Пневматическая флотационная машина

 

Использование: в области обогащения полезных ископаемых способом флотации, в частности при крупнозернистой флотации рудного и нерудного сырья. Сущность изобретения: машина дополнительно снабжена расположенными в нижней ее части по обе стороны от аэролифтной колонны и присоединенными непосредственно к патрубкам для выгрузки крупнозернистых хвостов циклонами для центробежной флотации, к сливным патрубкам которых присоединены посредством фланцевых соединений приспособления для разделения слива циклона на пенный и хвостовой продукты, выполненные в виде расположенных по оси циклонов цилиндрических приемных камер с наклонными днищами, имеющих входные патрубки, проходящие через наклонные днища внутрь цилиндрических приемных камер по их оси, патрубки для выгрузки хвостов, расположенные в нижней части цилиндрических приемных камер, и пеносборные желобы, расположенные у верхнего их края и снабженные патрубками для выгрузки пенного продукта, при этом приспособления для разделения слива циклона снабжены соосно расположенными друг над другом с зазорами между собой внутри цилиндрических приемных камер раструбами, широкой своей частью обращенными вверх и закрепленными за входные патрубки, и конусообразными отражателями с вершинами, обращенными вниз, и закрепленными широкой своей частью за стенку цилиндрических приемных камер посредством вертикально расположенных эвольвентных ребер, расположенных на уровне переливных кромок приспособления для разделения слива циклона, пневмогидравлические аэраторы, расположенные на цилиндрической камере, размещены в кольцеобразных блоках, каждый из которых имеет кольцевые баллон для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды, расположенные непосредственно один над другим вокруг цилиндроконической камеры, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены равномерно по периметру цилиндроконической камеры внутри кольцевого коллектора для напорной воды, а их осевые отверстия сообщены с одной стороны с внутренними полостями баллонов для сжатого воздуха и кольцевого коллектора для напорной воды, с другой - с внутренней полостью цилиндроконической камеры, вокруг кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы по периферийной его части дополнительно установлены равномерно размещенные по его периметру пневмогидравлические аэраторы, выполненные в едином с ним кольцеобразном блоке, конструктивно аналогичном блокам, размещенным вокруг цилиндроконической камеры, при этом оси пневмогидравлических аэраторов, расположенных по обе стороны от каждого из щелевидных окон, попарно сфокусированы в точки, расположенные внутри цилиндроконической камеры на радиальных прямых, соединяющих центральную часть каждого из щелевидных окон с осью цилиндроконической камеры, и наклонены вниз на угол, равный углу наклона поверхности конической части цилиндроконической камеры, на поверхности трубообразного отвода, обращенной вверх, дополнительно установлены в шахматном порядке равномерно по всей площади пневмогидравлические аэраторы, оси которых сфокусированы в радиальных плоскостях на осевую линию трубообразного отвода. 11 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых способом флотации, в частности к устройствам для разделения минералов, и может быть использовано при крупнозернистой флотации рудного и нерудного сырья.

Известна пневматическая флотационная машина, содержащая цилиндроконическую камеру с конусообразным распределительным приспособлением, состоящим из набора установленных с зазором по всей высоте камеры конических колец, диаметр которых уменьшается к днищу камеры, установленное над распределительным приспособлением соосно ему приспособление для загрузки пульпы, состоящее из циклона с песковой насадкой и кольцевой щелью для пескового продукта, цилиндрической приемной камеры со сливными патрубками, соединенными с распределительными трубами, и из расположенной на уровне верхнего края цилиндроконической камеры щелевидной просеивающей поверхности с сечением щелей, увеличивающимся от оси цилиндроконической камеры, трубообразный смеситель, установленный в нижней части цилиндроконической камеры по ее оси с патрубками для подвода пульпы и аэрированной жидкости, диаметр выходного отверстия смесителя меньше диаметра нижнего конического кольца, пневмогидравлические аэраторы, установленные по периметру цилиндроконической камеры и на патрубке для подвода аэрированной жидкости, оси пневмогидравлических аэраторов, установленных на цилиндроконической камере, сфокусированы в точки, расположенные на ее оси, разгрузочное приспособление для камерного продукта в виде цилиндрической аэролифтной колонны, соединенной трубообразным отводом с конической частью камеры, с пневмогидравлическим аэратором в нижней части, пеносборный желоб, расположенный у верхнего края цилиндроконической камеры, гравитационное приспособление и кольцевой распределитель мелкозернистой фракции, при этом гравитационное приспособление выполнено из расположенных равномерно вокруг цилиндрической части камеры тонкослойных делителей, каждый из которых состоит из расположенных с зазором относительно друг друга пакетов наклонных пластин, установленных в трапециевидном корпусе, верхнего входного и нижнего выходного патрубков и переливного приемника с разгрузочными течками, при этом диаметр входного патрубка больше диаметра выходного патрубка, входные патрубки соединены с распределительными трубами, выходные патрубки соединены с патрубками для подвода пульпы в трубообразный смеситель, а разгрузочные течки расположены равномерно относительно кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы и соединены с ним, внутренняя полость распределителя мелкозернистой фракции пульпы сообщена с цилиндроконической камерой посредством щелевидных окон, выполненных в цилиндроконической камере непосредственно над пневмогидравлическими азараторами, расположенными на ее цилиндрической части, песковая насадка циклона выполнена с аэрирующим приспособлением в виде желобообразной втулки с кольцевыми каналами, тангенциальными входными отверстиями, патрубком для подвода сжатого воздуха и спиралевидными щелеобразными проходами во внутрь песковой насадки, размещенными равномерно по ее периметру, коническая часть цилиндроконической камеры выполнена ступенчатой, причем пневмогидравлические аэраторы равномерно размещены по периметру вертикальных стенок, нижних частях трубообразного смесителя и цилиндрической аэролифтной колонны, верхней части трубообразного отвода, а трубообразный отвод выполнен с патрубком для выгрузки крупнозернистых хвостов и сегментообразной полостью для подвода аэрированной жидкости, на стенке которой расположен пневмогидравлический аэратор, соосно размещенное непосредственно под щелевидной просеивающей поверхностью приспособления для загрузки пульпы аэрирующее устройство, выполненное в форме цилиндрической обечайки, с равномерно размещенными по ее цилиндрической поверхности пневмогидравлическими аэраторами, и размещенными в верхней части разгрузочного приспособления для камерного продукта, непосредственно на цилиндрической аэролифтной колонне, тонкослойным делителем, состоящим из расположенного с зазором относительно друг друга пакета наклонных пластин, установленных в пирамидальном, расширяющемся вверх, корпусе, при этом оси пневмогидравлических аэраторов расположены в радиальных плоскостях, а их сопловые выходы обращены в сторону пеносборного желоба, причем сопловые выходы экранированы сверху кольцевым козырьком, переходящим затем в просеивающую поверхность, пневмогидравлические аэраторы расположены на цилиндрической обечайке многорядно в шахматном порядке, аэрирующее устройство снабжено соосно расположенным конусообразным баллоном для сжатого воздуха, размещенным на цилиндрической обечайке выше уровня верхней торцовой кромки цилиндроконической камеры, и размещенным внутри обечайки сосудом для напорной воды с коническим днищем, при этом осевые отверстия пневмогидравлических аэраторов со стороны ввода напорной воды из сосуда экранированы от возможного попадания инородных частиц защитным куполообразным кожухом, а отверстия для ввода сжатого воздуха в аэрирующее устройство из баллона экранированы гильзами, закрепленными внутри баллона над каждым из отверстий, корпус тонкослойного делителя в верхней части имеет переливной порог, расположенный ниже уровня верхней торцовой кромки цилиндроконической камеры и снабжен подвижной заслонкой для изменения сечения выходного отверстия для камерного продукта.

