Флотационная установка Российский патент 2019 года по МПК B03D1/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к флотационной установке для выделения частиц руды, содержащих ценный металл, из частиц руды, находящихся во взвешенном состоянии в пульпе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте предложена флотационная установка для обработки частиц минеральной руды, взвешенных в пульпе. Флотационная установка содержит по меньшей мере три флотационных устройства, расположенных в проточном соединении друг с другом для обеспечения возможности прохождения пульпы, перемещаемой под действием силы тяжести, между флотационными устройствами, и подающее впускное отверстие для подачи пульпы в первое, флотационное устройство, причем по меньшей мере три флотационных устройства выполнены унипланарными. Каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, так что каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную сливным порогом, по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную смесительным приспособлением, и по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную средством подачи рассеиваемого газа. Кроме того, каждая флотационная камера, снабженная сливным порогом, имеет впускное отверстие для пульпы, выпускное отверстие для хвостов и выпускное отверстие для обогащенного продукта. Кроме того, высота сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства меньше высоты сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы, так что между первой унипланарной флотационной камерой со сливным порогом, имеющей объем более 150 м³, и последней унипланарной флотационной камерой со сливным порогом, имеющей объем более 40 м³, образован угол β наклона. Указанный угол β составляет от 1,5° до 10° относительно горизонтали и отсчитывается от соответствующих местоположений на плоскости сливного порога указанных флотационных камер.

Технические эффекты данного изобретения заключаются, во-первых, в том, что унипланарность по меньшей мере трех флотационных устройств ускоряет ведение строительных работ, упрощает планирование и строительство и, соответственно, уменьшает расходы. Во-вторых, понижение высоты сливного порога в пределах унипланарного участка флотационной установки создает угол наклона для прохождения материала по всей длине унипланарной флотационной установки. Угол β определяется как угол между горизонталью и линией, пересекающей на высоте сливного порога соответствующие местоположения первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и последней унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³. Указанная линия показана в виде проекции (имеющей длину L) флотационной установки для отображения длины флотационной установки в тех случаях, когда флотационные камеры расположены нелинейным образом. Длина L измеряется от внутренней стенки первой унипланарной флотационной камеры в месте подачи пульпы во флотационную камеру, через центр поперечного сечения каждой унипланарной флотационной камеры и до внутренней стенки последней унипланарной флотационной камеры в месте выпуска хвостов из флотационной установки через выпускное отверстие для хвостов. Угол β составляет от 1,5° до 10°.

Преимущества унипланарности флотационных устройств заключаются в уменьшении инвестиционных расходов, так как создание установки требует меньшего объема земляных работ и меньшего пространства. Это может быть особенно преимущественным при увеличении размера флотационных камер. Это также может быть желательным с точки зрения оптимизации рабочих характеристик процесса при одновременном снижении капитальных инвестиционных расходов.

В-третьих, первая унипланарная флотационная камера имеет объем, составляющий по меньшей мере 150 м³. Это увеличивает пропускную способность флотационной установки, поэтому во время этапа строительства требуется меньше флотационных камер для получения конкретной удельной производительности. Кроме того, при такой конфигурации камер сокращается длительность этапа строительства и, соответственно, уменьшаются общие капитальные затраты.

В-четвертых, уменьшение высоты сливного порога вдоль флотационной установки обеспечивает возможность регулирования скорости прохождения материала, при этом угол β определяет общую скорость потока, которая может быть изменена с помощью дополнительных средств, имеющихся во флотационной установке.

В то же время объем флотационной камеры и/или флотационного устройства может быть уменьшен вдоль унипланарной флотационной установки для обеспечения возможности более эффективного улавливания частиц, содержащих полезный материал, ниже по потоку, где количество этих частиц в пульпе уменьшается. Без ограничения данного изобретения какой-либо конкретной теорией, уменьшение количества частиц, содержащих полезный материал, может быть обусловлено тем, что наибольшая часть легко улавливаемых частиц, т.е. частиц, которые содержат значительные количества полезного материала, и частиц с соответствующими размерами уже была извлечена, по меньшей мере до некоторой степени, в первом устройстве.

Кроме того, уменьшение высоты сливного порога создает гидравлический градиент, обеспечивающий продвижение потока пульпы в направлении конечного выпускного отверстия флотационной установки для хвостов. Это может уменьшить необходимость в дополнительной накачке. Кроме того, может быть снижена требуемая мощность накачки, так как материал направляется вниз по потоку под действием силы тяжести вследствие наличия угла, образованного из-за понижения высоты сливного порога. Это применимо даже для вариантов выполнения, в которых проточные соединения между смежными флотационными камерами во флотационной установке находятся на одном уровне.

Еще один технический эффект, обеспечиваемый данной флотационной установкой, заключается в том, что создание угла наклона дает возможность регулирования слива пены в сливной лоток. Кроме того, может быть уменьшено изнашивание заменяемых частей установки (впускных элементов, выпускных элементов, труб, транспортировочных средств, таких как насосы).

В данной заявке в отношении флотации используются следующие определения. Флотация подразумевает явление, связанное с относительной плавучестью объектов. Под термином флотация понимаются все способы флотации. Флотация может быть, например, пенной флотацией, флотацией растворенным воздухом (DAF) или флотацией приточным газом. Пенная флотация представляет собой процесс отделения гидрофобных материалов от гидрофильных материалов путем добавления газа, например воздуха. Пенная флотация может быть проведена на основе естественного отличия гидрофильных/гидрофобных свойств или на основе отличий гидрофильных/гидрофобных свойств, созданных путем добавления поверхностно-активного вещества или химического вещества-собирателя. Газ может быть добавлен к исходному сырью, подвергаемому флотации (к пульпе или суспензии), различными способами.

Под флотационной установкой в данном документе понимается узел, содержащий по меньшей мере три флотационных устройства, расположенных в проточном соединении друг с другом для обеспечения возможности прохождения пульпы, перемещаемой под действием силы тяжести, между флотационными устройствами. Флотационная установка предназначена для обработки частиц минеральной руды, взвешенных в пульпе, путем флотации. Таким образом, частицы руды, содержащие ценный металл, извлекаются из частиц руды, находящихся во взвешенном состоянии в пульпе. Пульпа подается через впускное отверстие в первое флотационное устройство флотационной установки для запуска процесса флотации. Флотационная установка является частью более крупного узла. Соответственно, с компонентами флотационной установки могут быть функционально соединены устройства для предварительной и последующей обработки, как известно специалисту в данной области техники.

Под флотационным устройством в данном документе понимается обрабатывающее устройство, расположенное в пределах флотационной установки. Оно содержит одну или более флотационных камер.

Под флотационной камерой в данном документе понимается резервуар, в котором выполняют этап процесса флотации. Флотационная камера, как правило, имеет цилиндрическую форму. Флотационные камеры обычно имеют круговое поперечное сечение. Флотационные камеры также могут иметь многоугольное поперечное сечение, например прямоугольное, квадратное, треугольное, шестиугольное или пятиугольное, или иное радиально симметричное поперечное сечение. В данном изобретении диаметр d относится к диаметру флотационной камеры, имеющей круговое поперечное сечение. Если форма флотационной камеры отклоняется от круговой формы, то под диаметром d следует понимать диаметр, относящийся к флотационной камере с соответствующей площадью внутренней поверхности основания. Кроме того, под диаметром d в данном документе понимается средний диаметр флотационной камеры между основанием и сливным порогом, если не указано иное.

Может быть предусмотрена форма прямой призмы. Таким образом, во многих вариантах выполнения диаметр флотационной камеры является постоянным в вертикальном направлении. Другим словами, флотационная камера характеризуется высотой h сливного порога и диаметром d. Флотационная камера имеет основание и боковую стенку. Флотационная камера содержит различные компоненты для воздействия на процесс флотации и его регулирования. К таким компонентам могут относиться, например, одно или более впускных отверстий и выпускных отверстий, смесительное приспособление, сливной порог и средство подачи рассеиваемого газа.

