Флотационная машина Советский патент 1991 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к конструкциям флотационных машин.

Известна флотационная машина, включающая флотационный бак, устройство для подачи струи пульпы и воздуха, перегородку, установленную во флотационном баке на определенном расстоянии от отверстия, с которым соединено устройство для подачи пульпы и воздуха, таким образом, что струя пульпы и воздуха ударяет в эту перегородку. В баке со стороны перегородки, противоположной той, где установлено устройство для подачи струи пульпы и воздуха, образуется зона деаэрации. Камерный продукт выгружается из зоны деаэрации.

Недостатком известной флотационной машины является то, что использование турбулентной затопленной струи для дробления воздушных пузырьков не эффективно, в результате получаются размеры пузырьков воздуха широкого спектра. Довольно высокая скорость потоков при обтекании перегородки мешает более полному выделению агрегата пузырек-частичка в пену.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является флотационная машина, включающая верхнюю и нижнюю рабочие камеры, камеру деаэрации, приспособления для вывода пенного и камерного продуктов, приспособление для раздельной подачи пульповоздушной и водовоздушной смесей, состоящее из короба, сопел, нао

XJ О

О ОЭ

правленных навстречу друг другу, и перегородки.

Недостатками флотомашины являются неравномерное выделение пузырьков воздуха в пену, недостаточно эффективный процесс коагуляций-пузырьков воздуха с частичками минерала, необходимость поддержания высокой скорости пульповоздушной л водовоздушной смесей при поступлении их в короб. Это приводит к недостаточному извлечению ценных минералов в концентрат.

Цель изобретения - увеличение извлечения ценных минералов, за счет вовлечения в процесс мелких частиц.

Поставленная цель достигается тем, что флотационная машина, включающая верхнюю и нижнюю рабочие камеры, камеру деаэрации, приспособление для вывода пенного и камерного продуктов, приспособление для раздельной подачи пульповоздушной и водовоздушной смесей, состоящее из короба, сопел, направленных навстречу друг другу, и перегородки, снабжена наклонными пластинами, установленными в верхней рабочей камере, симметрично относительно делителя, Т-образным сепаратором, выполненным из жестко закрепленных пластин и установленным над приспособлением для раздельной подачи пульповоздушной и водовоздушной смесей, а перегородка расположена параллельно соплам, при этом сопла для пульповоздушной и водовоздушной смесей установлены соосно.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемый машины; на фиг.2 принципиальная конструкция короба с размещенными в нем соплами.

Флотомашина состоит из нижней 1 и верхней камеры 2, к которой примыкает камера деаэрации 3. Верхняя камера 2 имеет форму усеченной пирамиды, имеющей в основании окружность (квадрат, прямоугольник...), стенки нижней части корпуса флотомашины, которыми образована нижняя камера 1, идут наклонно к основанию машины ,а затем в верхней своей части выполнены наклонно сужающимися и переходящими в перевернутую воронку. В камере деаэрации 3 расположено приспособление 4, обеспечивающее поддержание постоянного уровня пульпы во флотомашлне. На дней нижней камеры 1 установлен короб 5 с размещенными з нем соплами б (см. фиг,2} для пульповоздушной смеси и соплами 7 для водовоздушной смеси и перегородки 8. Короб 5 имеет выходные щели 9, прямоугольной формы и направленные на Г-об- разные выступы 10,

Над коробом 5 размещен Т-образный сепаратор, представляющий собой систему жестко закрепленных пластин 11. В верхней камере 2 флотомашины симметрично относительно делителя 12 установлена система наклонных пластин 13,

Флотомашина работает следующим образом.

Пульпа под давлением не менее 1 105

Па вместе с воздухом поступает в короб 5 по соплам 6. Водовоздушная смесь под давлением не менее 2 10 Па поступает в короб 5 по соплам 7. В коробе 5 происходит интенсивное перемешивание пульповоздушной и

водовоздушной смесей. Образовавшаяся пульповоздушная смесь выходит из короба 5 через прямоугольные щели 9 в нижнюю камеру 1 флотомашины с определенной скоростью и ударяется в Г-образные выступы

10, расположенные против щелей 9.

Короб и Г-образные выступы позволяют исключительно интенсивно произвести дробление пузырьков воздуха и получать размеры пузырьков от мм до 0,500 мм.

Например, одни и те же размеры крупных пузырьков диаметром 2,7 мл получены в прототипе при скорости удара струи о твердую поверхность равной 12 м/с, а в предлагаемой конструкции при скорости соударяемых струй равной 4,4 м/с. Наличие в пульпе пузырьков воздуха как маленьких, так и больших размеров позволит интенсивно производить флотацию частиц мелких и

крупных. Объем чистой или оборотной воды, вводимый в короб, должен быть в пределах 10-20% от объема пульпы, поступающей на флотацию. Объем воздуха, поступающий с водовоздушной смесью должен составлять

40-100% от объема воды.

