Флотационная машина Советский патент 1945 года по МПК B03D1/16 

Современными исследованиями установлено что совершенство конструкции флотомашин определяет(я, коэфициентом использования вводимого в них воздуха. Ряд расчётов, проведённых многими авторами, подтверждает, что поверхность диспергированных в, пульпе пузырьков воздуха минерализована в очень незначительной .степени. Даже при коэфициенте минерализации поверхности пузырьков i, они могут поднять в 10-30 раз больше (по весу) твёрдого, чем это Имеет место.

Улучшение использования воздуха может быть достигнуто увеличением времени пребывания пузырьков в пульпе (и,следовательно, увеличением числа столкновений их с частицами минерала), улучшением диспергирования воздуха и распределения пузырьков по объёму флотируемой пульпы н применением реагентов, повышаюш,их скорость флотации.

В основном это зависит от конструкции машин.

Исследования показали, что у :,;еханических и пневматических машин время пребывания пузырьков в пульпе крайне незначительно {от 2 до 10 сек.). Внутри всех существуюш,их машин имеется большое количество направленных вверх потоков пульпы. Значительная часть пузырьков воздуха захватывается этими потоками и с большой скоростью поднимается на поверхность. У машин эрлифтного типа (Форрестер, Саусвестерн, Мунро) столб аэрированной пульпы очень быстро поднимается вверх, также способствуя уменьшению времени пребывания пузырьков в пульпе. У машин с механической агитацией время пребывания воздуха больше, чем у чисто пневматических машин не только потому, что первые лучше диспергируют воздух, но и потому, что они сооб:иают пульпе ряд завихрений, уменьшающих вертикальную скорость прохождения воздуха. Однако использование турбулентных потоков для уме Ы11енця скорости поднятия пузырьков имеет свои отрицательные CTOpGdbT, тлк как трудно создать равномерное вихревое поле по всему объёму пульпы и это требует большой затраты энергии.

Для увеличения времени пребывания воздуха в пульпе прибегают к таким экстраординарны.м мерам, как увеличение глубины машины

до нескольких метров (например, машины типа „Британия Пан-Америкэн), что неизбежно связано с увеличением габаритов и стоимости машины.

Суш,ественным дефектом имеющихся флотационных машин является наличие параллельности движения пузырьков воздуха и частиц. В этом случае число столкновений пузырьков воздуха и частиц резко уменьшается.

Следует еш,ё отметить, что в современных флотомашинах мелкие, обычно хорошо минерализованные пузырьки задерживаются внизу или поднимаются очень медленно.

Цель настоящего изобретения- увеличить время пребывания пузырьков воздуха в пульпе и увеличить число их столкновений с частицами встречных потоков пульпы и поднимающихся пузырьков.

,В этом случае пузырьки воздуха будут подниматься в равномерном нисходящем потоке пульпы. Абсолютная скорость их подъёма (даже в относительно неглубокой машине) значительно уменьшится, а число столкновений с частицами минералов (следовательно, и степень минерализации поверхности)значительно возрастёт. Встречное движение обеспечит в одно и то же время гораздо больше столкновений, чем параллельное, имеющее место у всех современных машин.

Создание ламинарных потоков пульпы должно сопровождаться значительно меньшей затратой энергии, чем создание турбулентных потоков.

Исследования последних лет (И. Свен-Нильсон и М. А. Эйгелес) показали, что минерализация пузырьков в основном зависит от продолжительности их контакта с зёрнами флотируемых минералов. Однако у существующих машин этот фактор складывается стихийно и недоступен самостоятельной-текущей регулировке. В случае нрименения предлагаемой машины, время контакта основной массы пузырьков с частицами минералов легко регулируется изменением скорости нисходящих потоков пульпы.

Известны флотационные машины,, снабжённые центральной трубой с импеллером на вертикальной оси и системой труб, равномерно распределяющих подаваемый извне воздух но сечению ванны.

Предлагаемая флотационная машина снабжена одним или несколькими импеллерами, помещёнными внутри центральных труб и направляющими пульпу по трубе вверх и из-под покрывающего её козырька-в ванну навстречу струе воздуха. Этим имеется в виду достигнуть создания в машине двин ения пульпы, противоточного восходящему потоку воздуха.

