УСТРОЙСТВО ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО ПРЕДФЛОТАЦИОННОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ С ШИРОКИМ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИМ СОСТАВОМ Российский патент 2024 года по МПК B03D1/16 B03B1/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии, в частности к устройству высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом, которое применимо к флотации угольного шлама.

Уровень техники

Флотация является наиболее экономичным способом разделения угля и минеральных ресурсов и вносит большой вклад в крупномасштабное извлечение ценных минеральных ресурсов из тонкодисперсного низкосортного угля и руды. Процесс флотации осуществляют посредством использования свойств поверхности раздела частиц. Частицы с высокой гидрофобностью поверхности стремятся прилипать к пузырькам и всплывать в виде концентрата, в то время как гидрофильные частицы пустой породы остаются в рудной суспензии и выбрасываются в виде хвостов. По мере широкого применения механизированной добычи полезных ископаемых и процессов разделения тяжелых сред все более заметными становятся такие проблемы, как большое количество плавающего шлама, высокое содержание срастаний и узкий диапазон эффективного разделения. Следовательно, усовершенствование флотационного оборудования, усовершенствование процесса разделения, расширение диапазона флотации и повышение эффективности разделения являются важными мерами для решения текущих проблем, связанных с угольными ресурсами.

Кондиционирование суспензии является основой точного разделения угольного шлама. Основная функция кондиционирования суспензии состоит в том, чтобы осуществить диспергирование обычных неполярных собирающих агентов в рудной суспензии, улучшить избирательное столкновение и адсорбцию между каплями масла собирающих агентов и частицами угольного шлама, а также повысить разницу в гидрофобности между очищенными угольными частицами и пустой породой за счет высокоскоростного сдвига и перемешивания при помощи лопастных рабочих колес. Традиционные устройства кондиционирования суспензии для флотации минералов имеют слабую способность к перемешиванию рудной суспензии вследствие ограничения внутренней смесительной конструкции, что приводит к низкой вероятности столкновения и прилипания между тонкодисперсными частицами и молекулами химреагентов из-за высокой степени следования тонкодисперсных частиц за водой; кроме того, традиционные устройства кондиционирования суспензии имеют низкую приспосабливаемость к условиям подачи угольного шлама с широким гранулометрическим составом. Следовательно, трудно эффективно удалить тонкодисперсный шлам, покрывающий поверхности крупных частиц, при помощи традиционных устройств кондиционирования суспензии. Плохой результат кондиционирования суспензии приводит к увеличенной нагрузке на последующую операцию флотации; следовательно, интенсивность механического перемешивания во флотационном устройстве должна быть увеличена, условия поля течения в процессе флотации ухудшаются, и увеличивается вероятность десорбции между частицами и пузырьками, что неблагоприятно сказывается на флотации и извлечении частиц.

Для условий подачи высокозольного угольного шлама с широким гранулометрическим составом высокоэффективное кондиционирование суспензии, с одной стороны, должно обеспечить удаление тонкодисперсного шлама с поверхностей очищенных угольных частиц для обнажения свежих поверхностей, а с другой стороны, должно обеспечить широкое распределение рудной суспензии и химреагентов для осуществления эффективного контакта. Поэтому очень важно разработать устройство и способ высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии, подходящие для флотации с широким гранулометрическим составом, так чтобы преодолеть ограничения традиционных устройств кондиционирования суспензии, улучшить уровень предварительной обработки рудной суспензии, уменьшить внутреннее давление поля течения внутри флотационного устройства и реализовать флотацию угольного шлама с широким гранулометрическим составом. За счет подачи эмульгированных химреагентов с использованием двухканальной струйной циркуляции и противоточного механического перемешивания для принудительного комбинированного кондиционирования суспензии настоящее изобретение осуществляет тонкое предфлотационное кондиционирование угольного шлама с широким гранулометрическим составом и является благоприятным для разработки малопоточного эффективного процесса флотации.

Раскрытие сущности изобретения

Ввиду вышеизложенных технических проблем, в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство высокоэффективного кондиционирования суспензии с предварительным отбором, подходящее для флотации с широким гранулометрическим составом, которое имеет простую конструкцию и обеспечивает хороший эффект применения, а также реализует реверсивное принудительное турбулентное перемешивание с сильно закрученной текучей средой, движущейся вверх со дна барабана кондиционирования суспензии, посредством образования области принудительного перемешивания при помощи позиционного и конструктивного исполнения смесительных лопастных рабочих колес и кольцевых режущих изолирующих пластин.

