Згущувач

Корисна модель відноситься до області збагачення корисних копалин, зокрема до пристроїв неперервної дії для згущення пульп, які важко згущуються. Відомі згущувачі неперервної дії [1], встановлені на існуючих збагачувальних фабриках, які складаються з циліндричного чана з днищем, центральної завантажувальної воронки, центральним розвантажувальним отвором у днищі та гребковим механізмом, що обертається з центральним чи периферійним приводом. У верхній частині вертикальних стінок чана встановлений кільцевий зливний жолоб для відводу висвітленої води. Розвантаження загущеного матеріалу та його подача до розвантажувального отвору відбувається, як самопливом, так і подачею з допомогою гребкового механізму. Від розвантажувального отвору згущений матеріал відкачується за допомогою спеціальних насосів. Для усунення флотаційної піни, що утворюється, по периметру верхньої частини чана встановлені патрубки для подачі наливанням флотаційного реагенту і фільтруючі елементи різної конструкції. До недоліків таких згущувачів можна віднести низьку ефективність згущування матеріалів, які важко згущуються, оскільки до розвантажувального отвору потрапляє пульпа з вологістю до 90-95%. Крім цього, внаслідок зливу пульпи в згущувач каскадом (незалежно від точки зливу відносно геометричного центру згущувача), утворюється флотаційна піна, яка повністю не усувається та її наявність знижує швидкість згущення і ефективність згущення в цілому. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є пристрій для класифікації пульпи [2], включаючий ще у собі корпус, заповнений пульпою, завантажувальний і розвантажувальний пристрої, вихреутворюючий елемент, розташований над вільною поверхнею пульпи, який приводиться в обертальний рух за допомогою спеціального приводу. В результаті обертання лопатей вихреутворюючого елементу у шарі пульпи під його лопатями утворюється вихровий шнур та відбувається її залучення в обертальний рух, а потім захоплення верхнього шару внаслідок чого дрібно дисперсійні частинки, ті, що знаходяться в зваженому стані, стикаються, злипаються і опускаються до розвантажувального отвору. Проте таке технічне рішення також має низьку ефективність для згущування і класифікації пульп, які важко згущуються, а флотаційна піна практично не усувається. У зв'язку з цим, задачею цієї корисної моделі є підвищення ефективності згущування пульпи і зниження кількості флотаційної піни. Вказана задача вирішується тим, що в згущувачі, що містить чан з днищем, центральну сталеву колонку, гребків механізм з приводом для обертання навколо центральної колони, кільцевий зливний жолоб, секційні фільтри з еластичного матеріалу, встановленої по периметру верхньої частини чана в місці зливу освітленої води в зливний жолоб і бризкала для подачі флотаційного реагенту, а у центральному циліндричному розвантажувальному отворі із зазором встановлений замикаючий шнек з суцільним гвинтом. При цьому пульпа в згущувач подається з декількох завантажувальних патрубків під кутом до радіально розташованим відносно центральної колони порожнистими понтонними елементами трапецієвидним у плані та криволінійної форми зовнішньої поверхні, а флотаційний реагент подається в чан за допомогою бризкал, встановлених рівномірно по периметру верхньої частини чана під кожною секцією плаваючих секційних фільтрів на глибині 50-75мм шару освітленої води, що поступає до зливного жолоба. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показаний вертикальний розріз згущувача, на Фіг. 2 - схема розміщення понтонних елементів і секційних фільтрів, на Фіг. 3 - вид форми поперечного перерізу понтонних елементів. Корисна модель згущувача містить чан 1 з днищем 2, центральну колону 3 жорстко прикріплену до днища 2 за допомогою стійок 4 і ригелів 5 - до верхньої частини чана 1. На колоні 3 змонтована стаканного типу обойма 6 до якої приєднаний гребків механізм 7 з можливістю регулювання його положення у вертикальній площині. У верхній частині колони встановлений привід повороту 8 гребкового механізму 7. У геометричному центрі днища 2 виконано циліндричний розвантажувальний отвір 9, усередині якого із зазором вмонтований замикаючий шнек 10, вал 11 якого проходить усередині колони 3 і має власний механізм повороту і вертикального переміщення 12 з датчиками автоматичного включення і виключення обертання. До верхньої частини сталевої колони 3, вище за точку розташування механізму обертання гребкового механізму 8 закріплені з можливістю кільцевого обертання тяга 13 порожнистих понтонних елементів 14, трапецієвидними в плані і криволінійної форми поперечного перетину (Фіг. 2, Фіг .3). На рівні верхньої грані зливного жолоба 15 до верхньої частини стінки чана 1 шарнірно прикріплені плаваючі секційні фільтри 16 з еластичного матеріалу під площиною яких на глибині 50-75мм від рівня освітленої води в чані, встановлені бризкала 17 для подачі флотаційного реагенту. Пульпа у згущувач подається із завантажувальних патрубків 18 безпосередньо на поверхню порожнистих понтонних елементів 14 під кутом 80-85о до їх подовжньої осі з умовою подачі пульпи у напрямі