ФЛОТАЦИОННО-КЛАССИФИКАЦИОННАЯ МАШИНА Российский патент 2006 года по МПК B03D1/24 

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых флотационно-классификационным разделением шламовых продуктов полезных ископаемых.

Известна флотационная колонная машина, содержащая камеру колонного типа, разделенную перегородками на три секции, в каждой из которых установлен, вертикально, аэратор, соединенный с установкой подачи сжатого воздуха, к которой также присоединен эрлифт, установленный в средней секции камеры, машина снабжена устройствами для сбора пенного продукта и выгрузки отходов [Научно-технический вестник Института обогащения твердых горючих ископаемых, № 7, 1998 г., Москва, стр.35-37].

К недостаткам известной флотационной машины относится двухпродуктовая переработка шламов, со значительной потерей полезных ископаемых с отходами флотации, высокая металлоемкость.

Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому изобретению является колонный флотационный аппарат, включающий корпус в виде колонны, аэраторы, выполненные из эластичных перфорированных трубок, устройства для загрузки исходного питания и разгрузки продуктов обогащения, при этом загрузочное устройство выполнено в виде системы коаксиально установленных труб, верхние срезы которых размещены в герметично закрытом цилиндре с тангенциальным патрубком для ввода питания, а нижнее - на разных уровнях по высоте колонны [Авторское свидетельство СССР № 520132, кл. В 03 D 1/24, опубл. 05.06.76].

Недостатками известного флотационного аппарата являются недостаточно широкий диапазоне крупности при переработке шламов и, как следствие, большие потери полезных ископаемых с отходами флотации, большие металлоемкость и затраты по текущим и капитальному ремонтам, значительный расход электроэнергии и большое количество технологических операций в водно-шламовых схемах.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования флотационно-классификационной машины, в которой разделение вертикальной камеры перегородками на шесть секций, с установлением перегородок между секциями таким образом, чтобы обеспечить движение пульпы относительно движения газовых пузырьков в режиме «противоток-прямоток-противоток», с установлением блок-аэраторов под каждой секцией вертикальной камеры, выполнение пирамидальной камеры в виде гидравлического классификатора, разделенного на три пирамидальных отстойника, соединение трубопровода подачи питания с отводными трубопроводами, расположенными в крайних секциях вертикальной камеры, обеспечивает трехпродуктовую переработку шламов полезных ископаемых в широком диапазоне крупности (0,01-3,0 мм) при сокращении количества технологических операций, этим обеспечивается снижение металлоемкости, трудоемкости и затрат на капитальный и текущие ремонты, сокращение расхода электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что во флотационно-классификационной машине, состоящей из вертикальной камеры с открытым верхом, трубопроводом для подачи питания, установленными вверху на боковых стенках камеры устройствами для сбора пенного продукта, сужающейся пирамидальной камеры, выполненной с углом наклона стенок, обеспечивающим выгрузку осаждаемого крупнозернистого продукта с выходом внизу, примыкающей к вертикальной камере снизу, аэратора, закрепленного горизонтально между выходом из вертикальной камеры и входом в пирамидальную камеру и состоящих из блок-аэраторов, выполненных в виде рамы, с закрепленными на ней перфорированными трубками, согласно изобретению предусмотрены следующие конструктивные отличия:

- вертикальная камера разделена перегородками на 6 секций;

- перегородки между секциями установлены с возможностью обеспечения движения пульпы относительно движения газовых пузырьков в режиме «противоток-прямоток-противоток»;

- блок-аэраторы установлены под каждой секцией вертикальной камеры;

- пирамидальная камера выполнена в виде гидравлического классификатора, разделенного на три пирамидальных отстойника;

- трубопровод подачи питания соединен с отводными трубопроводами, расположенными в крайних секциях вертикальной камеры;

- в верхней части среднего пирамидального отстойника закреплен пульповод с разгрузочным карманом для удаления хвостов флотации.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображён его общий вид; на фиг.2 - разрез устройства по А-А, фиг.3 - блок-аэратор, фиг.4 - вид по Б-Б.

