Спосіб збагачення сипкої мінеральної сировини та установка для його здійснення (варіанти)

1 Спосіб збагачення сипкої мінеральної сировини, який полягає утому, що камеру, попередньо заповнену сировиною та миючою рідиною з утворенням вільного простору над останньою, вакуумують і періодично здійснюють переміжне імпульсне напускання стислого газу до миючої рідини та відновлювання робочого вакууму у згаданому просторі, який відрізняється тим, що імпульсне напускання стислого газу здійснюють у напрямку від поверхні рідини до її глибини, а період подачі імпульсів визначають з умови T(9-h-tj/g-(pc-fp)-2R\ де S - прискорення вільного падіння, м/сек2, 3 Р° - густина мінеральної сировини, кг/м , РР - густина миючої рідини, кг/м3, R - радіус частинок сировини фракції найбільшої величини, м, ' - висота шару миючої рідини з мінеральною сировиною, м, ^ - в'язкість миючої рідини, кг/м х сек 2 Установка для збагачення сипкої мінеральної сировини, яка містить заповнену частково миючою рідиною герметичну камеру, приєднані до неї засіб Винаходи мають відношення до техніки очищення сипких матеріалів, зокрема кварцового піску, від поверхневих забруднень (переважно гідроокису заліза) та можуть бути використані у гірничопереробній промисловості відкачки та пневматичний випромінювач, що має патрубок випуску стислого газу, частково занурений у миючу рідину, яка відрізняється тим, що герметична камера виконана як тіло з осьовою симетрією, патрубок випуску стислого газу повернений до днища камери та розміщений уздовж и осі, а внутрішня поверхня днища камери виконана як частина опуклої поверхні, яка опуклістю направлена з камери, при цьому довжина патрубка випуску стислого газу відповідає умові 0,07xS>L>0,03xS, де L - довжина патрубка, м, S площа перерізу патрубка, м2 3 Установка для збагачення сипкої мінеральної сировини, яка містить частково заповнену миючою рідиною герметичну камеру, приєднані до неї засіб відкачки та пневматичний випромінювач, що має патрубок випуску стислого газу, частково занурений у миючу рідину, яка відрізняється тим, що герметична камера виконана як тіло з осьовою симетрією, установка додатково має принаймні один пневматичний випромінювач, пневматичні випромінювачі розміщені симетрично відносно осі симетрії камери, а патрубки випуску стислого газу пневматичних випромінювачів повернені до днища камери, при цьому довжина кожного патрубка випуску стислого газу відповідає умові 0,07xS>L>0,03xS, де L - довжина патрубка, м, S площа перерізу патрубка, м2 4 Установка за п 3, яка відрізняється тим, що внутрішня поверхня днища камери виконана як частина опуклої поверхні 5 Установка за п 3, яка відрізняється тим, що один з додаткових випромінювачів розміщений уздовж осі камери, а опукла поверхня днища опуклістю направлена з камери Відомий спосіб очищення матеріалів, який може бути використаний для збагачення сипкої мінеральної сировини і полягає у тому, що камеру, попередньо заповнену сировиною та миючою рідиною з утворенням вільного простору над остан 00 о (О 46408 ньою, вакуумують і періодично здійснюють переміжне імпульсне напускання стислого газу до миючої рідини та відновлювання робочого вакууму у згаданому просторі (авт свід, СРСР № 1340828, В08ВЗ/04, 1986) [1] У цьому способі імпульсне напускання стислого газу здійснюють до вільного простору Бульбашки газу, які виділяються у рідині при створенні вакууму, періодично лопаються (зникають, зменшуючись) від імпульсного напуску стислого газу, що веде до часткового руйнування забруднень, які знаходяться на поверхні очищуваного матеріалу, та видаляння їх з поверхні Однак продуктивність цього способу є низькою, особливо у випадку, коли адгезія поверхневих забруднень є високою Відомий спосіб очищення матеріалів, який може бути використаний для збагачення сипкої мінеральної сировини Спосіб обраний як прототип і полягає утому, що камеру, попередньо заповнену сировиною та миючою рідиною з утворенням вільного простору над останньою, вакуумують і періодично здійснюють переміжне імпульсне напускання стислого газу до миючої рідини та відновлювання робочого вакууму у згаданому просторі (патент України № 18750, В08ВЗ/04, 1997) [2] У цьому способі імпульсне напускання стислого газу до миючої рідини здійснюють у напрямку з и глибини до поверхні, що забезпечує виникнення у миючій рідині як кавітації, так і ударної хвилі більшої інтенсивності, ніж у способі [1] Крім того, у способі [2] додатково здійснюють постійне напускання газу до миючої рідини у тому ж напрямку, що й імпульсне Це сприяє посиленню кавітаційного процесу та разом з імпульсним напусканням стислого газу дозволяє підвищити продуктивність способу Однак такий спосіб малоефективний для очищення сипкого матеріалу, зокрема мінеральної сировини, зі такої причини При напусканні стислого газу до миючої рідини у напрямку з и глибини до поверхні ударна хвиля буде змушувати сипкий матеріал викидатись у вільний простір над миючою рідиною, де відсутні кавітаційні процеси Ця обставина обумовлює невисоку продуктивність способу В основу винаходу поставлено задачу створити такий спосіб збагачення сипкої мінеральної сировини, який дозволить підвищити продуктивність очищення мінеральної сировини від поверхневих забруднень у порівнянні із способом, що обраний як прототип Поставлена задача вирішується у способі збагачення сипкої мінеральної сировини, який полягає утому, що камеру, попередньо заповнену сировиною та миючою рідиною з