PL235390B1 - Sposób i układ urządzeń do klasyfikacji zawiesin skruszonych surowców mineralnych, zwłaszcza surowców skalnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ urządzeń do klasyfikacji zawiesin skruszonych surowców mineralnych, zwłaszcza surowców skalnych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 211663 sposób i układ urządzeń do pozyskiwania i rozdziału drobnoziarnistych koncentratów minerałów ilastych, zwłaszcza haloizytowych.

Sposób według znanego wynalazku polega na tym, że odpowiednia dla optymalnego zagęszczenia zawiesiny wodno-mineralnej, wynoszącego 100-150 g/l porcja materiału ilastego surowego, pozyskiwanego ze złoża, rozdrobnionego i przesianego na sicie, korzystnie o wymiarze oczka 0 25, podaje się podajnikiem mechanicznym (np. taśmowym, wibracyjnym, zgrzebłowym itp.) do rząpia zasypowego, a z niego, wraz z wodą dozowaną dozownikiem, do okresowo zamkniętego obiegu, składającego się z pompy wirowej i wirowego urządzenia dezintegrującego, skąd zawiesinę wodno-mineralną podaje się przez mieszalnik, stanowiący również urządzenie dozujące, na wzbogacalnik spiralny, z którego produkt ciężki podaje się do zbiornika sedymentacyjnego, a produkt lekki likowany w zbiorniku podaje się pompą wirową na hydrocyklon klasyfikująco-zagęszczający, z którego produkt lekki (przelew) podaje się do zbiornika sedymentacyjnego i poddaje się sedymentacji naturalnej lub z użyciem flokulanta dozowanego dozownikiem, a produkt ciężki (wylew) podawany jest do zbiornika sedymentacyjnego. Układ urządzeń według znanego wynalazku do pozyskiwania i rozdziału drobnoziarnistych koncentratów minerałów ilastych składający się z przesiewacza, podajnika taśmowego, rząpia zasypowego, dozownika wody, pompy wirowej, wirowego urządzenia dezintegrującego z przegrodą sitową, pracującego w ośrodku wodnym, mieszalnika podającego zawiesinę wodno-haloizytową na wzbogacalnik spiralny, spiralnego wzbogacalnika typu Reicherta rozdzielającego zawiesinę na dwa produkty, zbiornika pośredniego produktu lekkiego, z wzbogacalnika spiralnego, z którego zasilana jest pompa hydrocyklonu, pompy wirowej podającej produkt lekki wzbogacalnika spiralnego na hydrocyklon, hydrocyklonu klasyfikująco-zagęszczającego, zbiornika sedymentacyjnego końcowego produktu lekkiego (przelewu) z hydrocyklonu, zbiornika sedymentacyjnego produktu ciężkiego (wylewu) z hydrocyklonu, zbiornika produktu ciężkiego z wzbogacalnika spiralnego i dozownika flokulanta posiada również okresowo zamykany obieg mieszaniny wodno-mineralnej z szeregowo połączonymi: pompą wirową i wirowym urządzeniem dezintegrującym pracującym w ośrodku wodnym z przegrodą sitową, korzystnie o otworach 06 mm.

Znany jest z karty katalogowej spółki STALBUDOM sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie piaskownik pionowy o przepływie wirowym, w którym podstawowym organem roboczym jest dwupłaszczowy bęben. Znany piaskownik ma kształt walca połączonego ze stożkową komorą osadczą.

