Устройство для липкостной сепарации и пленочной флотации
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения природно-гидрофобных и гидрофобизированных частиц. Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение извлечения ценного компонента (ЦК). На станине 1 устройства установлено загрузочное приспособление (П) 2 в виде пустотелого барабана 13 с рабочим органом 3 в виде раструба 16. Поверхность рабочего органа выполнена из материала с гидрофобной поверхностью с липким покрытием. Вдоль образующей рабочего органа расположено намазывающее П 4, выполненное в виде двух граней 18 и 19, сообщенных со скребком 5. Разгрузочные П 6 и 7 для вывода хвостов и концентрата расположены за рабочим органом. Внутри П 2 соосно с ним расположено дополнительное намазывающее П 8 и прикреплено радиальными ребрами 9 к П 2. Выполнено П 8 в виде усеченного конуса 10 с глухой торцовой стенкой 11 и обращено большим основанием 12 в сторону загрузки. Барабан 13 имеет непроницаемую цилиндрическую поверхность 14 и торцовые стенки 15 с входным и выходным отверстиями. На стенке 15 соосно и консольно закреплен раструб 16. Диаметр входного отверстия 17 раструба 16 и внутренний диаметр выходного отверстия барабана 13 равны. Грани 18 и 19 П 4 расположены под углом друг к другу и образуют трехгранный элемент. Грань 18 зафиксирована и имеет радиус кривизны равный радиусу кривизны раструба 16. На внутренней цилиндрической поверхности 14 барабана 13 равномерно закреплены лопатки 20 для перемешивания материала. Исходное питание в барабане 13 смешивается с фторопластовыми гранулами. Частицы ЦК прилипают к гранулам, которые поступают в рабочий орган и перемещаются по его внутренней поверхности. Прилипшие к покрытию рабочего органа частицы ЦК с фторопластовыми гранулами снимаются с поверхности рабочего органа скребком 5. Затем они поступают на поверхность пульпы. Концентрат удаляется через П 7. Хвостовой продукт опускается по раструбу 16 и разгружается через П 6. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения природно гидрофобных и гидрофобизированных частиц. Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение извлечения ценного компонента. В устройстве для липкостной сепарации и пленочной флотации, содержащем станину, загрузочное приспособление, рабочий орган, выполненный из материала с гидрофобной поверхностью с липким покрытием, намазывающее приспособление. На чертеже показано устройство для липкостной сепарации и пленочной флотации, общий вид в разрезе. Устройство для липкостной сепарации и пленочной флотации содержит станину 1, установленные на ней загрузочное приспособление 2 с рабочим органом 3, выполненным из материала с гидрофобной поверхностью с липким покрытием, намазывающее приспособление 4, расположенное вдоль образующей рабочего органа 3, скребок 5 для съема концентрата, разгрузочные приспособления 6 и 7 для вывода хвостов и концентрата. Внутри загрузочного приспособления 2 соосно с ним расположено дополнительное намазывающее приспособление 8, закрепленное радиальными ребрами 9 и выполненное в виде усеченного конуса 10 с глухой торцовой стенкой 11, обращенного большим основанием 12 в сторону загрузки. Загрузочное приспособление 2 выполнено в виде пустотелого барабана 13 с непроницаемой цилиндрической поверхностью 14 и торцовыми стенками 15 с входным и выходным отверстиями. Рабочий орган 3 выполнен в виде раструба 16, соосно и консольно закрепленного на торцовой с выходным отверстием стенке 15 барабана 13. Диаметр входного отверстия 17 раструба 16 и внутренний диаметр выходного отверстия торцовой стенки 15 барабана 13 равны. Намазывающее приспособление 4 выполнено в виде расположенных под углом друг к другу и сообщенных со скребком 5 двух граней 18 и 19 с образованием полого трехгранного элемента, одна из граней 18 которого перфорирована и имеет радиус кривизны, равный радиусу кривизны раструба 16. Устройство снабжено лопатками 20 для перемешивания материала, равномерно закрепленными на внутренней цилиндрической поверхности 14 барабана 13. Рабочий орган 3 погружен нижней своей