К недостаткам известной машины можно отнести некоторое снижение качества процесса флотации при интенсификации процесса и увеличении в питании мелкозернистой и шламистых фракций, что сопряжено с ухудшением условий для их извлечения при одностадиальной флотации и отсутствии в машине конструктивных элементов для эффективных очистных операций.

Целью изобретения является повышение качества процесса флотации за счет улучшения аэрогидродинамических условий загрузки питания и выгрузки продуктов флотационного разделения из камеры машины.

Цель достигается тем, что пневматическая флотационная машина, содержащая цилиндроконическую камеру с конусообразным распределительным приспособлением, состоящий из набора установленных с зазором по всей высоте камеры конических колец, диметр которых уменьшается к днищу камеры, установленное над распределительным приспособлением соосно ему приспособление для загрузки пульпы, состоящее из циклона с песковой насадкой и кольцевой щелью для пескового продукта, цилиндрической приемной камеры со сливными патрубками, соединенными с распределительными трубами, и из расположенной на уровне верхнего края цилиндроконической камеры, щелевидной просеивающей поверхности с сечением щелей, увеличивающимся от оси цилиндроконической камеры, трубообразный смеситель, установленный в нижней части цилиндроконической камеры по ее оси с патрубками для подвода пульпы и аэрированной жидкости, диаметр выходного отверстия смесителя меньше диаметра нижнего конического кольца, пневмогидравлические аэраторы, установленные по периметру цилиндроконической камеры и на патрубке для подвода аэрированной жидкости, оси пневмогидравлических аэраторов, установленных на цилиндроконической камере, сфокусированы в точки, расположенные на ее оси, разгрузочное приспособление для камерного продукта в виде цилиндрической аэролифтной колонны, соединенной трубообразным отводом с конической частью камеры, с пневмогидравлическим аэратором в нижней части, пеносборный желоб, расположенный у верхнего края цилиндроконической камеры, гравитационное приспособление и кольцевой распределитель мелкозернистой фракции, при этом гравитационное приспособление выполнено из расположенных равномерно вокруг цилиндрической части камеры тонкослойных делителей, каждый из которых состоит из расположенных с зазором относительно друг друга пакетов наклонных пластин, установленных в трапециевидном корпусе, верхнего входного и нижнего выходного патрубков и переливного приемника с разгрузочными течками, при этом диаметр входного патрубка больше диаметра выходного патрубка, входные патрубки соединены с распределительными трубами, выходные патрубки соединены с патрубками для подвода пульпы в трубообразный смеситель, а разгрузочные течки расположены равномерно относительно кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы и соединены с ним, внутренняя полость распределителя мелкозернистой фракции пульпы сообщена с цилиндроконической камерой посредством щелевидных окон, выполненных в цилиндроконической камере непосредственно над пневмогидравлическими аэраторами, расположенными на ее цилиндрической части, песковая насадка циклона выполнена с аэрирующим приспособлением в виде желобообразной втулки с кольцевыми каналами, тангенциальными входными отверстиями, патрубком для подвода сжатого воздуха и спиралевидными щелеобразными проходами во внутрь песковой насадки, размещенными равномерно по ее периметру, коническая часть цилиндроконической камеры выполнена ступенчатой, причем пневмогидравлические аэраторы равномерно размещены по периметру вертикальных стенок, нижних частиц трубообразного смесителя и цилиндрической аэролифтной колонны, верхней части трубообразного отвода, а трубообразный отвод выполнен с патрубком для выгрузки крупнозернистых хвостов и сегментообразной полостью для подвода аэрированной жидкости, на стенке которой расположен пневмогидравлический аэратор, соосно размещенное непосредственно под щелевидной просеивающей поверхностью приспособления для загрузки пульпы аэрирующее устройство, выполненное в форме цилиндрической обечайки, с равномерно размещенными по ее цилиндрической поверхности пневмогидравлическими аэраторами, и размещенными в верхней части разгрузочного приспособления для камерного продукта, непосредственно на цилиндрической аэролифтной колонне тонкослойным делителем, состоящим из расположенного с зазором относительно друг друга пакета наклонных пластин, установленным в пирамидальном, расширяющемся вверх, корпусе, при этом оси пневмогидравлических аэраторов расположены в радиальных плоскостях, а их сопловые выходы обращены в сторону пеносборного желоба, причем сопловые выходы экранированы сверху кольцевым козырьком, переходящим затем в просеивающую поверхность, пневмогидравлические аэраторы расположены на цилиндрической обечайке многорядно в шахматном порядке, аэрирующее устройство снабжено соосно расположенным баллоном для сжатого воздуха, размещенным на цилиндрической обечайке выше уровня верхней торцовой кромки цилиндроконической камеры, и размещенным внутри обечайки сосудом для напорной воды с коническим днищем, при этом осевые отверстия пневмогидравлических аэраторов со стороны ввода напорной воды из сосуда экранированы от возможного попадания инородных частиц защитным куполoобразным кожухом, а отверстия для ввода сжатого