Sposób klasyfikacji zawiesin skruszonych surowców mineralnych polega według wynalazku na tym, że w pierwszej kolejności skruszony surowiec mineralny zmieszany z wodą stanowiący mieszaninę wodno-mineralną o stężeniu procentowym Cp, podaje się z wydajnością przepływu q1 do piaskownika dla oddzielenia od wody rozdrobnionego surowca mineralnego o rozmiarze cząsteczki d1 wykorzystując przy tym zjawisko sedymentacji połączonej z ruchem wirowo-zstępującym, następnie osadzający się w części stożkowej piaskownika częściowo odwodniony rozdrobniony surowiec mineralny - produkt ciężki o rozmiarze cząsteczki d1 transportuje się za pomocą pompy z wydajnością przepływu q2 do hydrocyklonu, w którym uzyskuje się rozdrobniony surowiec mineralny o rozmiarze cząsteczki d2, tak przygotowany rozdrobniony surowiec mineralny kieruje się następnie do przesiewacza, gdzie uzyskuje się rozdrobniony surowiec mineralny o pożądanym rozmiarze cząsteczek d3 Z króćca przelewowego piaskownika i z króćca przelewowego hydrocyklonu mieszaninę wodno-mineralną - produkt lekki transportuje się do zbiornika sedymentacyjnego, natomiast z króćca przelewowego przesiewacza mieszaninę wodno-mineralną - produkt lekki kieruje się do króćca wlotowego piaskownika).

Korzystnie jest, jeżeli stężenie procentowe Cp mieszaniny wodno-mineralnej spełnia zależność:

1% < Cp < 20%.

Pozytywnie jest, jeżeli wydajność przepływu q1 spełnia zależność: 5 m³/h < q1 < 1000 m³/h, a relacja wydajności przepływu q2 względem wydajności przepływu q1 spełnia zależność:

PL 235 390 Β1 ¢2

..... ₁

Q1

Wskazane jest, jeżeli rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego di spełnia zależność:

mm < di < 2,25 mm, a rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego d2 względem rozmiaru cząsteczki di spełnia zależność:

d₂

0,1 £ < 1 di

Natomiast rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego da względem rozmiaru cząsteczki d2 spełnia zależność:

d.3

0,1 < < 1.

d₂

Układ urządzeń do klasyfikacji zawiesin skruszonych surowców mineralnych zawiera piaskownik wyposażony w co najmniej dwa króćce wlotowe nachylone pod kątem a w stosunku do prostej prostopadłej do stycznej części walcowej piaskownika o średnicy wewnętrznej D2 oraz co najmniej jeden króciec przelewowy nachylony pod kątem β w stosunku do płaszcza górnego piaskownika, przy czym w przestrzeni wewnętrznej części walcowej piaskownika zainstalowana jest kierownica strugi o średnicy wewnętrzne Di.

Korzystnie jest, jeżeli kąt a zawiera się w przedziale: 85° < a < 95°, a kąt β zawiera się w przedziale: 0° < β < 25°.

Wskazane jest, jeżeli kierownica strugi zainstalowana jest pomiędzy króćcem wlotowym, a króćcem przelewowym. Pomiędzy średnicą Di, a średnicą D2 zachodzi relacja:

□i

------.... >1,5

D₂ — Di

Pozytywnym jest, jeżeli w przekroju poprzecznym wzdłuż płaszczyzny A-A kierownica strugi ma kształt kątownika o kącie γ zawierającym się w przedziale: 90°< γ < 180°, natomiast w innym przykładzie wykonania w przekroju poprzecznym wzdłuż płaszczyzny B-B kierownica strugi ma kształt wycinka sfery kuli.

Sposób według wynalazku pozwala uzyskać zakładany produkt z zaplanowaną wydajnością realizowaną w układzie urządzeń pracujących z dużą niezawodnością.

Układ urządzeń zgodnie z wynalazkiem ma prostą i zwartą konstrukcję, w której zdecydowanie ograniczono części ruchome lub wirujące, co nieoczekiwanie wpłynęło na niską awaryjność oraz wpłynęło na ograniczenie zużycia energii elektrycznej. Oszczędności w zużyciu energii elektrycznej w stosunku do znanych urządzeń dochodzą nawet do 50%. Układ cechuje się również dużą elastycznością w zakresie podawania mieszaniny wodno-mineralnej.

Sposób według wynalazku w przykładzie realizacji jest bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu urządzeń procesu technologicznego.

