Результаты стендового испытания винтового пневматического сепаратора Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

----------------------------------------- © И.Ф. Лебедев, В.Е. Филиппов,

Д. М. Гаврильев, 2008

УДК 622.771.6

И.Ф. Лебедев, В.Е. Филиппов, Д.М. Гаврильев

РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВОГО ИСПЫТАНИЯ ВИНТОВОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА

Семинар № 24

Приведены результаты испытаний винтового пневматического сепаратора и установлены пути его усовершенствования.

ТЪ 2002, а затем 2004 годах прошел

А# успешные испытания центробежный пневматический сепаратор с чашеобразным рабочим органом [1]. Результаты технологических испытаний показали извлечение рудного золота до 98 % и сокращение первичного материала до 15-20 крат, что недостаточно для получения кондиционного концентрата. Необходимо дополнительное обогащение промежуточного продукта и, желательно, сухим способом. Одновременно с этим появилась проблема сухого пневматического, хотя бы предварительного, обогащения минералов средней плотности, к примеру, россыпей алмазов. На основе анализа поведения частиц в воздушном потоке остановили выбор на разработке винтового пневмосепаратора [2].

Устройство и принцип работы винтового пневмосепаратора. С целью получения предварительного экспериментального материала был изготовлен стенд винтового сепаратора (рис. 1).

Стенд винтового пневмосепаратора состоит из винтообразно уложенной разделительной полости 5. Диаметр винтового желоба составляет, мм: внутренний - 70, наружный - 300. Шаг витков 270

мм. Угол наклона витков к горизонту составляет: внутренней стенки - 50°; внешней - 16°. Длина витка по внутреннему периметру 345 мм, по внешнему - 980 мм. Желоб сверху закрыт крышкой. Конфигурация сечения рабочей полости показана на рис. 2, площадь которой составляет - 29 см2. В нижней части желоба установлены патрубок 2 для подачи исходного материала и патрубок 3 для подачи воздуха. На нижнем срезе желоба установлен приемник концентрата 4, а на верхнем срезе желоба приемник хвостов 6. Путем замеров установлено, что скорость потока вдоль внешнего - 1 периметра желоба в три раза выше, чем вдоль внутреннего - 2.

В рабочую полость 5 через патрубок 3 нагнетается воздух. Исходный материал подается в желоб через питатель 2. Поток подается с такой скоростью, чтобы частицы низкой плотности устремлялись вверх по спирали и выгружались через патрубок 6, а высокой плотности сползали вниз и попадали в накопитель концентрата через патрубок 4. Причем, потоки организованы так, что они не стал-киваются. Легкие частички попадают в высокоскоростные потоки и центробежными силами прижимаются к

Рис. 1. Лабораторный стенд винтового пневмосепаратора: А - общий вид; Б - в вертикальном разрезе

внешней стенке витков. Тяжелые минералы сползают вниз вдоль внутренней стенки и, преодолевая низкоскоростные потоки, стекают к разгру-зочному патрубку 4.

Результаты испытаний стенда винтового пневмосепаратора показали практически полное извлечение из концентратов минералов высокой плотности.

В качестве испытуемого материала средней плотности кроме обломков граната использовался концентрат россыпей с участков нижнеленских россыпей

после извлечения из него алмазов.

Испытания по обогащению граната крупностью -1,6 +1,0 мм из обломков кварцевой протолочки показало 90-95 % извлечения.

При некоторых опытах обогащения концентрата ильменита процент извлечения первоначально определялся визуальным путем. При этом извлечение составило порядка 0,75-0,8. Вместе с тем, когда определили и сравнили плотность полезного компонента в хвостах и концентрате, то обнаружили, что удельный вес «ильменита», в хвостах значительно ниже, чем в концентрате.

Дело в том, что при более внимательном изучении

2

Рис. 2. Разрез рабочей полости винтового пневмосепаратора

распределение частиц ильменита крупности (-5+2,5 мм) по толщине

“хвосты - концентрат

толщина, мм

Распределение частиц ильменита крупности (-5+2,5 мм) по ГК

“хвосты

“концентрат

ГК, см/сек

Распределение частиц ильменита крупности (-2,5+1,6 мм) по ГК

—хвосты

—концентрат

ГК, см/сек

Рис. 3. Распределение частиц ильменита крупности -5+2,5 мм по толщине

Рис. 4. Распределение частиц ильменита крупности -5+2,5 мм по ГК

Рис. 5. Распределение частиц ильменита крупности (2,5+1,6 мм) по ГК

Рис. 6. Зависимость извлечения минеральных частиц различной плотности в винтовом и центробежном пневмосепараторе, класс крупности минеральных зерен -1,6+0,5 мм

концентрат состоит, в основном, из ильменита (плотность - 4,7 г/см3), но не в виде отдельных зерен, а в виде агрегатов тонких песчинок сцементированных силикатами и карбо-натами. При этом во многих агрегатах цементирующая составляющая выщелочена и поэтому довольно часто имеют плотность ниже, чем у кварца и карбонатов

Отсюда мы можем сделать заключение, что минералы средней плотности во всех опытах улавливались с коэффициентом извлечения выше 0,9. Об этом же свидетельствуют усредненные величины плотности хвостов. Плотность ильменита в хвостах ниже кварца (2,65 г/см3) и иногда составляли всего лишь 2,42 г/см3.

До определения плотности «ильменита», с целью установления причин попа-

дания полезного компонента в хвосты были определены такие взаимосвязанные величины как их толщина и гидравлическая крупность (ГК) [3]. Результаты замеров показаны на рис. 3-5. На рисунках видно, что как толщина, так и ГК минеральных частиц в хвостах ниже, чем в кон-центрате.

На рис. 6 показана возможность пневматической сепарации минерального сырья в широком диапазоне плотности и крупности минералов (от асбеста до золота). Достигнута высокая степень извлечения минералов средней плотности в пневмосепараторе нового типа (винтовом) (1) по сравнению с прямо-

1. Матвеев А.И., Филиппов В.Е., Григорьев

A.Н., Лебедев И.Ф., Федосеев С.М., Винокуров

B. Р. Результаты испытания пневмосепаратора П0С-2000 // Материалы научн-техн. конф. «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья».- Екатеринбург: Изд-во АМБ. - 2003.-. С. 140-144.

2. Патент № 2194581. Винтовой пневмосепаратор./ Филиппов В.Е., Лебедев И.Ф., Мат-

точным пневмосепаратором (2). Определены направления совершенствования новых пневмосепараторов.

В целом, в результате проведенных исследований установлено, что применение винтового пневмосепаратора позволит применять сухую:

- доводку концентратов тяжелых минералов;

- пневмосепарацию минералов средней плотности (алмазы, циркон, титансодержащие минералы и др.).

Кроме этого, в процессе исследований установлены пути, усовершенствования рассмотренного нового типа пневматического сепаратора.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

веев А.И., Григорьев А.Н. /Ин-т горн. Дела Севера СО РАН.- Заявл.11.01.01; Опубл. 20.12.02// Изобрет. Полезные модели. - 2002. -№35.

3. Филиппов В.Е., Еремеева Н.Г., Слепцова Е. С. Гидравлическая крупность россыпного золота // Обогащение руд. - 2003. - № 5. - С. 22-23. ЕШ

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Лебедев И. Ф. - научный сотрудник,

Филиппов В.Е. - доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, Гаврильев Д.М. - аспирант,

Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, г. Якутск.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 24 симпозиума «Неделя горняка-2001». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.И. Морозов.