воздуха в аэрирующее устройство из баллона экранированы гильзами, закрепленными внутри баллона над каждым из отверстий, корпус тонкослойного делителя в верхней части имеет переливной порог, расположенный ниже уровня верхней торцовой кромки цилиндроконической камеры и снабжен подвижной заслонкой для изменения сечения выходного отверстия камерного продукта, машина дополнительно снабжена расположенными в нижней ее части, по обе стороны от аэролифтной колонны и присоединенными непосредственно к патрубкам для выгрузки крупнозернистых хвостов циклонами для центробежной флотации, к сливным патрубкам которых присоединены посредством фланцевых соединений приспособления для разделения слива циклона на пенный и хвостовой продукты, выполненные в виде расположенных по оси циклонов цилиндрических приемных камер с наклонными днищами, имеющих входные патрубки, проходящие через наклонные днища во внутрь цилиндрических приемных камер по их оси, патрубки для выгрузки хвостов, расположенные в нижней части цилиндрических приемных камер, и пеносборные желобы, расположенные у верхнего их края и снабженные патрубками для выгрузки пенного продукта, при этом приспособления снабжены соосно расположенными друг над другом с зазорами между собой внутри цилиндрических приемных камер раструбами, широкой своей частью обращенными вверх и закрепленными за входные патрубки, и конусообразными отражателями с вершинами, обращенными вниз, и закрепленными широкой своей частью за стенку цилиндрических приемных камер посредством вертикально расположенных эвольвентных ребер, расположенных на уровне переливных кромок приспособления, пневмогидравлические аэраторы, расположенные на цилиндроконической камере, размещены в кольцеобразных блоках, каждый из которых имеет кольцевые баллон для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды, расположенные непосредственно один над другим вокруг цилиндроконической камеры, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены равномерно по периметру цилиндроконической камеры внутри кольцевого коллектора для напорной воды, а их осевые отверстия сообщены с одной стороны с внутренними полостями баллонов для сжатого воздуха и кольцевого коллектора для напорной воды, с другой - с внутренней полостью цилиндроконической камеры, вокруг кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы, по периферийной его части, дополнительно установлены равномерно размещенные по его периметру пневмогидравлические аэраторы, выполненные с ним в едином кольцеобразном блоке, при этом оси пневмогидравлических аэраторов, расположенных по обе стороны от каждого из щелевидных окон, попарно сфокусированы в точки, расположенные внутри цилиндроконической камеры на радиальных прямых, соединяющих центральную часть каждого из щелевидных окон с осью цилиндроконической камеры, и наклонены вниз на угол, равный углу наклона поверхности конической части цилиндроконической камеры, на поверхности трубообразного отвода, обращенной вверх, дополнительно установлены в шахматном порядке равномерно по всей площади пневмогидравлические аэраторы, оси которых сфокусированы в радиальных плоскостях на осевую линию трубообразного отвода.

При интенсификации процесса флотации и увеличении мелкозернистых и шламистых фракций в питании флотационных машин одностадиального цикла флотации бывает иногда недостаточно для получения отвальных хвостов. Особенно это важно, когда при флотации материала широкого диапазона крупности в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности необходимо вывести в отвал хвосты конечной крупности, а крупнозернистую фракцию возвратить на доизмельчение. Это тот случай, когда пневматические флотационные машины используются в замкнутом цикле с измельчительными аппаратами, или случай межцикловой флотации. Для этого случая, который для практики флотации весьма важен, необходимо получить в хвостовых продуктах флотационных машин мелкозернистую и шламистую фракции с отвальным содержанием полезного компонента, а из остальных, более крупных фракций питания, максимально извлечь раскрытые зерна полезного компонента и их сростки с тем, чтобы избежать их переизмельчения. Если для фракций, возвращаемых на доизмельчение, неполное извлечение частиц полезного компонента не является безвозвратными потерями, то для фракций отвальной крупности это приводит к безвозвратным потерям полезного компонента. Поэтому в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности необходимо добиться наиболее полного извлечения частиц полезного компонента в первую очередь отвальной крупности, а добившись этого, вывести эти продукты из флотационного процесса для последующей их транспортировки в отвал. Этого можно добиться, используя развитую технологическую схему с введением дополнительных операций классификации, обесшламливания и флотации в аналогичном или типовом оборудовании. Но можно это получить и непосредственно в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности, дополнив их необходимыми конструктивными элементами, усиливающими очистные операции. Последнее намного экономичнее и технологичнее. Для достижения этого необходимо обеспечить интенсивную аэрацию камерного продукта и последующее выделение из него образовавшихся при этом флотокомплексов, включающих частицы полезного компонента, оставшихся по каким-либо причинам в камерном продукте.

