Центробежный концентратор

(51) 03 5/32 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ самородных металлов, в том числе золота,увеличение срока эксплуатации и повышение производительности аппарата. Технический результат достигается тем, что в центробежном концентраторе,включающей вращающуюся цилиндрическую чашу, состоящую из внешнего и внутреннего корпусов и снабженную приспособлением для загрузки обогащаемого материала, подвода воды и выгрузки продуктов обогащения, согласно предлагаемому изобретению внутренние поверхности как внешнего, так и внутреннего корпусов покрыты полиуретаном и внутренний корпус с внутренней стороны имеет горизонтальные нестандартные рифления и своей внешней поверхностью не плотно прилагает к внутренней поверхности внешнего корпуса,оставляя зазор для подачи воды по всей высоте корпуса, приспособление для подвода воды выполнено в виде внешней трубки (рубашки),расположено снаружи осевой трубки для выгрузки продуктов обогащения и закреплено на днище аппарата на сальниках. Рифли имеют волнообразную форму, шаг волны и глубина выемки которой зависит от природы обогащаемого материала. Например, для обработки и выделения частиц благородных металлов из измельченной руды она имеет шаг 6-10 мм и глубину 4-6 мм для хвостов - 4-6 мм и 2-4 мм соответственно для золы - 2-4 мм и 1-2 мм соответственно.(72) Байысбеков Шыныбай Маджанова Дина Байысбеков Жаксылык Шынбаевич Сагнаева Алтынкул Шыныбаева Перегудов Валерий Васильевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к горнообогатительной технике, и может быть использовано для добычи полидисперсных частиц тяжелых самородных благородных металлов, в частности золота. Техническим результатом предлагаемого устройства является максимально полное извлечение полидисперсных частиц тяжелых 19406 Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к горнообогатительному оборудованию, и может быть использовано для промывки(обогащения) полидисперсных частиц тяжелых самородных благородных металлов, в частности золота. Известен центробежный концентратор Лейтиса А.Б., предназначенный для обогащения минераль-ного сырья по плотности, например, в горно-добывающей промышленности для извлечения тяжелых самородных металлов,преимущественно золота и платиноидов (Патент РФ 2123884 от 27.12.1998. МКИ В 03 В 5/32. Центробежный концентратор Лейтиса А.Б. / А.Б. Лейтис). Недостатком данного концентратора является усложненная конструкция и недостаточная степень извлечения тонкодиспергированных частиц тяжелых самородных металлов. Известен тонкослойный разделитель минеральных частиц, который используется для улавливания тонкодисперсной фракции ценного компонента, например золота, при промывке металлоносных песков (Патент РФ 2248848 от 27.10.2003. Тонкослойный разделитель минеральных частиц / В.Г. Черкасов, О.А. Баландин, В.П. Мязин). Недостатком данного устройства является промывка только металлоносных песков либо тонкоизмельченных монодисперсных пород и недостаточная эффективность при промывке полидисперсных частиц. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является известный центробежный концентратор (сепаратор), включающий вращающуюся коническую чашу, состоящую из внешнего и внутреннего корпусов, кольцевые стандартные нарифления и узкие кольцевые щели на внутреннем корпусе, питающий патрубок и патрубок для подачи воды, приспособление для выгрузки продуктов обогащения, концентратор снабжен механизмом для перемещения внутреннего корпуса в аксиальном(вертикальном) направлении, внутренний корпус жестко соединен с питающим патрубком, а патрубок для подачи воды соединен с межкорпусным пространством и жестко установлен внутри питающего патрубка (А.с. СССР 878339, кл. В 03 В 5/32, 1973, Центробежный сепаратор / В.М. Маньков, А.И. Чернышев). Недостатком данного концентратора (сепаратора) является невысокая эффективность разделения минеральных частиц по плотности на всей улавливающей поверхности внутреннего вращающегося корпуса и низкая производительность аппарата. Это обусловлено тем, что подаваемая из межкорпусного пространства вода для разрыхления пристенного слоя материала (минеральных частиц),образующегося как на внутренней поверхности внешнего вращающегося корпуса, так и на всей улавливающей поверхности внутреннего корпуса,не обеспечивает равномерного и интенсивного разрыхления указанного слоя, что в свою очередь 2 приводит к запрессованию рифлей и щелей внутреннего корпуса. