Багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд

1. Багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд, що містить живильник і принаймні два двох'ярусні ступені сепарації, в кожному ярусі яких по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник, робоча поверхня, яка виконана у вигляді перекинутої зрізаної конусоподібної або пірамідоподібної поверхні, і C2 2 (19) 1 3 Найближчим до рішення, що заявляється, по технічній суті і технічному результату, що досягається, є багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд за патентом США №3379310, опубл. 23.04.1968, НКВ 209-459, що містить живильник і принаймні два двох'ярусні ступені сепарації, в кожному ярусі яких по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник, робоча поверхня, що виконана у вигляді перекинутої зрізаної конусоподібної або пірамідоподібної поверхні, і розвантажувальний вузол з відсікачем, причому розвантажувальний вузол містить виходи важкої і легкої фракцій, при цьому вихід важкої фракції верхнього ярусу кожного двох'ярусного ступеня сепарації з'єднаний з пульпорозподільником його нижнього ярусу, а нижні периметри робочих поверхонь в ярусах всіх двох'ярусних ступенів сепарації виконані однаковими. Даний сепаратор містить в кожному двох'ярусному ступені сепарації верхній ярус із здвоєними робочими поверхнями і нижній ярус з одинарною робочою поверхнею. При цьому у верхньому ярусі із здвоєними робочими поверхнями, у верхніх їх частинах, розташований кільцевий двоструминний пульпоподільник, а в нижніх їх частинах - подвійний кільцевий розвантажувальний вузол з відповідними відсікачами і виходами важкої і легкої фракцій. Перевагою цього прототипу в порівнянні з аналогом є використовування принаймні одного двох'ярусного ступеня сепарації, в якому верхній ярус має здвоєні робочі поверхні, що забезпечує оптимальне питоме навантаження потоку пульпи на робочу поверхню нижнього ярусу. Перевагою також є використовування однакового оптимального периметра нижніх частин робочих поверхонь у всіх ярусах сепарації, що виключає перемішування пульпи, що вже розшарувалася. А також виключення значної частини пульпопроводів для перечищення виділених частин важкої фракції. Разом з тим основним недоліком цього прототипу є складність конструкції і можливість забивання крупними частинами породи або техногенним сміттям як подвійного кільцевого розвантажувального вузла в нижній частині здвоєних робочих поверхонь верхнього ярусу, так і забивання у верхній частині цих здвоєних робочих поверхонь кільцевого двоструминевого пульпоподільника. А це знижує оптимальний і надійний режим роботи такого сепаратора через порушення однорідності потоку пульпи і його висоти перед відсікачем відповідного розвантажувального вузла і приводить до недостатнього виходу важкої фракції з двох'ярусних ступенів сепарації. У основу винаходу поставлено завдання створення ефективно працюючого багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд шляхом забезпечення вільного проходу, як потоку пульпи, так і розділених (важкої і легкої) її фракцій. І виключення можливості забивання крупними частинами породи або техногенним сміттям всіх вузлів сепаратора по шляху проходу пульпи або її розділених фракцій. При цьому забезпечити оптимальний і надійний режим роботи такого сепаратора з максимальним виходом важкої фракції 93256 4 з кожного двох'ярусного ступеня сепарації, зокрема забезпечити оптимальну висоту потоку пульпи перед відсікачами робочих поверхонь всіх ярусів сепарації. Поставлене завдання вирішується тим, що багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд містить живильник і принаймні два двох'ярусні ступені сепарації, в кожному ярусі яких по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник, робоча поверхня, яка виконана у вигляді перекинутої зрізаної конусоподібної або пірамідоподібної поверхні, і розвантажувальний вузол з відсікачем, причому розвантажувальний вузол містить виходи важкої і легкої фракцій, при цьому вихід важкої фракції верхнього ярусу двох'ярусного ступеня сепарації з'єднаний з пульпорозподільником його нижнього ярусу, а нижні периметри робочих поверхонь в ярусах всіх двох'ярусних ступенів сепарації виконані однаковими. При цьому в кожному двох'ярусному ступені сепарації периметр верхньої частини робочої поверхні нижнього ярусу менше периметра верхньої частини робочої поверхні її верхнього ярусу. Також в кожному двох'ярусному ступені сепарації периметр верхньої частини робочої поверхні нижнього ярусу менше периметра верхньої частини робочої поверхні її верхнього ярусу в 1,5-2 рази. Також сепаратор може додатково містити останній одноярусний ступінь сепарації, при цьому виходи важких фракцій від кожного попереднього двох'ярусного ступеня сепарації з'єднанні з пульпорозподільником останнього одноярусному ступеню сепарації. Виконання в кожному двох'ярусному ступені сепарації периметра верхньої частини робочої поверхні нижнього ярусу менше периметра верхньої частини