Интенсивной аэрации камерного продукта в пневматических флотационных машинах большой единичной производительности нетрудно добиться, если на поверхности трубообразного отвода, обращенной вверх, дополнительно установить в шахматном порядке равномерно по всей площади пневмогидравлические аэраторы. В этом случае пневмогидравлические аэраторы будут устойчиво работать без заиливания их осевых отверстий и интенсивно насыщать гидросмесь камерного продукта тонкодиспергированными пузырьками воздуха, так как струи сильно аэрированной жидкости будут рассредоточенно входить сверху в движущийся поток камерного продукта в момент прохождения его по трубообразному отводу. Выделение образовавшихся при этом флотокомплексов с одновременным отделением крупнозернистой фракции пульпы от быстро движущегося потока гидросмеси можно добиться, используя низконапорные гидроциклоны, в которых в песковую фракцию будут выделяться крупнозернистые фракции пульпы, а в слив мелкозернистые и шламистые фракции, воздушные пузырьки и флотокомплексы. Отделить пузырьки воздуха и флотокомплексы от мелкозернистых и шламистых фракций пульпы можно в приспособлениях специальной конструкции, присоединенных к сливным патрубкам гидроциклонов. Отделение их будет эффективным, если в приспособлениях, выполненных в виде цилиндрической приемной камеры с наклонным днищем, имеющей входной патрубок, патрубок для выгрузки хвостов и пеносборный желоб с патрубком для выгрузки пенного продукта, установить соосно с зазорами между собой раструб, обращенный широкой частью вверх, и конусообразный отражатель с вершиной, обращенной вниз. Раструб закрепить внутри приспособления за верхнюю кромку торца входного патрубка, а конусообразный отражатель широкой своей частью закрепить на уровне переливных кромок приспособления посредством эвольвентных ребер за стенки цилиндрической приемной камеры. В этом случае выходящая из сливных патрубков гидроциклонов аэрогидросмесь, проходя через зазор между стенками раструба и конусообразным отражателем, будет разделяться также, как и в тонкослойном делителе, на аэрогидросмесь и гидросмесь. Аэрогидросмесь, включающая в себя и флотокомплексы, будет двигаться по поверхности отражателя, и гидросмесь - по внутренней поверхности раструба, одновременно вращаясь, так как поток аэрогидросмеси в гидроциклоне закручен тангенциальным его вводом в гидроциклон. Аэрогидросмесь с поверхности отражателя эвольветными, вертикально расположенными ребрами, будет отклоняться в пеносборный желоб, а гидросмесь с мелкозернистыми и шламистыми фракциями будет поступать в полость цилиндрической приемной камеры, а затем, двигаясь по наклонному днищу, выгружаться через патрубок для выгрузки хвостов.

Для случая интенсивного режима флотации и увеличенного содержания мелкозернистых и шламистых фракций пульпы в питании пневматических флотационных машин необходимо усилить аэрацию пульпы с этими фракциями тонкодисперсными пузырьками воздуха при введении ее во флотационную камеру и в зону флотации этой части питания машины. Этого нетрудно добиться, если вокруг кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы, в которой содержатся и все шламистые фракции, дополнительно установить пневмогидравлические аэраторы, равномерно разместив их определенным образом по его периметру, а именно необходимо разместить пневмогидравлические аэраторы попарно по обе стороны от каждого щелевидного окна, сообщающего полости кольцевого распределителя и цилиндроконической камеры, а их оси сфокусировать в точки, расположенные внутри цилиндроконической камеры на радиальных прямых, соединяющих центральную часть каждого из щелевидных окон с осью цилиндроконической камеры, наклонив их вниз на угол, равный углу наклона поверхности конической части цилиндроконической камеры. В этом случае мелкозернистые и шламистые фракции пульпы будут входить в цилиндроконическую камеру интенсивно насыщенными тонко диспергированными воздушными пузырьками и будет производиться их рассредоточение в зоне флотации, которое будет усиливаться за счет струй сильно аэрированной жидкости, выходящих из сопел пневмогидравлических аэраторов, расположенных непосредственно под каждым щелевидным окном. Усилить аэрацию в зоне флотации мелкозернистых и шламистых фракций пульпы можно, увеличив число пневмогидравлических аэраторов, расположенных на цилиндрической части цилиндроконической камеры, кольцевом распределителе мелкозернистой фракции пульпы и на цилиндрической аэролифтной колонне. Конструктивно этого не трудно добиться, если эти пневмогидравлические аэраторы разместить в кольцевых блоках, каждый из которых имеет кольцевой баллон для сжатого воздуха и кольцевой коллектор для напорной воды, расположенные один над другим вокруг цилиндроконической камеры, кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы и вокруг аэролифтной колонны.

