Багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд

1. Багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд, що містить живильник і принаймні один двох'ярусний ступінь сепарації, в кожному ярусі якого 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, а на кожній робочій поверхні уздовж потоку пульпи розташовані клини, ширина зазорів між якими звужена у напрямку до виходу потоку пульпи через відсікач відповідного розвантажувального вузла, при цьому вихід важкої фракції верхнього ярусу двох'ярусного ступеня сепарації з'єднаний з пульпорозподільником його нижнього ярусу, який відрізняється тим, що в кожному двох'ярусному ступені сепарації загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні нижнього ярусу менше, ніж загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні верхнього ярусу. C2 2 UA 1 3 ступінь сепарації, в кожному ярусі якого по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник, робоча поверхня, що виконана у вигляді перекинутої усіченої конусоподібної або пірамідоподібної поверхні, і розвантажувальний вузол з відсікачем, причому розвантажувальний вузол містить виходи важкої і легкої фракцій, а на кожній робочій поверхні уздовж потоку пульпи розташовані клини, ширина зазорів між якими звужена у напрямку до виходу потоку пульпи через відсікач відповідного розвантажувального вузла, при цьому вихід важкої фракції верхнього ярусу двох'ярусного ступеня сепарації з'єднаний з пульпорозподільником її нижнього ярусу. Даний сепаратор містить яруси, що чергуються по вертикалі, із здвоєними робочими поверхнями і яруси з одинарною робочою поверхнею. При цьому у верхньому ярусі із здвоєними робочими поверхнями, у верхніх їх частинах, розташований кільцевий двоструминний пульпоподільник, а в нижніх частинах - подвійний кільцевий розвантажувальний вузол з відповідними відсікачами і важкої і легкої фракцій. Основним недоліком даного сепаратора є складність конструкції, 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 двоструменевого пульпоподільника. А це знижує оптимальний і надійний режим роботи сепаратора через порушення однорідності потоку пульпи і його висоти перед відсікачем відповідного розвантажувального вузла. В основу винаходу поставлене 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, 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, один двох'ярусний ступінь сепарації, в кожному ярусі якого по вертикальній осі послідовно розташовані пульпорозподільник, робоча поверхня, яка виконана у вигляді перекинутої усіченої конусоподібної або пірамідоподібної поверхні, і розвантажувальний вузол з відсікачем, причому розвантажувальний вузол містить виходи важкої і легкої фракцій, а на кожній робочій поверхні уздовж потоку пульпи розташовані клини, ширина зазорів між якими звужена у напрямку до виходу потоку пульпи через відсікач відповідного розвантажувального вузла, при цьому вихід важкої фракції верхнього ярусу двох'ярусного ступеня сепарації з'єднаний з пульпорозподільником її нижнього ярусу. При цьому в кожному двох'ярусному ступені сепа 93257 4 рації загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні нижнього ярусу менше, ніж загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні верхнього ярусу. Також в кожному двох'ярусному ступені сепарації загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні нижнього ярусу менше,ніж загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні верхнього ярусу в 1,5-4,0 рази. А в поперечному перерізі, відносно напрямку потоку пульпи, клини виконані чотирикутної форми, робочі поверхні яких виконані опуклими. Також в поперечному перерізі, відносно напрямку потоку пульпи, клини можуть бути виконані трикутної форми, робочі поверхні яких виконані опуклими. Крім того, нижні периметри робочих поверхонь в ярусах всіх двох'ярусних ступенів сепарації виконані однаковими. Також сепаратор може містити, принаймні, дві двох'ярусні ступені сепарації, при цьому виходи важких фракцій від кожного нижнього ярусу кожної двох'ярусної ступені сепарації об'єднанні, а виходи легких фракцій від верхнього і нижнього ярусу кожного попереднього двох'ярусного ступеня сепарації з'єднанні з пульпорозподільником верхнього ярусу подальшого двох'ярусного ступеня сепарації. Сепаратор може додатково містити також останній одноярусний ступінь сепарації, при цьому виходи важких фракцій від кожного попереднього двох'ярусного ступеня сепарації з'єднанні з