Для решения технической задачи, описанной выше, устройство высокоэффективного кондиционирования суспензии с предварительным отбором для флотации с широким гранулометрическим составом, предложенное в соответствии с настоящим изобретением, содержит барабан кондиционирования суспензии, включающий в себя верхнюю часть, которая представляет собой колоннообразную конструкцию, и нижнюю часть, которая представляет собой воронкообразную конструкцию перевернутого усеченного конуса, крышку барабана, расположенную наверху барабана кондиционирования суспензии, причем крышка барабана снабжена источником питания и отверстием для добавления чистой воды соответственно, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, расположенную с двух сторон барабана кондиционирования суспензии, выпускное отверстие для рудной суспензии, расположенное над боковой стенкой барабана кондиционирования суспензии, два разделительных отверстия насоса для рудной суспензии, находящиеся не выше выпускного отверстия для рудной суспензии в противоположных положениях с двух сторон колоннообразной конструкции над боковой стенкой, отверстие аварийного сброса материала, расположенное на нижнем конце конструкции перевернутого усеченного конуса, отверстия для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса вблизи отверстия аварийного сброса материала соответственно, кольцевые режущие изолирующие пластины и пластины направления потока, расположенные попеременно снизу вверх на внутренней стороне верхней части барабана кондиционирования суспензии, и клапаны, расположенные в отверстиях для струйной подачи рудной суспензии; причем

система подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией содержит трубу подачи химреагентов, которая представляет собой трубу Вентури для осуществления сдвиговой струйной обработки рудной суспензии, труба Вентури содержит впускной конец, диффузионный конец и отверстие трубы подачи химреагентов, расположенное в области горловины, отверстие трубы подачи химреагентов соединено посредством трубопровода и клапана с баком подачи химреагентов, причем бак подачи химреагентов снабжен отверстием подачи собирающего агента и отверстием подачи пенообразующего агента соответственно; впускной конец трубы Вентури соединен с тройником через центробежный насос, один выход тройника служит впускным отверстием для рудной суспензии, а другой выход тройника соединен с разделительным отверстием насоса для рудной суспензии в боковой стенке барабана кондиционирования суспензии, и оба выхода тройника снабжены клапаном соответственно; диффузионный конец трубы Вентури соединен посредством трубопроводов с отверстиями для струйной подачи рудной суспензии, причем как разделительное отверстие насоса для рудной суспензии, так и впускное отверстие для рудной суспензии снабжены клапаном соответственно;

внутри барабана кондиционирования суспензии в осевом направлении расположен смесительный вал, причем верхний конец смесительного вала соединен с источником питания на крышке барабана, нижний конец смесительного вала проходит до границы между верхней частью и нижней частью барабана кондиционирования суспензии, на смесительном валу установлено множество смесительных лопастных рабочих колес, при этом два самых нижних смесительных лопастных рабочих колеса и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины находятся на одном горизонтальном уровне и образуют противоточную область регулирования принудительного нисходящего перемешивания, которая препятствует восходящему перемещению рудной суспензии, для улучшения скорости турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиления эффекта нисходящего регулирования.

Количество смесительных лопастных рабочих колес больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1-2; смесительные лопастные рабочие колеса представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми лопастями, со складными лопастями или со спиральными лопастями, и между периферией смесительного лопастного рабочего колеса и кольцевой режущей изолирующей пластиной обеспечен зазор от 1 до 5 мм на одном горизонтальном уровне для эффективного формирования области принудительного турбулентного перемешивания и предотвращения заклинивания и повреждения лопастного рабочего колеса крупными частицами угольного шлама.

Отверстия для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон отверстия аварийного сброса материала, распределены симметрично в конструкции перевернутого усеченного конуса барабана кондиционирования суспензии на одном горизонтальном уровне, и в горизонтальных сечениях трубопроводы двух отверстий для струйной подачи рудной суспензии проходят по касательной относительно друг друга; после подачи химреагентов рудная суспензия поступает в барабан кондиционирования суспензии по трубопроводам через отверстия для струйной подачи рудной суспензии под давлением в тангенциальном направлении и образует сильный закрученный поток текучей среды, движущийся вверх, что является благоприятным для удаления тонкодисперсного шлама с поверхности минеральных частиц и оптимизации эффекта нисходящего регулирования.