На фиг. 1 показана пневматическая флотационная машина, фронтальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - узел II на фиг. 1; на фиг. 8 - узел III на фиг. 1; на фиг. 9 - узел IV на фиг. 8; на фиг. 10 - блоки с пневмогидравлическими аэраторами; на фиг. 11 - циклон и приспособления для разделения слива циклона.

Пневматическая флотационная машина состоит из цилиндроконической камеры 1, к конической части которой присоединено приспособление 2 для выгрузки камерного продукта. По периферии верхней части камеры 1 закреплен пеносборный желоб 3 с патрубком 4 для вывода пенного продукта. Внутри цилиндроконической камеры 1 по ее оси установлено конусообразное распределительное приспособление 5, состоящее из набора конических колец 6, установленных с зазором 7 друг относительно друга по всей высоте камеры 1. Диаметр колец 6 уменьшается по направлению к днищу камеры 1. Кольца 6 в камере закреплены при помощи установленных внутри распределительного приспособления 5 пластин 8 и опорных ребер 9, расположенных с внешней стороны распределительного приспособления 5. Пластины 8 скреплены посредством отклоняющего конуса 10 и отбойного диска 11, предназначенных для направленного движения минерализованной пены в сторону пеносборного желоба 3. Распределительное приспособление 5 посредством опорных ребер 9 свободно опирается на опорное кольцо 12, закрепленное на внутренней поверхности камеры 1, и делит камеру на две флотационные зоны, одна из которых, расположенная внутри распределительного приспособления 5, предназначена для прямоточной флотации грубо- и среднезернистого материала в потоке аэрированной пульпы, вторая, расположенная с внешней стороны распределительного приспособления 5, предназначена для противопоточной и объемной флотации мелкозернистого материала.

В нижней части камеры 1, по ее оси установлен трубообразный смеситель 13 с патрубками 14 для подвода пульпы и патрубками 15 для подвода аэрированной жидкости. Внутри патрубка 14 для подвода пульпы введен направляющий насадок 16. Диаметр выходного отверстия трубообразного смесителя 13 выполнен меньшим диаметра нижнего конического кольца 6. В нижней своей части трубообразный смеситель 13 снабжен патрубком 17 для вывода случайных инородных предметов.

Соосно над распределительным приспособлением 5 и вокруг камеры 1 установлено приспособление 18 для загрузки пульпы, выполненное из циклона 19, щелевидной просеивающей поверхности 20, закрепленной на отклоняющем конусе 10 на уровне верхнего края камеры 1 и гравитационно-распределительного приспособления 21.

Циклон 19 снабжен расположенной соосно сверху и соединяющейся с ним через центральное отверстие 22 цилиндрической приемной камерой 23 с тангенциальными сливными патрубками 24 для подсоединения распределительных труб 25 и центральным фланцем 26 для присоединения загрузочной воронки 27. Внутри цилиндрической приемной камеры 23 по ее оси установлена пульпораспределительная тарель 28 со спиралевидными ребрами 29 и конусом 30.

Коническая часть циклона (фиг. 5 и 6) выполнена в виде песковой насадки 31, выполненной с аэрирующим приспособлением, состоящим из желобообразной втулки 32 с кольцевым каналом 33, тангенциальными входными отверстиями 34, выполненными во внешней стенке желобообразной втулки 32, и спиралевидными щелеобразными проходами 35 во внутрь песковой насадки 31, размещенными равномерно по ее периметру, выполненными во внутренней стенке втулки 32. Насадка 31 в конической своей части снабжена износостойкой футеровкой 36, закрывающей сверху кольцевой канал 33, под которой размещена кольцеобразная полость 37, соединенная с патрубком 38 для подвода сжатого воздуха и радиально-конусными каналами 39, соединенными с тангенциальными входными отверстиями 34.

Спиралевидные щелеобразные проходы 35 желобообразной втулки 32 могут быть выполнены как с правым, так и с левым заходами спирали в зависимости от того, встречный или попутный способ движения воздушных струй будет использован при диспергации воздуха.

Для лучшей аэрации крупнозернистого питания воздухоподводящий патрубок 38 насадки 31 может быть снабжен аэрозольной форсункой для подачи со сжатым воздухом пенообразователя или другого необходимого для интенсификации пенной сепарации флотореагента.

На отбойном диске 11 под песковой насадкой 31 циклона 19 закреплен соосно с ним отклоняющий конусообразный элемент 40, образующий вместе с насадкой 31 кольцевую щель 41 для пескового продукта и обеспечивающий предварительное рассредоточение крупнозернистого материала при подаче его на пенный слой.

Для лучшего рассредоточения минеральных зерен обогащаемого материала при подаче их на пенный слой сечение щелей 42 щелевидной просеивающей поверхности 20 увеличивается по направлению от оси камеры 1.

Гравитационно-распределительное приспособление 21 состоит из тонкослойных делителей 43 для разделения пульпы на средне- и мелкозернистую фракции, соединенных с кольцевым распределителем 44 для мелкозернистой фракции пульпы.

Тонкослойный делитель 43 (фиг. 1 и 4) состоит из трапециевидного корпуса 45 с входным верхним патрубком 46 и выходным нижним патрубком 47, расположенным на его вертикальной оси, причем диаметр входного патрубка 46 больше диаметра выходного патрубка 47. На оси трапециевидного корпуса 45 внутри него находится вертикальный канал 48, образованный пакетом наклонных пластин 49, расположенных с зазором между собой симметрично по обе стороны вертикального канала 48. Над верхними краями пакета наклонных пластин 49 расположены переливные приемники 50 с разгрузочными течками 51. Входными патрубками 46 тонкослойные делители 43 подсоединены к распределительным трубам 25, выходными патрубками 47 через отводы 52 - к патрубкам 14 для подвода пульпы трубообразного смесителя 13, а разгрузочными течками 51 в разнесенных точках к кольцевому распределителю 44 для мелкозернистой фракции пульпы.