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение полноты извлечения полидисперсных частиц тяжелых самородных металлов,в том числе золота, увеличение срока эксплуатации и повышение производительности аппарата. Техническим результатом предлагаемого устройства является максимально полное извлечение полидисперсных частиц тяжелых самородных металлов, в том числе золота,увеличение срока эксплуатации и повышение производительности аппарата. Технический результат достигается тем, что в центробежном концентраторе, включающей вращающуюся цилиндрическую чашу, состоящую из внешнего и внутреннего корпусов и снабженную трубками для загрузки обогащаемого материала,подвода воды и выгрузки продуктов обогащения,согласно предлагаемому изобретению внутренние поверхности как внешнего, так и внутреннего корпусов покрыты полиуретаном и внутренний корпус с внутренней стороны имеет горизонтальные нестандартные рифления и своей внешней поверхностью не плотно прилагает к внутренней поверхности внешнего корпуса, оставляя зазор для подачи воды по всей высоте корпуса,приспособление для подвода воды выполнено в виде внешней трубки (рубашки), расположено снаружи осевой трубки для выгрузки продуктов обогащения и закреплено на днище аппарата на сальниках. Устройство иллюстрируется чертежом, см. фиг.1, где изображена гидравлическая схема центробежного гидроконцентратора. Центробежный концентратор состоит из внешнего цилиндрического корпуса 1, трубы для подачи питания 2, ротора 3,внутреннего цилиндрического корпуса с горизонтальными нарифлениями 4, пробки 5,сальникового устройства 6 и трубы для съема продуктов обогащения 7. Основным рабочим органом центробежного концентратора является чаша 1 с двойными стенками (фиг. 1), на внутренней поверхности которой расположены горизонтальные рифли 4 и он работает следующим образом Рудный материал в виде пульпы (питание) подается сверху по трубе 2 во вращающуюся чашу. Пульпа под действием центробежных сил прижимается к стенкам и поднимается вверх перпендикулярно к рифлям. Тяжелые рудные минералы при этом задерживаются рифлями, а легкие с водным потоком выносятся за пределы чаши - в слив (хвосты). Чтобы рифли не забивались породными частицами,а задерживали и производили концентрацию частиц свободного,например, золота и золотосодержащих минералов, в межрифлевое пространство под определенным давлением подается дополнительная разрыхляющая вода из простеночного пространства рабочей чаши. В результате этого, между рифлями создается подвижный слой, в котором тяжелые рудные минералы в виду их повышенного удельного веса постепенно проникают к стенкам чаши, 19406 накапливаясь там и вытесняя более легкие породные частицы. Указанная конструктивная особенность позволяет аппарату работать без разгрузки концентрата, до полного заполнения рудными минералами межрифлевого пространства. Рифление внутренней поверхности внутреннего цилиндрического корпуса подбирается в зависимости от природы обрабатываемого материала. Центробежный концентратор имеет высокую скорость вращения чаши,что приводит к значительному воздействию центробежных сил на твердые частицы в пульпе,больше на тяжелые минералы, чем на легкие. Рифли имеют волнообразную форму, шаг волны и глубина выемки которой зависит от природы обогащаемого материала. Например, для обработки и выделения частиц благородных металлов из измельченной руды она имеет шаг 6-10 мм и глубину 4-6 мм для хвостов - 4-6 мм и 2-4 мм соответственно для золы - 2-4 мм и 1-2 мм соответственно. Совместное воздействие центробежных сил и струй разрыхляющей воды, подаваемых через отверстие в чашу, приводит к тому, что при обогащении, главными критериями, влияющими на эффективность разделения, являются окружная скорость вращения, вязкость пульпы, количество разрыхляющей воды, удельный вес минералов, их форма, размеренность и т.п. Установлено, что центробежный концентратор эффективно улавливает рудные минералы, которые занимают незначительную долю в общем объеме обогащаемого материала и резко отличаются по плотности от матрикса породы. Именно такими свойствами обладают зерна свободного самородного золота. Эффективность использования центробежных аппаратов для обогащения руд, в которых золото находится в виде тонких дисперсных включений в других тяжелых минералах, несколько снижается. Таким образом,основными факторами определяющими эффективность работы аппарата являются форма нахождения самородного золота(свободное, в сростках, дисперсное, и т.п.), давление или расход разрыхляющей воды, соотношение твердого к жидкому (ТЖ) в пульпе, время разгрузки концентрата, тип нарифлений рабочей чаши. Заложенная конструктивная и технологическая особенность центробежного концентратора позволяет извлекать самородное золото не только крупное, но и тонкое - пылевидное золото,размерностью более 5-10 мкм из россыпей,эфильных отвалов, руд и хвостов обогатительных фабрик. Сравнительные технологические показатели извлечения золота в грави-концентрат с использованием центробежного сепаратора (прототипа) и центробежного концентратора, полученные сотрудниками обогатительной лаборатории кафедры металлургии благородных металлов и обогащения полезных ископаемых Казахского национального технического университета им. К.