робочої поверхні верхнього ярусу дозволяє забезпечити оптимальний режим (з максимальним виходом важкої фракції) роботи сепаратора, зокрема забезпечити оптимальну висоту потоку пульпи перед відсікачами робочих поверхонь всіх ярусів сепарації за рахунок забезпечення на цих робочих поверхнях оптимального питомого навантаження потоку пульпи. А також дозволяє забезпечити вільний прохід, як потоку пульпи, так і розділених (важкої і легкої) її фракцій через всі вузли сепаратора. Тим самим забезпечується надійний і оптимальний режим роботи сепаратора. Виконання в кожному двох'ярусному ступені сепарації периметра верхньої частини робочої поверхні нижнього ярусу менше периметра верхньої частини робочої поверхні верхнього ярусу в 1,5-2 рази дозволяє забезпечити оптимальний діапазон такого зменшення із забезпеченням оптимального питомого навантаження на робочі поверхні всіх ярусів сепарації для ефективного розділення потоку пульпи на фракції. Виконання сепаратора з додатковим останнім одноярусним ступенем сепарації дозволяє з виділених важких фракцій від попередніх двох'ярусних ступенів сепарації одержати концентрат важкої фракції і виділити проміжну фракцію (промпродукт). Викладене вище підтверджує наявність причинно-наслідкових зв'язків між сукупністю суттєвих 5 ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається. Дана сукупність суттєвих ознак дозволяє в порівнянні з прототипом спростити конструкцію і забезпечити підвищення оптимального і надійного режиму роботи такого сепаратора, який виключає можливе порушення однорідності потоку пульпи і його висоти перед відсікачем відповідного розвантажувального вузла. Це пояснюється вільним проходом потоку пульпи і її розділених фракцій через всі вузли сепаратора при забезпечуваній оптимальній висоті потоку пульпи перед відсікачами робочих поверхонь всіх ярусів сепарації. На думку автора, технічне рішення, що заявляється, відповідає критеріям винаходу "новизна" і "винахідницький рівень", тому що сукупність суттєвих ознак, що характеризують заявляємий багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд, є новою і не витікає явним чином з відомого рівня техніки. Винахід, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому однакові елементи мають однакові цифрові позначення і де на: Фіг.1 - наведена схема багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд з трьома двох'ярусними ступенями і додатковим одноярусним ступенем; Фіг.2 - наведена діаграма заповнення пульпою, в процентному відношенні, ярусів багатоярусного сепаратора за Фіг.1. Переважний варіант багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд " виконаний у вигляді семиярусного сепаратора, який відповідно до Фіг.1 містить живильник 1 для подачі початкової пульпи дрібнозернистої руди, три двох'ярусні ступені 2, 3, 4 і додатково один останній одноярусний ступінь 5. У кожному ярусі по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник у вигляді нахилених радіальних пульпопроводів з кільцевою конічною поверхнею (прямого зрізаного конуса), робоча поверхня у вигляді перекинутого зрізаного конуса і розвантажувальний вузол з кільцевим відсікачем, причому розвантажувальний вузол містить виходи важкої і легкої фракцій. Так верхній ярус першого двох'ярусного ступеня 2 містить радіальні пульпопроводи 6, кільцеву конічну поверхню 7, робочу поверхню 8, кільцевий відсікач 9, кільцевий вихід 10 важкої фракції, вихід 11 легкої фракції. Нижній ярус першого двох'ярусного ступеня 2 містить радіальні пульпопроводи 12, кільцеву конічну поверхню 13, робочу поверхню 14, кільцевий відсікач 15, кільцевий вихід 16 важкої фракції, вихід 17 легкої фракції. Верхній ярус другого двох'ярусного ступеня 3 містить радіальні пульпопроводи 18, кільцеву конічну поверхню 19, робочу поверхню 20, кільцевий відсікач 21, кільцевий вихід 22 важкої фракції, вихід 23 легкої фракції. Нижній ярус другого двох'ярусного ступеня 3 містить радіальні пульпопроводи 24, кільцеву конічну поверхню 25, робочу поверхню 26, кільцевий відсікач 27, кільцевий вихід 28 важкої фракції, вихід 29 легкої фракції. Верхній ярус третього двох'ярусного ступеня 4 містить радіальні пульпопроводи 30, кільцеву конічну поверхню 31, робочу поверхню 32, кільцевий відсікач 33, кільцевий вихід 34 важкої фракції, вихід 35 лег 93256 6 кої фракції. Нижній ярус третього двох'ярусного ступеня 4 містить радіальні пульпопроводи 36, кільцеву конічну поверхню 37, робочу поверхню 38, кільцевий відсікач 39, кільцевий вихід 40 важкої фракції, вихід 41 легкої фракції. Четвертий одноярусний ступінь 5 містить радіальні пульпопроводи 42, кільцеву конічну поверхню 43, робочу поверхню 44, кільцевий відсікач 45, кільцевий вихід 46 важкої фракції (концентрат) сепаратора, вихід 47 проміжної фракції (промпродукт) сепаратора. При цьому виходи 16, 28 і 40 важкої фракції попередніх двох'ярусних ступенів 2, 3 і 4 сепарації об'єднанні пульпопроводом 48, який з'єднаний з живильником 49 пульпорозподільника четвертого останнього одноярусного