Результат интеллектуальной деятельности: ШЛЮЗ С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПРОФИЛЕМ ЖЁЛОБА (ШЛЮЗ "ЁЛОЧКА")

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения руд и песков, содержащих мелкое золото, на обогатительных фабриках, драгах и промывочных приборах.

Известен шлюз, представляющий собой желоб прямоугольного сечения с параллельными бортами, на дно которого уложены резиновые коврики и трафареты, предназначенные для улавливания (удержания) осевших тяжелых минералов. Тяжелые минералы оседают между трафаретами на коврик и периодически удаляются (процесс съемки или сполоска концентрата); на это время работа шлюза останавливается (Оборудование и технология обогащения песков россыпных месторождений золота / Справочное пособие. В.К. Прейс, Магадан, «Кордис», 2002 г. - 295 с.).

Недостатками данного шлюза являются низкое извлечение мелких ценных частиц драгметаллов из-за высокой турбулентности потоков пульпы и заэфеливание (заиливание) улавливающей поверхности шлюза трафаретов (ковриков), применение ручного труда для сполоска (съемки) шлюзового концентрата и необходимость остановки работы шлюза при выполнении данной операции, использование улавливающих покрытий (ковриков), отсутствие возможности регулировки выхода концентрата.

Известен шлюз для обогащения полезных ископаемых, включающий желоб, установленный с возможностью колебаний относительно его продольной оси, и трафареты.

Желоб выполнен в поперечном сечении с переменной кривизной и снабжен закрылками, жестко закрепленными на его бортах, и образующий с ними перевернутую емкость. При этом желоб в поперечном сечении выполнен в виде полуэллипса в загрузочной части, плавно переходящий в полуокружность в разгрузочной части (Патент №2147466 от 15.01.1998, B03B 5/70).

Недостатками данного шлюза являются: низкая степень концентрации ценных компонентов в товарном продукте (концентрате) в связи с большим выходом концентрата и отсутствие возможности регулирования его выхода, невысокий уровень извлечения мелких ценных частиц драгметаллов (мельче 0,25-0,1 мм) из-за турбулентности потоков, связанной с вибрацией желоба, и сложность конструкции аппарата, требующих применения специальных устройств и электродвигателей для придания колебательных движений желобу.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является обогатительный желоб, суживающийся в направлении движения гидросмеси и имеющий разгрузочные отверстия на всю ширину плоского днища. Днище выполнено из двух расположенных одна над другой плоскостей, верхняя плоскость жестко связана с бортами обогатительного желоба, а нижняя плоскость установлена с возможностью перемещения и фиксирования в заданном положении с помощью распорных устройств в пазах кронштейнов (Патент №2166995 от 21.12.1999, B03B 5/70).

Недостатками данного аппарата являются: невысокая степень концентрации частиц драгметаллов и низкий уровень их извлечения в товарный продукт, т.к. сужение желоба по направлению движения гидросмеси приводит к увеличению скорости потока пульпы, повышению его турбулентности, что не позволяет мелким ценным тяжелым частицам достигнуть дна перфорированного верхнего днища и через разгрузочные отверстия, которые могут быть забиты, перейти в товарный продукт (концентрат), необходимость ограничения, регулировки и постоянного контроля максимального линейного разгрузочного отверстия в связи с возможностью их запрессовывания (забивки) частицами породы, что невозможно сделать без остановки работы аппарата, сложность конструкции.

Задача изобретения - повышение эффективности обогащения материала, содержащего ценные тяжелые минералы (драгметаллы) и увеличение извлечения в концентрат их мелких частиц, обеспечение возможности регулировки выхода и качества концентрата (товарной продукции) и упрощение конструкции аппарата.

Технический результат - улучшение условий сегрегации ценных тяжелых частиц за счет периодических изменений гидродинамического режима потока пульпы, текущей по шлюзу, имеющему различный изменяющийся по ходу движения пульпы профиль желоба, ширина которого увеличивается по направлению движения пульпы к устройству для разгрузки концентрата, что повышает эффективность обогащения материала, содержащих драгметаллы.