Кольцевой распределитель 44 для мелкозернистой фракции пульпы своей внутренней полостью 53 сообщен с цилиндроконической камерой 1 через выполненные в ней щелевидные окна 54.

Разгрузочное приспособление 2 для камерного продукта выполнено в виде цилиндрической аэрофлотной колонны 55 с пульпоприемником в виде тонкослойного делителя 56 в верхней части, снабженным течкой 57 для вывода песковой фракции, пеноприемником 58 с разгрузочной течкой 59 для пенного продукта. Посредством трубообразного отвода 60 разгрузочное приспособление 2 соединено с конической частью камеры 1. Трубообразный отвод 60 снабжен патрубками 61 для вывода крупнозернистых продуктов и выполнен с сегментообразным выступом 62.

Трубообразный смеситель 13, патрубки 15 для подвода аэрированной жидкости и трубообразный отвод 60 снабжены пневмогидравлическими аэраторами 63, имеющими водоподводящие рукава 64 и воздухоподводящие рукава 65, соединяющие их с водным коллектором и воздухораспределителем (на фиг. 1 не показаны). Пневмогидравлические аэраторы 63 на трубообразном отводе 60 размещены равномерно в шахматном порядке по всей его площади, обращенной вверх, и на стенке сегментообразного выступа 62. Оси пневмогидравлических аэраторов 63, размещенных на трубообразном смесителе 13 и трубообразном отводе 60 (на его боковой площади), сфокусированы в радиальных плоскостях на их оси.

Коническая часть цилиндроконической камеры 1 выполнена ступенчатой с вертикальными стенками 66 для размещения аэраторов на каждой ее ступеньке.

Под щелевидной просеивающей поверхностью 20 по оси камеры 1 расположено аэрирующее устройство 67, выполненное в форме цилиндрической обечайки 68 с равномерно размещенными в шахматном порядке по ее боковым стенкам пневмогидравлических аэраторов 69. Оси пневмогидравлических аэраторов 69 расположены в радиальных плоскостях, а их сопла обращены в сторону пеносборного желоба 3, что обеспечивает создание интенсивных потоков сильно аэрированной пульпы в верхних ее слоях в направлении от оси камеры 1 к ее периферийной части. Внешний диаметр обечайки 68 не превышает диаметра внутрищелевого диска просеивающей поверхности 20, что формирует кольцевой козырек 70, являющийся одновременно отбойным диском 11, которые экранируют сверху сопла пневмогидравлических аэраторов 69. Козырек 70 плавно переходит затем в просеивающую поверхность 20 с расходящимися в радиальном от оси камеры 1 направлении щелями 42, что призвано обеспечить более мягкий аэрогидродинамический контакт двух потоков пульпы, движущихся от оси камеры 1, в частности, потока исходного крупнозернистого питания, движущегося по просеивающей поверхности 20 сверху, и потока сильно аэрированной пульпы, движущегося под просеивающей поверхностью 20. Многорядность расположения в шахматном порядке пневмогидравлических аэраторов 69 призвана обеспечить при этом равномерность потока сильно аэрированной пульпы и лучшее распределение в нем частиц крупнозернистого материала, поступающих с исходным питанием с просеивающей поверхности 20, на которой производится предварительное рассредоточение этих частиц.

Над аэрирующим устройством 67 размещен баллон 71 для сжатого воздуха (фиг. 8) с воздухоподводящим патрубком 72 и выходными отверстиями 73, экранированными (от возможного попадания со сжатым воздухом каких-либо засорений) гильзами 74. Баллон 71 имеет конусообразную форму, повторяющую конфигурацию отклоняющего конусообразного элемента 40, и расположен выше уровня верхней торцовой кромки камеры 1, что предохраняет его от возможного попадания пульпы во внутрь через пневмогидравлические аэраторы 69. С верхней стороны баллон 71 защищен футеровкой 75 из износостойкого материала, например полиуретана, являющейся рабочей поверхностью отклоняющего конусообразного элемента 40.

Внутри аэрирующего устройства 67 размещен сосуд 76 для напорной воды с коническим днищем 77, имеющий водоподводящие патрубки 78. Сосуд 76 предназначен для обеспечения пневмогидравлических аэраторов 69 напорной водой, при этом входные отверстия пневмогидравлических аэраторов 69 экранированы от возможного попадания в них с напорной водой каких-либо частиц куполообразным кожухом, размещенным внутри сосуда 76. С нижней стороны кожух 79 экранирован полусферой 80, закрепленной за коническое днище 77 радиальными пластинами 81. Торцы водоподводящих патрубков 78 введены во внутрь кожуха 79.