ступеня 5 сепарації. Кільцевий вихід 10 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу першого двох'ярусного ступеня 2, а виходи 11 і 17 легких фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів першого двох'ярусного ступеня 2 з'єднанні з пульпорозподільником другого двох'ярусного ступеня 3. Кільцевий вихід 22 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу другого двох'ярусного ступеня 3, а виходи 23 і 29 легких фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів другого двох'ярусного ступеня 3 з'єднанні з пульпорозподільником третього двох'ярусного ступеня 4. Кільцевий вихід 34 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу третього двох'ярусного ступеня 4, а виходи 35 і 41 легких фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів третього двох'ярусного ступеня 4 з'єднанні і є виходом легкої фракції (хвостів) сепаратора. Периметри верхніх частин робочих поверхонь 14, 26, 38 менше периметрів верхніх частин відповідно робочих поверхонь 8, 20, 32 верхніх ярусів відповідно в першій 2, другий 3 і третьої 4 двох'ярусних ступенів сепарації в 1,5-2 рази. Величина периметра верхньої частини робочої поверхні 44 четвертої секції 5 сепарації така же, як величина периметрів верхніх частин робочих поверхонь 14, 26, 38. У інших варіантах виконання пульпорозподільники всіх секцій сепарації можуть бути виконані у вигляді прямого усіченого конусного кільця. А робоча поверхня може бути виконана у вигляді пірамідоподібної поверхні. Багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд працює таким чином. Відповідно до Фіг.1-2 початкова дрібнозерниста руда (сто відсотків її кількості) у вигляді пульпи завантажується в живильник 1 і з нього по радіальних пульпопроводах 6 і кільцевої конічної поверхні 7, на якій пульпа рівномірно розподіляється, стікає рівномірним шаром на робочу поверхню 8 верхнього ярусу першого ступеня 2. По робочій поверхні 8, через її звуження до своєї нижньої частини, потік пульпи розшаровується по висоті і густині, причому важка фракція розташовується в нижньому шарі пульпи, а легка фракція - у верхньому шарі. Кільцевий відсікач 9 відділяє важку фракцію з потоку пульпи і важка фракція (сорок відсотків щодо початкової кількості пульпи) поступає через кільцевий вихід 10 важкої фракції в радіальні пульпопроводи 12 і на кільцеву конічну поверхню 13, на якій пульпа рівномірно розподіля 7 ється і стікає рівномірним шаром на робочу поверхню 14 нижнього ярусу першого ступеня 2. При цьому через менший периметр верхньої частини робочої поверхні 14 щодо периметра відповідно верхньої частини робочої поверхні 8 в 1,5-2 рази, забезпечується однакове питоме навантаження потоку пульпи на вказані робочі поверхні 8 і 14. Це також забезпечує однакову висоту потоку пульпи, що розшарувався, перед відповідними кільцевими відсікачами 9 і 15, що в поєднанні з оптимально вибраним, однаковим для всіх ярусів сепарації, периметром нижніх частин їх робочих поверхонь (оптимальний діаметр цих нижніх частин складає 400-500 мм) дозволяє забезпечити оптимальне і якісне виділення важкої фракції на вказаних робочих поверхнях 8 і 14. Шістдесят відсотків легкої фракції з робочої поверхні 8 через вихід 11 і двадцять п'ять відсотків легкої фракції з робочої поверхні 14 через вихід 17 об'єднуються уздовж вертикальної осі сепаратора і поступають на пульпорозподільник у вигляді радіальних пульпопроводів 18 і кільцевої конічної поверхні 19 подальшого другого ступеня 3, в якому, рівно як і в третьому ступені 4, процес розділення потоку пульпи відбувається аналогічним чином, як і в першому ступені 2 сепарації, і відповідно до технологічної діаграми на Фіг.2. Відповідно до цієї діаграми у 93256 8 всіх секціях сепаратора забезпечується оптимальне і якісне виділення важкої фракції на їх відповідних робочих поверхнях. При цьому на живильник 49 пульпорозподільника четвертого останнього одноярусного ступеню 5 сепарації по пульпопроводу 48 поступає на перечищення виділені важкі фракції після першої 2, другий 3 і третьої 4 ступенів сепарації з виділенням в ступені 5 сепарації проміжного продукту (промпродукта). В інших варіантах багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд робочі поверхні ярусів всіх секцій сепарації можуть бути виконані у вигляді нахилених жолобів з конусоподібною або пірамідоподібної поверхнею, що звужується донизу. Хоча тут показані і описані варіанти, які визнані кращими для здійснення теперішнього винаходу, фахівцям в даній області техніки буде зрозуміло, що можна здійснювати різноманітні зміни і модифікації, і елементи можна замінювати на еквівалентні, не виходячи при цьому за межі об'єму домагань теперішнього винаходу. Відповідність заявлюваного технічного рішення критерію винаходу "промислова застосовність" підтверджується вказаним прикладом виконання багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд. 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 93256 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601