ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК B03D1/24 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых способом флотации в колонных машинах и может быть использовано при переработке рудного и нерудного сырья, а также при очистке сточных вод.

Известная пневматическая флотационная машина (1), включающая цилиндрическую камеру, выполненную в виде колонны, верхняя часть которой снабжена кольцевым пеносборником, приспособление для загрузки пульпы и устройство переливного типа для разгрузки хвостов, присоединенное своим входным отверстием к нижней части колонны, аэратор, расположенный в нижней части колонны.

Недостатком известной машины являются колебания уровня подпенного слоя пульпы в цилиндрической камере, а следовательно, и ухудшение условий пеносъема от изменения расхода аэрирующего воздуха, реологии среды и расхода исходного питания. Все эти параметры влияют на величину среднего объемного газосодержания флотационной системы, находящейся в цилиндрической камере. При изменении среднего газосодержания флотационной системы, учитывая, что гидростатическое давление в цилиндрической камере в зоне разгрузки камерного продукта всегда сохраняется постоянным, уровень подпенного слоя будет меняться и соответственно будут меняться условия пеносъема. Даже при изменении среднего газосодержания на 1% от номинального и при высоте цилиндрической камеры, составляющей 8 м, уровень подпенного слоя пульпы изменится на 8 см. В реальных условиях флотации изменение величины среднего объемного газосодержания может достигать пяти и более процентов. При таких больших колебаниях газосодержания нарушается нормальная работа машины. Особенно для тех флотационных процессов, где оптимальная толщина пенного слоя составляет всего несколько сантиметров.

Известна пневматическая флотационная машина (2), включающая вертикально расположенную колонну с приспособлениями для загрузки исходной пульпы и ввода аэрирующего воздуха. В верхней части колонны установлен кольцевой пеносборник с днищем, а к средней части колонны присоединено своим входным отверстием устройство переливного типа для разгрузки хвостов, имеющее сливное отверстие.

Недостатком известной машины является отсутствие постоянных условий пеносъема ввиду колебаний уровня подпенного слоя пульпы в колонне, происходящих по причине изменения расхода аэрирующего воздуха, реологических свойств среды и от расхода исходного питания. В реальных условиях флотации при колебаниях указанных параметров меняется уровень подпенного слоя пульпы и нарушаются условия пеносъема, что приводит к нарушению нормальных условий работы машины. Для обеспечения нормальной работы машины необходима система автоматического регулирования уровня подпенного слоя.

Задачей изобретения является обеспечение постоянных условий пеносъема за счет стабилизации уровня подпенного слоя колонных флотационных машин в условиях изменения расходов аэрирующего воздуха и исходного питания, а также в случаях изменения реологических свойств среды.

Сущность изобретения заключается в том, что в пневматической флотационной машине, содержащей вертикальную камеру, кольцевой пеносборник с днищем, устройство переливного типа для разгрузки хвостов с входным и сливным отверстиями, приспособления для загрузки пульпы и ввода аэрирующего воздуха, согласно изобретению внутри пеносборника на его днище концентрично колонне установлена цилиндрическая обечайка, верхняя кромка которой расположена выше верхней кромки колонны, входное отверстие устройства для загрузки хвостов выполнено в днище пеносборника и расположено между колонной и обечайкой, а его сливное отверстие расположено между уровнями расположения верхних кромок и обечайки.

Благодаря тому, что между колонной и обечайкой образовано дополнительное пространство с выходом в его нижней части, аэрированная пульпа при своем радиальном движении из колонны в направлении кольцевого пеносборника успевает разделиться на минерализованную пену и пульпу, лишенную газовых пузырьков и содержащую камерный продукт. Минерализованная пена переливается в кольцевой пеносборник через кромку обечайки, а деаэрированная пульпа опускается в кольцевое пространство между обечайкой и колонной и далее через входное отверстие устройства для разгрузки хвостов поступает к его сливному отверстию, расположенному на высоте предполагаемого уровня подпенного слоя пульпы. Таким образом, аэрированная пульпа не имеет возможности попасть в пространство, ограниченное обечайкой, поэтому в этом пространстве находится деаэрированная пульпа, уровень которой соответствует уровню перелива хвостов из разгрузочного отверстия. А так как разделение газовой и жидкой фаз происходит в очень тонком горизонтальном слое пены, то уровень подпенного слоя практически совпадает с уровнем деаэрированной пульпы, находящейся в пространстве между обечайкой и колонной. Следовательно, уровень подпенного слоя будет стабильно поддерживаться на уровне перелива деаэрированной пульпы, то есть на уровне расположения сливного отверстия устройства для разгрузки хвостов. Благодаря этому, условия пеносъема будут поддерживаться постоянными независимо от изменения расхода пульпы и ее объемного газосодержания в колонне, а также от изменения ее реологических свойств, что позволит эффективно вести процесс пеносъема даже при малых толщинах пенного слоя.