пульпорозподільником останнього одноярусного ступеня сепарації. Виконання в кожному двох'ярусному ступені сепарації загальної ширини зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні нижнього ярусу менше, ніж загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами 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. А також дозволяє забезпечити вільний прохід, як потоку пульпи, так і розділених (важкої і легкої) її фракцій через всі вузли сепаратора. Тим самим забезпечується надійна робота сепаратора. Виконання в кожному двох'ярусному ступені сепарації загальної ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні нижнього ярусу менше, ніж загальна ширина зазорів на виході потоку пульпи між клинами робочої поверхні верхнього ярусу в 1,5-4,0 рази, дозволяють забезпечити оптимальний діапазон такого зменшення із забезпеченням оптимального питомого навантаження на робочі поверхні всіх ярусів сепарації для ефективного розділення потоку пульпи на фракції. Виконання в поперечному перерізі, щодо напрямку потоку пульпи, клинів чотирикутної форми з опуклими робочими поверхнями (які стикаються з потоком пульпи) дозволяє більш ефективніше забезпечити розділення в ламінарному потоці пульпи важкої і легкої фракцій залежно від збагаченої руди. 5 Виконання в поперечному перерізі, щодо напрямку потоку пульпи, клинів трикутної форми з опуклими робочими поверхнями також дозволяє більш ефективніше забезпечити розділення в ламінарному потоці пульпи важкої і легкої фракцій залежно від збагаченої руди. Виконання нижніх периметрів робочих поверхонь в ярусах всіх двох'ярусних ступенів сепарації однаковими дозволяє забезпечити їх оптимальний розмір з виключенням можливості перемішування шарів пульпи, що розшарувалися, в нижніх частинах робочих поверхонь через можливість зіткнення зустрічних струменів пульпи, що вже розшарувалася, при зменшенні або збільшення цього периметра щодо його оптимального розміру. Виконання сепаратора, принаймні, з двома ступенями двох'ярусної сепарації дозволяє забезпечити основну і декілька перечистних операцій розділення потоку пульпи з виділенням після кожного двох'ярусного ступеня сепарації важкої 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 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 багатоярусний сепаратор для мокрого гравітаційного збагачення руд, є новою і не витікає явно з відомого рівня техніки. Заявлюваний винахід 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; Фіг. 3 - наведений вигляд зверху на верхній ярус кожного двох'ярусного ступеня; Фіг. 4 - наведений вигляд зверху на нижній ярус кожного двох'ярусного ступеня. Переважний варіант багатоярусного сепаратора для мокрого гравітаційного збагачення руд виконаний у вигляді семиярусного сепаратора, який відповідно до Фіг. 1 містить живильник 1 для 93257 6 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 усіченого конуса), робоча поверхня у вигляді перекинутого усіченого конуса і розвантажувальний вузол з 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 з клинами 9.1-9.8, кільцевий відсікач 10, кільцевий вихід 11 важкої фракції, вихід 12 легкої фракції. Нижній ярус першого двох'ярусного ступеня 2 містить радіальні пульпопроводи 13, кільцеву конічну поверхню 14, робочу поверхню 15 з клинами 16.116.8, кільцевий відсікач 17, кільцевий вихід 18 важкої фракції, вихід 19 легкої фракції. Верхній ярус другого двох'ярусного ступеня 3 містить радіальні пульпопроводи 20, кільцеву конічну поверхню 21, робочу поверхню 22 з клинами 23,1-23,8, кільцевий відсікач 24, кільцевий вихід 25 важкої фракції, вихід 26 легкої фракції. Нижній ярус другого двох'ярусного ступеня 3 містить радіальні пульпопроводи 27, кільцеву конічну поверхню 28, робочу поверхню 29 з клинами 30.1-30.8, кільцевий відсікач 31, кільцевий вихід 32 важкої фракції, вихід 33 легкої фракції. Верхній ярус третього двох'ярусного ступеня 4 містить радіальні пульпопроводи 34, кільцеву конічну поверхню 35, робочу поверхню 36 з клинами 37.1-37.8, кільцевий відсікач 38, кільцевий вихід 39 важкої фракції, вихід 40 легкої фракції. Нижній ярус третього двох'ярусного ступеня 4 містить радіальні пульпопроводи 41, кільцеву конічну поверхню 42, робочу поверхню 43 з клинами 44.1-44.8, кільцевий відсікач 45, кільцевий вихід 46 важкої фракції, вихід 47 легкої фракції. Четвертий одноярусний ступінь 5 містить радіальні пульпопроводи 48, кільцеву конічну поверхню 49, робочу поверхню 