утворенням вільного простору над останньою, вакуумують і періодично здійснюють переміжне імпульсне напускання стислого газу до миючої рідини та відновлювання робочого вакууму у згаданому просторі Згідно з винаходом імпульсне напускання стислого газу здійснюють у напрямку від поверхні рідини до її глибини, а період подачі імпульсів визначають з умови T L > 0.03S, де L - довжина патрубка, м, S 2 площа перерізу патрубка, м 8 46408 закритому клапані 4 здійснюють вакуумування камери 1, тиск у якій контролюють за допомогою вакууметра 13 Робочий тиск у вільному просторі підтримують у границях 50 - 150торр До робочого об'єму пневматичного випромінювача, подають стислий газ під тиском 10 - 13 аті при постійному відкачуванні з вільного простору, за допомогою пневматичного випромінювача 5, у суміш кварцового піску з миючою рідиною подають імпульс стислого газу від пневматичного випромінювача 5 крізь патрубок 7, розмішений уздовж осі камери 1 та частково занурений до миючої рідини 2, при цьому стислий газ разом з миючою рідиною, яка витискається стислим газом з патрубка 7, діють як на миючу рідину 2, так і на кварцовий пісок, У миючій рідині 2 виникають інтенсивні коливання з частотою від кількох герц до 150кГц та більше Завдяки розміщенню патрубка 7 уздовж осі камери 1 відбувається рівномірне у радіальному напрямку інтенсивне перемішування частинок піску, яке супроводжується абразивним процесом, що сприяє підвищенню продуктивності очищення кварцового піску від гідроокису заліза Завдяки тому, що внутрішня поверхня 9 днища 8 камери 1 виконана конічною і повернена малою основою з камери 1, відбувається концентрування максимального об'єму кварцового піску у зоні найбільшої інтенсивності У другому варіанті установка додатково має перемішування частинок у миючій рідині 2, що принаймні один пневматичний випромінювач 5 сприяє підвищенню продуктивності очищення ква(Фіг 2 і 5) У цьому варіанті випромінювачі 5 розмірцового піску від гідроокису заліза імпульси стисщені симетрично відносно осі симетрії герметичної лого газу повторюють з перідом, що обраний з камери 1 внутрішня поверхня 9 днища 8 камери 1 умови (1), який забезпечує постійне находження у цій установці може бути виконана плоскою (Фіг 2) частинок піску у завислому стані Величина періабо опуклою, повернена опуклістю з камери 1 оду складала у даному випадку менше 3 сек, а (Фіг 5) Крім того, в установці один з додаткових число імпульсів стислого газу - 700, Після заверпневматичних випромінювачів 5 може бути розмішення процесу очищення тиск у камері і підвищущений уздовж осі камери і, а внутрішня поверхня 9 ють до атмосферного, відкривають клапан 11 патднища 8 повернена усередину камери 1 (Фіг 4) рубка Ю т а зливають ниючу рідину разом із піском Спосіб здійснюється за допомогою пропонота гідроокисом заліза у збірник, де виділяють очиваної установки таким чином при закритому клащений кварцовий пісок Вміст гідроокису заліза у пані 11 патрубка 10 крізь завантажувальний люк піску внаслідок такої* обробки у пропонованій 12 до камери 1 (Фіг1), частково заповненою воустановці складав 0,024%, а продуктивність продою 2, завантажують кварцовий пісок (первинний цесу збагачення - ЗОкг/год За допомогою відомих вміст пдроокислу заліза 0,035%) з радіусом частиспособу та установки отримують пісок із вмістом нок фракції найбільшої величини 0,0002м та гусгідроокису заліза такої ж величини з меншою, при3 тиною 2700 кг/гг так, що над миючою рідиною заблизно у 1,5 рази, продуктивністю процесу збагалишається вільний простір, а висота шару миючої чення рідини з мінеральною сировинию складала 0,3м Камеру і герметизують, патрубок 6 приєднують до Таким чином, пропоновані спосіб збагачення джерела стислого газу, а патрубок 3 - до водокільсипкої мінеральної сировини та установка для йоцевої помпи Пневматичний випромінювач 5 приго здійснення дають можливість, у порівнянні із єднують до імпульсного джерела живлення (на способом та установкою, обраних як прототипи, кресленні не показаний) Вмикають помпу та при підвищити продуктивність процесу збагачення нованої установки, у якій внутрішня поверхня днища повернена усередину камери, на Фіг 4 зображений переріз Фіг 3 за А-А, на Фіг 5 зображена схема варіанта пропонованої установки яка, містить кілька випромінювачів, а внутрішня поверхня днища повернена опуклістю з камери, на Фіг 8 зображений переріз Фіг 5 за А-А Установка має герметичну камеру 1 (Фіг 1), яка виконана як тіло з осьовою симетрією, наприклад як циліндр, частково заповнену миючою рідиною 2 До камери 1 за допомогою патрубка 3 з клапаном 4 приєднана водокільцева вакуумна помпа (на кресленні не зображена) До камери 1 приєднаний також пневматичний випромінювач 5, який має патрубок 6 підводу стислого газу від джерела стислого газу (на кресленні не показаний), а також патрубок 7 випуску стислого газу, який повернений до днища 8 камери 1, розмішений уздовж її осі та частково занурений до миючої рідини 2 Внутрішня поверхня 9 днища 8 виконана як частина опуклої поверхні, наприклад конічної, яка опуклістю повернена з камери 1 При цьому довжина патрубка 7 обрана з умови (2) У днищі 8 камери 1 установлений патрубок 10 зливу миючої рідини 2 з сировиною, який має клапан 11 У камері 1 виконаний завантажувальний люк 12 10 46408 СТИСЛИЙ газ Відкачка Злив яуяьпи А~А Стислий газ + ~ Фіг. 4 Злив пуль ли >іг.2 11 46408 12 Стислий газ Відкачка Фіг 6 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71