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

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении угля, горнохимического сырья, а также руд цветных металлов, и для очистки сточных вод.

Известно, что широкое распространение флотационных машин пневматического типа началось после создания специальных лабораторных и промышленных машин для изучения процесса пенной сепарации в институте "Госгорхимпроект" [1] Недостатком данных устройств является разовое прохождение подготовленной к флотации пульпы через пенный слой и зону минерализации (от нижнего среза пены до аэраторов), т.е. значительное сокращение времени флотации приводит к потерям флотирующегося компонента в аппаратах подобного типа.

Известна пневматическая флотационная машина, содержащая камеру, аэраторы, эрлифт, насадку, отбойник, разгрузочное приспособление для пенного продукта и приемник камерного продукта, обеспечивающая многократную циркуляцию обогащаемого материала через зону минерализации [2] Недостатком известного устройства является локальность повторной загрузки циркулирующей пульпы, трудность определения полного объема повторного прохождения несфлотировавшимися частицами зоны минерализации и моделирования промышленных аппаратов, работающих в открытом цикле.

Целью изобретения является сокращение энергозатрат и повышение технологических показателей пневматической флотационной машины.

Достигается это тем, что камера пневматической флотомашины выполнена в виде вертикальной цилиндрической колонны, состоящей из камеры основной флотации, камеры дофлотации и камеры загрузки питания. Площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания.

В камере загрузки питания, расположенной отдельно, имеется штуцер для ввода питания, а также штуцер для приема камерного продукта камеры дофлотации, а снизу, напротив раструба эрлифта, в нижней точке конусообразной формы камеры загрузки пульпы размещено приспособление для ввода транспортного воздуха. Над эрлифтом, телескопически изменяющим глубину ввода пульпы в камеру, подвижно, вместе с трубой, расположено устройство для успокоения вводимой эрлифтом пульпы в камеру основной флотации и отвода в атмосферу избыточного воздуха.

Аэраторы флотационных камер расположены следующим образом. В камере основной флотации они размещены кольцеообразно так, что рабочее сечение камеры дофлотации не перекрывается. Аэраторы, находящиеся у основания камеры дофлотации, обеспечивают равномерную аэрацию по сечению камеры. Камера дофлотации имеет приемник камерного продукта и штуцер для удаления камерного продукта.

Камера загрузки снабжена приспособлениями для герметичного закрепления эрлифтной трубы и ввода транспортного воздуха, а также имеет штуцер загрузки питания и штуцер приема камерного продукта.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что корпус машины выполнен в виде вертикальной цилиндрической колонны, состоящей из камер основной флотации, дофлотации и загрузки питания, при этом площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания, основной аэратор выполнен из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных труб и расположен в камере основной флотации, дополнительный аэратор расположен вдоль поперечного сечения камеры дофлотации, эрлифт выполнен телескопическим и расположен по оси машины, трубка для отвода избыточного воздуха расположена над верхней кромкой эрлифта, а приемник камерного продукта соединен с камерой загрузки питания. Кроме того, в прототипе отсутствуют такие признаки, как наличие штуцеров для регулирования уровня пульпы в камере, а также расширений для аэраторов в камере флотации, обеспечивающих повышенную концентрацию пузырьков в пристеночных областях.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "новизна".

Хотя некоторые из других отличительных признаков заявляемого аппарата были ранее использованы в других известных решениях, однако новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве дает новый эффект, что подтверждается разъяснениями, следующими за описанием его работы.

На чертеже представлен продольный разрез флотационной машины.

Она состоит из камер: загрузки питания 1, основной флотации 2 и дофлотации 3. При этом площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания. По оси аппарата размещено устройство для эрлифтной загрузки питания, состоящее из труб, установленных телескопически меньшего диаметра 4 и большего диаметра 5. На трубе большего диаметра установлена насадка 6 с прорезями для ввода питания, а под ней отбойник 7, создающий "взвешенность" насыщенной воздухом пульпе и повышающий равномерность распределения флотируемого материала по рабочему сечению камеры основной флотации. Над эрлифтом размещена трубка 8 для отвода избыточного воздуха. Ороситель пены 9 применяется для повышения качества пенного продукта.

Пневматическая флотационная машина работает следующим образом. Пульпа поступает в камеру загрузки машины 1 и направляется в нижнюю конусообразную часть камеры, где благодаря разрежению, образующемуся в нижней расширенной части (эрлифтной) трубы 4, увлекается воздухом, поступающим из эжектора 10. Пульпа смешивается с воздухом, образуя пульповоздушную смесь, и поднимается эрлифтом по трубе меньшего диаметра 4 и установленной на ней телескопически трубе большего диаметра 5. Телескопическое расположение труб эрлифтного ввода пульпы позволяет регулировать глубину ввода пульпы во флотационный аппарат через верхнюю трубу эрлифта 5 и установленную на ней насадку 6 в виде полусферической формы с боковыми прорезями для загрузки пульпы. Над насадкой расположена трубка 8 для удаления избыточного воздуха из эрлифта.