частью в ванну 21, снабженную переливным регулируемым порогом 22 и приемником 23 для концентрата. На станине 1 установлены также загрузочная течка 24 для подачи исходного питания, трубопровод 25 для подачи высокотемпературной водной эмульсии липкого состава с гранулами из фторопласта и система привода. Торцовая стенка 12 большего основания конуса 10 дополнительного намазывающего приспособления 8 кольцеобразна, противоположная торцовая стенка 11 - глухая, обеспечивают в намазывающем приспособлении 8 необходимый уровень высокотемпературной эмульсии и выгрузку гранул в питание загрузочного приспособления. Намазывающее приспособление 4 консольно закреплено за станину 1 и снабжено напорным патрубком 26 для подвода расплавленного липкого состава. Барабан 13 закреплен на станине 1 посредством роликов и снабжен зубчатой шестерней 27 для своего вращения. Устройство для липкостной сепарации и пленочной флотации работает следующим образом. Посредством привода приводится во вращение барабан 13 с раструбом 16. Ванну 21 наполняют водой до получения зеркала слива через регулируемый порог 22, которым устанавливают необходимый уровень воды в ванне 21. В трубопровод 25 подают высокотемпературную водную эмульсию липкого состава с фторопластовыми гранулами, в напорный патрубок 26 под давлением - расплавленный липкий состав, в загрузочную течку 24 - исходный материал в виде пульпы. Липкий состав через патрубок 26 поступает под избыточным давлением в намазывающее приспособление 4, а из него через перфорированную стенку 18 - на движущуюся гидрофобную поверхность рабочего органа 3, производя его намазку. При погружении в воду липкое покрытие на рабочем органе охлаждается. Исходное питание, поступающее в виде пульпы в барабан 13 питающего приспособления 2, смешивается с фторопластовыми гранулами, покрытыми липким составом, выходящими из дополнительного приспособления 8. Частицы ценного компонента прилипают к липкому покрытию фторопластовых гранул, образуя липкостные комплексы, которые затем вместе с материалом поступают в рабочий орган 3 через входное отверстие 17 раструба 16, перемещаясь по его внутренней поверхности, покрытой липким составом. Прилипшие к липкому покрытию рабочего органа частицы ценного компонента и липкостные комплексы снимаются с поверхности рабочего органа скребком 5 и поступают на поверхность пульпы. Туда же поступают частицы ценного компонента и липкостные комплексы, выходящие из объема пульпы на границу раздела вода - воздух по механизму пленочной флотации. Полученный таким образом концентрат ликостной сепарации и пленочной флотации поступает с переливом через порог 22 в приемник 23 для концентрата, а затем через патрубок 7 выводится из аппарата для регенерации гранул и отделения их от частиц ценного компонента, после чего гранулы вновь поступают в процесс. Хвостовой продукт, двигающийся по поверхности раструба 16 до выходного его отверстия, опускается на дно ванны 21, откуда через разгрузочный патрубок 6 выводится из аппарата. Гарантированное извлечение частиц ценного компонента пленочной флотацией можно осуществить при интенсивном режиме лишь при условии высокой гидрофобности их поверхности и обеспечения надежного контакта частиц с границей раздела вода - воздух при достаточной для данных частиц флотационной силе, прочно удерживающей их на поверхности жидкости. Эти условия можно осуществить, если последовательными операциями обеспечить предварительный надежный контакт частиц ценного компонента с частицами из материала с предельно гидрофобной поверхностью (например, гранул из фторопласта), покрытыми тонким слоем липкого состава, обеспечив тем самым образование прочных липкостных комплексов из частиц ценного компонента и предельно гидрофобных частиц рабочего органа по механизму липкостной сепарации, а затем уже надежный контакт образованного липкостного комплекса с границей раздела вода - воздух, создав условия их гарантированного выхода из объема пульпы на ее поверхность. Если же при этом гранулы будут иметь размеры больше, а плотность ниже извлекаемых частиц, то это