Количество унипланарных флотационных устройств может варьироваться. В одном варианте выполнения флотационная установка содержит от 3 до 10 унипланарных флотационных устройств или от 4 до 7 унипланарных флотационных устройств с объемом более 40 м³. Например, в конкретных вариантах применения данной флотационной установки может использоваться от 3 до 10 унипланарных флотационных устройств. В частности, в конкретных вариантах применения данной флотационной установки может использоваться от 4 до 7 унипланарных флотационных устройств. Таким образом, флотационная установка может содержать, например, пять унипланарных флотационных устройств. Как вариант, флотационная установка может содержать восемь унипланарных флотационных устройств.

Аналогичным образом, может варьироваться количество флотационных камер. В одном варианте выполнения флотационная установка содержит от 3 до 10 унипланарных флотационных камер с объемом более 40 м³ или от 4 до 7 унипланарных флотационных камер с объемом более 40 м³. Например, в конкретных вариантах применения данной флотационной установки может использоваться от 3 до 10 унипланарных флотационных камер. В частности, в конкретных вариантах применения данной флотационной установки может использоваться от 4 до 7 унипланарных флотационных камер. Таким образом, флотационная установка может содержать, например, пять унипланарных флотационных камер. Как вариант, флотационная установка может содержать восемь унипланарных флотационных камер.

Соотношение между количеством флотационных устройств и количеством флотационных камер зависит от количества флотационных камер в составе каждого флотационного устройства. Это количество также выбирается специалистом исходя из особенностей каждой флотационной установки и зависит от технико-экономических факторов на каждой строительной площадке.

Унипланарные флотационные устройства определяют длину L флотационной установки. Указанная длина измеряется от внутренней стенки первой унипланарной флотационной камеры в месте подачи пульпы в указанную камеру, через центр поперечного сечения каждой унипланарной флотационной камеры и до внутренней стенки последней унипланарной флотационной камеры в месте выпуска хвостов из флотационной установки через выпускное отверстие для хвостов.

В одном варианте выполнения флотационной установки флотационные камеры, имеющие объем, составляющий по меньшей мере 80% объема унипланарной флотационной камеры, имеют отношение высоты сливного порога к диаметру камеры (h/d) менее 1,2, или менее 1,0, или от 0,4 до 0,9. В одном варианте выполнения флотационной установки унипланарные флотационные камеры, содержащие сливной порог и имеющие объем более 150 м³, имеют отношение высоты сливного порога к диаметру камеры (h/d) менее 1,2, или менее 1,0, или от 0,4 до 0,9.

Отношение высоты сливного порога к диаметру камеры (h/d) для флотационных камер может варьироваться, при этом выбор оптимальной конфигурации для каждого варианта применения необходимо выполнять исходя из технико-экономических факторов для обеспечения функционального процесса. Однако отношение h/d менее 1,2 может быть преимущественным. Увеличение диаметра дает возможность создания более низкой флотационной камеры с сохранением ее объема. Результатом этого также является простота строительства, поскольку создаваемая конструкция имеет меньшую высоту, что также преимущественно сказывается на скорости строительства.

Высота h сливного порога флотационной камеры измеряется от самого нижнего рабочего местоположения основания флотационной камеры до сливного порога. Основание флотационной камеры представляет собой конструкцию, расположенную на внутренней стороне флотационной камеры и ограничивающую флотационную камеру снизу. Таким образом, под основанием в данном документе понимается внутреннее основание флотационной камеры, если не указано иное. Основание, как правило, является горизонтальным и выполнено в виде плоской или вогнутой конструкции. В некоторых вариантах применения основание может быть наклонным. Под самым нижним рабочим местоположением основания в данном документе понимается самое нижнее местоположение во внутренней части флотационной камеры, в котором перемещается пульпа. Если флотационная камера имеет плоское горизонтальное основание, то ее самым нижним рабочим местоположением следует считать центр основания.

Флотационная установка может содержать две флотационные камеры. Как вариант, флотационная установка может сдержать три флотационные камеры. Каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную сливным порогом. Каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную смесительным приспособлением. Каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную средством подачи рассеиваемого газа.

Например, флотационное устройство может содержать одну флотационную камеру. В таком случае указанная одна флотационная камера содержит сливной порог, смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа. В одном варианте выполнения флотационной установки заданная унипланарная флотационная камера снабжена сливным порогом, смесительным приспособлением и средством подачи рассеиваемого газа. Одна или более унипланарных флотационных камер, снабженных сливным порогом, смесительным приспособлением и средством подачи рассеиваемого газа, могут иметься также во флотационном устройстве, содержащем более одной флотационной камеры. Технический эффект выполнения флотационной камеры, снабженной сливным порогом, смесительным приспособлением и средством подачи рассеиваемого газа, в одной флотационной камере, заключается в том, что использование флотационной камеры одного типа повышает эффективность изготовления и скорость строительства. Это может также обеспечивать возможность рационализации работы по техническому обслуживанию и упрощать предварительную подготовку запасных частей с уменьшением тем самым времени простоя флотационной установки.

В случае, когда флотационная установка содержит две флотационные камеры, указанные камеры могут быть обозначены как первая и вторая флотационные камеры, причем первая флотационная камера является первой камерой в направлении прохождения пульпы. Обе флотационные камеры могут содержать сливной порог, смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа. Кроме того, во флотационном устройстве, содержащем две флотационные камеры, первая флотационная камера может содержать смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа, а вторая флотационная камера - сливной порог. Флотационное устройство также может содержать три флотационные камеры. В этом случае за первой и второй флотационными камерами в направлении прохождения пульпы следует третья флотационная камера, при этом сливной порог, смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа могут быть распределены между флотационными камерами различным образом. Например, все флотационные камеры могут содержать сливной порог, смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа. Как вариант, вторая и третья флотационные камеры могут содержать сливной порог и, возможно, смесительное приспособление и/или средство подачи рассеиваемого газа. В таком случае первая флотационная камера может содержать смесительное приспособление и/или средство подачи.

Флотационное устройство имеет высоту Н сливного порога. Другими словами, если флотационное устройство содержит две или более флотационных камер, содержащих сливной порог, указанные сливные пороги расположены параллельно друг другу в вертикальном направлении. Следует подчеркнуть, что если флотационное устройство содержит две или более флотационных камер, то высоты h сливных порогов не обязательно должны быть одинаковыми. Другими словами, основания двух или более флотационных камер во флотационном устройстве могут находиться на разных уровнях в вертикальном направлении, однако сливные пороги при этом расположены на одном и том же уровне по вертикали.

Под сливным порогом в данном документе понимается периферический край флотационной камеры в ее верхней части, через который пенный продукт с частицами полезного материала переливается в сливной лоток. Затем собранный материал выпускается для дальнейшей обработки. В большинстве вариантов выполнения сливной порог проходит в горизонтальном направлении по всей его длине. Однако в некоторых вариантах применениях могут быть необходимы отклонения от горизонтального направления.

Каждая флотационная камера, снабженная сливным порогом, имеет впускное отверстие для пульпы, выпускное отверстие для хвостов и выпускное отверстие для обогащенного продукта. Пульпа, подвергаемая флотации, проходит во флотационную камеру через впускное отверстие для пульпы. Пульпа, из которой путем флотации удалена по меньшей мере часть частиц, содержащих полезный материал, выходит из флотационной камеры через отверстие для хвостов. Отверстие для обогащенного продукта используется для выпуска собранного ценного материала, перелившегося через сливной порог и направленного к месту дальнейшей обработки.

