Флотационная колонная машина Российский патент 2025 года по МПК B03D1/24 

Изобретение относится к устройствам для флотационного пневматического обогащения полезных ископаемых, и может быть использовано для переработки минерального и техногенного сырья, содержащего цветные, черные, редкие и благородные металлы.

Известно устройство для флотационного обогащения полезных ископаемых, содержащее камеру с установленным в центре газлифтным аэратором, в верхней части камеры установлены кольцевой пеноприемник и подвижный конусообразный отбойник, снабженную загрузочным приспособлением, выполненным в виде размещенных вне камеры труб с отводными патрубками, соединенными с помощью фланца с цилиндрическими наконечниками, имеющими конические насадки, в наконечники введены штуцера для подачи воздуха (см. патент на изобретение №2212951 МПК (2000.01) В03D 1/24, опубл. 27.09.2003 Бюл. №27).

Недостатком устройства является низкая эффективность, связанная с тем, что в центральной части камеры создается повышенная концентрация воздушных пузырьков, что приводит к увеличению скорости восходящего потока пульпы, уменьшая при этом время флотации и степень извлечения ценного продукта.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является флотационная колонная пневматическая машина, включающая корпус, содержащий цилиндрическую верхнюю и нижнюю части, расположенную между ними коническую переходную часть, коническую донную часть, цилиндрический пеносборник с отводящим патрубком, питающий патрубок, аэрирующий узел и кольцевую диафрагму (см. патент на полезную модель № 204120, МПК (2021.02) В03D 1/24, опубл. 07.05.2021). В данном устройстве верхняя часть корпуса питающий патрубок и аэрирующий узел выполнены в виде эжекторов, позволяющих формировать в верхней части корпуса аэрофлокулы при контакте воздуха с легкофлотируемыми зернами пульпы, всплывающими с образованием пены и удаляемыми через пеносборник. А на внутренней поверхности нижней цилиндрической части корпуса, на границе с переходной частью, размещена кольцевая диафрагма, поперечное сечение которой представляет собой вертикально расположенную трапецию, меньшее основание которой направлено к центру кольца, что приводит к созданию гидродинамических условий, формирующих вихревые потоки в зонах возле боковых сторон трапеции.

Недостатком прототипа, также как и аналога, является низкая эффективность, связанная с особенностями конструкции, при которых создаются гидродинамические условия в зоне диафрагмы на границе с переходной частью, снижающие эффективность контакта минеральных частиц с пузырьком воздуха и, следовательно, извлечение ценного компонента.

Техническим результатом изобретения является повышение концентрации пенного продукта и, следовательно, степени извлечения ценного компонента.

Технический результат достигается тем, что флотационная колонная машина, включающая корпус, содержащий цилиндрическую верхнюю и нижнюю части, расположенную между ними коническую переходную часть, коническую донную часть, расположенный снаружи верхней части корпуса цилиндрический пеносборник с отводящим патрубком, питающий патрубок, диафрагму, и аэрирующий узел, расположенный в нижней части корпуса, согласно изобретению, корпус дополнительно снабжен горловиной, установленной между верхней и нижней частями, с размещенными в ней радиальными стабилизаторами потока и осевым распределительным конусом, нижняя часть корпуса снабжена диффузором, а верхняя - тремя диффузорами разного диаметра с цилиндрическими переходниками в верхней их зоне и наружными кольцами с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, установленными соосно с образованием ступеней, при этом цилиндрический пеносборник выполнен с наклонным дном, а диафрагма выполнена в виде, по крайней мере, двух колец разного диаметра с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, причем аэрирующий узел включает тангенциально установленный пневмопароаэратор и конусный формирователь восходящего потока, питающий патрубок установлен в конической переходной части корпуса над осевым распределительным конусом горловины.

Данная конструкция флотационной колонной машины позволит увеличить концентрацию пенного продукта за счёт создания зон флотации в параллельных восходящих потоках пульпы, что приводит к повышению степени извлечения ценного компонента.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 – представлен продольный разрез флотационной колонной машины, на фиг. 2 – поперечный разрез горловины флотационной колонной машины.

Флотационная колонная машина, включает корпус, содержащий цилиндрическую верхнюю 1 и нижнюю 2 части, расположенную между ними коническую переходную часть 3, коническую донную часть 4, расположенный снаружи верхней части корпуса цилиндрический пеносборник 5 с отводящим патрубком 6, питающий патрубок 7, диафрагму, и аэрирующий узел, расположенный в нижней части 2 корпуса. Корпус дополнительно снабжен горловиной 8, установленной между верхней 1 и нижней 2 частями, с размещенными в ней радиальными стабилизаторами потока 9 и осевым распределительным конусом 10. Нижняя 2 часть корпуса снабжена диффузором 11, а верхняя 1 - тремя диффузорами 12, 13 и 14 разного диаметра с цилиндрическими переходниками 15, 16 и 17 в верхней их зоне и наружными кольцами 18, 19 и 20 с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, установленными соосно с образованием ступеней. При этом цилиндрический пеносборник 5 выполнен с наклонным дном 21, а диафрагма выполнена в виде, по крайней мере, двух колец 22 и 23 разного диаметра с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника. Причем аэрирующий узел включает тангенциально установленный пневмопароаэратор 24 и конусный формирователь восходящего потока 25. Питающий патрубок 7 установлен в конической переходной части 3 корпуса над осевым распределительным конусом 10 горловины 8.

Флотационная колонная машина работает следующим образом.