Аэрированная пульпа через прорези насадки направляется вниз на отбойник и зависает в виде полого круга в камере основной флотации. Аэрация пульпы в камере основной флотации осуществляется основным пневматическим аэратором 11, выполненным из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных трубок так, что рабочее сечение камеры дофлотации не перекрывается, обеспечивая повышенную концентрацию пузырьков в пристеночных областях. Минеральные частицы, закрепившиеся на пузырьках воздуха, поднимаются в пенный слой и поступают в пеноприемник 12, а несфлотировавшиеся направляются в камеру дофлотации 3 с дополнительным аэратором 13, расположенным вдоль поперечного сечения камеры. Механически унесенные в камеру дофлотации гидрофобные частицы поднимаются в камеру основной флотации и разгружаются в приемник пенного продукта, а камерный продукт из приемника камерного продукта 14 выпускается из машины или краном 15 направляется в секцию загрузки 1 на повторную циркуляцию. Уровень пульпы в камере (высота пенного слоя) регулируется вводом в машину промывной воды (раствора вспенивателя) или через специальные штуцера уровня 16. Селективность флотационного разделения частиц регулируется высотой пены и расходом промывной воды через ороситель пены 9.

П р и м е р. Предлагаемая лабораторная пневматическая флотационная машина "ВИРА" внедрена в Институте минеральных ресурсов для технологических исследований минерального сырья.

Корпус аппарата изготовлен из листового плексогласа толщиной 5 мм. Камеры флотации имеют квадратное сечение. Сечение камеры основной флотации 8х8 см, камеры дофлотации 5х5 см. Высота камер соответственно 80 см и 50 см. Общая высота аппарата 170 см. Эрлифт, а также трубка для отвода избыточного воздуха из надэрлифтной зоны выполнены из стекла для повышения удобства наблюдения за протеканием флотационного процесса. На патрубках коллектора воздуха, питающих эрлифт, а также аэраторы камер основной флотации и дофлотации установлены манометры. Пневматические аэраторы флотомашины изготовлены из маслобензостойких перфорированных резиновых трубок диаметром 8 мм и толщиной стенки 2 мм. Штуцера для регулирования уровня пульпы в машине установлены на расстоянии 5, 10, 30, и 50 см от верхней кромки камеры.

Флотационный аппарат, коллектор воздуха, а также емкость с водой для системы орошения пены закреплены подвижно на специально изготовленном штативе с соответствующими держателями.

Флотационная машина испытывалась на крупнозернистом угольном шламе и отходах промышленной флотации, содержащих до 40% и более горячей массы (угли ПО: "Донецкуглеобогащение", "Антрацитуглеобогащение", "Донбассантрацит").

Благодаря конструктивным особенностям аппарата питание в камеру при флотации крупнозернистого угольного шлама подавалось на пену сверху (как в пенный сепаратор), при флотации тонких частиц, для повышения селективности флотации, на регулируемую глубину под зеркало пульпы (как во флотационных аппаратах колонного типа).

Лабораторная пневматическая флотационная машина работает в замкнутом и открытом циклах. При исследовании минерального сырья на обогатимость позволяет заменить лабораторный пенный сепаратор и машину колонного типа при повышении технологических показателей обогащения частиц граничной крупности.

Источник информации
1. Кнаус О. М. Гуревич Р.И. Уваров Ю.M. Процесс пенной сепарации и его отличия от флотации из объема пульпы. Цветные металлы, 1968, N 8, c. 21-24.

2. Авторское свидетельство СССР N 416099, кл. В 03 D 1/24, 1974 (прототип).

Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: пневматическая флотационная машина включает камеру, аэраторы, эрлифт (Э), насадку (Н), отбойник (О), разгрузочное приспособление (РП) для пенного продукта и приемник (П) камерного продукта. Корпус машины выполнен в виде вертикальной цилиндрической колонны (К). К состоит из камер основной флотации (КО), дофлотации КД и загрузки питания КЗ. Площадь поперечного сечения КО больше площади поперечного сечения КД и КЗ. Основной аэратор (А) выполнен из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных трубок и расположен в КО. Дополнительный аэратор расположен вдоль поперечного сечения КД. Э выполнен телескопическим и расположен по оси машины. Трубка для отвода избыточного воздуха расположена над верхней кромкой Э. П соединен с КЗ. 1 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА, включающая флотационную камеру, аэраторы, эрлифт, насадку, отбойник, разгрузочное приспособление для пенного продукта и приемник камерного продукта, отличающаяся тем, что для сокращения энергозатрат и повышения качества технологических показателей, корпус машины выполнен в виде вертикальной цилиндрической колонны, состоящей из камер основной флотации, дефлотации и загрузки питания, при этом площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дефлотации и загрузки питания, основной аэратор выполнен из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных трубок и расположен в камере основной флотации, дополнительный аэратор расположен вдоль поперечного сечения камеры дефлотации, эрлифт выполнен телескопическим и расположен по оси машины, трубка для отвода избыточного воздуха расположена над верхней кромкой эрлифта, а приемник камерного продукта соединен с камерой загрузки питания.