создаст условия надежного выведения липкостных комплексов на границу раздела вода - воздух и удержания их на поверхности жидкости, ибо "плавучесть" такого комплекса намного выше, чем частицы ценного компонента. Несоблюдение же такой последовательности может привести к раздельной пленочной флотации введенных в пульпу фторопластовых гранул и частиц ценного компонента без достижения поставленной цели. Надежный контакт липкостного комплекса с границей раздела вода - воздух возможен посредством вывода из объема пульпы на ее поверхность частиц гидросмеси с введенными в нее фторопластовыми гранулами. Он обеспечивается, с одной стороны, предельно гидрофобной поверхностью фторопластовых гранул, а, с другой, - более низкой (по сравнению с обрабатываемым материалом) их плотностью и повышенной крупностью, повышающими силу пленочной флотации. Надежность образования липкостных комплексов в минеральной пульпе обеспечивается дисперсностью липкостного рабочего органа (фторопластовых гранул) в процессе перемещения. Гарантированный выход липкостных комплексов и частиц ценного компонента на границу раздела вода - воздух обеспечивается тем, что внутренняя поверхность рабочего органа (являющегося при совмещении липкостной сепарации и пленочной флотации в одном устройстве и конструктивным элементом, выводящим частицы обогащаемого материала из объема пульпы на ее поверхность, т.е. на границу раздела вода - воздух) предельно гидрофобна и покрыта липким составом. В этом случае выход гидрофобных и гидрофобизированных частиц ценного компонента и липкостных комплексов на границу раздела вода - воздух и выше ее осуществляется как по механизму липкостной сепарации, так и по механизму пленочной флотации ибо, если частицы ценного компонента или липкостного комплекса закрепятся на липком покрытии, то они, пройдя границу раздела вода - воздух, будут извлечены в концентрат по механизму липкостной сепарации. Если же они закрепятся на липком покрытии недостаточно прочно, то в этом случае механизм липкостной сепарации будет способствовать закреплению частиц ценного компонента и липкостных комплексов на границе раздела вода - воздух по механизму пленочной флотации. В том и другом случае извлечение частиц ценного компонента будет гарантированным, что является существенным при интенсивных режимах работы аппарата. Нанесение липкого покрытия на гидрофобную поверхность гранул в устройстве осуществляется их перемешиванием в высокотемпературной водной эмульсии липкого состава, которое производится в дополнительном намазывающем приспособлении непосредственно перед подачей гранул в исходный обогащаемый материал. Многократность контакта частиц обогащаемого материала с липким покрытием гранул осуществляется перемешиванием их в пульпе с гранулами, обработанными липким составом в загрузочном приспособлении, выполненном в виде пустотелого вращающегося барабана, снабженного лопатками для перемешивания материала, размещенными равномерно и закрепленными на внутренней поверхности его цилиндрической стенки. При перемешивании материала с гранулами происходит одновременное охлаждение липкого покрытия и повышение его когезионно-адгезионных свойств. Фторопластовые гранулы после их регенерации и отделения от частиц ценного компонента могут быть использованы в процессе многократно, выполняя посредническую роль во флотационном процессе. Разница в крупности и плотности между гранулами из фторопласта и частицами ценного компонента способствует их надежному и эффективному разделению. Для эффективного извлечения гидрофобных и гидрофобизированных частиц мелкозернистого материала и липкостных комплексов липкостной сепарацией необходимо иметь рабочий орган с липким покрытием, не теряющим своей активности во времени, что достижимо при его непрерывном обновлении (съеме и намазке без остановки процесса), при этом достаточно погрузить движущийся рабочий орган в объем пульпы, которая будет определенным образом обтекать его, обеспечивая многократность контакта частиц материала и липкостных комплексов с липким покрытием. Для обеспечения многократности