CC BY
41
В.Е. Филиппов, 2010
УДК 622.767.55
Д.М. Гаврильев, И.Ф. Лебедев, В.Е. Филиппов
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
~П Институте горного дела Севера СО РАН (Якутск) разработан и испытан -Я-М полупромышленный центробежный пневматический сепаратор, предназначенный для обогащения минералов высокой плотности [1]. Основные параметры его составили: диаметр рабочего органа - 2,0 м; масса установки - 2 т; энергоемкость - 7,5 кВт; производительность -6 т/ч; степень сокращения - до 16 раз.
На рис. 1 показана принципиальная схема работы сепаратора рассматриваемого типа.
В ходе дальнейшего экспериментального изучения на лабораторных стендах особенностей процессов, протекающих при работе пневмосепаратора рассматриваемого типа, выявлены пути усовершенствования его технологических показателей. Наблюдением кинематики перемещения материала на стенде с прозрачными стенками установлено следующее.
Перечистка подавляющей массы исходного материала протекает в верхней половине поверхности вращающейся параболической воронки. При этом распределение потоков на поверхности воронки было неравномерным. На высоте примерно 2/3 от верхнего среза воронки наблюдалась «лентообразная» струя песчаного материала, к которой примыкали струйки снизу, а от верхней отделялись другие и устремлялись с более винтообразным шагом к верху. При увеличении или понижении дебита подачи воздуха, отмеченная струя несколько приподымалась или опускалась вдоль стенки воронки, но не разрушалась. Некоторая часть обломочного материала «сползала», совместно с тяжелыми минералами вниз и накапливались на сгибе нижней части параболической воронки.
Рис. 1. Пневмосепаратор: 1 - вращающаяся воронка, 2 - неподвижная воронка, 3 - патрубок нагнетания воздуха, 4 -отражатель воздуха, 5 - патрубок подачи исходного материала, 6 - емкость для сбора хвостов, 7 - патрубок вывода хвостов, 8 - патрубок разгрузки концентрата, 9 - выпускной клапан
При этом, чем ниже был дебит потока воздуха, тем ниже опускалась отмеченная струя и, тем больше материала отделялось в нижнюю часть воронки. В этот период процесс перечистки практически прекращается. По достижении некоторой толщины обломков накопленный материал обрушивается в шлихоприемник.
С целью устранения указанного недостатка, была изготовлена воронка в форме остроугольного усеченного конуса (рис. 2). Диаметр воронки на верхнем и нижнем срезе составили 0,27 и 0,15 м соответственно. Площадь рабочей поверхности - 0,0525 м2. Скорость вращения 190 об/мин. Распределение материала на её поверхности стало значительно равномернее.
Таблица 1
Извлечение касситерита в сепараторе с рабочим органом без рифлей
№ Состав Выход, г Извлече- Входная скорость
опыта к-т хв ние, % потока, м/с
1 Кварц 62 938 73,01 7,50
Касситерит 73 27
2 Кварц 55 945 62,00 7,50
Касситерит 62 38
3 Кварц 70 930 64,03 7,50
Касситерит 64 36
4 Кварц 24 976 34,13 8,43
Касситерит 34 66
5 Кварц 153 847 91,98 8,43
Касситерит 92 8
6 Кварц 129 871 95,03 8,43
Касситерит 95 5
7 Кварц 8 992 8,08 9,65
Касситерит 8 92
8 Кварц 4 996 23,04 9,65
Касситерит 23 77
9 Кварц 8 992 22,09 9,65
Касситерит 22 78
В табл. 1 показаны данные по извлечению касситерита.
На следующем этапе исследований на поверхности воронки было нанесено рифление в виде винтообразных ребер высотой 3 мм с обратной навивкой относительно направления вращения воронки. Струи обломочного материала были направлены под углом к навивке рифлей.
Обломочный материал перескакивал через рифли и направлялся далее к верху, тогда как частицы касситерита и крупные обломки породы располагались на поверхности рифлей и, постепенно, сползали вдоль них, по направлению к шлихоприемнику. Результаты эксперимента показали устойчивое повышение коэффициента извлечения касситерита (табл. 2).
Рис. 2. Пневматический сепаратор с непрерывной разгрузкой: 1 - патрубок подачи исходного материала, 2 - патрубок нагнетания воздуха, 3 - вращающаяся воронка, 4 - диск метатель, 5 - патрубок разгрузки концентрата, 6 - патрубок вывода хвостов, 7 - рифли
Таблица 2
Извлечение касситерита в сепараторе с рабочим органом с рифлями
№ Состав Выход, г Извлечение, Входная
опыта к-т хв % скорость потока, м/с
1 Кварц 650 350 100 8,43
Касситерит 100 0
2 Кварц 507 493 100 9,65
Касситерит 100 0
3 Кварц 316 684 98,97 10,2
Касситерит 99 1
4 Кварц Касситерит 233 88 767 12 88,02 11,44
Проведенные исследование показали возможность упрощения конструкции пневматического сепаратора одновременно с повышением качества обогащения.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. 2188723 Российская Федерация, 7 В 07 В 7/08. Пневмосепаратор / Филиппов В.Е., Лебедев И.Ф., Матвеев А.И., Григорьев А.Н.; заявитель и патентообладатель Ин-т горн. дела Севера СО РАН. - заявл. 11.01.01; опубл. 10.09.2002, Изобретения. Полезные модели. - 2002. - № 25. - Ч. 2. - С. 348. ВТШ
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------
Гаврильев Д.М. - старший инженер,
Лебедев И. Ф. - кандидат технических наук, научный сотрудник, Филиппов В.Е. - доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник,
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, г. Якутск. [email protected].