На чертеже схематично показано продольное сечение верхней части колонной флотационной машины.

Колонная флотационная машина содержит вертикальную колонну 1, снабженную размещенным в ее верхней части кольцевым пеносборником 2, имеющим наклонное днище 3. Внутри пеносборника 2 на его днище 3 концентрично колонне 1 установлена цилиндрическая обечайка 4, которая образует с колонной 1 кольцевое пространство 5, а верхняя ее кромка расположена выше верхней кромки колонны 1. В наклонном днище 3 между колонной 1 и обечайкой 4 выполнено входное отверстие 6, к которому присоединено устройство 7 переливного типа для разгрузки хвостов, сливное отверстие 8 которого расположено между уровнями расположения верхних кромок колонны 1 и обечайки 4. Пеносборник имеет патрубок 9 для выгрузки пенного продукта. Машина снабжена приспособлениями для загрузки исходной пульпы и ввода аэрирующего воздуха (на чертеже не показаны).

Предложенная флотационная машина работает следующим образом.

В колонну 1 непрерывно подают исходную пульпу и аэрирующий воздух. Аэрированая пульпа, непрерывно поднимаясь вверх по колонне 1, изменяет направление своего движения с вертикального на горизонтальное при перетекании через верхнюю кромку колонны 1. При горизонтальном движении аэрированной пульпы в направлении обечайки 4 происходит интенсивное разделение ее на газовую и жидкую фазы с образованием минерализованной пены. Образовавшаяся пена собирается на поверхности подпенного слоя пульпы в пространстве 5, ограниченном стенками 4 и через ее верхнюю кромку разгружается в периферийную зону кольцевого пеносборника 2, откуда удаляется через патрубок 9. Диаметр и высота стенок обечайки 4 выбраны такими, что газовая фаза практически не может попасть в зону, расположенную ниже уровня подпенного слоя, находящегося выше пространства 5, заключенного между колонной 1 и обечайкой 4. Деаэрированная пульпа, содержащая камерный продукт, перетекает через входное отверстие 6 в устройство 7 и заполняет его по принципу сообщающихся сосудов до уровня расположения его сливного отверстия 8 и удаляется через него. Окончательное разделение газовой и жидкой фаз происходит в очень тонком горизонтальном слое пены, находящемся в кольцевом пространстве 5. Высоту расположения уровня подпенного слоя пульпы определяет высота расположения уровня подпенного слоя деаэрированной пульпы, который, в свою очередь, определяется уровнем расположения сливного отверстия 8 устройства 7 для разгрузки хвостов. Так как высота расположения отверстия 8 не изменяется, а в разгружаемую из пространства 5 обечайки 4 пульпу не попадает газовая фаза, т. е. ее плотность не зависит от степени газонасыщенности аэрированной пульпы, а также от ее реологических свойств и от расхода исходной пульпы, находящейся в колонне 1, то условия разгрузки камерного продукта будут измененными, а значит и уровень подпенного слоя деаэрированной пульпы в пространстве 5 не будет изменяться. Этим самым обеспечены постоянные условия пеносъема, что позволяет производить эффективно такие процессы флотации, для которых оптимальная толщина пенного слоя составляет сантиметры. Кроме того, при горизонтальном движении аэрированной пульпы и минерализованной пены в сторону обечайки 4 создаются благоприятные условия для осыпания пустой породы, что повышает качество получаемого концентрата из пенного продукта.

Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность: пневматическая флотационная машина включает вертикальную колонну, приспособления для загрузки пульпы и ввода воздуха, кольцевой пеносборник с днищем, приспособление для разгрузки камерного продукта (РК) с входным и сливным отверстиями и цилиндрическую обечайку. Обечайка установлена внутри пеносборника на его днище концентрично колонне. Верхняя кромка обечайки расположена выше верхней кромки колонны. Входное отверстие РК выполнено в днище пеносборника и расположено между колонной и обечайкой. Сливное отверстие расположено между верхними кромками колонны и обечайки. 1 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА, содержащая вертикальную колонну, кольцевой пеносборник с днищем, приспособление переливного типа для разгрузки камерного продукта с входным и сливным отверстиями, приспособления для загрузки пульпы и ввода аэрирующего воздуха, отличающаяся тем, что она снабжена цилиндрической обечайкой, установленной в пеносборнике на его днище концентрично колонне, верхняя кромка обечайки расположена выше верхней кромки колонны, входное отверстие приспособления для разгрузки камерного продукта выполнено в днище пеносборника и расположено между колонной и обечайкой, а его сливное отверстие - между верхними кромками колонны и обечайки.