Тонкослойный делитель 56 для камерного продукта (фиг. 1 и 7) состоит из пирамидального расширяющегося вверх корпуса 82, в котором размещен пакет наклонных пластин 83, расположенных с зазором между собой. Пластины 83 закреплены за боковые поверхности корпуса 82. Пирамидальная, расширяющаяся вверх, форма корпуса 82 и пластины 83 призваны обеспечить гашение скорости и снижение турбулентности движения потока аэрированной пульпы, выходящей из колонны 55, и отделить сфлотированные частицы полезного компонента от частиц пустой породы. Для качественного флотационного разделения частиц тонкослойный делитель 56 снабжен перегородкой 84, разделяющий корпус 82 на зоны камерного и пенного продуктов. Для удаления камерного продукта делитель 56 имеет в корпусе 82 переливной порог 85, расположенный ниже уровня верхней торцовой кромки камеры 1, и снабжен подвижной заслонкой 86, изменяющей сечение выходного отверстия 87 в течку 57. Для удаления пенного продукта в пеноприемник 58 тонкослойный делитель 56 имеет в корпусе 82 переливной регулируемый порог 88, уровень которого превышает уровень верхней торцовой кромки камеры 1, что призвано обеспечить исключение механических примесей в пенный продукт. Для обеспечения легкой подвижности заслонки 86 она выполнена в виде равновесного коромысла и имеет ось с контргрузом 89.

Каждый из пневмогидравлических аэраторов 69 имеет свой корпус 90 (фиг. 9), плотно (на сварке) вмонтированный в цилиндрическую обечайку 68 одним своим торцом и в стенку сосуда другим. Между ними имеется полость 91, сообщенная через отверстия 73 и гильзы 74 с внутренней полостью баллона 71 для сжатого воздуха. В корпусе 90 пневмогидравлического аэратора 69 имеется входная 92 и выходная 93 втулки, выполненные из износостойкого материала, например силицированного графита, имеющие осевые отверстия 94. Выходная втулка 93 имеет в осевом отверстии 94 уширение 95 с тангенциальными проходами 96. Втулки 92 и 93 закреплены в корпусе 90 резьбовыми крышками 97 через эластичную прокладку 98. В корпусе 90 выполнена кольцевая проточка 99, сообщенная с одной стороны через отверстия 100 в корпусе 90, полость 91, отверстия 73 и гильзы 74 с внутренней полостью баллона 71 для сжатого воздуха, с другой, через тангенциальные проходы 96 и уширение 95 с осевым отверстием 94.

Для доступа к изнашивающимся частям пневмогидравлических аэраторов 69 баллон 71 выполнен съемным с болтовым креплением за кольцевой козырек 70.

Футеровка 75 отклоняющего конусообразного элемента 40 закреплена на баллоне 71 посредством конусообразного крепления 101, размещенного вокруг воздушного патрубка 72 (фиг. 8).

Коническое днище 77 сосуда 76 имеет отверстие 102 для удаления из него инородных частиц, снабженное резьбовой пробкой 103.

Аналогично аэрирующему устройству 67 пневмогидравлические аэраторы 69 установлены на боковых вертикальных стенках цилиндрической и конической частях цилиндроконической камеры 1, цилиндрической аэрофлотной колонны 55 и трубообразного отвода 60. Размещены они в кольцеобразных блоках 104 (фиг. 10), каждый из которых имеет кольцевой баллон 105 для сжатого воздуха и кольцевой коллектор 106 для напорной воды, расположенные в блоках 104 непосредственно один над другим вокруг цилиндроконической камеры 1, цилиндрической аэролифтной колонны 55 и трубообразного отвода 60 соответственно. Пневмогидравлические аэраторы размещены равномерно по периметрам внутри кольцевых коллекторов 106 для напорной воды. Конструктивно они повторяют пневмогидравлические аэраторы 69 аэрирующего устройства 67. Их оси сфокусированы в точках, расположенных на осях цилиндроконической камеры 1, цилиндрической аэролифтной колонны 55 и трубообразного отвода 60, соответственно, при этом щелевидные окна 54 в стенках цилиндроконической камеры 1 выполнены непосредственно над пневмогидравлическими аэраторами 69, расположенными на цилиндрической части цилиндроконической камеры 1. Через осевые отверстия 94 внутренние полости кольцевых коллекторов 106 для напорной воды сообщены с внутренними полостями, соответственно, цилиндроконической камеры 1, цилиндрической аэролифтной колонны 55 и трубообразного отвода 60. В свою очередь, осевые отверстия 94 через отверстия 100 в корпусах пневмогидравлического аэратора 69 и отверстия 107 в стенках кольцевых баллонов для сжатого воздуха сообщены с внутренними полостями баллонов 105.

Аналогичным образом пневмогидравлические аэраторы 69 установлены вокруг кольцевого распределителя 44 для мелкозернистой фракции пульпы, по периферийной его части. Пневмогидравлические аэраторы 69 в этом случае также равномерно размещены по периметру кольцевого распределителя 44 в едином с ним блоке. Для лучшей аэрации пульпы и рассредоточения в ней минеральных зерен оси пневмогидравлических аэраторов 69, расположенных по обе стороны от каждого из щелевидных окон 54, попарно сфокусированы в точки, расположенные внутри цилиндроконической камеры 1, на радиальных прямых, соединяющих центральную часть каждого из щелевидных окон 54 с осью цилиндроконической камеры 1, и наклонены вниз на угол, равный углу наклона поверхности конической части цилиндроконической камеры 1.

Для присоединения разгрузочных течек 51 тонкослойных делителей 43 кольцевой распределитель 44 для мелкозернистой фракции пульпы снабжен патрубком 108.

Кольцевые баллоны 105 для сжатого воздуха снабжены воздухоподводящими патрубками 109. Кольцевые коллекторы 106 для напорной воды снабжены водоподводящими патрубками 110 и патрубками 111 с заглушкой 112 для слива воды и вывода засорений, а также люками 113 с герметичными крышками 114, расположенными на периферийной их стенке напротив каждого пневмогидравлического аэратора 69 и предназначенными для замены изнашивающихся частей пневмогидравлического аэратора 69.