И. Сатпаева,приведены в таблице 1. Таблица 1 Результаты гравитационного обогащения золотосодержащих руд на центробежных гидроконцентраторах Концентратор ВЖД Концентратор - прототип Выход,Содерж., Извлеч.,Вес,Выход,Содерж.,Извлеч., А, г/т А,кг А, г/т А,Акбакайская ЗИФ. Концентрат стола 0,40 2391,0 72,2 0,95 0,92 3709,1 69,69 99,60 3,7 27,8 102,01 99,08 15,0 30,31 100 13,2 100 102,96 100 49,1 100 Акбакайская ЗИФ. Лежалые хвосты 2,1 20,6 20,6 0,73 0,9 83,0 18,3 97,9 1,7 79,4 81,36 99,1 3,3 81,7 100 2,1 100 82,09 100 4,0 100 Аксуйская ЗИФ. Текущие хвосты флотационного обогащения 0,27 16,3 5,2 0,13 0,05 14,2 1,54 99,73 0,8 94,8 249,87 99,95 0,65 99,46 100 0,85 100 250,0 100 0,66 100 Как видно из приведенных данных в таблице 1,при использовании предлагаемого центробежного концентратора технологические показатели процесса извлечения золота существенно повышается,независимо от природы обогащаемого материала. Центробежный концентратор экологически безопасен, применение его для обогащения разнообразной природы и дисперсности руд и песков, содержащих различной дисперсности частиц самородных металлов резко повышает эффективность извлечения последних, в том числе золота. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение совпадает по следующим признакам использование центробежной силы для сепарации частиц тяжелых самородных металлов и применение в качестве сепарационного корпуса сочетание внешнего и внутреннего корпусов. 3 19406 Однако оно обладает новизной в отношении следующих признаков- применение в качестве сепарационного корпуса сочетание внешнего и внутреннего цилиндрических корпусов, на внутренней поверхности внутреннего корпуса, которой расположены нестандартные горизонтальные рифли (размеры рифления зависит от природы обогащаемого материала). Подобное сочетание существенно ускоряет процесс извлечения частиц самородных металлов, а также обеспечивает полноту их извлечения, включая их пылевидную часть- применение двух обычных роликовых подшипников для опоры цилиндрическим корпусам,что в целом удешевляет устройство и упрощает его технологическое оформление- использование центральной разгрузки, что намного облегчает разгрузку частиц самородных металлов- использование для покрытия внутренних поверхностей цилиндрических корпусов полиуретана, что придает корпусам химическую и абразивную стойкость при обработке кислых, либо щелочных пульп и россыпей- возможность применения различного рифления в зависимости от природы и размера частиц обрабатываемого материала. Следует отметить, что при сравнении заявляемого решения не только с аналогами, но и с другими известными техническими решениями, не обнаружены решения, обладающие сходными признаками. Экономический эффект может быть достигнуто за счет- максимально возможной полноты извлечения частиц самородных металлов в концентрат- дешевизной самого устройства центробежного концентратора и возможностью долгосрочной эксплуатации, поскольку в качестве конструкционного металла используется обычный дешевый металл, химическая и абразивная стойкость которого существенно повышается покрытием- возможность использования для промывки технической воды любой жесткости без предварительной обработки. Таким образом, преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями является более высокая эффективность извлечения частиц самородных металлов, дешевизна самого устройства центробежного концентратора, возможность извлечения частиц самородных металлов из любой природы и дисперсности руд и россыпей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Центробежный концентратор, включающий вращающуюся двойную чашу, состоящую из внешнего и внутреннего корпусов, нарифления на внутреннем корпусе, приспособления для загрузки обогащаемого материала, подвода воды и выгрузки продуктов обогащения, отличающийся тем, что внутренние поверхности как внешнего, так и внутреннего цилиндрических корпусов покрыты полиуретаном и внутренний корпус с внутренней стороны имеет горизонтальные нестандартные рифления и своей внешней поверхностью не плотно прилегает к внутренней поверхности внешнего корпуса, оставляя зазор для подачи воды по всей высоте корпуса, приспособление для подвода воды выполнено в виде внешней трубки (рубашки),расположено снаружи осевой трубки для выгрузки продуктов обогащения и закреплено на днище аппарата на сальниках. 2. Центробежный концентратор по п.1,отличающийся тем, что рифли имеют следующие размеры для обработки и выделения частиц благородных металлов из измельченной руды она имеет шаг 6-10 мм и глубину 4-6 мм для хвостов 4-6 мм и 2-4 мм соответственно для золы - 2-4 мм и 1-2 мм соответственно.