Кольцевые режущие изолирующие пластины и пластины направления потока расположены попеременно, и кольцевые режущие изолирующие пластины включают от 1 до 3 слоев кольцевых режущих изолирующих пластин; каждая кольцевая режущая изолирующая пластина снабжена от 4 до 12 дугообразными отверстиями сдвига, равномерно расположенными под углом наклона к горизонтали от 15 до 30° с радиусом кривизны от 0,5 до 1,5 м; каждый слой пластин направления потока вертикально закреплен на стенке цилиндрической секции барабана кондиционирования суспензии и включает от 4 до 12 пластин направления потока, которые равномерно распределены.

В оптимальном варианте количество смесительных лопастных рабочих колес больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1, смесительные лопастные рабочие колеса предпочтительно представляют собой колеса с прямыми лопастями, зазор между периферией смесительного лопастного рабочего колеса и кольцевой режущей изолирующей пластиной на одном горизонтальном уровне предпочтительно составляет 3 мм, кольцевые режущие изолирующие пластины предпочтительно включают два слоя кольцевых режущих изолирующих пластин, каждая кольцевая режущая изолирующая пластина предпочтительно снабжена 8 дугообразными отверстиями сдвига, и каждый слой пластин направления потока на стенке цилиндрической секции барабана предпочтительно включает 8 пластин направления потока.

6. Устройство высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором клапаны представляют собой электромагнитные клапаны, и обеспечена возможность управления количеством циркулирующей рудной суспензии в режиме реального времени посредством регулировки степени открытия клапанов в соответствии с качеством угля; источник питания содержит электродвигатель и конструкцию ременной передачи, причем электродвигатель выполнен с возможностью подачи мощности на смесительный вал через конструкцию ременной передачи.

Благоприятные эффекты:

1) В устройстве в соответствии с настоящим изобретением использована конструкция с двухканальной струйной циркуляцией и подачей эмульгированных химреагентов, молекулы собирающего агента и пенообразующего агента автоматически всасываются в трубы подачи химреагентов под давлением, эмульгируются и диспергируются в поле течения рудной суспензии с большим усилием сдвига; таким образом, решается проблема плохого диспергирования традиционного неполярного собирающего агента в рудной суспензии, повышается вероятность столкновения и контакта между частицами и молекулами химреагентов, и особенно увеличивается адсорбция молекул химреагентов на поверхности гидрофобных тонкодисперсных частиц; при схеме поля течения с высоким поперечным градиентом скорости в трубе подачи химреагентов внутри рудной суспензии возникает явление гидравлической кавитации, осажденные крошечные пузырьки способствуют гидрофобной флокуляции среди тонкодисперсных частиц угольного шлама, вследствие чего усиливается эффект флотации, тонкодисперсный шлам на поверхности частиц высокозольного угольного шлама удаляется посредством сдвига с подверганием свежих поверхностей столкновению и контакту с молекулами химреагентов, эффект кондиционирования суспензии усиливается, увлечение тонкодисперсного шлама и покрытие в последующем процессе флотации уменьшается, а качество концентрата улучшается.

2) Ограничения традиционных устройств кондиционирования суспензии в определенной степени преодолены за счет использования процесса кондиционирования суспензии, в котором внешняя струйная циркуляция с большим усилием сдвига сочетается с внутренним принудительным турбулентным перемешиванием. После предварительной подготовки рудной суспензии во внешнем поле течения с высоким поперечным градиентом скорости она подается струей из нижней части барабана кондиционирования суспензии в тангенциальном направлении и образует сильно закрученную текучую среду, движущуюся вверх. За счет инновационной позиционной и конструктивной схемы смесительных лопастных рабочих колес и кольцевых режущих изолирующих пластин сформирована область принудительного перемешивания и, таким образом, осуществлено противоточное принудительное турбулентное перемешивание посредством использования сильно закрученной текучей среды, проходящей вверх из нижней части барабана кондиционирования суспензии, движение частиц угольного шлама с водой значительно снижено, скорость рассеяния турбулентной энергии рудной суспензии улучшена, и устранено неблагоприятное влияние адгезии на тонкодисперсные частицы; дугообразные отверстия сдвига, расположенные в кольцевых режущих изолирующих пластинах, уменьшают распределение напряжения в режущих изолирующих пластинах и улучшают стабильность устройства, с одной стороны, и способствуют сдвигу сильно закрученной текучей среды, движущейся вверх, и увеличивают скорость сдвига рудной суспензии, с другой стороны; за счет использования сдвиговой струйной обработки в сочетании с принудительным перемешиванием устройство повышает вероятность столкновения и контакта между рудной суспензией и молекулами химреагентов, осуществляет тонкое предфлотационное кондиционирование суспензии перед подачей широкого гранулометрического состава и является благоприятным для разработки малопоточного эффективного процесса флотации.