PL 235 390 Β1

Układ urządzeń według wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig: 2 przedstawia widok piaskownika 1 w rzucie aksonometrycznym, fig. 3 przedstawia piaskownik 1 w rzucie bocznym, fig. 4 przedstawia piaskownik 1 w rzucie z góry, fig. 5 przedstawia piaskownik 1 w przekroju poprzecznym wzdłuż płaszczyzny A-A zaznaczonej na fig. 4, a fig. 6 przedstawia powiększony widok B piaskownika 1 zaznaczony na fig. 5.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w pierwszej kolejności skruszony surowiec mineralny wraz z wodą stanowiący mieszaninę wodno-mineralną o stężeniu procentowym C_P spełniającym zależność: 1% < C_P < 20% podaje się do piaskownika 1 z wydajnością przepływu qi spełniającej zależność: 5 m³/h < qi < 1000 m³/h poprzez króćce wlotowe 2 wykonane stycznie do części walcowej 3 o średnicy wewnętrznej D2 piaskownika 1. W części walcowej 3 zainstalowana jest kierownica strugi 4 umożliwiająca oddzielenie wody od rozdrobnionego surowca mineralnego o rozmiarze cząsteczki di spełniającej zależność: 0 mm < di < 2,25 mm wykorzystując przy tym zjawisko sedymentacji połączonej z ruchem wirowo-zstępującym. W dalszej kolejności osadzający się w części stożkowej 5 piaskownika 1 częściowo odwodniony rozdrobniony surowiec mineralny - produkt ciężki o rozmiarze cząsteczki di za pomocą pompy 6 transportuje się za pomocą pompy z wydajnością przepływu q2 do hydrocyklonu 7, przy czym relacja wydajności przepływu q2 do wydajności przepływu qi spełnia zależność:

q₂

..... > ₁ qi

W hydrocyklonie 7 uzyskuje się rozdrobniony i w dużej części odwodniony rozdrobniony surowiec mineralny o rozmiarze cząsteczki d2 spełniającej względem rozmiaru cząsteczki di następującą zależność:

d₂

0,1 < < 1 di

Przygotowany w ten sposób rozdrobniony surowiec mineralny kieruje się następnie do przesiewacza 8, gdzie uzyskuje się rozdrobniony surowiec mineralny o wymaganym stopniu wilgotności i wymaganym rozmiarze cząsteczki da spełniającej względem rozmiaru cząsteczki d2 zależność:

d₃

0,1 £..... £ 1 d₂

Z króćca przelewowego 9 piaskownika 1 i z króćca przelewowego 10 hydrocyklonu 7 mieszaninę wodno-mineralną - produkt lekki transportuje się do zbiornika sedymentacyjnego 11, natomiast z króćca wypływowego 12 zainstalowanego w wannie ociekowej 13 przesiewacza 8 mieszaninę wodno-mineralną transportuje się do króćca wlotowego 2 piaskownika 1.

Piaskownik 1 wyposażony jest w co najmniej dwa króćce wlotowe 2 nachylone pod kątem a w stosunku do prostej prostopadłej 14 do stycznej 15 części walcowej 3 piaskownika 1. Kąt a spełnia zależność: 85° < a < 95°. Co najmniej jeden króciec przelewowy 9 piaskownika 1 usytuowany jest w części walcowej 3 piaskownika 1 powyżej króćców wlotowych 2, z tym, że króciec przelewowy 9 nachylony jest pod kątem β spełniającym zależność: 0° < β < 25° w stosunku płaszcza górnego 17, 16 piaskownika 1. W piaskowniku 1 w jego przestrzeni wewnętrznej części walcowej 3 o średnicy wewnętrznej D2 pomiędzy króćcem przelewowym 9 a króćcem wlotowym 2 zainstalowana jest kierownica strugi 4 o średnicy wewnętrznej Di. Pomiędzy średnicami D2 i Di zachodzi: relacja:

