Флотационная машина Советский патент 1982 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к обогаще1тю полезных ископаемых, а именно к флотационным аппаратам, а также может бытьиспользовано для очистки сточных и оборотных вод промышленных предприятий. Известна флотационная мао1ина Ма велл для обогащения полезных ископаемых, которая представляет собой цилиндрический бак, снабженный импеллером-мешалкой и устройством, подвода воздуха. Перемешивание в не осуществляется импеллером с наклонными лопатками, а насыщение пульпы газовыми пузырьками обеспечивается независимым подводом воздуха через трубку в дне камеры под импеллер СП Недостатком этой машины является снижение взвешивающей способности при повышенных расходах воздуха за счет попадания воздуха в область импеллера, который из-за уменьшения плотности рабочей среды резко ухудшает свои насосные характеристики. Поэтому степень аэрации, достигаемая в этой машине, низкая и не превышает 0,33 на 1 м объема камеры флотомашины. Из известных флотационных машин для обогащения полезных ископаемых наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является флотационная машина, включающая камеру с загрузочным и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэроционный блок, содержащий вал с укрепленным на нем приспособлением для создания направленных потоков пульпы, заключенным в диффузор, диск и узел ввода воздуха, расположенные над диффузором. Это устройство состоит из полого вала и насаженного на него аэратора, выполненного в виде полого диска, нижний круг которого имеет капилярные отверстия для истечения воздуха, а под диском имеется устройство, заключенное в

диффузор и создающее восходящие потоки пульпы, направленные тангенциально к исходящим из капилляров воздушным струям 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает низкой диспергирующей способностью, и как следствие, в камере достигается невысокая степень аэрации объема пульпы из-за отсутствия условий, необходимых для эффективного дробления воздушных струй на пузырьки флотационной крупности. Воздушны пузырьки в этом устройстве образуются путем продувания воздуха через малые (капилярные) отверстия в нижнем круге диска, а насыщение пульпы воздушными пузырьками происходит путем непрерывного их смывания с поверхности диска потоками пульпы, создаваемыми, например винтом. При необходимости повышения степени аэрации пульпы в камере флотмашины и перемешивания необходимо увеличивать давление на выходе из капиллярных отверстий, что вызывает увеличение диаметра воздушных пузырьков свыше размера флотационной крупности, т.е. приводит к обычной продувке воздуха через объем пульпы.

Цель изобретения - увеличение степени аэрации пульпы путем подвода воздуха в зону разряжения.

Для достижения этой цели узел ввода воздуха в пульпу расположен между диском и диффузором и выполнен в виде кольца с внешней круговой щелью.

Внешний диаметр кольца составляет от 0,9 до 1,1 от диаметра диффузора.

На фиг. 1 показана флотмашина, общий вид; на фиг. 2 - расположение узла ввода воздуха; на фиг. 3 - разрез А-Л на фиг.2.

Флотационная машина имеет камеру 1, вал 2 с закрепленным на нем приспособленим для создания направленных потоков пульпы 3, заключенное в диффузор , над которым неподвижно установлен диск 5 а между диском и диффузором также неподвижно расположен узел ввода воздуха. Узел ввода воздуха выполнен в виде кольца 6, имеющего круговую щель 7 для выхода воздуха. Воздух в круговую щель 7 поступает через трубки 8 от источника сжатого воздуха.

008644

Флотационная машина работает следующим образом.

При вращении приспособления 3 в диффузоре создаются восходящие потоки пульпы, которые при встрече с диском 5 изменяют свое направление и в виде горизонтальных кольцевых струй выбрасываются в объем камеры, обтекая при этом узел ввода

10 воздуха, выполненный в виде кольца 6, сверху и снизу и создавая разряжение на внешней поверхности кольца 6. Воздух от источника сжатого воздуха через трубки 8 поступает в цель 7 и вводится в пульпу, насыщая ее тонкодисперсными газовыми пузырьками, образующимися за счет подвода воздуха в область разряжения на внешней поверхности кольца 6. Полезные минералы выносятся воздушными пузырьками в пенный слой и 3 виде концентрата выводятся из процесса. Промежуточный продукт (хвосты) поступает в следующую камеру флото25 маши ны.

