Спосіб збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями

Спосіб збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями шляхом впливу на нього руйнівними елементами при проходженні його по торовій поверхні робочої камери пристрою з утворенням і виносом легкої фракції і важкої у вигляді готового продукту, який відрізняється тим, що вплив на вихідний матеріал, який подають послідовно до оптимального завантаження в центральну частину робочої камери пристрою, виконують одночасно, послідовно по зонах, багаторазовими ударними навантаженнями руйнівних елементів у вигляді лопаток обертового дискового ротора, розміщеного в нижній частині робочої камери, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою, а Винахід відноситься до області збагачення корисних копалин, частково до збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями і може бути використаним на збагачувальних фабриках, гірничої та металургійної промисловості Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним у якості прототипа, являється спосіб збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями, розкритий в пристрої "Ротационний сепаратор", в якому шляхом впливу на матеріал руйнівними елементами у вигляді стальних шарів різного діаметру, як малого так і великого, при проходженні матеріалу по торовій поверхні робочої камери пристрою Робочою камерою являється чаша ротаційного сепаратору Шари своїм об'ємом витискують більш легкий матеріал, який з водою виноситься в кожух, а інший матеріал подрібнюють і в чаші залишається тільки метал (золото) і неви кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу та висхідним регульованим газовим потоком під тиском по центру та периферії робочої камери пристрою із виносом легкої фракції, що утворюється у вигляді пилогазової суміші, в пилозбірник у верхній периферійній частині робочої камери і утворенням важкої фракції крупністю не більш 5 мм в першій зоні з наступним и руйнуванням в другій зоні таким же впливом при збільшенні ударних навантажень лопаток об кусочки матеріалу в залежності від його фізико-механічних характеристик з регулюванням зазорів між лопатками до утворення важкої фракції крупністю не більш 0,1 мм і виносом легкої фракції, після чого процес збагачення продовжують в наступній зоні таким же шляхом до утворення готового продукту - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферичноподібних часток заданої кондиції і металу, наприклад у вигляді дробу, з вивантаженням його через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери, після чого цикл повторюють лика КІЛЬКІСТЬ шліху Важка фракція під дією обертання чаші ковзає, перекочується по її стінкам і при зіткненні із шарами відбувається переподрібнення (СРСР, Авторське свідоцтво № 700975, МПК3 ВОЗВ 7/00, 1983.БЮЛ №24) Недоліками відомого способу являється недостатня якість готового продукту з низькою якістю витягнення і вузька область застосування, у зв'язку з тим, що важка фракція під дією обертання чаші ковзає, перекочується по и стінкам і стирається, відбувається переподрібнення матеріалу при зіткненні із шарами, як мінеральних, так і металічних включань, які виносяться разом з легким матеріалом, який утворюється Крім того вузька область застосування, так як таку технологію можливо застосовувати тільки для руд (ПІСКІВ), ЯКІ мають золото і в яких метал, представлений частинками, розмір яких меньш 1,0мм Великі частинки металу будуть перешкоджати розкриттю мінеральних зерен 47221 При ПІДГОТОВЦІ проб по даному способу одержують проміжний продукт (шліх), де, наприклад, вміст металу може бути збільшеним шляхом збагачення з 2гл~ до Югл" Такий проміжний продукт потребує подальшого допрацювання і збагачення Даний спосіб призначений тільки для руд, в яких вміст металу не перевищує ЮОгл", так як співвідношення одержаного концентрату-металу і об'єму проби, яку завантажують, орієнтовно відповідає, як 1 100 Внаслідок багаторазового впливу стальних шарів на частинки матеріалу, за рахунок їх переподрібнення відбувається втрата металу в легку фракцію, яка виноситься з водою Причиною, яка перешкоджає одержанню технічного результату винаходу, який заявляється прототипом, являється наступна руду (піски), які вміщають золото, олово збагачують з одержанням проміжного продукту (шліха) шляхом багаторазового впливу стальних шарів об частинки і стінки камери, стирають їх і переподрібнюють, приводить до виносу металу разом з легкою фракцією Крім того, даний спосіб не придатний для збагачення металургійних шлаків, завдяки великому вмісту в них металу більш 5%, який буде перешкоджати повному розкриттю важкої фракції і одержанню готового продукту заданої кондиції Це знижує якість одержання готового продукту із зменшенням його витягнення, а також звужує область застосування Завданням винаходу являється розробка способу збагачення твердого метеріалу з металічними включаннями, в якому шляхом забезпечення можливості вибірного розділення твердих матеріалів з неоднорідними фізико-механічними характеристиками без переподрібнення корисних компонентів досягають підвищення якості готового продукту із збільшенням