центральної колони 3 і під кутом 25-30° відносно поверхні освітленої води в згущувачі. При цьому точка зіткнення потоку пульпи, що поступає із завантажувальних патрубків 18 і понтонних елементів 14, а також кількість завантажувальних патрубків 18 визначається дослідним шляхом за умови необхідності обертання понтонних елементів 14 зі швидкістю, приблизно рівній швидкості обертання гребкового механізму 7 щодо центральної колони 3. Згущувач працює наступним чином. Пульпа із завантажувальних патрубків 18 подається на криволінійну увігнуту зовнішню поверхню порожнистих понтонних елементів 14 і стикаючись з нею переміщається по її поверхні у напрямі до центральної колони 3, при цьому порожнисті понтонні елементи 14 створюють обертальний рух щодо центральної колони 3. Частинки пульпи переміщаються по площині увігнутої частинки понтонного елементу 14 на довжину, пропорційну їх масі і повідомленої їм потоком кінетичної енергії. Крупніші частинки проходять найбільший шлях осідають у циліндровому розвантажувальному отворі 9, утворюючи зону стиснення. Дрібніші частинки стікають з потоком води в інших точках площини порожнистих понтонних елементів 14 і осідають на інші частини поверхні днища 2 і згодом при обертанні гребкового механізму 8 переміщаються до циліндричного розвантажувального отвору 9. Обертання гребкового механізму 8 і порожнистих понтонних елементів 14 в протилежних напрямах забезпечує зіткнення і злипання дрібнодисперсних частинок, які знаходяться в зваженому стані за рахунок турбулентності потоків пульпи в нижніх і верхніх шарах. В результаті зіткнення і злипання дрібнодисперсних частинок відповідно до другого закону термодинаміки маса частинок збільшується, а їх енергія знижується, що збільшує швидкість їх осідання і відповідно ефективність і швидкість згущування. Подача пульпи безпосередньо на площини порожнистих понтонних елементів 14, не занурені у воду, а також їх обертання навколо центральної колони 3 і ковзання по поверхні освітленої води, максимально запобігає утворенню флотаційної піни. Наявність замикаючого шнека 10 з механізмом повороту 12, забезпечуючого вертикальне його переміщення, встановленого з мінімальним зазором в розвантажувальному отворі 9 забезпечує максимальне первинне скупчення найкрупніших частинок пульпи в цьому місці, утворюючи постіль зони стиснення. Гребковий механізм 7 переміщає до розвантажувального отвору 9 більш дрібні частинки пульпи, а також ті, що утворилися за рахунок злипання дрібнодисперсних фракцій. У міру збільшення тиску згущеного матеріалу на площину гвинта замикаючого шнека 10, шнек зміщується вниз. При цьому частина згущеного величини, що свідчить про утворення на днищі 2 мінімально необхідної висоти зони стиснення з необхідною вологістю згущеного матеріалу, відбувається автоматичне включення механізму повороту і вертикального переміщення 12 замикаючого шнека 10, лопаті його, обертаючись, переміщають згущений матеріал у напрямі розвантаження, а вертикальне переміщення замикаючого шнека 10 і його валу 11 вгору збільшує ступінь стиснення згущеного матеріалу. По мірі зниження тиску на лопаті замикаючого шнека 10 він, провертаючись, автоматично переміщається в нижнє положення і «замикає» розвантажувальний отвір 9. По мірі згущування освітлена вода слабким потоком прямує у бік зливного жолоба 15, відносячи з собою найбільш дрібні частинки пульпи, що не піддалися злипанню в процесі зіткнення турбулентних потоків. Частинки пульпи, що знаходяться в потоці освітленої води, осідають на плаваючих секційних фільтрах 16, а ті що знаходяться в зваженому стані нижче рівня цього потоку піддаються дії флотаційного реагенту, що подається з бризкал 17 та осідають в зону стиснення, і в результаті обертання гребкового механізму 8 переміщаються до циліндричного розвантажувального отвору 9. По мірі налипання частинок пульпи на площинах секційних фільтрів 16 їх поверхня періодично очищується механічним шляхом і промивається розчином флотаційного реагенту. Таким чином, практичне використання справжньої корисної моделі дозволяє істотно збільшити швидкість і ефективність згущування пульп, які важко згущуються, оскільки замість простого осідання пульпи і її часткової флокуляції (злипання частинок) за рахунок подачі наливанням флотаційного реагенту, застосовується багатоступенева дія на пульпу з використанням відомих фізичних понять про характер процесу взаємодії частинок в потоці рідкого середовища. Використання порожнистих понтонних елементів практично повністю запобігає утворенню флотаційної піни, а їх обертання за рахунок динамічної дії потоку пульпи із завантажувальних патрубків забезпечує високу ефективність процесу згущування в цілому. Література: 1. Довідник по збагаченню корисних копалин. Том III. Процеси збагачення і обезводнення. Доп. І перероблений переклад з англійського. Під заг. Ред. С.И. Польшенко. Державне науково-технічне видавництво літератури по чорній і кольоровій металургії. - М., 1952, 990 з. 2. А.С. №6657 С1, МПКВ 03 В 5/26, Струменний класифінуючий пристрій. Патуроєв В.Н., Надутій В.П., Бурова Н.Ю. Опубл. в 29.12.1994р., бюл №8-1