3) Посредством использования двухканальной струйной циркуляции и подачи эмульгированных химреагентов в сочетании с противоточным механическим перемешиванием для принудительного кондиционирования суспензии количество циркулирующей и подаваемой рудной суспензии может быть динамически отрегулировано в зависимости от качества угля и фактических потребностей в продукции; в частности, в случае, когда угольный шлам трудно разделить по качеству и составу посредством флотации, количество циркулирующей суспензии должно быть увеличено, а количество подаваемой суспензии должно быть уменьшено, и время кондиционирования суспензии должно быть увеличено; в случае, если качество и состав угольного шлама однородны, и он легко может быть разделен посредством флотации, количество циркулирующей суспензии должно быть уменьшено, а количество подаваемой суспензии должно быть увеличено, и производительность обработки должна быть увеличена. Кроме того, при помощи технологического процесса, включающего эмульгирование химреагентов, кавитацию рудной суспензии и принудительное перемешивание и т.д., может быть улучшена гидрофобная флокуляция среди тонкодисперсных частиц и удаление тонкодисперсного шлама с поверхностей крупных частиц, уровень предварительной обработки рудной суспензии может быть повышен, внутреннее давление поля течения внутри флотационного устройства может быть снижено, а флотация угольного шлама с широким гранулометрическим составом может быть осуществлена более легко.

Краткое описание чертежей

ФИГ. 1 схематически изображает закручивающий смесительный барабан кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением;

ФИГ. 2 схематически изображает пространственное положение трубопровода в верхней части закручивающего смесительного барабана кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением; и

ФИГ. 3 схематически изображает пространственное положение трубопровода в нижней части закручивающего смесительного барабана кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением.

На чертежах: 1 - конструкция ременной передачи; 2 - отверстие для добавления чистой воды; 3 - электродвигатель; 4 - выпускное отверстие для рудной суспензии; 5 - разделительное отверстие насоса для рудной суспензии; 6 - впускное отверстие для рудной суспензии; 7 - смесительный вал; 8 - центробежный насос; 9 - отверстие подачи собирающего агента; 10 - пластина направления потока; 11 - кольцевая режущая изолирующая пластина; 12 - отверстие подачи пенообразующего агента; 13 - труба подачи химреагентов; 14 - лопастное рабочее колесо; 15 - барабан кондиционирования суспензии; 16 - отверстие аварийного сброса материала; 17 - отверстие для струйной подачи рудной суспензии.

Осуществление изобретения

Далее более подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи.

Как показано на ФИГ. 1, устройство высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом, предложенное в соответствии с настоящим изобретением, содержит барабан 15 кондиционирования суспензии, включающий в себя верхнюю часть, которая представляет собой колоннообразную конструкцию, и нижнюю часть, которая представляет собой воронкообразную конструкцию перевернутого усеченного конуса, крышку барабана, расположенную наверху барабана 15 кондиционирования суспензии, причем крышка барабана снабжена источником питания и отверстием 2 для добавления чистой воды соответственно, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, расположенную с двух сторон барабана 15 кондиционирования суспензии, выпускное отверстие 4 для рудной суспензии, расположенное над боковой стенкой барабана 15 кондиционирования суспензии, два разделительных отверстия 5 насоса для рудной суспензии, расположенные не выше выпускного отверстия 4 для рудной суспензии, находящиеся в противоположных положениях с двух сторон колоннообразной конструкции над боковой стенкой, отверстие 16 аварийного сброса материала, расположенное на нижнем конце конструкции перевернутого усеченного конуса, отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса вблизи отверстия 16 аварийного сброса материала соответственно, кольцевые режущие изолирующие пластины 11 и пластины 10 направления потока, расположенные попеременно снизу вверх на внутренней стороне верхней части барабана 15 кондиционирования суспензии, и клапаны, расположенные в отверстиях 17 для струйной подачи рудной суспензии; и пластина 10 направления потока вертикально установлена на прямоугольной плоской пластине боковой стенки, что препятствует скольжению рудной суспензии вдоль стенки смесительного барабана по инерции, улучшает интенсивность турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиливает эффект кондиционирования суспензии.