На чертеже фиг. 1 изображает флотационную машину в схематическом виде и фиг. 2 - разрез по а - а.

Предлагаемая флотационная машина состоит из отдельных камер, сделанных из железа или дерева. Каждая камера имеет нижнюю часть в виде усечённой пирамиды 1. На ось 3 надеты имнеллеры 4. Вокруг оси проходит центральная труба 2. Над верхней частью трубы помещается козырёк 5. Флотоаэратор может быть выполнен в различных вариантах. Так например, недавно было проверено действие флотоаэратора, состоящего из труб 6, снабженных небольшими резиновыми клапанами. Испытания показали полную пригодность данного варианта конструкции. В последнее время автором испытана возможность применения в качестве флотоаэратора простой железной трубы, покрытой толстой (3- 5 мм) резиной с отверстиями в них. Если такой флотоаэратор снабдить на подводяшей воздух магистрали общим надёжным клапаном и тем самым обеспечить, при внезапном прекращении подачи воздуха, поддержание внутри флотоаэратора давления, равного давлению пульпы извне, то забивания флотоаэратора не наблюдается, даже при длительной работе машины без подачи воздуха во флотоаэратор. Наконец, можно надеть на трубы перфорированные резиновые рубашки типа применяе.мых в машине Макинтош.

К каждой ячейке воздух подводится от магистрали. На отводе устанавливается клапан 7 и кран S, при помощи которого регулируется расход воздуха в каждой ячейке.

К флотоаэратору подключена труба от водопровода для периодической прочистки флотоаэратора водой под известным давлением.

В нижнюю часть центральной трубы первой камеры трубой 9 подаётся питание; в остальных камерах таким же путём по трубе 11 вводятся промпродукты.

Смежные камеры сообп1аются между собой широкими прорезами 12, фактически превращаюш,ими ванну машины из многоячеистой в сплошную. Основной уровень пульпы во всей батарее ячеек регулируется обычныл{ путём (шрюером или планками) в одной точке у последней камеры 10. Более детально высота пенного слоя устанавливается изменением, расхода воздуха в отдельных камерах.

Питание поступает в нижнюю часть центральной трубы.

Вращение импеллеров 4, помешенных на оси 3, создаёт циркуляцию пульпы в направлениях, указанных на чертеже стрелками. В центральной трубе 2 имеется восходящий поток пульпы, в зонах флотоаэратора-нисходящий.

Пузырьки воздуха, выходящие из флотоаэратора, очень медленно (вследствие наличия встречных потоков пульпы) поднимаются вверх. Наличие встречного потока пузырьков и пульпы вызовет максимальное число столкновений пузырьков с частицами, которое может иметь место заданный промежуток времени.

Небольшая часть пузырьков, обладающих меньшей скоростью всплывания, чем средние пузырьки, по которым производится регулировка машины (очевидно это будут мельчайшие пузырьки и пузырьки, сильно минерализованные), будут двигаться вниз от флотоаэратора и попадать в центральную трубу, где восходящим потоком будут быстро доставляться в верхние слои пульпы. Таким образом в данной машине обеспечивается преимущественное поднятие хорошо минерализованных пузырьков и максимальное пребывание в пульпе недостаточно минерализованных. Такой избирательный подход к скорости вывода из пульпы пузырьков, в зависимости от степени их минерализации, также неизбежно должен улучшить использование воздуха.

Съём пены может проводиться либо с каждой камеры, либо, с 1спользование.1 принципа противотока пены и пульпы, лишь с первой ; 1меры.

Предмет изобретения

Ф;1отационная iiaiuinia с центральной Tpy6oii и импеллером на вертикальной оси и системой труб, разномерно распределяющих подаваемый извне воздух по сечению ванны, отличающаяся тем, что, с целью создания в машине движения пзльпы, противоточного восходящему потоку воздуха, распределенному по сечению ванны трубами 6, применены один или несколько импеллеров 4, помещенных внутри центральных труб 2 и направляющих пульпу по трубе 2 вверх и из-под покрывающего её козырька 5 - в ванну навстречу струе воздуха.