В заполненный водой корпус флотационной колонной машины подают воздух и пар через пневмопароаэратор 24, установленный тангенциально в нижней части 2. Паровоздушная смесь, введенная тангенциально в нижнюю часть 2 корпуса, насыщает воду мелкодисперсными пузырьками и образует поток, вращающийся вокруг конусного формирователя восходящего потока 25, который через диффузор 11 попадает в горловину 8. В горловине 8 происходит стабилизация потока за счет радиальных стабилизаторов потока 9, что приводит к постепенному снижению скорости вращения. За счет трапецевидной формы радиальных стабилизаторов потока 9 создается переменное сопротивление восходящему вращающемуся потоку, увеличивающееся по высоте горловины 8. Затем поток воды, насыщенный мелкодисперсными пузырьками воздуха, равномерно распределяясь по всему сечению и принимая вертикальное восходящее направление, входит в зону установки колец 22 и 23 диафрагмы, двигаясь навстречу нисходящему потоку пульпы, поступающей в горловину через питающий патрубок 7 на поверхность основания осевого распределительного конуса 10. Осевой распределительный конус 10 позволяет увеличить площадь взаимодействия минеральных частиц, содержащихся в пульпе, с пузырьками воздуха. На поверхности минеральных частиц, содержащих ценный компонент, происходит зацепление пузырьков, и, скорость восходящего потока снижается в результате нагружения пузырьков минеральными частицами.

Попадая в зону установки нижнего кольца 22 диафрагмы, восходящий поток за счет образующихся циркуляций малой скорости в вертикальной плоскости устремляется в зону верхнего кольца 23, имеющего меньший внутренний диаметр. В зоне верхнего кольца 23 и осевого распределительного конуса 10 образуются дополнительные вертикальные циркуляционные потоки большей скорости, в результате чего восходящий поток разгоняется, что способствует повышению контакта минеральных частиц и пузырьков воздуха.

Восходящий поток пузырьков воздуха с закрепленными на них минеральными частицами поступает в верхнюю часть 1 корпуса, попадая в диффузор малого диаметра 12, выполняющего функцию аэролифта для подъема образовавшейся минеральной пены на необходимую высоту для проведения нескольких перечисток. Из диффузора 12 поток минеральной пены с увеличившейся скоростью попадает в цилиндрический переходник 15, переливается через его край и поступает на поверхность наружного кольца 18, скользя по которой вниз насыщается захваченным воздухом за счет зон восходящих циркуляционных потоков и смешивается с восходящим потоком, образованным диффузором среднего диаметра 13. В результате перечистки частицы пустой породы, захваченные восходящим потоком, отделяются от массы пены и опускаются вниз, а частицы ценного компонента за счет дополнительного воздуха поднимаются вверх, образуя более концентрированную пену, которая выходя из цилиндрического переходника 16 среднего диаметра, переливается через его край и поступает на поверхность наружного кольца 19, где аналогичным образом протекает вторая перечистка. Пройдя несколько последовательных перечисток, полученный концентрат поступает в цилиндрический пеносборник 5, стекает по его наклонному дну 21 и выводится из наружу через отводящий патрубок 6.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит повысить концентрацию ценного компонента в пенном продукте за счёт создания раздельных параллельных восходящих потоков пульпы с зонами вертикальных циркуляционных потоков разной величины.

Предложенное изобретение относится к устройствам для флотационного пневматического обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для переработки минерального и техногенного сырья, содержащего цветные, черные, редкие и благородные металлы. Флотационная колонная машина включает корпус, содержащий цилиндрические верхнюю и нижнюю части, расположенную между ними коническую переходную часть, коническую донную часть, расположенный снаружи верхней части корпуса цилиндрический пеносборник с отводящим патрубком, питающий патрубок, диафрагму и аэрирующий узел, расположенный в нижней части корпуса. Корпус дополнительно снабжен горловиной, установленной между верхней и нижней частями, с размещенными в ней радиальными стабилизаторами потока и осевым распределительным конусом. Нижняя часть корпуса снабжена диффузором, а верхняя - тремя диффузорами разного диаметра с цилиндрическими переходниками в верхней их зоне и наружными кольцами с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, установленными соосно с образованием ступеней. Цилиндрический пеносборник выполнен с наклонным дном. Диафрагма выполнена в виде, по крайней мере, двух колец разного диаметра с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника. Аэрирующий узел включает тангенциально установленный пневмопароаэратор и конусный формирователь восходящего потока. Питающий патрубок установлен в конической переходной части корпуса над осевым распределительным конусом горловины. Технический результат - повышение концентрации пенного продукта и, следовательно, степени извлечения ценного компонента. 2 ил.

Флотационная колонная машина, включающая корпус, содержащий цилиндрические верхнюю и нижнюю части, расположенную между ними коническую переходную часть, коническую донную часть, расположенный снаружи верхней части корпуса цилиндрический пеносборник с отводящим патрубком, питающий патрубок, диафрагму и аэрирующий узел, расположенный в нижней части корпуса, отличающаяся тем, что корпус дополнительно снабжен горловиной, установленной между верхней и нижней частями, с размещенными в ней радиальными стабилизаторами потока и осевым распределительным конусом, нижняя часть корпуса снабжена диффузором, а верхняя - тремя диффузорами разного диаметра с цилиндрическими переходниками в верхней их зоне и наружными кольцами с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, установленными соосно с образованием ступеней, при этом цилиндрический пеносборник выполнен с наклонным дном, а диафрагма выполнена в виде, по крайней мере, двух колец разного диаметра с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника, причем аэрирующий узел включает тангенциально установленный пневмопароаэратор и конусный формирователь восходящего потока, питающий патрубок установлен в конической переходной части корпуса над осевым распределительным конусом горловины.