Флотационно-классификационная машина состоит из вертикальной прямоугольной камеры 1, разделенной перегородками 2 на шесть секций 3, перегородки 2 закреплены одним концом в камере 1, поочерёдно, верхним или нижним концом, при этом второй конец каждой перегородки 2 размещён с зазором между ним и стенкой камеры 1, что обеспечивает движение пульпы по отношению к движению газовых пузырьков в режиме «противоток-прямоток-противоток», камера 1 выполнена без днища, над камерой 1 расположен трубопровод 4 подачи питания (исходной жидкости), с которым соединены отводные трубопроводы 5, расположенные в крайних секциях 3 камеры 1, в верхней части трубопроводов 5 установлены регулирующие задвижки 6, а их нижняя часть снабжена приспособлениями (не показаны), устраняющими турбулентность при движении пульпы; внутри камеры 1, в её верхней части, по двум боковым сторонам, установлены пеносъёмы 7, для сбора и удаления пенопродукта, снаружи камеры 1, параллельно пеносъёмам 7, установлены желоба 8, выполненные с наклоном днища; в торцевой части камеры 1 желоба 8 объединяются в общий желоб (не показан), который связан с трубопроводом транспортировки пенного продукта на последующую технологическую операцию, нижняя часть камеры 1 соединена с верхней частью пирамидальной камеры 9, состоящей из трёх пирамидальных отстойников 10, выполненных с углами наклона стенок, обеспечивающими выгрузку осаждаемого крупнозернистого продукта, в верхней части среднего отстойника 10 закреплён пульповод 11 с разгрузочным карманом 12, предназначенными для удаления отходов флотации; внутри кармана 12 закреплён шибер 13 - для регулирования уровня пульпы в камере 1, в нижней части камеры 9 установлено разгрузочное устройство 14 для разгрузки сгущённого крупнозернистого продукта, под устройством 14 размещён общий желоб 15, соединённый с трубопроводом для транспортировки сгущённого крупнозернистого продукта в последующие технологические операции; между нижней частью камеры 1 и верхней частью камеры 9 горизонтально установлен аэратор 16, который состоит из блок-аэраторов 17, выполненных в виде замкнутой рамы 18, с закрепленными в ней перфорированными трубками 19, например резиновыми, диаметром 10-25 мм, с количеством отверстий на 1 см длины, - 50-80, блок-аэраторы соединены трубопроводом, подающим сжатый воздух от компрессора или воздуходувки (не показаны), блок-аэратор 17 установлен под каждой секцией 3 камеры 1.

Устройство работает следующим образом

После предварительной подготовки пульпы к процессу разделения шламов (подача реагентов, кондиционирование), она подаётся по трубопроводу 4 в крайние секции 3 камеры 1 на глубину 300-500 мм от поверхности заполненного объёма пульпой, задвижками 6 регулируется одновременность заполнения секций 3 камеры 1, на аэратор 16 подаётся сжатый воздух, который проходит по трубопроводу, соединяющему блок-аэраторы 17 и перфорированные трубки 19, поднимается вверх и, в виде мельчайших пузырьков, сталкивается с пульпой в двухпоточном встречном движении, в режиме «противоток-прямоток-противоток» благодаря конструктивному решению установки перегородок 2 камеры 1. До полного заполнения секций 3 пульпой включаются пеносъёмы 7, которые в процессе работы выгружают пенный продукт (флотоконцентрат) в желоба 8 шибером 13, расположенным в разгрузочном кармане 12 удаления отходов флотации, регулируется уровень пульпы по пеносъёму в секциях 3. Осаждаемый сгущённый крупнозернистый продукт накапливается в пирамидальных отстойниках 10 камеры 9 и, после его накопления, настраивается работа разгрузочного устройства 14 на периодический или непрерывный режим, в зависимости от содержания крупнозернистого материала в исходном сырье, сгущённый продукт, опускаясь по стенкам пирамидальных отстойников 10, проходит через разгрузочное устройство 14 и попадает в общий желоб 15, откуда транспортируется для последующих технологических операций. Отходы флотации удаляются через пульповод 11 с разгрузочным карманом 12, установленными в верхней части среднего отстойника 10 камеры 9.