В данном изобретении высота сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства меньше высоты сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы. Это означает, что первое унипланарное флотационное устройство задает наибольшую высоту сливного порога флотационного устройства.

Под смесительным приспособлением в данном документе понимается любое подходящее средство для перемешивания пульпы внутри флотационной камеры. Смесительное приспособление может представлять собой механическую мешалку. Механическая мешалка может содержать ротор-статор с двигателем и приводным валом. В одном варианте выполнения флотационной установки по меньшей мере 80% объема унипланарных флотационных камер, содержащих смесительное приспособление, перемешивается с помощью механической мешалки. Технический эффект такой конфигурации заключается в том, что достигается достаточный поток пульпы и тем самым улучшается надежность установки, содержащей флотационные камеры объемом более 150 м³, и снижается количество поломок в процессе работы.

Под средством подачи рассеиваемого газа в данном документе понимается любое подходящее средство для введения газа в пульпу, находящуюся внутри камеры, для осуществления флотации. Газ может представлять собой, например, воздух или азот.Средство подачи рассеиваемого газа может быть соединено с ротором и/или статором или выполнено в виде отдельного подающего устройства в нижней части камеры, как известно в данной области техники.

Проточное соединение между флотационными камерами и флотационными устройствами может быть непосредственным, т.е. две флотационные камеры (принадлежащие одному и тому же флотационному устройству или различным устройствам) могут быть расположены непосредственно смежно друг с другом. Как вариант, две флотационные камеры могут быть расположены на расстоянии друг от друга и соединены трубой, каналом или другими средствами, известными в данной области техники. Проточное соединение между флотационными камерами может содержать различные регулирующие средства.

В соответствии с данным изобретением по меньшей мере три флотационных устройства во флотационной установке являются унипланарными. Флотационная установка может содержать дополнительные флотационные устройства или флотационные камеры, которые не являются унипланарными. Такие флотационные устройства или камеры могут быть расположены перед указанными по меньшей мере тремя унипланарными флотационными устройствами или после них.

Под унипланарностью в данном документе понимается тот факт, что основания флотационных камер в указанных по меньшей мере трех унипланарных флотационных устройствах расположены в пределах диапазона U по вертикали, измеряемого от уровня основания первой флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³. Диапазон U определяется согласно уравнению U=±tg1° × (расстояние между самым нижним рабочим местоположением первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и самым нижним рабочим местоположением последней унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³).

Другими словами, по длине флотационной установки проведены две линии, начинающиеся от самого нижнего рабочего местоположения основания первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³. Первая линия проходит под углом 1° относительно горизонтали, а вторая линия проходит под углом -1° относительно горизонтали. При этом учитываются следующие флотационные устройства, высота Н сливного порога которых уменьшается, которые имеют объем более 40 м³ и основания которых находятся по меньшей мере частично в пределах участка, образованного указанными двумя линиями. Высоты, на которых указанные линии пересекают вертикальную линию, пересекающую самое нижнее рабочее местоположение в поперечном сечении последней флотационной камеры, определяют максимальный и минимальный уровни диапазона U. Если флотационные камеры имеют плоское горизонтальное основание, его самым нижним рабочим местоположением следует считать центр основания.

Например, все основания унипланарных флотационных устройств могут быть расположены на одном вертикальном уровне, т.е. вдоль одной горизонтальной линии. Следует понимать, что при расположении вдоль одной горизонтальной линии допустимо некоторое отклонение, обусловленное техническими причинами, относящимися к точности строительства флотационной установки. Выравнивание оснований флотационных камер по горизонтали дает возможность полного использования преимуществ, обеспечиваемых данным изобретением. Однако указанные преимущества также в большой степени могут быть достигнуты с помощью системы, в которой флотационные камеры выполнены унипланарными в соответствии с вышеприведенным определением.

Высота сливного порога первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и высота сливного порога последней унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³, определяют угол β наклона. Указанный угол β составляет от 1,5° до 10° относительно горизонтали. В одном варианте выполнения флотационной установки угол β составляет от 2° до 6°. Например, указанный угол может составлять 3°. Технический эффект, обеспечиваемый регулированием угла β наклона, заключается в том, что свойства конкретного рассматриваемого варианта применения могут быть улучшены при умеренном наклоне. Это может облегчить проектирование нижних по потоку флотационных камер, поскольку при уменьшении высоты сливного порога во флотационном устройстве необходимо учитывать влияние на объем и диаметр флотационных камер, при этом также оказывается влияние на динамику потока пульпы и, следовательно, на эффективность извлечения полезного материала.

Угол β вычисляется по соответствующим местоположениям первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и по высоте сливного порога последней унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³. Например, могут использоваться центральные точки поперечного сечения флотационных камер на уровне сливного порога. Как вариант, могут использоваться первые точки на периферии в направлении длины флотационной установки на уровне сливного порога каждой камеры. Также могут использоваться соответствующие последние точки. Две флотационные камеры, используемые для вычисления, не обязательно должны иметь одинаковый диаметр или даже одинаковую форму поперечного сечения. В одном варианте выполнения флотационной установки угол β вычисляется от центра плоскости сливного порога указанных флотационных камер.

В одном варианте выполнения флотационной установки высота Н сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 400 мм, предпочтительно на 600 мм, меньше высоты Н сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства. Например, высота Н сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 400 мм меньше высоты Н сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства. В другом примере высота Н сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 600 мм меньше высоты Н сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства. Например, высота Н сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства на 500 или 600 мм меньше высоты Н сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства. Чем больше разница в высотах Н сливного порога, тем более узкое соединение является достаточным для установления проточного соединения между двумя флотационными камерами. Таким образом, использование достаточно большой разницы в высотах сливного порога дает возможность использования элементов меньшего размера с упрощением и ускорением тем самым монтажного процесса. Кроме того, величина разницы в высотах сливного порога влияет на увеличение габаритов средств управления уровнем пульпы, используемых для дополнительного регулирования потока между флотационными камерами.

В одном варианте выполнения флотационной установки выпускное отверстие для хвостов в унипланарной флотационной камере, снабженной сливным порогом, присоединено к впускному отверстию для пульпы в следующей унипланарной флотационной камере, снабженной смесительным приспособлением. Такая конфигурация приводит к быстрому повторному перемешиванию пульпы после образования пенного продукта, т.е. отделению части полезного материала. Это также может уменьшить занос флотационных камер песком и повысить эффективность флотации. Смесительное приспособление может быть присоединено к средству подачи рассеиваемого газа для инициирования нового цикла флотации.

В одном варианте выполнения флотационной установки проточное соединение является непосредственным соединением между выпускным отверстием предыдущего унипланарного флотационного устройства и впускным отверстием следующего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы. Непосредственный контакт уменьшает необходимость в трубопроводе между двумя смежными флотационными камерами. Таким образом, уменьшается необходимость в компонентах во время строительства флотационной установки с ускорением тем самым этого процесса. Кроме того, это может уменьшить занос песком и упростить техническое обслуживание флотационной установки.

В одном варианте выполнения флотационной установки проточные соединения между унипланарными флотационными устройствами, имеющими объем более 40 м³, являются унипланарными. Например, впускные отверстия и выпускные отверстия каждой флотационной камеры могут быть расположены на одном уровне в вертикальном направлении стенки флотационной камеры. Как правило, проточные соединения являются горизонтальными. Однако могут быть предусмотрены некоторые отклонения от горизонтали при одновременном сохранении функциональных возможностей проточных соединений. Унипланарное соединение между смежными унипланарными флотационными устройствами упрощает монтажный процесс, поскольку все соединения, ведущие к флотационным камерам, находятся в одном и том же размерном диапазоне.