Поставленная задача достигается тем, что в шлюзе с изменяющимся профилем желоба (шлюз "Елочка"), включающем загрузочный узел, трапециевидный желоб с бортами и плоским днищем, состоящим из двух плоскостей, расположенных одна над другой, одна из плоскостей днища жестко закреплена с бортами желоба и разгрузочное устройство с разгрузочными отверстиями на ширину днища, согласно изобретению шлюз содержит не менее двух желобов, каждый из которых выполнен расширяющимся по ходу движения пульпы и соединен своей торцевой частью со следующим желобом через дополнительную вставку, представляющую собой продолжение нижней плоскости днища от широкой к узкой части, под вставкой расположены приемно-разгрузочные устройства, причем нижние плоскости днищ жестко соединены с бортами шлюза и установлены с зазором относительно верхних плоскостей днищ, которые выполнены по форме нижних плоскостей днищ в виде решетки, состоящей из двух частей, шарнирно закрепленных в торцах желоба, снабженной направляющими пластинами, установленными на поверхности решеток, при этом величина зазора больше ширины поперечных щелевидных отверстий верхних плоскостей - решеток днища желобов. Приемно-разгрузочные устройства снабжены запорными узлами.

Наличие зазора между плоскостями желобов позволяет проникать туда тяжелой фракции обогащаемого материала, содержащей частицы драгметаллов, и перемещаться к приемно-разгрузочным устройствам, которые установлены в конце широкой части каждого желоба и выполнены на всю ширину их нижних плоскостей.

Верхняя плоскость выполнена в виде решетки, установленной на определенном расстоянии от нижней плоскости днища и состоящей из двух частей, каждая из которой шарнирно закреплена на противоположных торцах шлюза, что позволяет поднимать указанные части решетки в противоположные стороны и осуществлять контроль пространства межплоскостного зазора, а на поверхности верхней плоскости каждого трапециевидного желоба по ходу течения пульпы установлены направляющие пластины, позволяющие сохранить транспортирующую способность потока пульпы при его расширении, что предотвращает заэфеливание шлюза и обеспечивает его работу в оптимальных условиях.

Каждое приемно-разгрузочное устройство имеет запорный узел, который позволяет регулировать вывод концентрата шлюза на переработку и изменять количество получаемого шлюзового концентрата.

Указанная конструкция шлюза обеспечивает периодические изменения скорости, глубины и турбулентности потока пульпы, содержащих драгметаллы, с уменьшением их величины при прохождении пульпы от суживающейся к расширяющейся частям каждого желоба с выводом подрешетного материала (концентрата), содержащего драгметаллы, из каждого объема обогащаемого материала, поступающего на следующий желоб, что способствует интенсификации процесса обогащения песков с усилением явлений сегрегации частиц различной плотности и крупности, и более полному извлечению в товарный продукт (концентрат) частиц драгметаллов, особенно его мелких фракций. Наличие межплоскостного зазора обеспечивает непрерывное перемещение по нижней сплошной плоскости шлюза ценных тяжелых частиц драгметаллов, выпавших в указанное пространство из потока пульпы, протекающей по верхней перфорированной плоскости (решетке) шлюза с последующей их концентрацией (накоплением) в приемно-разгрузочном устройстве и выводе из него концентрата на переработку через регулируемое с помощью запорного устройства отверстие.

Отличительные признаки неизвестны и очевидным образом не вытекают из уровня техники.

На фиг. 1 приведен вид шлюза "Елочка" сбоку;

На фиг. 2 - сечение по B-B фиг. 3;

На фиг. 3 - вид шлюза "Елочка" сверху;

На фиг. 4 - вид по A фиг. 3;

На фиг. 5 - общий вид шлюза "Елочка".