Как показано на ФИГ. 3, отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса, распределены симметрично на одном горизонтальном уровне, и в горизонтальных сечениях трубопроводы двух отверстий 17 для струйной подачи рудной суспензии проходят по касательной относительно друг друга; после подачи химреагентов рудная суспензия поступает в барабан 15 кондиционирования суспензии по трубопроводам через отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии под давлением в тангенциальном направлении и образует сильный закрученный поток текучей среды, движущийся вверх, что является благоприятным для удаления тонкодисперсного шлама с поверхности минеральных частиц и оптимизации эффекта нисходящего регулирования.

Как показано на ФИГ. 2, система подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией содержит трубу 13 подачи химреагентов, которая представляет собой трубу Вентури для осуществления сдвиговой струйной обработки рудной суспензии, труба Вентури содержит впускной конец, диффузионный конец и отверстие трубы подачи химреагентов, расположенное в области горловины, отверстие трубы подачи химреагентов соединено посредством трубопровода и клапана с баком подачи химреагентов, причем бак подачи химреагентов снабжен отверстием 9 подачи собирающего агента и отверстием 12 подачи пенообразующего агента соответственно; впускной конец трубы Вентури соединен с тройником через центробежный насос 8, один выход тройника служит впускным отверстием 6 для рудной суспензии, а другой выход тройника соединен с разделительным отверстием 5 насоса для рудной суспензии в боковой стенке барабана 15 кондиционирования суспензии, и оба выхода тройника снабжены клапаном соответственно; диффузионный конец трубы Вентури соединен посредством трубопроводов с отверстиями 17 для струйной подачи рудной суспензии, причем как разделительное отверстие 5 насоса для рудной суспензии, так и впускное отверстие 6 для рудной суспензии снабжены клапаном соответственно.

Внутри барабана 15 кондиционирования суспензии в осевом направлении расположен смесительный вал 7, причем верхний конец смесительного вала 7 соединен с источником питания на крышке барабана, нижний конец смесительного вала 7 проходит до границы между верхней частью и нижней частью барабана 15 кондиционирования суспензии, на смесительном валу 7 установлено множество смесительных лопастных рабочих колес 14, при этом два самых нижних смесительных лопастных рабочих колеса 14 и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины находятся на одном горизонтальном уровне и образуют противоточную область регулирования принудительного нисходящего перемешивания, которая препятствует восходящему перемещению рудной суспензии, для улучшения скорости турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиления эффекта нисходящего регулирования. Количество смесительных лопастных рабочих колес 14 больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1-2; смесительные лопастные рабочие колеса 14 представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми лопастями, со складными лопастями или со спиральными лопастями, и между периферией смесительного лопастного рабочего колеса 14 и кольцевой режущей изолирующей пластиной 11 обеспечен зазор от 1 до 5 мм на одном горизонтальном уровне для эффективного формирования области принудительного турбулентного перемешивания и предотвращения заклинивания и повреждения лопастного рабочего колеса крупными частицами угольного шлама.

Кольцевые режущие изолирующие пластины 11 и пластины 10 направления потока расположены попеременно, и кольцевые режущие изолирующие пластины 11 включают от 1 до 3 слоев кольцевых режущих изолирующих пластин; каждая кольцевая режущая изолирующая пластина 11 снабжена от 4 до 12 дугообразными отверстиями сдвига, равномерно расположенными под углом наклона к горизонтали от 15 до 30° с радиусом кривизны от 0,5 до 1,5 м; каждый слой пластин 10 направления потока вертикально закреплен на стенке цилиндрической секции барабана 15 кондиционирования суспензии и включает от 4 до 12 пластин направления потока, которые равномерно распределены; в оптимальном варианте количество смесительных лопастных рабочих колес 14 больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1, смесительные лопастные рабочие колеса 14 предпочтительно представляют собой колеса с прямыми лопастями, зазор между периферией смесительного лопастного рабочего колеса 14 и кольцевой режущей изолирующей пластиной 11 на одном горизонтальном уровне предпочтительно составляет 3 мм, кольцевые режущие изолирующие пластины 11 предпочтительно включают два слоя кольцевых режущих изолирующих пластин, каждая кольцевая режущая изолирующая пластина 11 предпочтительно снабжена 8 дугообразными отверстиями сдвига, и каждый слой пластин 10 направления потока на стенке цилиндрической секции барабана предпочтительно включает 8 пластин направления потока; клапаны представляют собой электромагнитные клапаны, а количеством циркулирующей рудной суспензии можно управлять в режиме реального времени посредством регулировки степени открытия клапанов в соответствии с качеством угля; источник питания содержит электродвигатель 3 и конструкцию 1 ременной передачи, и электродвигатель 3 подает мощность на смесительный вал 7 через конструкцию 1 ременной передачи.