Флотационная установка в соответствии с данным изобретением обеспечивает возможность строительства больших флотационных камер. Флотационная установка может содержать флотационные камеры объемом порядка 400 м³, 700 м³, 1000 м³ или даже больше. В одном варианте выполнения флотационной установки объем по меньшей мере одной унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 400 м³. В варианте выполнения объем одной унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 400 м³. Строительство единственной большой флотационной камеры или только малого количества больших флотационных камер может повысить эффективность. Строительство фундамента для большой флотационной камеры требует дополнительного планирования и экспертизы и, таким образом занимает больше времени, чем строительство фундамента для меньшей флотационной камеры.

Технический эффект, достигаемый при строительстве большой первой унипланарной флотационной камеры, заключается в том, что скорость монтажа увеличивается, поскольку крупногабаритный материал необходим лишь в одном местоположении, при этом строительство флотационных камер на всем протяжении флотационной установки может потребовать меньшего координирования.

В частности, первая унипланарная флотационная камера, снабженная сливным порогом, может быть большой, например иметь объем по меньшей мере 200 м³. В одном варианте выполнения флотационной установки объем первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 400 м³. Объем первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, также может составлять по меньшей мере 500 м³.

В одном варианте выполнения флотационной установки высота h сливного порога первой флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 6 м.

Более крупные флотационные камеры могут быть более эффективными и обеспечивают сокращение расходов благодаря экономии пространства, поскольку капитальные затраты снижаются в случае, когда во флотационной установке требуется меньшее количество устройств для получения заданной пропускной способности.

Выполнение флотационной камеры или камер второго унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы меньшими, чем флотационная камера или камеры в первом унипланарном флотационном устройстве, может обеспечить преимущество в эффективности, поскольку фундамент меньшей флотационной камеры является более простым для строительства, чем фундамент более крупной флотационной камеры. В одном варианте выполнения флотационной установки указанная по меньшей мере одна флотационная камера второго унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства. В одном варианте выполнения флотационной установки указанная по меньшей мере одна флотационная камера второго унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 10% меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства. В еще одном варианте выполнения флотационной установки указанная по меньшей мере одна флотационная камера третьего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы по меньшей мере на 30% меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства.

Таким образом, технический эффект, обеспечиваемый таким вариантом выполнения, заключается в том, что флотационная установка содержит меньшее количество флотационных камер с фундаментом. Как вариант или в дополнение, имеется возможность строительства большего количества флотационных камер без фундамента. Соответственно, строительство такой флотационной установки происходит быстрее, при этом расходы на материалы для нее могут быть уменьшены. Указанный эффект может быть особенно заметен, если флотационная камера или флотационные камеры во втором унипланарном флотационном устройстве по меньшей мере на 10% меньше, чем в первом унипланарном флотационном устройстве. Например, указанная по меньшей мере одна флотационная камера второго унипланарного флотационного устройства может быть по меньшей мере на 20% или 30% меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства.

Диаметр флотационной камеры оказывает влияние на динамику потока внутри флотационной камеры, что также находит отражение в особенностях выбранного смесительного приспособления. В одном варианте выполнения флотационной установки по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр d, составляющий по меньшей мере 3,5 м, или по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр d, составляющий по меньшей мере 6 м.

В одном варианте выполнения флотационной установки по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр d, составляющий по меньшей мере от 3,5 до 25 м, или по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр d, составляющий по меньшей мере от 6 до 20 м.

При увеличении объема флотационной камеры также увеличивается диаметр. Это особенно заметно в случае унипланарных флотационных камер, в которых высота сливного порога постепенно уменьшается по длине флотационной установки в направлении прохождения пульпы. Кроме того, строительство флотационной камеры, которая является более широкой по отношению к ее высоте, осуществляется быстрее и проще.

Таким образом, по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер во флотационной установке могут иметь диаметр, составляющий по меньшей мере 3,5 м. Как вариант, по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер во флотационной установке могут иметь диаметр, составляющий по меньшей мере 6 м. Другими словами, например, 80% или 90% унипланарных флотационных камер могут иметь диаметр, составляющий по меньшей мере 3,5 м или 6 м. В такой флотационной установке диаметр большинства флотационных камер превышает пороговое значение. Остальные унипланарные флотационные камеры могут иметь больший или меньший размер.

В некоторых вариантах выполнения диаметр унипланарных флотационных камер изменяется в диапазоне от 3,5 м до 25 м. Диаметр может изменяться, например, в диапазоне от 6 м до 20 м. В таких вариантах выполнения диаметр по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер находится в пределах указанного диапазона. Остальные унипланарные флотационные камеры могут иметь больший или меньший размер.

В одном варианте выполнения флотационной установки по меньшей мере 80% объема третьего и дополнительных унипланарных флотационных устройств образовано флотационными камерами, диаметр d которых составляет по меньшей мере 0,4 или от 0,8 до 1,2 диаметра средней из унипланарных флотационных камер во втором унипланарном флотационном устройстве. Поскольку высота сливного порога флотационных устройств постепенно уменьшается вдоль флотационной установки, в некоторых вариантах выполнения это может обеспечивать преимущества для поддержания диаметра флотационных камер далее вдоль флотационной установки на заданном уровне относительно второго флотационного устройства. Это по существу приводит к умеренному уменьшению размера флотационной камеры. Например, по меньшей мере 80% объема третьего и дополнительных унипланарных флотационных устройств образовано флотационными камерами, диаметр d которых составляет по меньшей мере 0,4 диаметра средней из унипланарных флотационных камер во втором унипланарном флотационном устройстве. В частности, вышеприведенное соотношение может составлять от 0,8 до 1,2. Когда диаметры флотационных камер во флотационной установке находятся в пределах вышеуказанных диапазонов, строительные работы упрощаются, поскольку могут быть рационализированы земляные работы для каждой флотационной камеры. Другими словами, возможно использование схожих технологий строительства и материалов. Кроме того, также может быть приблизительно определен объем, требуемый для строительства, с обеспечением тем самым возможности повторения схожих рабочих этапов для более чем одной флотационной камеры. Все это повышает скорость ведения строительных работ, поскольку требуется выполнение меньших работ по планированию и согласованию.

В дополнение к большим унипланарным флотационным камерам также могут использоваться унипланарные флотационные камеры меньшего объема, составляющего до 40 м³, для оптимизации процесса извлечения полезного материала. Флотационная установка может содержать дополнительные флотационные камеры, которые могут иметь еще меньший размер.

В одном варианте выполнения флотационной установки указанная по меньшей мере одна флотационная камера в унипланарном флотационном устройстве представляет собой камеру для пенной флотации.

Варианты выполнения изобретения, описанные в данном документе, могут использоваться в любой комбинации друг с другом. Несколько вариантов выполнения могут использоваться в комбинации друг с другом для создания дополнительного варианта выполнения изобретения. Устройство, способ или применение, к которым относится изобретение, могут содержать по меньшей мере один из вариантов выполнения изобретения, описанных в данном документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, приведенные для обеспечения дополнительного понимания изобретения и составляющие часть данного описания, изображают варианты выполнения изобретения и совместно с описанием способствуют пояснению его принципов.

На чертежах

фиг. 1 изображает схематический вид иллюстративного варианта выполнения флотационной установки в соответствии с данным изобретением,

фиг. 2 изображает схематический вид другого иллюстративного варианта выполнения флотационной установки в соответствии сданным изобретением,

фиг. 3 изображает схематический вид еще одного иллюстративного варианта выполнения флотационной установки в соответствии с данным изобретением,

фиг. 4 изображает схематический вид еще одного иллюстративного варианта выполнения флотационной установки в соответствии с данным изобретением,

фиг. 5а-d изображают схематические виды иллюстративных конфигураций флотационной установки по горизонтали в соответствии с данным изобретением,

фиг. 6а-е изображают схематические виды иллюстративных конфигураций флотационной установки по вертикали в соответствии с данным изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже сделана подробная ссылка на варианты выполнения данного изобретения, примеры которых изображены на прилагаемых чертежах.