його витягнення і розширення області застосування Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями шляхом впливу на нього руйнівними елементами при проходженні його по торовій поверхні робочої камери пристроюз утворенням і виносом легкої фракції і важкої у вигляді готового продукту згідно винаходу вплив на вихідний матеріал, який подають послідовно до оптимального завантаження в центральну частину робочої камери пристрою роблять одночасно, послідовно по зонам багаторазовими ударними навантаженнями руйнівних елементів у вигляді лопаток обертового дискового ротору, розміщеного в нижній частині робочої камери, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою, а кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу та висхідним регульованим газовим потоком під тиском по центру та периферії робочої камери пристрою із виносом легкої фракції, що утворюється у вигляді пилогазової суміші в пилозбірник у верхній периферійний частині робочої камери пристрою і утворенням важкої фракції крупністю не більш 5 мм в першій зоні з наступним и руйнуванням в другій зоні таким же впливом при збільшенні ударних навантажень лопаток об кусочки матеріалу в залежності від його фізико-механічних характеристих з регулюванням зазорів між лопатками до утворення важкої фракції крупністю не більш 0,1мм і виносом легкої фракції, після чого процес збагачення продовжують в наступній зоні таким же шляхом до утворення готового продукту - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферічноподібних частинок заданої кондиції і металу, наприклад, у вигляді дробу з вивантаженням його через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери, після чого цикл повторюють Суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, являються наступні - вплив на твердий матеріал з металічними включаннями руйнівними елементами при проходженні його по торовій поверхні робочої камери пристрою, - утворення і винос легкої фракції і важкої у вигляді готового продукту, здійснення впливу на вихідний матеріал, який подають послідовно до оптимального завантаження в центральну частину робочої камери пристрою одночасно, послідовно по зонам багаторазовими ударними навантаженнями руйнівних елементів у вигляді лопаток обертового дискового ротору, розміщеного в нижній частині робочої камери, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою, а кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу висхідним регульованим газовим потоком під тиском по центру та периферії робочої камери пристрою винос легкої фракції, що утворюється у вигляді пилогазової суміші в пилозбірник у верхній периферійній частині робочої камери, - утворення важкої фракції крупністю не більш 5мм в першій зоні, - руйнування важкої фракції крупністю не більш 5мм в другій зоні, таким же впливом, як і в першій зоні при збільшенні ударних навантажень лопаток об кусочки матеріалу в залежності від його фізико-механічних характеристик з регулюванням зазорів між лопатками до утворення важкої фракції крупністю не більш 0,1 мм, - винос легкої фракції з другої зони в пилозбірник, - продовження процесу збагачення в наступній зоні таким же шляхом до утворення готового продукту - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферічноподібних частинок заданої кондиції і металу, наприклад, у вигляді дробу, - вивантаження готового продукту через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери, - повторення циклу по збагаченню твердого матеріалу з металічними включаннями Новими суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, являються наступні - здійснення впливу на вихідний матеріал, який подають послідовно до оптимального завантаження в центральну частину робочої камери пристрою одночасно, послідовно по зонам богаторазовими ударними наватаженнями руйнівних елементів у вигляді лопаток обертового дискового ротару, розміщеного в нижній частині робочої камери, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери при 47221 строю, а кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу та висхідним регульованим газовим потоком під тиском по центру та периферії робочої камери пристрою, - винос легкої фракції, що утворюється у вигляді пилогазової суміші в пилозбірник у верхній периферійній частині робочої камери, - утворення важкої фракції крупністю не більш 5мм в першій зоні, - руйнування важкої фракції крупністю не більш 5мм в другій зоні таким же впливом, як і в першій зоні при збільшенні ударних навантажень лопаток об кусочки матеріалу в залежності від його фізико-механічних характеристик з регулюванням зазорів між лопатками до утворення важкої фракції крупністю не більш 0,1 мм, - винос легкої фракції з другої зони в пилозбірник, - продовження процесу збагачення в наступній зоні таким же шляхом до утворення готового продукту - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферічноподібних частинок заданої кондиції і металу, наприклад, у вигляді дробу, - вивантаження готового продукту через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери, - повторення циклу по збагаченню твердого матеріалу з металічними включаннями Усі суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках здійснення способу збагачення твердого матеріалу з металічними включаннями Завдяки тому, що вплив на вихідний матеріал, який подають послідовно до оптимального завантаження в центральну частину робочої камери пристрою роблять одночасно послідовно по зонам багаторазовими ударними навантаженнями руйнівних елементів у вигляді лопаток обертового дискового ротору, розміщеного в нижній частині робочої камери, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою, а кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу та висхідним регульованим газовим потоком під тиском по центру та периферії робочої камери пристрою із виносом легкої фракції, що утворюється у вигляді пилогазової суміші в пилозбірник у верхній периферійній частині робочої камери і утворенням важкої фракції крупністю меньш 5мм в першій зоні, відбувається руйнування твердих кусків на більш дрібні з розкриттям твердого матеріалу з металічними включаннями без переподрібнення корисного компоненту за рахунок заданої величини ударних навантажень для даної зони з запобіганням попадання металічних включань в зазор між стінкою-екраном (перша зона) і обертовими лопатками ротору, а це сприяє підвищенню якості готового продукту із збільшенням його витягнення і розширенню області застосування Завдяки тому, що утворену в першій зоні важку фракцію крупністю не більш 5мм руйнують в другій зоні таким же впливом, як і в першій зоні при збільшенні ударних навантажень лопаток об кусочки матеріалу в залежності від його фізикомеханічних характеристик з регулюванням зазорів між лопатками до утворення важкої фракції крупні стю не більш 0,1мм і виносом легкої фракції, це дає можливість зберегти інтенсивність руйнування дрібних частинок не більш 5мм для розкриття яких потрібна значно більша енергія руйнування, яка залежить від крупності частинок обернено пропорційно до утворення частинок матеріалу не більш 0,1мм без переподрібнення корисного компоненту, що сприяє підвищенню якості готового продукту із збільшенням його витягнення і розширенню області застосування Завдяки тому, що після утворення в другій зоні важкої фракції крупністю не більш 0,1мм і виносу легкої фракції процес збагачення продовжується в наступній зоні таким же шляхом, як і в попередній зоні до утворення готового продукту - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферічноподібних частинок заданої кондиції і металу, наприклад, у вигляді дробу з вивантаженням його через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери, відбувається обкатування частинок готового продукту під дією відцентрових сил при зіткненні частинок між лопатками і стінкою робочої камери по торовій поверхні, що підвищує якість готового продукту із збільшенням його витягнення і розширює область застосування Спосіб здійснюється слідуючим чином Вихідний твердий матеріал з металічними включаннями (руда, металургійні шлаки і інше) завантажують через завантажувальний патрубок в робочу камеру пристрою послідовно до оптимальної загрузки в центральну частину робочої камери пристрою до центру обертового дискового ротору з лопатками, вектор ударних сил яких направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою, а кінетична енергія багаторазових ударів лопаток перевищує механічну МІЦНІСТЬ матеріалу При заданій частоті обертання ротору і КІЛЬКОСТІ лопаток, які забезпечують задану лінійну швидкість периферійних дільниць ротору Одночасно з подачою матеріалу в робочу камеру пристрою по її центру і периферії подають висхідний регульований газовий потік під тиском Куски матеріалу, які попадають на лопатки обертового дискового ротару в першій зоні під впливом їх направлених ударів і відцентрової сили, а також під впливом газового потоку руйнуються, спрямовуються до верхньої периферійної частини робочої камери, ударяються об її стінки, руйнуються додатково з утворенням важкої фракції крупністю не більш 5мм, відбиваються від и стінок, попадають через регульований зазор між лопатками і відбивающою стінкою на лопатки обертового ротору наступної зони При цьому утворена легка фракція, за рахунок того, що по центру ротора створюється розрідження за рахунок вентиляційного ефекту, у вигляді пилогазової суміші під впливом газового потоку виноситься в верхню периферійну частину робочої камери пристрою в пилозбірник При ударних навантаженнях на тверді частинки матеріалу з врахуванням його властивостей відбуваається нагрівання за рахунок того, при обертанні ротора заданої швидкості і КІЛЬКОСТІ лопаток відбувається перехід кінетичної енергії в потенціальну, внаслідок чого ШКІДЛИВІ добавки твердих матеріалів (сірка, фосфор, вуглець і ІНШІ) вигоряють і переходять в газоподібний продукт, який з 47221 пилогазовою сумішю виноситься газовим потоком в пилозбірник При попаданні кусків матеріалу - важкої фракції крупністю не більш 5мм в другу зону, лінійна швидкість удару лопаток об куски матеріалу пропорційно збільшується ВІДПОВІДНО відстані від лопаток до центру обертання ротору з врахуванням фізико-механічних характеристик оброблюваного матеріалу В цій зоні при такому