Предложенное изобретение относится к устройству предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом, подходящее для флотации угольного шлама. Устройство содержит барабан кондиционирования суспензии, имеющий колоннообразную конструкцию в верхней части и конструкцию перевернутого усеченного конуса в нижней части, выпускное отверстие для суспензии, выполненное в верхней части боковой стенки, разделительные отверстия насоса для суспензии, выполненные с двух сторон ниже выпускного отверстия для суспензии, отверстия струйной подачи суспензии, соответственно выполненные с двух сторон колоннообразной конструкции, и кольцевые режущие изолирующие пластины и пластины направления потока, расположенные попеременно на внутренних сторонах верхней половины барабана кондиционирования суспензии, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, содержащую трубы подачи химреагентов. Каждая труба подачи химреагентов содержит впускной конец, диффузорный конец и отверстие подачи химреагентов, расположенное в области горловины указанной трубы. Впускной конец соединен с тройником посредством центробежного насоса, который соединен с впускным отверстием для суспензии и разделительным отверстием насоса для суспензии, смесительный вал расположен в осевом направлении внутри барабана кондиционирования суспензии, множество смесительных лопастных рабочих колес расположены на смесительном валу, а два самых нижних смесительных лопастных колеса и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины расположены на одной горизонтальной высоте. Технический результат - улучшение гидрофобной флокуляции угольного шлама и отделения тонкодисперсного шлама, улучшение эффекта предварительной обработки суспензии и эффективное снижение внутреннего давления поля течения внутри флотационного устройства, что, в свою очередь, ведет к повышению эффективности флотации и повышению качества концентрата. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом, содержащее барабан (15) кондиционирования суспензии, включающий в себя верхнюю часть, которая представляет собой колоннообразную конструкцию, и нижнюю часть, которая представляет собой воронкообразную конструкцию перевернутого усеченного конуса, крышку барабана, расположенную наверху барабана (15) кондиционирования суспензии, причем крышка барабана снабжена источником питания и отверстием (2) для добавления чистой воды соответственно, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, расположенную с двух сторон барабана (15) кондиционирования суспензии, выпускное отверстие (4) для суспензии, расположенное над боковой стенкой барабана (15) кондиционирования суспензии, два разделительных отверстия (5) насоса для суспензии, находящиеся в противоположных положениях с двух сторон ниже выпускного отверстия (4) для суспензии, отверстие (16) аварийного сброса материала, расположенное на нижнем конце конструкции перевернутого усеченного конуса, отверстия (17) для струйной подачи суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса вблизи отверстия (16) аварийного сброса материала соответственно, кольцевые режущие изолирующие пластины (11) и пластины (10) направления потока, расположенные попеременно снизу вверх на внутренней стороне верхней части барабана (15) кондиционирования суспензии, и клапаны, расположенные в отверстиях (17) для струйной подачи суспензии, причем

система подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией содержит трубу (13) подачи химреагентов, которая представляет собой трубу Вентури для осуществления сдвиговой струйной обработки суспензии, труба Вентури содержит впускной конец, диффузорный конец и отверстие трубы подачи химреагентов, расположенное в области горловины, отверстие трубы подачи химреагентов соединено посредством трубопровода и клапана с баком подачи химреагентов, причем бак подачи химреагентов снабжен отверстием (9) подачи собирающего агента и отверстием (12) подачи пенообразующего агента соответственно; впускной конец трубы Вентури соединен с тройником через центробежный насос (8), один выход тройника служит впускным отверстием (6) для суспензии, а другой выход тройника соединен с разделительным отверстием (5) насоса для суспензии в боковой стенке барабана (15) кондиционирования суспензии, и оба выхода тройника снабжены клапаном соответственно; диффузорный конец трубы Вентури соединен посредством трубопроводов с отверстиями (17) для струйной подачи суспензии, причем как разделительное отверстие (5) насоса для суспензии, так и впускное отверстие (6) для суспензии снабжены клапаном соответственно;