Несмотря на то что в нижеследующих примерах флотация рассмотрена со ссылкой на пенную флотацию, следует отметить, что принципы данного изобретения могут быть реализованы независимо от конкретного типа флотации, т.е. способ флотации может быть любым из по существу известных способов флотации, таких как пенная флотация, флотация растворенным воздухом или флотация приточным газом.

На фиг. 1-4 схематически изображена флотационная установка 1. Чертежи выполнены без соблюдения пропорций, при этом многие компоненты установки 1 не показаны для ясности. Направление прохождения потока пульпы на каждом из фиг. 1-4 обозначено стрелкой и словом «поток».

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, флотационная установка 1 содержит четыре унипланарных флотационных устройства 2, определяющих длину L унипланарной флотационной установки. На фиг. 1 изображен резервуар 10 для кондиционирования, при этом могут иметься другие средства предварительной обработки, относящиеся к ранним этапам обработки, таким как уменьшение размеров, измельчение, классификация. Также могут иметься дополнительные флотационные устройства, не являющиеся унипланарными. Указанные дополнительные средства могут быть расположены перед унипланарными флотационными устройствами 2, после них или между ними.

Резервуар 10 присоединен к первой унипланарной флотационной камере 20 с помощью подающего впускного отверстия 11 и впускного отверстия 31 камеры. Унипланарные флотационные камеры 20, 21, 22, 23 присоединены друг к другу проточными соединениями 3. Проточное соединение между флотационными камерами 20 и 21, показанное на фиг. 1, выполнено в виде трубопровода, поскольку указанные две камеры расположены на расстоянии D друг от друга. Пульпа проходит через выпускное отверстие 32 камеры 20 к впускному отверстию 31 камеры 21. Между камерами 22 и 23 расположена соответствующая система, поскольку они также отделены друг от друга расстоянием D. В противоположность этому, камеры 21 и 22 соединены непосредственным соединением 33, поскольку они расположены непосредственно рядом друг с другом. Хвосты выходят их флотационной установки 1 через отверстие 7 для хвостов. Детали и компоненты проточных соединений между камерами 20, 21, 22, 23 не показаны.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, основания 4 всех унипланарных камер 20, 21, 22, 23 находятся на одном и том же уровне по вертикали. Таким образом, все камеры 20, 21, 22, 23 являются унипланарными.

Каждая унипланарная флотационная камера 20, 21, 22, 23 содержит смесительное приспособление, содержащее вал 9 и средство 91 подачи рассеиваемого газа. Вал расположен вдоль вертикальной центральной линии диаметра камер 20, 21, 22, 23. В камере 20 средство 91 расположено сбоку от вала, тогда как в камерах 21, 22, 23 средство 91 расположено концентрично с валом 9. Специалист может выбрать подходящее средство подачи рассеиваемого газа в соответствии с особенностями варианта выполнения. Размер средства подачи рассеиваемого газа может изменяться.

Каждая унипланарная флотационная камера 20, 21, 22, 23 содержит сливной лоток 5, который, в свою очередь, содержит сливной порог 51, расположенный на высоте h₂₀, h₂₁, h₂₂, h₂₃ от основания 4. Сливной порог 51 определяет высоту Н₂₀, H₂₁, H₂₂, Н₂₃, которая является наивысшей для первого унипланарного флотационного устройства 2 и уменьшается для каждого следующего устройства 2 в направлении прохождения пульпы. Высота Н сливного порога флотационного устройства может быть вычислена от наименьшей унипланарной флотационной камеры во флотационной установке или от любой другой подходящей высоты, при условии что вычисление выполняется единообразно на всем протяжении флотационной установки. Высота Н дает возможность определения угла β.

Каждая камера 20, 21, 22, 23 имеет диаметр d₂₀, d₂₁, d₂₂, d₂₃. Под диаметром d₂₀, d₂₁, d₂₂, d₂₃ в данном документе понимается средний внутренний диаметр камеры 20, 21, 22, 23 между самым нижним рабочим положением основания 4 и сливным порогом 51. Этот диаметр d может использоваться для определения эффективного объема флотационной камеры 20, 21, 22, 23. Центр камеры 20, 21, 22, 23 на высоте 8 сливного порога может использоваться для вычисления угла β, как в варианте выполнения, показанном на фиг. 1, а также для определения унипланарности заданной камеры 20, 21, 22, 23. Определение угла β проиллюстрировано линией А, пересекающей центры первой камеры 20 и последней камеры 23 на высоте сливного порога 51.

Диаметр d унипланарных флотационных камер 20, 21, 22, 23 уменьшается в направлении прохождения пульпы.

В таблице 1 приведены размеры флотационной установки, изображенной на фиг. 1. Как показано в Таблице 1, объем первой камеры 20 составляет 630 м³, а объем второй камеры 21 составляет 200 м³. Объем третьей камеры 22 составляет 130 м³, а объем четвертой камеры 23 составляет 70 м³.

Значение, приведенное в столбце высоты в Таблице 1, как и во всех нижеследующих таблицах, относится к высоте h₂₀, h₂₁, h₂₂, h₂₃ сливного порога камер 20, 21, 22, 23, измеренной от основания 4 флотационной камеры до сливного порога 51. Значение, приведенное в столбце диаметра, относится к диаметру d₂₀, d₂₁, d₂₂, d₂₃ камер 20, 21, 22, 23. Понижение обусловлено изменением высоты Н сливного порога между двумя последовательными унипланарными флотационными устройствами 2.

Высота сливного порога камер 20, 21, 22, 23 постепенно уменьшается вдоль флотационной установки 1 в направлении прохождения пульпы. Высота сливного порога 51 первой камеры 20 составляет 7 м, тогда как высота сливного порога второй камеры 21 составляет 5,4 м, то есть понижение составляет 1,6 м. Высота сливного порога 51 третьей камеры 22 составляет 4,7 м, что приводит к понижению на 0,7 м. Высота сливного порога 51 четвертой камеры 23 составляет 3,5 м, т.е. на 1,2 м меньше значения для предыдущей флотационной камеры. Диаметр камер 20, 21, 22, 23 составляет 11 м для первой камеры, 7,2 м для второй камеры, 6,4 м для третьей камеры и 5,3 м для третьей флотационной камеры.

Угол понижения высоты сливного порога по всей длине L унипланарной флотационной установки определяется как угол β, вычисленный по всей длине L унипланарной флотационной установки, т.е. по длине, которую проходит поток пульпы во флотационной установке от подающего впускного отверстия 11 к выпускному отверстию 7 для хвостов. Угол β в данном примере представляет собой угол между высотой Н₂₀ сливного порога первой камеры 20 и линией А, пересекающей центр поперечного сечения указанной камеры 20 на высоте сливного порога 51 и соответствующее местоположение (т.е. центр поперечного сечения флотационной камеры на уровне сливного порога) в четвертой камере 23. Угол β унипланарной флотационной установки 1 в этом примере составляет приблизительно 6°.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, длина унипланарной флотационной установки является, таким образом, суммой диаметров всех флотационных камер (29900 мм) и расстояний между флотационными камерами (10400 мм), т.е. составляет 40300 мм (40,3 м). В этом и во всех нижеследующих примерах для оборудования, необходимого для регулирования потока пульпы между флотационными камерами, расположенными непосредственно рядом друг с другом, вычислено расстояние в 500 мм. Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационной установки составляет 3500 мм (3,5 м), угол β составляет 5°.

Пульпа направляется в установку 1 путем ее проведения через подающее впускное отверстие 11, присоединенное к впускному отверстию 31 первого унипланарного флотационного устройства 2 установки 1. Пульпа может проходить через установку 1 по проточным соединениям 3, 33. Хвосты из последнего унипланарного флотационного устройства 2 установки 1 выводятся из установки 1 через выпускное отверстие 7 и могут быть подвергнуты дальнейшей обработке обычным способом.

