ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к флотационным машинам, и может быть использовано в угольной, металлургической и химической промышленности.

Флотационный процесс является одним из основных способов обогащения тонких классов полезных ископаемых, качественно-количественные показатели которого зависят от количества воздуха, циркуляции пульпы, скорости удаления пенного продукта, концентрации флотационных реагентов. Эти факторы определяют аэродинамический и технологический режимы флотационной машины.

Известны флотационные машины механического типа, в которых перемешивание и аэрация пульпы происходят за счет вращения импеллера внутри камеры. В практике обогащения полезных ископаемых получить отвальные хвосты в одной флотокамере невозможно, т. к. из-за внутренней циркуляции, имеющей место в любой флотационной машине, происходит смешение объемов исходной и отфильтрованной пульп. Поэтому для получения требуемых конечных результатов необходимо последовательно установить несколько камер (для флотации углей, например, не менее шести), в каждой из которых имеется импеллер, статор и пеносниматель. Это приводит к удлинению машины, увеличению занимаемой площади, росту капитальных и эксплуатационных затрат.

Известна конструкция флотационной машины, которая состоит из камеры конической формы, импеллера с приводом, надимпеллерного стакана, шиберного устройства для регулирования уровня пульпы, успокоителя пульпы, направляющего кольца, патрубка для подачи пульпы в импеллер и клапана [1] Отличительной особенностью флотомашины является то, что для получения отвальных хвостов в одной операции камера ее выполнена в форме воронки, а подимпеллерный пульпопитающий патрубок имеет отверстие для повторной циркуляции отфлотированной пульпы в зону флотации. Однако при этом в подимпеллерном стакане происходит смешивание камерного, отфильтрованного продукта и исходной пульпы, а в дальнейшем импеллер выбрасывает обедненную смесь в зону флотации. Таким образом, процесс флотационного обогащения происходит из объема пульпы с содержанием полезного компонента меньшим, чем в исходной пульпе, что приводит к ухудшению качества флотоконцентрата и является существенным недостатком машины.

Прототипом изобретения выбрана механическая флотационная машина [2] Она имеет несколько камер, расположенных концентрически одна в другой, а аэратор выполнен в виде блока из нескольких (по числу камер) импеллеров, закрепленных на общем валу, и пеносъемное устройство барабанного типа.

Работа флотомашины осуществляется следующим образом. Исходная пульпа подводится во всасывающее отверстие нижнего импеллера и насыщенная диспергированным воздухом, засасываемым через полый вал, выбрасывается в камеру, где и флотируется. Хвосты флотации через кольцевой карман направляются в приемную кольцевую полость второй камеры, откуда засасываются импеллером второй камеры, вновь насыщаются воздухом и флотируются. Аналогично протекает процесс в третьей камере, в которой заканчивается процесс флотации. Таким образом, в машине осуществляется последовательная работа всех камер.

Задачей изобретения является осуществление равномерной аэрации по всему фронту флотации, предотвращение смешения камерных продуктов посредством установки на входе в импеллер, в нижней части камеры, направляющего аппарата, обеспечение удаления пенного продукта со всей площади пеноотсоса без разрушения пенного слоя, а также устранение недостатков известного устройства, которые заключаются в конструктивном исполнении узла аэрации и пеносъемного устройства. Расположение трех импеллеров на общем вертикальном валу приводит к неравномерной аэрации в камерах машины, так как воздух, следуя по пути наименьшего сопротивления, в основном выбрасывается в камеру верхним импеллером из-за его минимального заглубления под общий уровень пульпы, следовательно, в двух других камерах процесс флотации проходит при недостаточном газонасыщении. Выполнение пеносъемного устройства в виде барабана с лопастями, осуществляющего съем пены за счет вращения вокруг своей оси и одновременно вокруг оси машины, приводит при его работе к круговому движению пены по всей площади пеноотстоя, из-за чего ухудшаются условия съема пены за счет одинаковой направленности движения пеноснимателя и снимаемого продукта и происходит разрушение и смешение нижних слоев пены за счет трения о поверхность пульпы.

Для решения поставленной задачи флотационная машина, включающая камеры, образованные перегородками, установленными на валу импеллера и пеносъемочное приспособление, имеющее лопасти, закрепленные на вращающейся раме, и пенный желоб, снабжена рециркуляционным направляющим аппаратом, закрепленным под импеллером, дополнительными пенными желобами, размещенными над перегородками, при этом перегородки, дополнительные пенные желоба и лопасти расположены радиально относительно вала, а в радиальных перегородках, кроме последней по ходу материала, выполнены переточные окна.