внутри барабана (15) кондиционирования суспензии в осевом направлении расположен смесительный вал (7), причем верхний конец смесительного вала (7) соединен с источником питания на крышке барабана, нижний конец смесительного вала (7) проходит до границы между верхней частью и нижней частью барабана (15) кондиционирования суспензии, на смесительном валу (7) установлено множество смесительных лопастных рабочих колес (14), при этом два самых нижних смесительных лопастных рабочих колеса (14) и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины находятся на одном горизонтальном уровне и образуют противоточную область регулирования принудительного нисходящего перемешивания, которая препятствует восходящему перемещению суспензии, для улучшения скорости турбулентного рассеяния суспензии и усиления эффекта нисходящего регулирования.

2. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором количество смесительных лопастных рабочих колес (14) больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1-2; смесительные лопастные рабочие колеса (14) представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми или со спиральными лопастями, и между периферией смесительного лопастного рабочего колеса (14) и кольцевой режущей изолирующей пластиной (11), размещенными на одном горизонтальном уровне, обеспечен зазор от 1 до 5 мм для эффективного формирования области принудительного турбулентного перемешивания и предотвращения заклинивания и повреждения лопастного рабочего колеса крупными частицами угольного шлама.

3. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором отверстия (17) для струйной подачи суспензии, расположенные с двух сторон отверстия (16) аварийного сброса материала, распределены симметрично в конструкции перевернутого усеченного конуса барабана (15) кондиционирования суспензии на одном горизонтальном уровне, и в горизонтальных сечениях трубопроводы двух отверстий (17) для струйной подачи суспензии проходят по касательной относительно друг друга; после подачи химреагентов суспензия поступает в барабан (15) кондиционирования суспензии по трубопроводам через отверстия (17) для струйной подачи суспензии под давлением в тангенциальном направлении и образует сильный закрученный поток текучей среды, движущийся вверх, что является благоприятным для удаления тонкодисперсного шлама с поверхности минеральных частиц и оптимизации эффекта нисходящего регулирования.

4. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором кольцевые режущие изолирующие пластины (11) и пластины (10) направления потока расположены попеременно, и кольцевые режущие изолирующие пластины (11) включают от 1 до 3 слоев кольцевых режущих изолирующих пластин; каждая кольцевая режущая изолирующая пластина (11) снабжена от 4 до 12 дугообразными отверстиями сдвига, равномерно расположенными под углом наклона к горизонтали от 15 до 30° с радиусом кривизны от 0,5 до 1,5 м; каждый слой пластин (10) направления потока вертикально закреплен на стенке цилиндрической секции барабана (15) кондиционирования суспензии и включает от 4 до 12 пластин направления потока, которые равномерно распределены.

5. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом по п. 2 или 4, в котором в оптимальном варианте количество смесительных лопастных рабочих колес (14) больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1, смесительные лопастные рабочие колеса (14) предпочтительно представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми лопастями, зазор между периферией смесительного лопастного рабочего колеса (14) и кольцевой режущей изолирующей пластиной (11) на одном горизонтальном уровне предпочтительно составляет 3 мм, кольцевые режущие изолирующие пластины (11) предпочтительно включают два слоя кольцевых режущих изолирующих пластин, каждая кольцевая режущая изолирующая пластина (11) предпочтительно снабжена 8 дугообразными отверстиями сдвига, и каждый слой пластин (10) направления потока на стенке цилиндрической секции барабана предпочтительно включает 8 пластин направления потока.

6. Устройство предфлотационного кондиционирования суспензии из угольного шлама с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором клапаны представляют собой электромагнитные клапаны, и обеспечена возможность управления количеством циркулирующей суспензии в режиме реального времени посредством регулировки степени открытия клапанов в соответствии с качеством угля; источник питания содержит электродвигатель (3) и конструкцию (1) ременной передачи, причем электродвигатель (3) выполнен с возможностью подачи мощности на смесительный вал (7) через конструкцию (1) ременной передачи.