PL 235 390 Β1

Di _>1;5

D₂ —

Kierownica strugi 4 w jednym przykładzie wykonania ma w przekroju poprzecznym wzdłuż płaszczyzny A-A kształt kątownika o kącie γ zawierającym się w przedziale: 90° < γ < 180°, a w innym przykładzie wykonania w przekroju poprzecznym wzdłuż płaszczyzny B-B kierownica strugi 4 ma kształt wycinka sfery kuli.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób klasyfikacji zawiesin skruszonych surowców mineralnych, zwłaszcza surowców skalnych polegający na tym, że skruszony surowiec mineralny kieruje się wraz z wodą do hydrocyklonu, a w dalszej kolejności do przesiewacza, znamienny tym, że w pierwszej kolejności skruszony surowiec mineralny wraz z wodą stanowiący mieszaninę wodno-mineralną o stężeniu procentowym C_P, podaje się z wydajnością przepływu qi do piaskownika (1) mieszaninę wody z rozdrobnionym surowcem mineralnym dla oddzielenia od wody rozdrobnionego surowca mineralnego o rozmiarze cząsteczki di wykorzystując przy tym zjawisko sedymentacji połączonej z ruchem wirowo-zstępującym, następnie osadzający się w części stożkowej (5) piaskownika (1) częściowo odwodniony rozdrobniony surowiec mineralny - produkt ciężki o rozmiarze cząsteczki di, transportuje się za pomocą pompy (6) z wydajnością przepływu q2 do hydrocyklonu (7), w którym uzyskuje się rozdrobniony i w dużej części odwodniony surowiec mineralny o rozmiarze cząsteczki d2, tak przygotowany rozdrobniony surowiec mineralny kieruje się następnie do przesiewacza (8), gdzie uzyskuje się rozdrobniony surowiec mineralny o wymaganym stopniu wilgotności i pożądanym rozmiarze cząsteczek ds, przy czym z króćca przelewowego (9) piaskownika (1) i z króćca przelewowego (10) hydrocyklonu (7) mieszaninę wodno-mineralną - produkt lekki transportuje się do zbiornika sedymentacyjnego (11), natomiast z króćca wypływowego (12) zainstalowanego w wannie ociekowej (13) przesiewacza (8) mieszaninę wodno-mineralną - produkt lekki kieruje się do króćca wlotowego (2) piaskownika (1).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie procentowe C_P mieszaniny wodnomineralnej spełnia zależność:

   1%<C_P<20%.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wydajność przepływu qi spełnia zależność:

   5 m³/h < qi < 1000 m³/h.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że relacja wydajności przepływu q2 względem wydajności przepływu qi spełnia zależność:

   q2

   ..... ₁ qi
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego di spełnia zależność:

   0 mm < di <2,25 mm.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego d2 względem rozmiaru cząsteczki di spełnia zależność:

   PL 235 390 Β1 ^2

   0,1 < < 1 di
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozmiar cząsteczki rozdrobnionego surowca mineralnego da względem rozmiaru cząsteczki d2 spełnia zależność:

   CI3

   0,1 ..... < 1 d₂
8. 8. Układ według wynalazku do klasyfikacji zawiesin zmielonych skruszonych surowców mineralnych, zwłaszcza surowców skalnych składający się z pompy, hydrocyklonu i przesiewacza, znamienny tym, że ma piaskownik (1) wyposażony w co najmniej dwa króćce wlotowe (2) nachylone pod kątem a w stosunku do prostej prostopadłej (14) do stycznej (15) części walcowej (3) piaskownika (1) o średnicy wewnętrznej D2 oraz co najmniej jeden króciec przelewowy (9) nachylony pod kątem β w stosunku do płaszcza górnego (17, 16) piaskownika (1), przy czym w przestrzeni wewnętrznej części walcowej (3) piaskownika (1) zainstalowana jest kierownica strugi (4) o średnicy wewnętrznej Di.
9. 9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że kąt a zawiera się w przedziale: 85° < a < 95°.
10. 10. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że kąt β zawiera się w przedziale: 0° < β < 25°.
11. 11. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że kierownica strugi (4) zainstalowana jest pomiędzy króćcem przelewowym (9), a króćcami wlotowymi (2).
12. 12. Układ według zastrz. 8 albo zastrz. 11, znamienny tym, że w przekroju A-A kierownica strugi (4) ma kształt kątownika o kącie γ.
13. 13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że kąt γ zawiera się w przedziale: 90° < γ < 180°.
14. 14. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że pomiędzy średnicą Di, a średnicą D2 zachodzi relacja:

    Di

    ---------- >1,5

    D₂ - D-i
15. 15. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że w przekroju poprzecznym B-B kierownica strugi (4) ma kształt wycinka sfery kuli.