Такая конструкция позволяет обеспечить равномерную аэрацию, постоянную концентрацию реагентов по ходу процесса флотации, сократить занимаемую производственную площадь и снизить потребление электроэнергии.

Поперечное расположение желобов для сбора концентрата относительно движения пульпы и установка соответственно пеноснимателей позволяют снимать флотоконцентрат со всей площади пеноотстоя, исключая наличие застойных зон.

На фиг.1 изображена флотационная машина, вид в плане; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.2.

Она включает камеры 1 (их шесть), установленных на валу 2 аэратор с импеллером 3 и приводом 4, установленный в нижней части (торце) воздушного стакана 5, пеносъемное приспособление, имеющее закрепленные на вращающейся раме лопасти 6 с приводом 7, а также пенный желоб 8. Камеры 1 флотационной машины образованы перегородками 9 с переточными окнами 10 и сплошной перегородкой 11.

В нижней части камеры 1 под импеллером 3, расположенным ниже торца воздушного стакана 5, установлен рециркуляционный направляющий аппарат 12, состоящий из центральной втулки 13 с радиальными лопатками 14 и цилиндром (обечайкой) 15, связанными с ними в верхней их части, и ложного дна 16. При этом каждая радиальная лопатка 14 направляющего аппарата 12 связана (примыкает) с соответственной межкамерной перегородкой 9 и 10 и находится с ней в одной плоскости. Между ложным дном 16 и нижним торцом воздушного стакана 5 расположен статор 17. Внутренние стенки воздушного стакана 5, входные кромки лопатки статора 17 и межлопаточное пространство направляющего аппарата 12 образуют центральный пульпо-воздушный проточный канал, подача пульпы осуществляется через патрубок 18, а выпуск хвостов флотации осуществляется через карман 19. В камере 1 над перегородками установлены дополнительные желоба 20.

Флотационная машина работает следующим образом. Исходная пульпа по патрубку 18 поступает в камеру 1, где при работе аэратора она насыщается воздухом и реагентами, подаваемыми в воздушный стакан 5. При взаимодействии минеральных частиц с воздушными пузырьками и реагентами происходит процесс флотационного разделения образовавшийся пенный продукт всплывает на поверхность пульпы, накапливается в пространстве между радиально расположенными желобами 8 и 20 и удаляется в них рамным пеноснимателем с лопастями 6 и шарнирно подвешенными скребками. Несфлотированная в первой камере пульпа частично направляется под ложным дном 16 через направляющий аппарат 12 на рециркуляцию посредством импеллера 3 аэратора, а частично через переточные окна 10 межкамерных перегородок 9 во вторую камеру, где процесс повторяется, причем движение подвергаемой флотации пульпы происходит в направлении вращения импеллера, а между шестой и первой камерами установлена сплошная перегородка 11, препятствующая попаданию отходов флотации в первую камеру. Хвосты флотации отводятся в конце процесса через карман 19.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является то, что предлагаемая конструкция позволяет решить задачу получения конечных результатов процесса флотации с использованием одного блока-аэратора, а расположение камер по предлагаемой схеме значительно сокращает занимаемые производственные площади, а следовательно, уменьшает капитальные и эксплуатационные затраты на процесс флотации, при этом повышается эффективность работы флотомашины за счет равномерной аэрации по всему фронту флотации, удаления пенного продукта по всей пощади пеностоя, предотвращения смешения камерных продуктов с исходной пульпой.

Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: флотационная машина включает камеры, образованные перегородками, установленный на валу импеллер, пеносъемное приспособление, имеющее лопасти, закрепленные на вращающейся раме, и пенные желоба, рециркуляционный направляющий аппарат, закрепленный под импеллером. Пенные желоба и лопасти расположены радиально относительно вала. В радиальных перегородках, кроме последней по ходу материала, выполнены переточные окна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА, включающая камеры, образованные перегородками, установленный на валу импеллер и пеносъемное приспособление, имеющее лопасти, закрепленные на вращающейся раме, и пенный желоб, отличающаяся тем, что машина снабжена рециркуляционным направляющим аппаратом, закрепленным под импеллером, дополнительными пенными желобами, размещенными над перегородками, при этом перегородки, дополнительные пенные желоба и лопасти расположены радиально относительно вала. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в радиальных перегородках, кроме последней по ходу материала, выполнены переточные окна.