50 з клинами 51.1-51.12, кільцевий відсікач 52, кільцевий вихід 53 важкої фракції (концентрат) сепаратора, вихід 54 проміжної фракції (промпродукт) сепаратора. При цьому виходи 18, 32 і 46 важкої фракції попередніх двох'ярусних ступенів 2, 3 і 4 сепарації об'єднані пульпопроводом 55, який з'єднаний з живильником 56 пульпорозподільника четвертого останнього одноярусного ступеня 5 сепарації. Кільцевий вихід 11 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу першого двох'ярусного ступеня 2, а виходи 12 і 19 легких фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів першого двох'ярусного ступеня 2 з'єднанні з пульпорозподільником другого двох'ярусного ступеня 3. Кільцевий вихід 25 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу другого двох'ярусного ступеня 3, а виходи 26 і 33 легких фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів другого двох'ярусного ступеня 3 з'єднанні з пульпорозподільником третього двох'ярусного ступеня 4. Кільцевий вихід 39 важкої фракції з'єднаний з пульпорозподільником нижнього ярусу третього двох'ярусного ступеня 4, а виходи 40 і 47 легких 7 фракцій відповідно верхнього і нижнього ярусів третього двох'ярусного ступеня 4 з'єднанні і є виходом легкої фракції (хвостів) сепаратора. Відповідно до Фіг. 3 між клинами 9.1-9.8, 23.1-23.8 і 37.137.8 на відповідних робочих поверхнях 8, 22 і 36 розташовані відповідно зазори 57.1-57.8. А відповідно до Фіг. 4 між клинами 16.1-16.8, 30.1-30.8 і 44.1-44.8 на відповідних робочих поверхнях 15, 29 і 43 розташовані відповідно зазори 58.1-58.8. Кількість клинів 51 на робочій поверхні 50 останнього одноярусного ступеню 5 сепарації може бути такою ж як і на нижніх ярусах ступенів 2, 3 і 4 сепарації, так і більше з відповідним зменшенням загальної ширини зазорів між ними. Також висота клинів на робочих поверхнях всіх ярусів у напрямку до відповідних розвантажувальних вузлів виконана із зростанням від нуля до робочої висоти. А в поперечному перерізі до потоку пульпи клини можуть мати чотирикутну (трапецеїдальну, прямокутну, квадратну) або трикутну форми, які можуть мати опуклі робочі поверхні. При цьому опуклість робочих поверхонь клинів може бути як уздовж потоку пульпи, так і у вертикальній площині. У інших варіантах виконання пульпорозподільники всіх секцій сепарації можуть бути виконані тільки 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 і розташованих на ній клинів 9.1-9.8, потік пульпи розшаровується по висоті і густині, причому важка фракція розташовується в нижньому шарі пульпи, а легка фракція - у верхньому шарі. Кільцевий відсікач 10 відділяє важку фракцію з потоку пульпи і важка фракція (сорок відсотків щодо початкової кількості пульпи) поступає через кільцевий вихід 11 важкої фракції в радіальні пульпопроводи 13 і на кільцеву конічну поверхню 14, на якій пульпа рівномірно розподіляється і стікає рівномірним шаром на робочу поверхню 15 з клинами 16.1-16.8 нижнього ярусу першого ступеня 2. При цьому через меншу загальну ширину 93257 8 зазорів 58.1-58.8 на виході потоку пульпи між клинами 16.1-16.8 на робочій поверхні 15 нижнього ярусу першого ступеня 2 щодо загальної ширини зазорів 57.1-57.8 на виході потоку пульпи між клинами 9.1-9.8 на робочій поверхні 8 верхнього ярусу першого ступеня 2 в 1.5-4.0 рази забезпечується однакова висота потоку пульпи, що розшарувався, перед відповідними відсікачами 10 і 17. А це 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 15. Шістдесят відсотків легкої фракції з робочої поверхні 8 через вихід 12 і двадцять п'ять відсотків легкої фракції з робочої поверхні 15 через вихід 19 об'єднуються уздовж вертикальної осі сепаратора і поступають на пульпорозподільник у вигляді радіальних пульпопроводів 20 і кільцевої конічної поверхні 21 подальшого другого ступеня 3, в якій, 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 всіх секціях сепаратора забезпечується оптимальне і якісне виділення важкої фракції на їх відповідних робочих поверхнях. При цьому на живильник 56 пульпорозподільника четвертого останнього одноярусного ступеню 5 сепарації по пульпопроводу 55 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). У 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 пірамідоподібною 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 93257 10 11 93257 12 13 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 93257 Підписне 14 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