Флотационная машина Советский патент 1983 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от масел и поверхностно-активных веществ (ПАВ флотационным способом и может быть применено в цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности. В промышленной практике для указанных целей применяют в основном механические флотационные мапшны, заимствованные из области обогамеНИИ минерального сырья и не учитывающие специфику разделения двухфазных газожидкостных смесей, где флоти руемым компонентом является не твердая дисперсная , а высокомолекулярное вещество, растворенное или эмульгированное в водной среде. I Известны конструкции флотационных машин с пневматическим принципом аэр ции при помощи трубчатых рез.иновых или плоских пористых аэраторов. Эти конструкции в большей степени учитывают особенности разделения маслосодержащих и ПАВ-содержащих промышленных стоков, обеспечивая повышенную степень объемного насыщения среды воздухом 1 и 2.. Однако применяеюле в известных флотационных машинах аэраторы не обеспечивают высокую степень дисперс ности воздушных пузырьков, что ведет к тому, что удельная поверхность воз душной фазы даже при значительном насыщении ею флотируемой среды ока-. зывается недостаточной для эффективной флотации. Более эффективными для этой цели являются флотационные устройства с эжекторными аэраторами, в которых наряду с диспергированием атмосферного или специально подаваемого под давлением воздуха достигается интенсивное вьаделение воздушных пузырьков из раствора. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является флотационная машина, включающая камеру, пеносборный желоб, пеносъемное и разгрузочное приспособления, вихревой аэратор с тангенциально встроенным патрубком для ввода питания, соплом для вывода в камеру и приспособлением для подачи воздуха. Корпус аэратора представ ляет собой полое тело вращения,имеющее расширение в зоне подвода пульпы и сужающееся к разгрузочной горловин Подача жидкости (питания) производит ся под напором через тангенциально встроенный патрубок, благодаря чему поток приводится во вращательное дв жение. По оси корпуса в аппарат вве дан патрубок, выходящий одним концом в зону максимального сужения струи (в горловине корпуса), а другим кон цом сообщающийся с атмосферой или системой сжатого воздуха. В вихрево камере происходит выделение воздуха из раствора, а в зоне сужения выпус каемой струи - эжектирование воздуха через центральный патрубок и его диспергирование в зонтообразно расходяейся струе жидкости. Аэрированная пульпа далее поступает во флотационную камеру 3. Однако флотационная машина обладает недостатками,, снижанвдими эффективность флотационного процесса вследствие невысокой степени аэрации пульпы. Относительно короткий путь, на котором происходит сужение вращающегося потока в вихревой камере, не может полностью реализовать эффект выделения воздуха из раствора. Центральное расположение источника дополнительной аэрации, во-первых, ограничивает его сечение и, во-вторых, обусловливает подвод воздуха извне в. центральную зону вращающегося потока, где и без того, в силу расслоения потока по плотности в радиальном направлении, концентрация газообразного компонента максимальная. А потому воздух, подаваемый в центральную зону потока, должен для проникновения вглубь камеры преодолеть сопротивление жидкости, стремящейся удалиться от оси вращения. Таким образом, при .работе известной машины происходит пересыщение центральной зоны потока воздухом, коалесценция пузырьков и, соответственно, уменьшение удельной поверхности воздушных пузырьков, что ведет к снижению эффективности флотационного процесса. Целью изобретения является повышение эффективности флотационного процесса за счет увеличения степени аэрации. Указанная цель достигается тем, что флотационная машина, включгиощая камеру, пеносборный желоб, пеносъемное и разгрузочное приспособления, эжекторно-вихревой аэратор с танген-. циально встроенным патрубком для ввода питания, соплом для вывода питания в камеру и приспособлением для подачи воздуха, снабжена цилиндрическим пульпоприемнйком и затвором для регулирования сечения сопла анратора, при этом приспособление для подачи воздуха выполнено в виде камеры с патрубками для подачи воздуха, установленными в боковых стенках камеры над соплом вихревого аэратора, и дефлекторной сеткой, причем сопло вихревого аэратора размещено внутри приспособления для подачи воздуха соосно ему. При этом затвор для регулирования сечения сопла вихревого аэратора выполнен в виде конуса, установленного основанием к разгрузочному концу сопла вихревого аэратора с возможностью вертикального перемещения. Кроме того, цилиндрический пульпо приемник установлен в камере соосно вихревому аэратору. На фиг. 1 представлена флотационная машина, общий вид; на фиг. 2 .сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - узел II на фиг. 1 (с затвором для регулирования сечения сопла). Флотационная машина -включает камеру 1 трапециедального сечения, пеносборный желоб 2 с пеносъемным приспособлением 3. По центру камеры рас положен цилиндрический пульпоприемник 4, по оси которого установлен вихревой аэратор 5 с тангенциально встроенным патрубком 6 для ввода питания и соплом 7 для вывода питания в камеру 1. С вихревым аэратором 5 соединяется камера 8 цилиндрической или конической формы с патрубками 9 для подачи воздуха и дефлекторной сеткой 10. Элементы 4-10 образуют в совокупности эжекторно-вихревой аэратор. .Патрубки 9 для подачи воздуха установлены на боковых стенках камеры 8 над соплом 7 вихревого аэратора, а дефлекторная сетка 10 установлена на выходе камеры 8 в полости цилиндрического пульпопр1Гемника 4. Возможно использование вихревого аэратора -с регулируемым сечением сопла при помощи затвора 11, выполненного в виде конуса, установленного основанием к разгрузочному концу сопла вих ревого аэратора с возможностью вертикального перемещения посредством тяги 12 и привода 13 (ручного, механического, электромагнитного и т.д.) Флотационная машина работает следуквдим образом., Исходная жидкость под заданным на пором через тангенциально встроенный патрубок 6 вводится в цилиндрическую часть вихревого аэратора 5, жидкость далее приобретает вращательное движе ние и перемещается в конической части вихревого аэратора 5 к выпускнсжу отверстию сопла 7 вихревого аэратора При этом происходит увеличение скорости вращения потока и выделение пузырьков воздуха из жидкости. На вы ходе потока жидкости из сопла 7 происходит эжектирование воздуха, посту пающего через патрубки 9. Камера 8 обеспечивает направленный выход азри рованной жидкости в пульпоприемник 4, а установленная на выходе камеры 8 дефлекторная сетка 10 служит для дополнительного диспергирования воздушной фазы и гашения скорости потока жидкости. Из пульпоприемника 4 аэрированная пульпа распределяется по объе-му флотационной камеры 1, где происходит формирование пен.ного слоя и его удаление в желоба 2 пеносъемниками 3. Камерный продукт разгружается через сливной порог в соответствующую емкость для напорной подачи в последующие камеры флотационной машины или для вывода в систему очшценной воды. Скорость потока жидкости из сопла 7, а значит и эжектйрукяцая способность жидкости, зависит от напора на входе патрубка б и от сечения выпускного отгверстия сопла 7. Сопло 7 может быть оснащено затвором 11 для регулирования сечения сопла аэратора с помощью тяги 12, имеющей, ручной, механический, электромагнитный или иной привод 13, расположенный за пределами вихревого аэратора 5. Возможно регулирование положения затвора в автоматическом режиме. Определенное влияние на режим флотации и ее показатели могут оказывать высота расположения вихревого аэратора относительно уровня слива, а также глубина погружения пульпоприемника. Эти параметры могут регулироваться в конкретных конструкциях флотационной машины. Однако в общем случае необходимо, чтобы нижний срез пульпоприемника находился ниже уровня слива, а уровень дефлекторной сетки был в пределах высоты пульпоприемника. В предлагаемой флотационной машине суммируется эффект аэрации в вихС евом потоке и в вихревсмл аэраторе. Этим обеспечивается увеличение степени аэрации флотационной среды и степени дисперсности воздушной фазы, что ведет к повыпюнию технологической эффективности флотационного процесса при извлечении маслообразных компонентов и поверхностно-активных веществ на предприятиях черной, цветной металлургии, химической, нефтехимической промышленности. Таким образом, флотационная машина повышает эффективность флотационного процесса за счет увеличения степени аэрации.

Л-А

Фиь.З

Фиь.1

ФигЛ

1. ФЛОТАЦИОНЕ1АЯ МАШИНА, включающая камеру, пеносборный желоб, пеносъемное и разгрузочное приспособления, вихревой аэратор с тан-г генциально встроенным патрубком для ввода питания,соплом для вывода питания в камеру и приспособлением для подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повшаения эффективности флотационного процесса за счет увеличения степени аэрации, машина снабжена цилиндрическим пульпоприемником и затвором для регулирования сечения сопла аэратора, при этом приспособление для подачи воздуха выполнено в виде камеры с патрубками, установленными в боковых стенках камеры над соплом вихревого аэратора, и дефлекторной сеткой, причем сопло вихревого аэратора размещено внутри приспособления для подачи воздуха соосно ему, , 2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, для регулирования сечения сопла вихревого аэратора выполнен в виде конуса, установленного основанием к j разгрузочному концу сопла вихревого (Л аэратора с возможностью вертикального перемещения. 3.Машина по п. 2, отличающаяся тем, что цилиндрический пульпоприемник установлен в камере соосно вихревому аэратору. 1. ел со ГчЭ