контакта необходимо также определенное конструктивное решение рабочего органа и его расположение в ванне. В части конструктивного решения рабочего органа многократность контакта частиц материала и липкостных комплексов с липким покрытием можно обеспечить, если рабочий орган выполнить в виде горизонтально расположенного раструба, погруженного своей нижней частью в ванну. При подаче во вращающийся раструб исходной пульпы частицы материала с находящимися в нем липкостными комплексами будут перемещаться по его поверхности, многократно соприкасаясь с липким покрытием. Снижение выхода концентрата в устройстве будет обеспечено тем, что рабочий орган в нем движется в водной среде, которая будет смывать гидрофильные частицы, механически привнесенные в липкое покрытие. Для снижения расхода мази и общего ее количества, единовременно участвующего в процессе, целесообразно иметь тонкий слой липкого покрытия, что является достаточным при обработке мелкозернистого материала посредством предлагаемого устройства. Для качественного закрепления липкого покрытия на несущую поверхность (рабочий орган) необходимо, чтобы эта поверхность была максимально гидрофобной. Целесообразно в этом случае использование фторопластовых футеровочных плит. Получение более тонкого слоя липкого покрытия можно достигнуть, если наносить его на гидрофобную поверхность в расплавленном виде с последующим охлаждением. Погружение рабочего органа в пульпу обеспечивает необходимое охлаждение липкого покрытия. Нанесение липкого покрытия на поверхность рабочего органа в расплавленном виде рационально производить путем его продавливания через перфорированную стенку, прижатую к движущейся поверхности рабочего органа. Достигнуть этого несложно, если намазывающее приспособление для данного устройства выполнить заодно со скребком для съема концентрата липкостной сепарации в виде пустотелого зуба, направленного вдоль стенки раструба, с основанием и вершиной, расположенными соответственно у выходного и входного отверстия раструба. Стенка зуба, прилегающая к поверхности раструба, должна быть перфорирована и иметь равную с ним кривизну. Для исключения перепада уровня воды при переходе исходной пульпы из барабана загрузочного приспособления в раструб рабочего органа необходимо, чтобы диаметр входного отверстия раструба и внутренний диаметр кольца сопряженной с ним торцовой стенки барабана были равны между собой.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИПКОСТНОЙ СЕПАРАЦИИ И ПЛЕНОЧНОЙ ФЛОТАЦИИ, содержащее станину, загрузочное приспособление, рабочий орган, выполненный из материала с гидрофобной поверхностью с липким покрытием, намазывающее приспособление, расположенное вдоль образующей рабочего органа, скребок для съема концентрата, разгрузочные приспособления для вывода хвостов и концентрата, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения извлечения ценного компонента, оно снабжено дополнительным намазывающим приспособлением, закрепленным радиальными ребрами на внутренних стенках загрузочного приспособления соосно с ним и выполненным в виде усеченного конуса с глухой торцовой стенкой, обращенным большим основанием в сторону загрузки, причем загрузочное приспособление выполнено в виде пустотелого барабана с непроницаемой цилиндрической поверхностью и торцовыми стенками с входным и выходным отверстиями, при этом рабочий орган выполнен в виде раструба, соосно и консольно закрепленного на торцовой с выходным отверстием стенке барабана, причем диаметр входного отверстия раструба и внутренний диаметр выходного отверстия торцовой стенки барабана равны, а намазывающее приспособление выполнено в виде расположенных друг к другу и сообщенных со скребком образованием полого трехгранного элемента двух граней, одна из которых перфорирована и имеет радиус кривизны, равный радиусу кривизны раструба. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено лопатками для перемешивания материала, равномерно закрепленными на внутренней цилиндрической поверхности барабана.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