Выполнение узла ввода воздуха автономный, т.е. в виде отдельной детали, и расположение его между диском и диффузором дает возможность исjp пользовать его в диспергирующего элемента флотомашины без дополнительных затрат мощности на диспергирование воздуха,Если в известных пневмомеханических флотационных машинах диспергирование воздуха происходит в -основном за счет турбулентных пульсаций, создаваемых вращающимся аэратором, который также должен обеспечить достаточное перемешивание, то в предлагаемом изобретений газовые пузырьки получаются за счет подвода воздуха к области разряжения на внешней поверхности кольца, которая образуется при обтекании поверхности кольца струями пульпы. В предлагаемом изобретеНИИ электроэнергия расходуется только на перемешивание пульпы, осуществляемое приспособлением 3, в качесГве которого может быть применен наиболее экономичный осевой насос, а диспергирование воздуха происходит за счет подвода воздуха к области разряжения на поверхности кольца 6. Для того, чтобы повысить степень аэрации пульпы и равномерно распределить воздушные пузырьки по всему горизонтальному сечению камеры, узел ввода воздуха в пульпу выполнен в виде кольца со щелью для выхода воздуха, проходящей по внешнему периметру кольца. В этом случае образуется круговая воздушная каверна, кормовая часть которой интенсивно дробится потоками пульпы, обтекающими каверну сверху и снизу. При этом устройство 3 должно обеспечивать такую скорость потоков на выходе из кольцевого пространства между диском и диффузором, при которой воздушные пузырьки доносятся до стенок камеры флотомашины и траектория их движения от центра к периферии должна быть близка к горизонтали. Как показали проведенные опыты, эта скорость должна лежать в пределах 2-8 м/с в зависимости от глубины, размеров камеры и требуемых расходо воздуха.

В ходе исследований установлено, что внешний диаметр кольца должен составлять 0,3-1,1 диаметра диффузора. В случае, когда внешний диаметр кольца меньше 0,9 диаметра диффузора, потоки пульпы, обтекащие поверхность кольца снизу, выбрасываются и,з диффузора не радиальные, а под острым углом к оси вала. Как следствие этого увеличивается динамический напор на нижнюю поверхность воздушной каверны, что вызывает значительное всплывани кормовой части каверны и нарушение« равномерности распределения газовых пузырьков по горизонтальному сечени камеры. Из-за поднятия (всплывания) кормовой части каверны уменьшается эффективно аэрируемы объем пульпы, что отрицательно сказывается на производительности машины по потоку пульпы, кроме того уменьшается степень аэрации объема пульпы.

Увеличение внешнего диаметра кольца свыше 1,1 диаметра диффузора приводит к снижению разряжения на внешней поверхности кольца по прчине падения скорости выбрасываемых из диффузора струй в радиальном направлении и диспергирующая способность уменьшается. Таким образом, оптимальный внешний диаметр

кольца должен составлять 0,9-1,1 диаметра диффузора.

Лабораторными исследованиями установлено, что во флотационной

машине в камере емкостью 20 л

расход удовлетворительно диспергируемого воздуха достигает 3-3,3 л на 1 л объема камеры.

Высокая диспергирующая способность и связанная с этим возможность регулирования степени аэрации в широком диапазоне, малые энергозатраты, отсутствие вращающегося аэратора делают флотационную машину

перспективной при создании флотомашин как с малым, так и с большим объемом камер.Применение флотомашины с объемом камеры 6,3 м на Алмалыкском горно-обогатительном

комбинате позволит получить экономию в размере 0,5 тыс. руб. в год с одной камеры флотомашины.

Формула изобретения

1. Флотационная маишна, включающая камеру с загрузочным и разгрузочными патрубками, переливным поротом, аэрационный блок, содержа1дий вал с укрепленным на нем приспособлением для создания направленных потоков пульпы, заключенным в диффузор, диск и узел ввода воздуха,

расположенные над диффузором, отличающаяся тем, что, с целью увеличения степени аэрации пульпы, узел ввода воздуха расположен между диском и диффузором и выполнен в виде кольца с внешней круговой щелью. 2. Машина по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что внешний диаметр кольца составляет от 0,9 до 1,1 от диаметра диффузора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Современные конструкции флотационных машин в СССР и за рубежом. М., НИИинформтяжмаш, 1978, № З,

с. 33.

2.Авторское свидетельство СССР N 185785, кл. В 03 О Т/Й, 19б« (прототип).