Шлюз состоит из загрузочного устройства 1, прилегающего к узкой части последовательно соединенных между собой трапециевидных желобов 2, днище которых состоят из нижней 3 и верхней 4 плоскостей. Нижняя плоскость 3 жестко связана с бортами 5 трапециевидных желобов 2 и является сплошной, в месте соединения желобов 2 (от широкой части к узкой) имеется дополнительная вставка 6, под которой установлены приемно-разгрузочные устройства 7 с запорным узлом 8. Верхняя плоскость 4 установлена с зазором 9 относительно нижней плоскости 3 днища. Верхняя плоскость 4 выполнена в виде решетки (трафарета), состоящей из двух частей, шарнирно закрепленных на противоположных торцах каждого желоба 2, а на поверхности верхней плоскости 4 каждого трапециевидного желоба 2 по ходу течения пульпы установлены направляющие пластины 10, делящие текущую по верхней плоскости пульпу не менее чем на три части, что способствует стабилизации потока пульпы при ее движении (течении) к расширяющейся части трапециевидного желоба 2 и сохранению ее транспортирующей способности, предотвращает заэфеливание шлюза и способствует его работе в оптимальных условиях. С целью регулировки вывода концентрата из приемно-разгрузочного устройства 7 установлены запорные узлы 8, а в устройство 7 с противоположной стороны установленного запорного узла 8 (с торца) для смыва концентрата из приемно-разгрузочного, устройства 7 через патрубок 11 подается технологическая вода. Величина зазора 9 больше ширины поперечных щелевидных отверстий верхних плоскостей - решеток 4 днища желобов 2.

Шлюз "Елочка" работает следующим образом. Пульпа (питание) подается в загрузочное устройство 1, из которого поступает в самую узкую часть первого трапециевидного желоба 2 с последующим переходом на верхнюю расширяющуюся плоскость 4 желоба 2, продвигаясь к ее широкой части, вследствие чего скорость потока, глубина и турбулентность уменьшаются, что способствует более эффективному (полному) осаждению мелких частиц драгметаллов из потока пульпы в межплоскостной зазор 9 и на нижнюю сплошную плоскость 3 желоба 2. Установленные на верхней плоскости по ходу течения пульпы направляющие пластины 10 позволяют создать на поверхности верхних плоскостей 4 транспортирующие потоки, способные перемещать твердый материал по верхней плоскости 4 желоба 2, что предотвращает его заэфеливание твердой фазой пульпы. Выпавшие из пульпы частицы драгметаллов и других тяжелых минералов, попав на дно нижней плоскости 3 трапециевидного желоба 2, перемещаются по нему по ходу движения пульпы и попадают в приемно-разгрузочное устройство 7, из которого с помощью запорных узлов 8 и смывной воды, поступающей из патрубков 11, выводятся наружу на дальнейшую переработку. Оставшаяся часть материала (пульпы), выходящая из широкой части первого трапециевидного желоба 2 и потерявшая часть твердого и жидкости, вновь попадает в узкую часть следующего трапециевидного желоба 2, что способствует кратковременному увеличению скорости потока пульпы, увеличению турбулентности и ускорению процессов сегрегации частиц в данный момент времени с последующим плавным снижением скорости потока по мере продвижения пульпы по расширяющейся по ходу движения пульпы верхней плоскости желоба 4 и уменьшению турбулентности потока, что приводит к повторению процесса осаждения ценных драгметаллов на дно нижней плоскости 3 трапециевидного желоба 2, описанного выше.

Таким образом, за счет периодического изменения гидродинамики потока пульпы, текущей по шлюзу "Елочка" (скорость, глубина, турбулентность потока), создаются благоприятные, оптимальные условия извлечения частиц драгметаллов различной морфологии и крупности, включая их пластинчатые, трудноизвлекаемые формы и мелкозернистые фракции (мельче 0,25-0,1 мм), а сама конструкция шлюза создает и сохраняет на протяжении всего процесса обогащения указанные оптимальные условия без использования дополнительных материалов и устройств (вибрация, коврики и др.).