Объем воздуха, поступающий во флото- машину с пульповоздушной смесью, должен составлять 20-40% от объема пульпы в зависимости от флотируемого материала.

Далее пульповоздушная смесь поднимается вверх, при этом в структуре потока ясно выражены три зоны: зона поступательного потока в форме растекающейся струи; циркуляционная зона, имеющая форму

вальца, диаметром равным расстоянию от границы струи до сепаратора, и второй вращающийся валец, расположенный в зоне между стенкой камеры и границей струи. Трение между граничным слоем струи и

вальцом, обусловленное возникающим здесь сильным перемешиванием при наличии больших градиентов предельной скорости, гасит значительную часть энергии растекающейся струи. Наличие зон с сильно развитым водоворотом способствует более

эффективному процессу слипания капелек реагента с частицами минерала.

Поднимаясь вверх и дойдя до наклонно сужающейся стенки нижней камеры 1, поток движется вдоль нее, На участке пути от Г-образного выступа 10 до встречи со струей, движущейся ей навстречу, происходит процесс слипания капелек реагента с частицами минерала. Далее проток пульпо- воздушной смеси встречает на своем пути определенным образом закрепленные пластины Т образного сепаратора 11, который формирует два одинаковых по высоте и скорости встречных потока, предотвращает перетекание потоков пульповоздушной смеси из одной циркуляционной зоны в другую. При столкновении двух потоков с разными скоростями составляющими 0,3 - 0,5 м/с образуются две равные по размерам циркуляционные области. Область столкновения двух потоков характеризуется турбулентностью, естественно, частота встреч частиц с капельками реагента и пузырьками воздуха существенно увеличивается по сравнению с числом встреч в существующих флотомаши- нах механического типа. Тем самым, благодаря установки Т-образного сепаратора 11 значительно увеличивается интенсивность процесса коагуляции. Затем поток пульповоздушной смеси поднимается вверх, занимая весь объем верхней камеры флотомашины. Система наклонных пластин 13, установленная в верхней камере 2 флотомашины, позволяет равномерно распределять всплывающие агрегаты пузырек - частица по всей поверхности пенного слоя. На поверхности пенного слоя не происходит бурления и разрушения агрегата пузырек-частица.Затемпотоки пульповоздушной смеси переливом поступают в камеру деаэрации 3 и движутся от центра к периферии, при этом агрегаты пузырек-частичка, не успевшие выделиться в центре, интенсивно выделяются из потоков в пенный слой в камере деаэрации 3. Скорость потоков в камере деаэрации 3 незначительна, так как при поступлении в камеру

средняя скорость потоков 0,05 - 0,1 м/с, конечная 0,03 - 0,06 м/с.

На периферии камеры деаэрации 3 расположено приспособление 4, обеспечивающее поддержание постоянного уровня пульпы вофлотомашине. Камерный продукт из камеры деаэрации 3 поступает в щеле- видную камеру и, двигаясь вверх со скоростью, близкой к 0,1 м/с, переливом через

сливной порог уходит вниз в слив, при этом высота потока составляет 0,02 - 0,04 м.

В нижней части камеры деаэрации расположены регулируемые отверстия. Крупные частицы выпадают из потоков,

движущихся с малой скоростью в камере деаэрации 3, а так как нижняя часть камеры деаэрации имеет конусообразную форму, то частицы под действием силы тяжести попадают через регулируемые отверстия в слив.

Через регулируемые отверстия проходит объем, равный 30-40% от объема всей пульпы, в зависимости от исходного материала. Испытания показали, что предложенная флотомашина одинаково эффективно

флотирует как очень мелкие (менее 10 мкм), так и крупные частицы минерала, что позволяет значительно увеличить извлечение ценных минералов. Направленные навстречу друг другу сопла для ввода во флотомашину исходного питания позволяют получить исключительно интенсивное дробление пузырьков воздуха и капелек реагента. Установленный над коробом Т-образный сепаратор формирует два встречных одинаковых по высоте потока пульповоздушной смеси, что значительно интенсифицирует процесс коагуляции пузырьков воздуха с частичками минерала, а установленная в верхней камере флотомашины системы

наклонных пластин - равномерно распределять всплывающие агрегаты пузырек-частичка в слой пены.

Затраты электроэнергии сокращаются в 3-4 раза, затраты на капитальное строительство и техническое обслуживание.

Предложенная флотационная машина успешно флотирует шламовый материал, отправляемый в настоящее время в отвал.

л

А

10. д/-/ V 9 фиг-i