикального вала 6, на верхней части которого устанавливается шкив 7. а на нижней - мешалка 8 в виде корабельного винта. В центре рабочей камеры 1 и в ее средней части по высоте монтируется внутренняя труба 9. крепление которой к рабочей камере осуществляется верхними 10 и нижними 11 радиальными наклонными пластинами. Труба 9 составляет не менее две трети высоты рабочей камеры 1. В вертикальном промежутке, между верхними 10 и нижними 11 крепежными пластинами, ярусами располагаются наклонные пластины 12 и 13. Первые крепятся с наружной стороны, а вторые - с внутренней стороны трубы 9. Все пластины 10, 11. 12, 13 на пути нисходящего и восходящего гидропотоков-пульпопотоков (показано стрелками на фиг. 1, 3) располагаются по схеме, отраженной на фиг. 1, 3, т.е. по высоте внутренней трубы эти пластины через одну устанавливается под углом 60° ± 15°, а остальные под углом 120° ± 15°. Над мешалкой 8 в трубе 9 выполняются отверстия 14. В крышке 4 монтируются трубы 15 и 16, подводящие соответственно исходный материал (пульпу, реагенты) и газ, пар или их смесь. На корпусе 1монтируется верхний и нижний ряд сифонных тр убок с вентилями 17 и 18. Стрелками 19, 20 показаны направления и характер изменения скоростей гидропотоков-пульпопотоков. Контур (К) вращения мешалки в трубе 9 характеризует позиция 21. Работа аппарата осуществляется следующим образом. Исходный материал по трубе 15 поступает в верхнюю часть внутренней трубы 9 при работающей мешалке 8 до заполнения рабочей камеры выше верхней кромки внутренней трубы 9, после чего отключается питание и начинается кавитационно-вихревая обработка материала в заданном режиме с целью решения, например, упомянуты х выше двух задач, особо характерных для упомянутых видов рудного сырья (золото-, платину- и алмазосодержащего рудного сырь). При этом наиболее интенсивному, а следовательно и результативному проявлению кавитационного и вихревого эффектов способствует то, что циркулирующий внутри рабочей камеры нисходящий и восходящий потоки за счет специфичности позиций 8-14, их компоновки, делятся на ряд нисходящих и восходящи х элементарных потоков, перемещающихся с переменной (пульсирующей) скоростью. Это интенсифицирует отмывку, оттирку различных частиц, пленок и т.п. от ценных компонентов, например, частиц золота, алмазов и др. В необходимой и достаточной степени об этом свидетельствует схема, приведенная на фиг. 3, где представлен элемент кругового вертикального сечения (на фиг. 3 показана развертка этого сечения) по окружности с радиусом R (см. фиг. 2). Стрелки 19, 20 показывают направление и характер изменения скоростей элементарных потоков на основании известного уравнения неразрывности течения жидких сред. В результате чего элементарные потоки перемещаясь между позициями 10, 11, 12 и 13 сужаются-расширяются, т.е. о элементарных потоках наблюдаются пульсации скоростей, а следовательно и гидродинамических давлений. Последнее способствует выделению, "захлопыванию" пузырьков газа, пара, их смеси. При этом возникают микроударные волны как в объеме элементарных гидропотоков-пульпопотоков, так и на поверхности и в неровностях частиц с сложным макро- и микрорельефом, т.е. интенсивно проявляется кавитационный эффект. Параллельно с этим интенсивно проявляется и вихревой эффект. Последний способствует интенсивному соударению частиц друг с др угом и трению частиц между собой. Все это вместе существенно интенсифицирует, например, упомянутые технологические операции, повышает их эффективность. Для усиления кавитационного воздействия, физико-химической модификации пульпы и поверхности частиц предусмотрена подача газа, пара, их смеси по трубе 16 во внутреннюю трубу 9 перед мешалкой 8. Следует отметить, что наибольшая результативность от циркуляции элементарных гидропотоков-пульпопотоков 19, 20 при прочих постоянных условиях будет наблюдаться при минимальном зазоре между внутренним диаметром трубы 9 и контуром 21 вращения мешалки 8. После завершения кавитационно-вихревой обработки, содержимое рабочей камеры направляется по назначению. Например, после кратковременной остановки тонкие, шламистые фракции сливаются через сифоны с вентилями 17, 18 и направляются в хвосто хранилище или на утилизацию, обезвреживание. Осевшие более крупные частицы, например, с отмытой от пленок, глины поверхностью, направляются в дальнейшие технологические операции. Наиболее значимый технико-экономический эффект от данного аппарата возможен в технологических операциях подготовки золото-, алмазосодержащего минерального сырья: - с целью повышения эффективности отмывки макро- и микрообмазок глимм различных пленок и др. от золотосодержащих частиц с сложным макро- и микрорельефом, особенно характерным, например, для дендритовидных-губчатовидных-ноздреватых частиц золота; - с целью повышения извлечения алмазов различной крупности в цехах доводки за счет повышения эффективности восстановления природной гидрофобности их поверхности. При этом разрабатываемая кавитационно-вихревая техника позволит выполнять эту, особенно важную технологическую операцию более качественно, результативно в сравнении с известными вихревыми и планетарными аппаратами.