Способ флотационного обогащения полезных ископаемых Советский патент 1989 года по МПК B03D1/00 

3146151

апьно-симметричных колебаний пузырька в жидкости равна

.Т

(1)

где R - радиус пузырька;

р - плотность жидкой фазы; В - сжимаемость газа, Из условия адиабатичности следует, что

р

1

(2)

- - показатель политропы 15 + ) - давление газа в пузырьке, состоящее

из суммы гидростати- ческого давления

Р и капиллярного , Ленин -g- ;

где G - коэффициент поверхностного

натяжения.

Подставляя (2) в выражение (1), получим:

--r|-F

С увеличением глубины R погруже- няя пузырька от поверхности жидкости гидростатическое давление будет воэ1 и

растать в -Jl + п раз.

Тогда собственная частота коле- «баний пузырька на расстоянии Н от поверхности жидкости будет равна

.-i-f

(р

Ст

. f-)

(4)

С учетом того, что и) 2nf, получим окончательное выражение для необходимой частоты источника колебаний ч пузырька радиусом R:45

1 ПП

гв-Е V р н

(р

ст

-f)

R - радиус пузырька;

р - плотность жидкой фазы пуль-50

пы;

Н - высота столба, жидкости над пузырьком в зоне озвучивания;Cj - коэффициент поверхностного 55

натяжения; Рв р«8Н;

Р - атмосферное давление;

5

0

5

0

5

0

5

0

55

24

g - ускорение свободного падения;

п - показатель политропы. Предлагаемый процесс флотации основывается на использовании особенностей сил гидродинамического взаимодействия между пузырьками и твердыми частицами, находящимися в пульпе, подверженной обработке звуком. Обработка пульпы колебаниями с частотой, равной собственной частоте ра- дйально-симмеричных колебаний пузьфь- ков одинакового размера, приводит к такому технологическому эффекту, как притяжение пузырьками рядом расположенных частиц флотационной крупности. В механике жидкости известно такое явление, как захват пульсирующей на резонансной частоте сферой (пузырь ком) рядом расположенных твердых частиц или газовых пузьфьков. При обработке предварительно аэрированной пульпы колебаниями с частотой, равной собственной частоте колебаний пузырьков, вычисленной по предлагаемой формуле, за счет увеличения сил гидродинамического взаимодействия происходит притяжение минеральных частиц пузырьками, что приводит к увеличению скорости сближения частиц и пузырьков, а следовательно, и к увеличению скорости минерализации последних, что и является основной причиной увеличения флотационной активности пузырьков и скорости флотации.

Способ осзпцествляют следующим образом.

Во флотаизионной машине (тип машины может быть различным) протекает процесс флотации. Зная заведомо .диаметр пузырьков, размер которых в данной зоне камеры флотомашины преоблао- дает, подвергают этот участок обработке звуком интенсивностью 0,5 BT/CM J, с частотой рассчитанной по предлага- емой формуле для данного диаметра пузырьков и сущестазпощих параметров среды. Пузьфьки воздуха, поднимаясь вверх и попадая в зону, обрабатываемую звуком, начинают интенсивно пульсировать и притягивать к себе . рядом расположен ше минеральные частицы. Гидрофобные частицы закрепляют-; ся йа пузырьках, гидрофильные лить удерживаются за счет гидродинамического взаимодействия у их поверхности , При выходе пузырьков из зоны об

работки гидрофильные частицы рстают- ся в пульпе и разгружаются в слив, а гидрофобные, закрепившиеся на пу- зьфьках, поступают в пену и разгружа ются в другие приемные устройства. В силу того, что при флотации с обработкой по предлагаемому способу минерализации пузьфысов происходит не только за счет вероятности их столкновения с минеральными частицами, но и путем притяжения пузырьками минеральных частиц, скорость протекания процесса флотации увеличивается. Пример. Способ бьт осуществлен при мономинеральной флотации кальцита. В качестве собирателя применялся олеат натрия. Флотацию проводили в механической флотационной машине. Радиус преобладанщих пузырьков (70%) в камере флото- машины равен 9 И О м. Озвучивание пузырьков производили на глубине 12 10-2 м. Расчет резонансной частоты колебаний пузырьков для этого случая:

пк

I

п

ст

Р Н fr + Р gH; Ю- + 103.10-12

26 V . Т /

10-2

1112.

f в 6,

(112-102 +

J. -. I - | 100-12-10-2

1 I 112-102 ч- 752 ТО 1 ir

56,

31 5б752Т То

5484 Гц.

Примеры расчета численных значений частоты резонансный колебаний пузырька радиусом R в зависимости от высоты Н столба жидкости над озвучиваемым пузырьком приведены в таблице.

На чертеже изображены кривые зависимости извлечения кальцита от мени флотации по двум Bap tiaHTaM: :

кривая 1 - обработка пульпы частотой 2,4 мГц и интенсивностью 0,5 Вт/см (условия прототипа)i

кривая 2 - обработка пульпы колебаниями с частотой 5484 Гц и интенсивностью 0,5 Вт/см.

О

с

s

Условия реагентного режима идентичны и в том и в другом случайХ. Из анализа графиков можно сделать вывод, что скорость протекания процесса флотации при обработке предварительно аэрированной пульпы по предлагаемому способу вьше, чем по условиям прототипа.

В силу того, что такой технологический эффект, как притяжение пузырьками минеральных частиц при обработке предварительно аэрированной пульпы звуковыми колебаниями с определенной частотой, протекает в ней независимо от вида твердой фазы, можно утверждать, что предлагаемый способ осуществим при флотации любой РУДЫ. Формула изобретения

Способ флотационного обогащения полезных ископаемых, включающий предварительное аэрирование пульпы и об-- работку аэрированной пульпы акустическими колебаниями интенсивностью 0,5 Вт/см, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости флотации путем увеличения флотационной активности пузырьков воздуха, в аэрированной пульпе перед обработкой ультразвуковыми колебаниями дополнительно измеряют диаметр пузырьков воздуха и определяют радиус преобладающих в пульпе пузырьков, а обработку акустическими колебаниями проводят с частотой, равной собственной частоте колебаний пузырьков, определяемой из соотношения

0

5

Ж 1

п

р. Н-

ст

2. )

R

5

0

5

где f - частота ультразвуковых ко- ; лебаний, Гц;

R - радиус преобладакяцих в

пульпе воздушных пузырьков, м;

п - показатель политропы;

PSC плотность жидкой фазы пульпы,

Н - высота столба жидкости

над зоной озвучивания пузырьков, м;

РОТ РО + Р 8Н, кгс/м ; G - коэффициент поверхностного

натяжения;

g - ускорение свободного паде- . ния.

м/с2;

Рд - атмосферное давление, кг/м .

714615128

Н- 1,5м H-lM Н 2м

R- 0,25-10-9 м R 0,5-10-3 м R « 0,8-10-з м R 1.-10- м

f « 2630 Гц

1434 Гц

Составитель В.Шубияа Редактор А.Ревин Техред Л.0лийнык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1810

Тираж 499

ВНИИ1Ш Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ПШТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушскйя наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул Гагарина,101

f 777 Гц

f 621 Гц

Подписное