Вариант выполнения, изображенный на фиг. 2, сходен с вариантом выполнения, изображенным на фиг. 1, поэтому не все элементы, рассмотренные для фиг. 1, описаны повторно. Данный вариант выполнения содержит три унипланарных флотационных устройства 2, первое из которых содержит одну флотационную камеру 20. Каждое из второго и третьего устройств 2 содержит две флотационные камеры 21а, 21b, 22а, 22b. На фиг. 2 основания 4 всех камер 20, 21а, 21b, 22а, 22b расположены на одном уровне по вертикали.

Каждое устройство 2 имеет свою высоту Н₂₀, H₂₁, Н₂₂ сливного порога. Высота h сливного порога двух камер 21а, 21b и 22а, 22b в каждом устройстве 2 является одинаковой. Однако если основания 4 двух камер 21а, 21b, 22а, 22b в одном унипланарном флотационном устройстве находятся на разных уровнях, то высота h сливного порога для этих камер 21а, 21b и 22а, 22b будет различной, так что высота Н сливного порога унипланарного флотационного устройства 2 остается однозначной.

Все унипланарные флотационные камеры 20, 21а, 21b, 22а, 22b соединены непосредственными соединениями 33. Таким образом, камеры 20, 21а, 21b, 22а, 22b отделены друг от друга минимальным расстоянием, обусловленным пространством, занимаемым соединением 33.

В Таблице 2 приведены размеры флотационной установки 1, изображенной на фиг. 2. Объем первой камеры 20, образующей первое устройство 2, составляет 380 м³. Объем каждой флотационной камеры 21а, 21b во втором устройстве 2 составляет 340 м³, тогда как объем камер 22а, 22b в третьем флотационном устройстве составляет 300 м³. Высота Н₂₀ сливного порога первого устройства 2 составляет 8,61 м. Высота Н₂₁ сливного порога второго устройства 2 ниже на 0,8 м, т.е. составляет 7,81 м. Между вторым и третьим унипланарными флотационными устройствами 2 имеет место понижение высоты сливного порога на 0,71 м, т.е. до 7,1 м.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 2, диаметр унипланарных флотационных камер остается постоянным и составляет 8 м.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 2, длина унипланарной флотационной установки является, таким образом, суммой диаметров всех флотационных камер (40000 мм) и расстояний между флотационными камерами (2000 мм), т.е. составляет 42000 мм (42,0 м). Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационного устройства составляет 1510 мм (1,51 м), угол β составляет 2°.

Угол понижения высоты сливного порога по всей длине L установки 1 определяется как угол β, вычисленный по всей длине L унипланарной флотационной установки, т.е. по длине, которую проходит поток пульпы во флотационной установке от подающего впускного отверстия 11 к выпускному отверстию 7 для хвостов последней камеры 22b. Угол β в данном варранте выполнения представляет собой угол между высотой Н₂₀ сливного порога первой камеры 20 и линией А, пересекающей центр 8 первой камеры 20 на высоте сливного порога 51 и соответствующее местоположение в последней камере 22b.

Вариант выполнения, изображенный на фиг. 3, сходен с вариантами выполнения, показанными на предыдущих чертежах. На данном чертеже показан резервуар 10 для кондиционирования. Данный вариант выполнения содержит четыре унипланарных флотационных устройства 2, каждое из которых содержит одну флотационную камеру 20, 21, 22, 23. Проточные соединения между первыми двумя унипланарными камерами 20, 21 и между двумя последними унипланарными камерами 22, 23 выполнены в виде непосредственных соединений 33. Соединение между второй и третьей камерами 21, 22 содержит трубопровод, при этом указанные две камеры отделены расстоянием D.

В Таблице 3 приведены размеры унипланарных флотационных устройств 2 для флотационной установки 1, изображенной на фиг. 3. Объем первой камеры 20 составляет 630 м³, а объем следующих камер 21, 22, 23 уменьшается до 200 м³, 130 м³ и 70 м³. В то же время высота сливного порога 51 уменьшается от 6,6 м в первой камере 20 до 5,4 м во второй камере, до 4,7 м в третьей камере и до 3,7 м в четвертой камере 21, 22, 23, соответственно. Таким образом, первое уменьшение высоты сливного порога 51 составляет 1,2 м, второе - 0,7 м, а третье - 1,0 м. Диаметр унипланарных флотационных камер также уменьшается от 11,0 м в первой камере, до 7,2 м и 6,4 м во второй и третьей камерах и до 5,3 м в четвертой камере 23

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, длина унипланарной флотационной установки является, таким образом, суммой диаметров всех флотационных камер (29900 мм) и расстояний между флотационными камерами (9000 мм), т.е. составляет 38900 мм (38,9 м). Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационной установки составляет 2900 мм (2,9 м), угол β составляет 4,3°.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 4, флотационная установка содержит четыре унипланарных флотационных устройства 2, каждое из которых содержит одну флотационную камеру 20, 21, 22, 23. Все устройства 2 соединены трубопроводами 3, которые имеют различную длину для каждого устройства 2, что приводит к различию в расстоянии D между устройствами 2.

В Таблице 4 приведены размеры унипланарных флотационных устройств 2 для варианта выполнения, изображенного на фиг. 4. Объем первой камеры 20 составляет 775 м³, а объем второй камеры 21 составляет 630 м³. Объем третьей камеры 22 составляет 200 м³, а объем четвертой камеры 23 составляет 70 м³. Диаметр первых двух унипланарных камер 20, 12 составляет 11 м, диаметр третьей унипланарной камеры 22 составляет 7,2 м, а диаметр четвертой унипланарной камеры составляет 5,3 м.

Высота h₂₀ сливного порога 51 первой камеры 20 составляет 8,91 м, а высота h₂₁ для второй камеры 21 составляет 7 м, при этом понижение высоты составляет 1,91 м. Высота h₂₂ сливного порога 51 третьей камеры 22 составляет 5,4 м, при этом понижение высоты составляет 1,6 м. Четвертая камера 23 имеет высоту h₂₂ сливного порога 51, составляющую 3,5 м, при этом понижение высоты относительно предыдущей флотационной камеры составляет 1,9 м.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 4, длина унипланарной флотационной установки является, таким образом, суммой диаметров всех флотационных камер (34500 мм) и расстояний между флотационными камерами (21400 мм), т.е. составляет 55900 мм (55,9 м). Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационной установки составляет 5410 мм (5,41 м), угол β составляет 5,5°.

На фиг. 5а-d изображены различные иллюстративные конфигурации флотационной установки 1 по горизонтали. На данных чертежах показаны только контуры поперечного сечения флотационных камер 20, 21, 22, 23. Несмотря на то что это не видно непосредственно на фиг. 5, все флотационные камеры на чертеже являются унипланарными, поскольку используются для вычисления длины L. Кроме того, считается, что все камеры 20, 21, 22, 23, показанные на фиг. 5, содержат сливной порог 51, поэтому то, как расположены камеры 20, 21, 22, 23 в устройствах 2, является несущественным для вычисления длины L.

На фиг. 5а флотационные камеры 20, 21, 22, 23 расположены по прямой линии, при этом каждое проточное соединение выполнено в виде непосредственного соединения 33.