ж впливі на куски матеріалу, як і впершій зоні з регулюванням зазорів між лопатками відбувається руйнування кусочків матеріалу до утворення важкої фракції крупністю не більш 0,1 мм і виносом легкої фракції, яка утворюється в пилозбірник Після ЧОГО процес збагачення продовжується в наступній зоні таким же шляхом, при цьому дрібні частинки корисного компоненту, які утворюються за рахунок удару об стінки лопаток і робочої камери по торовій поверхні при збільшенні лінійної швидкості лопаток і відцентрової сили набувають сферічноподібну форму сухого концентрату і у вигляді дробу - металу Процес збагачення в цій зоні відбувається до одержання готового продукту заданої кондиції Готовий продукт вивантажується через розвантажувальний люк у верхній периферійній частині робочої камери При необхідності цикл повторюють Приклад 1 У якості вихідного твердого матеріалу з металічними включаннями брали окислену залізну РУДУ Руду, максимальний розмір куска якої 100мм, подавали від 1 кг до 100 кг послідовно через завантажувальний патрубок діаметром 200мм по трубі в центральну частину робочої камери пристрою По центру робочої камери розміщений дисковий ротор з лопатками Руда під дією гравітаційних сил падає на лопатки обертового дискового ротору Одночасно з поданням руди в робочу камеру пристрою по її центру і периферії подають висхідний поток повітря під тиском 2,4кг/м2 При обертанні ротору із швидкістю 25об/сек Лінійна швидкість удару лопаток об куски матеріалу складає 2325м/сек Вектор ударних сил лопаток направлений у верхню периферійну частину робочої камери пристрою Під ВПЛИВОМ відцентрових сил від лопаток ротору куски руди попадають в першу зону, де роблять направлені удари лопатками ротору об куски руди Вектор траєкторії польоту кусків зруйнованої руди направлений до верхньої периферійної частини першої зони робочої камери пристрою Куски руди ударяються об стінки камери, руйнуються на більш дрібні частинки Час оброблення цих кусків до розміру 5 мм складає 10-12с Важка фракція, яка утворюється і має крупність 5мм, попадає через зазор рівний 10мм між лопатками ротору першої зони і стінкою робочої камери, відбивається від неї і попадає на лопатки обертового ротору другої зони Лінійна швидкість удару лопаток об кусочки матеріалу крупністю 5мм складає 42-44м/с, а час оброблення цих кусочків до розміру 0,1мм складає 40-45с Потім важка фракція крупністю 0,1мм з другої зони попадає таким шляхом, як і в попередній зоні в третю зону, де лінійна швикість удару лопаток об 8 кусочки матеріалу крупністю 0,1мм складає 6063м/с, а загальний час оброблення складає 6080с Легка фракція, яка утворюється в період оброблення важкої фракції, має крупність пиловидних частинок меньш 0,06мм, яка виноситься потоком повітря в пилозбірник Важка фракція, яка утворилася, має крупність більш 0,06мм - сухий концентрат у вигляді обкатаних сферичноподібних частинок заданої кондиції Регулюванням зазорів між лопатками в кожній зоні, де в першій зоні він складає 10мм, в другій - 5,0мм, в третій - 5мм одержують концентрат із вмістом Fe заг не меньш 65% Якщо зменшити зазор між лопатками в третій зоні до Змм одержують концентрат Fe заг - 6869% Внаслідок експерименту одержана емпірична залежність часу оброблення руди до повного розкриття мінеральних зерен, яка визначається виразом 12250 Де - VA - лінійна швидкість удару лопаток об куски руди, м/с, о Р - МІЦНІСТЬ мінеральних включань, які руйнуються на розрив, МПа, Р о - істина ЩІЛЬНІСТЬ цих мінеральних включань, Г/см3, d - діаметр куска руди, мм Приклад 2 Вихідний твердий матеріал з металічними включаннями - металургійні шлаки (від виплавки легований сталей) Умови і ВИХІДНІ дані такіж самі, як і при проведенні експерименту збагачення руди При обробленні кусків шлаку до одержання готової продукці - сухого концентрату у вигляді обкатаних сферічноподібних частинок заданої кондиції і металу у вигляді дробу порівняно з рудою, відрізняються тільки часом оброблення Так, в першій зоні час оброблення складає 20-40с, в другій - 4060с, в третій - 80-120с Одержують концентрат фракції 0,5-0,6мм і метал - 0,5-50мм Застосування винаходу, який заявляється, дозволить підвищити якість готового продукту із збільшенням його витягнення і розширити область застосування Технічний результат досягається за рахунок того, що вихідний твердий матеріал з металічними включаннями збагачують в робочій камері пристрою при проходженні матеріалу по торовій поверхні камери шляхом впливу на нього послідовно по зонам богаторазовими ударними навантаженнями лопаток обертового дискового ротору і висхідним регульованим газовим потоком під тиском При цьому лінійна швидкість удару лопаток об куски матеріалу обернено пропорційна розміру куска, який одержують в кожній зоні Час оброблення матеріалу в кожній зоні залежить від фізико-механічних властивостей матеріалу Внаслідок збагачення руди, металургійних шлаків і іншого подібного матеріалу одержують сухий концентрат у вигляді обкатаних сферічноподібних 9 47221 частинок заданої кондиції і метал, наприклад у 10 вигляді дробу ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71