Таким образом, флотационно-классификационная машина выполнена трёхпродуктовой, т.к. разделение шламовых продуктов в ней происходит на три вида: пенный продукт, сгущённый крупнозернистый продукт и отходы.

Использование предлагаемого устройства на обогатительных фабриках позволит ликвидировать потери полезных ископаемых с отходами флотации, снизить расход электроэнергии в 1,5-2 раза, уменьшить затраты на текущие и капитальный ремонты, сократить количество технологических операций в водно-шламовых схемах, снизить металлоёмкость.

Для промышленного использования устройства, на основе расчётов гидродинамики движения пульпы, закономерностей гидравлической классификации частиц и скорости флотации, проведены расчёты основных конструктивных параметров устройства производительностью 250 м³/час.

Промышленный образец аналога предлагаемого устройства испытан при переработке углесодержащих отходов илонакопителя ЦОФ «Краснолиманская». Аналог отличается отсутствием среднего пирамидального отстойника, расположением пеносъёмов только с одной боковой стороны камеры, выгрузкой сгущённого крупнозернистого продукта через пробковые краны. Исследовалась эффективность флотационного и классификационного процессов устройства. Испытания проводились в широком диапазоне плотности и крупности питания и удельного расхода реагентов и показали положительные результаты несмотря на несовершенство аналога.

Использование: относится к горной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых флотационно-классификационным разделением шламовых продуктов. Позволяет осуществлять трехпродуктовую переработку шламов полезных ископаемых в широком диапазоне крупности и сокращать количество технологических операций, снижать металлоемкость. Машина содержит вертикальную камеру с устройствами для сбора пенного продукта и примыкающую к камере снизу сужающуюся коническую камеру с выходом внизу, аэратор. Вертикальная камера разделена перегородками на шесть секций. Перегородки установлены с возможностью обеспечения движения пульпы относительно движения газовых пузырьков в режиме "противоток-прямоток-противоток", пирамидальная камера выполнена в виде гидравлического классификатора, разделенного на три пирамидальных отстойника, выполненных с углом наклона стенок, обеспечивающих выгрузку осаждаемого крупнозернистого продукта. Между выходом из вертикальной камеры и входом в коническую камеру горизонтально закреплен аэратор, состоящий из блок-аэраторов, соединенных трубопроводом и установленных под каждой секцией вертикальной камеры, при этом блок-аэратор состоит из рамы с закрепленными в ней перфорированными трубками. Трубопровод подачи питания соединен с отводными трубопроводами, расположенными в крайних секциях вертикальной камеры. В верхней части среднего пирамидального отстойника закреплен пульповод с разгрузочным карманом для удаления хвостов флотации. 4 ил.

Флотационно-классификационная машина, состоящая из вертикальной камеры с открытым верхом, трубопроводом для подачи питания, установленными вверху на боковых стенках камеры устройствами для сбора пенного продукта, сужающейся пирамидальной камеры, выполненной с углом наклона стенок, обеспечивающим выгрузку осаждаемого крупнозернистого продукта с выходом внизу, примыкающей к вертикальной камере снизу, аэратора, закрепленного горизонтально между выходом из вертикальной камеры и входом в пирамидальную камеру и состоящего из соединенных блок-аэраторов, выполненных в виде рамы, с закрепленными на ней перфорированными трубками, отличающаяся тем, что вертикальная камера разделена перегородками на шесть секций, при этом перегородки между секциями установлены с возможностью обеспечения движения пульпы относительно движения газовых пузырьков в режиме «противоток-прямоток-противоток», причем блок-аэраторы установлены под каждой секцией вертикальной камеры, пирамидальная камера выполнена в виде гидравлического классификатора, разделенного на три пирамидальных отстойника, а трубопровод подачи питания соединен с отводными трубопроводами, расположенными в крайних секциях вертикальной камеры, причем в верхней части среднего пирамидального отстойника закреплен пульповод с разгрузочным карманом для удаления хвостов флотации.