На фиг. 5b флотационные камеры 20, 21, 22, 23 расположены по прямой линии, при этом каждое проточное соединение выполнено в виде проточного соединения 3, содержащего трубопровод. Флотационные камеры 20, 21, 22, 23 разнесены на расстояние D, которое является наибольшим между камерами 20 и 21. Однако расстояние D между всеми камерами 20, 21, 22, 23 может быть одинаковым.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 5b, диаметр камер 20, 21, 22, 23 изменяется так, что третья камера 22 имеет наибольший диаметр.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 5с и 5d, камеры 20, 21, 22, 23 расположены криволинейным образом. Такое расположение может быть преимущественным, например, вследствие рельефа местности в месте монтажа. Длина L вычисляется путем проведения линии между впускным отверстием 31 и выпускным отверстием 32 камеры через центры камер 20, 21, 22, 23, начиная от подающего впускного отверстия 11 и заканчивая выпускным отверстием 7 для хвостов.

На фиг. 5с флотационные камеры 20, 21, 22, 23 соединены непосредственными соединениями 33, тогда как на фиг. 5d проточные соединения 3 содержат трубопровод. На фиг. 5d расстояние D между флотационными камерами изменяется. Кроме того, в вариантах выполнения, изображенных на фиг. 5с и 5d, диаметры d камер 20, 21, 22, 23 могут изменяться, однако для простоты они показаны одинаковыми.

На фиг. 6а-е изображены различные иллюстративные конфигурации флотационной установки 1 по вертикали. На данных чертежах показаны только вертикальные контуры унипланарных флотационных камер 20, 21, 22, 23. Проточные соединения 3 между камерами 20, 21, 22а, 22b на фиг. 6 подробно не показаны.

На фиг. 6 проиллюстрировано определение диапазона U вертикальной унипланарности. Для проведения двух линий В, В', начинающихся от самого нижнего рабочего положения основания 4 первой камеры 20, имеющей объем более 150 м³ и снабженной сливным порогом 51, используется угол ±1° относительно горизонтали. Первая линия В показана как восходящая линия В, а вторая линия В' показан как нисходящая линия. Расстояние между линиями В, В' на вертикальной линии, пересекающей самое нижнее рабочее местоположение основания 4 последней камеры 22b, снабженной сливным порогом 51 и имеющей объем более 40 м³, показывает диапазон U унипланарности по вертикали. Все камеры 21, 22а из флотационных камер, используемых для определения диапазона унипланарности, основания 4 которых попадают в диапазон U, считаются унипланарными при дополнительном условии, что высота Н сливного порога флотационных устройств 2 уменьшается с каждым следующим устройством 2 в направлении прохождения пульпы.

На фиг. 6 также проиллюстрировано определение угла β. На фиг. 6а, 6b, 6d и 6f центр первой камеры 20, имеющей объем более 150 м³ и снабженной сливным порогом 51 на высоте h₂₀, и центр последней камеры 22b или 22, снабженной сливным порогом 51 и имеющей объем более 40 м³, использованы для проведения линии А, пересекающей эти точки. Угол между линией А и горизонталью (отмеченной на уровне высоты Н₂₀ сливного порога первого устройства 2) определяет угол β.

На фиг. 6с и бе использованы другие соответствующие точки на периферии в направлении длины флотационной установки на уровне сливного порога флотационной камеры. На фиг. 6с использована первая точка на периферии каждой камеры 20 и 22 в направлении прохождения пульпы. На фиг. 6е использована последняя точка на периферии каждой камеры 20 и 22b в направлении прохождения пульпы.

На фиг. 6а флотационная установка 1 содержит четыре флотационные камеры 20, 21, 22а, 22b, расположенные в трех флотационных устройствах 2. Первые два флотационных устройства 2 содержат по одной унипланарной флотационной камере 20, 21, каждая из которых, т.е. флотационная камера 20, 21, содержит сливной порог, смесительное приспособление и средство подачи рассеиваемого газа (не показаны). Третье флотационное устройство 2 содержит две унипланарные флотационные камеры 22а, 22b. Флотационная установка 1 также содержит средство 10 предварительной обработки, которое может представлять собой, например, резервуар для кондиционирования или флотационную камеру. В варианте выполнения, изображенном на фиг. 6а, все флотационные камеры 20, 21, 22, 23 являются горизонтальными.

На фиг. 6b флотационная установка 1 содержит пять флотационных камер 20а, 20b, 21, 22а, 22b, расположенных в трех флотационных устройствах 2. Флотационные камеры 20а, 20b, 22а, 22b, образующие соответственно первое и третье флотационные устройства 2, являются горизонтальными. Однако основание 4 камеры 21, образующей второе устройство 2, расположено выше, чем в других флотационных камерах 20а, 20b, 22а, 22b, но в пределах диапазона U унипланарности по вертикали. Поскольку высота Н сливного порога флотационных устройств уменьшается, а размеры флотационных камер подпадают под определенный диапазон, то камеры 20а, 20b, 21, 22а, 22b являются унипланарными.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 6с, флотационная установка 1 содержит четыре флотационные камеры 20, 21, 22, 10. В трех унипланарных флотационных камерах 20, 21, 22, каждая из которых образует флотационное устройство 2, основания 4 первой и третьей камер 20, 22 являются горизонтальным. Основание 4 второй камеры 21, расположено ниже, чем основание соседних камер, но в пределах диапазона U унипланарности, при этом высота сливного порога 51 флотационных камер 20, 21, 22 уменьшается. Основание 4 последней камеры 10 в направлении прохождения пульпы также попадает в пределы диапазона U, но ее объем меньше 40 м³, и она, таким образом, не входит в унипланарную флотационную установку.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 6с, в конце флотационной установки 1 находится одна флотационная камера 10, которая не учитывается при определении угла β. Однако на одном конце или на обоих концах установки 1 может иметься более одной дополнительной флотационной камеры 10. Кроме того, в этих местоположениях могут находиться другие резервуары 10 для различных дополнительных процессов, связанных с флотацией.

На фиг. 6d флотационная установка 1 содержит три унипланарные флотационные камеры 20, 21, 22, каждая из которых образует унипланарное флотационное устройство 2. Основания 4 устройств 2 находятся на одном уровне по вертикали (т.е. являются горизонтальными). Флотационная установка 1 также содержит небольшой дополнительный резервуар 10, который может представлять собой флотационную камеру или резервуар другого типа. Поскольку резервуар имеет объем менее 150 м³, он не считается унипланарным и не учитывается при вычислении угла β. Флотационная установка 1 также содержит две флотационные камеры 10, расположенные ниже по потоку от устройств 20, 21, 22. Несмотря на то что объем указанных камер превышает 40 м³, они не попадают в диапазон унипланарности и, соответственно, не учитываются при вычислении угла β.

На фиг. 6е флотационная установка 1 содержит шесть флотационных камер 10, 20, 21а, 21b, 22а, 22b, все основания 4 которых являются горизонтальными. Первая флотационная камера 10 имеет объем менее 150 м³ и поэтому не считается унипланарной флотационной камерой. Первая камера 20 является второй флотационной камерой во флотационной установке 1 и образует флотационное устройство 2. Третья и четвертая камеры 21а, 21b образуют одно флотационное устройство 2, как и соответственно пятая и шестая камеры 22а, 22b. Отличие двух последних флотационных устройств от предыдущих флотационных устройств заключается в том, что первая камера каждого устройства 21, 22 содержит смесительное приспособление и/или средство подачи рассеиваемого газа (не показаны), но не имеет сливного порога. Таким образом, флотационной камерой, в соответствии с которой вычисляется высота сливного порога флотационного устройства 2, является вторая камера 21b, 22b каждого флотационного устройства 2.

Дополнительные примеры

В одном варианте выполнения флотационная установка 1 содержит четыре флотационных устройства 2, размеры которых приведены в Таблице 5. Первое и третье флотационные устройства содержат одну флотационную камеру 20, 22, а второе и четвертое флотационные устройства содержат соответственно две флотационные камеры 21а, 21b и 23а, 23b. Флотационные камеры соединены друг с другом непосредственным проточным соединением 33. Таким образом, расстояние D между каждыми двумя смежными устройствами 2 составляет приблизительно 500 мм.

В варианте выполнения, представленном в Таблице 5, длина унипланарной установки является, таким образом, является суммой диаметров всех флотационных камер (42400 мм) и расстояний между флотационными камерами (5×500 мм=2500 мм), т.е. составляет 44900 мм (44,9 м). Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационной установки составляет 3500 мм (3,5 м), угол β составляет 4,5°.

В еще одном варианте выполнения флотационная установка 1 содержит три флотационных устройства 2, размеры которых приведены в Таблице 6. Все флотационные устройства 2 содержат по две флотационные камеры соответственно 20а, 20b; 21а, 21b и 22а, 22b. Флотационные камеры 2 соединены друг с другом непосредственным проточным соединением 33. Таким образом, расстояние D между всеми смежными флотационными устройствами составляет приблизительно 500 мм.

В варианте выполнения, представленном в Таблице 6, длина унипланарной установки является, таким образом, суммой диаметров всех флотационных камер 20а, 20b, 21а, 21b, 22а, 22b (48000 мм) и расстояний между флотационными камерами (5×500 мм=2500 мм), т.е. составляет 50500 мм (50,5 м). Так как уменьшение высоты Н (понижение) сливного порога флотационной установки составляет 1600 мм (1,6 м), угол β составляет 1,8°.

Если флотационные камеры 20а, 20b, 21а, 21b, 22а, 22b выполнены так, что они расположены непосредственно смежно друг с другом, в результате чего расстояние D является несущественным для практических целей (и в данном случае составляет приблизительно 20 мм), то угол β увеличивается до 2° (L=48000+5×20=48100 мм).

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что с развитием технологий основная идея изобретения может быть реализована различными способами. Данное изобретение и его варианты выполнения, таким образом, не ограничены вышеописанными примерами и могут изменяться в рамках объема формулы изобретения.

Предложенное изобретение относится к флотационной установке для выделения частиц руды, содержащих ценный металл, из частиц руды, находящихся во взвешенном состоянии в пульпе. Флотационная установка для обработки частиц минеральной руды, взвешенных в пульпе, содержит по меньшей мере три флотационных устройства, расположенных в проточном соединении друг с другом для обеспечения возможности прохождения пульпы, перемещаемой под действием силы тяжести, между флотационными устройствами, и подающее впускное отверстие для подачи пульпы в первое флотационное устройство. По меньшей мере три флотационных устройства выполнены унипланарными, и каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, так что каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную сливным порогом, по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную смесительным приспособлением, и по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную средством подачи рассеиваемого газа. Каждая флотационная камера, снабженная сливным порогом, имеет впускное отверстие для пульпы, выпускное отверстие для хвостов и выпускное отверстие для обогащенного продукта. Высота (Н) сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства меньше высоты (Н) сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы, так что между первой унипланарной флотационной камерой, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и последней унипланарной флотационной камерой, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³, образован угол (β) наклона, который составляет от 1,5 до 10° относительно горизонтали и отсчитывается от соответствующих местоположений на плоскости сливного порога указанных флотационных камер. Технический результат – повышение эффективности флотации. 22 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл.

1. Флотационная установка для обработки частиц минеральной руды, взвешенных в пульпе, содержащая по меньшей мере три флотационных устройства, расположенных в проточном соединении друг с другом для обеспечения возможности прохождения пульпы, перемещаемой под действием силы тяжести, между флотационными устройствами, и подающее впускное отверстие для подачи пульпы в первое флотационное устройство,

при этом по меньшей мере три флотационных устройства выполнены унипланарными, и каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, так что каждое флотационное устройство содержит по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную сливным порогом, по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную смесительным приспособлением, и по меньшей мере одну флотационную камеру, снабженную средством подачи рассеиваемого газа,

причем каждая флотационная камера, снабженная сливным порогом, имеет впускное отверстие для пульпы, выпускное отверстие для хвостов и выпускное отверстие для обогащенного продукта, и

высота (Н) сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства меньше высоты (Н) сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы, так что между первой унипланарной флотационной камерой, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 150 м³, и последней унипланарной флотационной камерой, снабженной сливным порогом и имеющей объем более 40 м³, образован угол (β) наклона, который составляет от 1,5 до 10° относительно горизонтали и отсчитывается от соответствующих местоположений на плоскости сливного порога указанных флотационных камер.

2. Флотационная установка п. 1, в которой угол (β) составляет от 2 до 6°.

3. Флотационная установка п. 1 или 2, в которой угол (β) вычисляется от центра плоскости сливного порога указанных флотационных камер.

4. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере 80% объема унипланарных флотационных камер, содержащих смесительное приспособление, перемешивается с помощью механической мешалки.

5. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой отдельная заданная унипланарная флотационная камера снабжена сливным порогом, смесительным приспособлением и средством подачи рассеиваемого газа.

6. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой выпускное отверстие для хвостов в унипланарной флотационной камере, снабженной сливным порогом, присоединено к впускному отверстию для пульпы в следующей унипланарной флотационной камере, снабженной смесительным приспособлением.

7. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой высота (h) сливного порога каждого унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 400 мм, предпочтительно на 600 мм меньше высоты (h) сливного порога предыдущего унипланарного флотационного устройства.

8. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой флотационные камеры, имеющие объем, составляющий по меньшей мере 80% объема унипланарной флотационной камеры, имеют отношение высоты сливного порога к диаметру камеры (h/d) менее 1,2, или менее 1,0, или от 0,4 до 0,9.

9. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой унипланарные флотационные камеры, содержащие сливной порог и имеющие объем более 150 м³, имеют отношение высоты сливного порога к диаметру камеры (h/d) менее 1,2, или менее 1,0, или от 0,4 до 0,9.

10. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой объем по меньшей мере одной унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 400 м³.

11. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой объем указанной первой унипланарной флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 400 м³.

12. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой указанная по меньшей мере одна флотационная камера второго унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства.

13. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой указанная по меньшей мере одна флотационная камера второго унипланарного флотационного устройства по меньшей мере на 10% меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства.

14. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой указанная по меньшей мере одна флотационная камера третьего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы по меньшей мере на 30% меньше указанной по меньшей мере одной флотационной камеры первого унипланарного флотационного устройства.

15. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой высота (h) сливного порога первой флотационной камеры, снабженной сливным порогом, составляет по меньшей мере 6 м.

16. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой указанное проточное соединение является непосредственным соединением между выпускным отверстием предыдущего унипланарного флотационного устройства и впускным отверстием следующего унипланарного флотационного устройства в направлении прохождения пульпы.

17. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой проточные соединения между унипланарными флотационными устройствами, имеющими объем более 40 м³, являются унипланарными.

18. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой указанная по меньшей мере одна флотационная камера в унипланарном флотационном устройстве представляет собой камеру для пенной флотации.

19. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, содержащая от 3 до 10 унипланарных флотационных устройств или от 4 до 7 унипланарных флотационных устройств с объемом более 40 м³.

20. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, содержащая от 3 до 10 унипланарных флотационных камер с объемом более 40 м³ или от 4 до 7 унипланарных флотационных камер с объемом более 40 м³.

21. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр (d), составляющий по меньшей мере 3,5 м, или по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр (d), составляющий по меньшей мере 6 м.

22. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр (d), составляющий по меньшей мере от 3,5 до 25 м, или по меньшей мере 80% унипланарных флотационных камер имеет диаметр (d), составляющий от 6 до 20 м.

23. Флотационная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере 80% объема третьего и дополнительных унипланарных флотационных устройств образовано флотационными камерами, диаметр (d) которых составляет по меньшей мере 0,4 или от 0,8 до 1,2 диаметра средней из унипланарных флотационных камер во втором унипланарном флотационном устройстве.