В нижней части цилиндроконической камеры 1, по обе стороны от цилиндрической аэролифтной колонны 55, тонкослойного делителя и трубообразного отвода 60 установлены циклоны 115 для центробежной флотации, имеющие питающий патрубок 116, сливной патрубок 117 и песковую насадку 118, установленную на конце его конической части. Внутри цилиндрической части циклонов 115, по их оси расположен сливной стакан 119, соединяющийся со сливным патрубком 117. Над циклонами 115, соосно с ними, расположены приспособления 120 для разделения слива циклонов на пенный и хвостовой продукты.

Приспособление 120 выполнено в виде цилиндрической приемной камеры 121 с наклонным днищем 122 и снабжено входным патрубком 123, патрубком 124 для выгрузки хвостов и пеносборным желобом 125 с патрубком 126 для выгрузки пенного продукта. Входной патрубок 123 проходит через днище 122 по оси цилиндрической приемной камеры 121 и закреплен в днище посредством сварки. Патрубок 124 для выгрузки хвостов приварен к нижней части цилиндрической приемной камеры 121 у нижней кромки днища 122. Пеносборный желоб 125 с наклоном приварен к наружной поверхности цилиндрической приемной камеры 123 у верхнего ее края. Патрубок 126 для выгрузки пенного продукта приварен к пеносборному желобу 125 в нижней его части. Внутри приспособления 120 для разделения слива циклона установлены по его оси друг над другом с зазором между собой конусообразный отражатель 127 и раструб 128. Конусообразный отражатель 127 закреплен широкой своей частью посредством вертикальных эвольвентных ребер 129 за стенку цилиндрической приемной камеры 121 в верхней ее части. Вершиной своей конусообразный отражатель 127 обращен вниз во внутрь раструба 128. Раструб 128 широкой своей частью обращен в сторону конусообразного отражателя 127 и закреплен посредством сварки за верхний торец входного патрубка 123. Верхняя часть конусообразного отражателя 127 выполнена в виде диска 130, над которым с зазором закреплен посредством радиальных, вертикально расположенных ребер 131 патрубок 132 для смывной воды для очистки диска 130. Цилиндрические приемные камеры 121 через фланцевые соединения 132 прикреплены к сливным патрубкам 117 циклонов 115 и к течке 57 тонкослойного делителя 56, соответственно, входными своими патрубками 123 и патрубками 124 для выгрузки хвостов.

Цилиндроконическая камера 1, цилиндрическая аэролифтная колонна 56, циклоны 115 установлены на общей раме (на фиг. 1 не показана).

Пневматическая флотационная машина работает следующим образом.

Цилиндроконическую камеру 1 заполняют водой с пенообразователем, после чего в пневмогидравлические аэраторы 63 под давлением через воздухоподводящие и водоподводящие рукава 65 и 64 и патрубки 109, 110 подают воду и воздух. В камере 1 образуется пенный слой. Для интенсификации его движения в направлении пеносборного желоба 3 запускают в работу пневмогидравлические аэраторы 69 аэрирующего устройства 67. Для чего воду с пенообразователем под давлением через водоподводящие патрубки 78 подают в сосуд 76, а сжатый воздух через воздухоподводящий патрубок 72, баллон 71, выполняющий роль ресивера, гильзы 74 и отверстия 73 подают в полость 91. При продавливании напорной воды из сосуда 76 через осевые отверстия 94 входной 92 и выходной 93 втулок пневмогидравлических аэраторов 69 в уширении 95 осевого отверстия 94 втулки 93 за счет высокоскоростной водной струи создается эжектирующий эффект, отсасывающий воздух из объема уширения 95. Одновременно в уширение 95 через тангенциальные проходы 96, кольцевую проточку 99 и отверстия 100 в корпусе 90 поступает сжатый воздух из полости 91, который компенсирует его убыль при струйном эжектировании. В результате на выходе пневмогидравлических аэраторов 69 формируется высокоскоростная струя воды с тонкодиспергированным воздухом. Тонкой диспергации его способствует тангенциальный ввод сжатого воздуха в уширение 95, создающий в нем высокоскоростной воздушный вихрь. При выходе из пневмогидравлических аэраторов 69 высокоскоростная струя сильно аэрированной жидкости создает в цилиндроконической камере 1 интенсивный поток аэрированной пульпы, движущиеся в направлении от оси камеры к ее периферии за счет того, что оси пневмогидравлических аэраторов 69 расположены в радиальных плоскостях, а их сопла обращены в сторону пеносборного желоба 3. Интенсивность этого потока усиливается тем, что пневмогидравлические аэраторы 69 размещены в аэрирующем устройстве многорядно в шахматном порядке равномерно по всей боковой площади цилиндрической обечайки 68. Устойчивую работу аэрирующего устройства 67 обеспечивает при этом экранирование сопел пневмогидравлических аэраторов 69 кольцевым козырьком 70 с внешней стороны и экранирование от возможного попадания в них с напорной водой и сжатым воздухом каких-либо инородных частиц с внутренней стороны, обеспечиваемого за счет гильз 74 в баллоне 71 и куполообразного кожуха 79 в сосуде 76.

В циклоне 19, куда подают в виде пульпы исходный материал, предварительно обработанный реагентами, выделяется крупнозернистая фракция, остальная часть пульпы поступает через центральное отверстие 22 в цилиндрическую камеру 23. Туда же через загрузочную воронку 27 и пульпораспределительную тарель 28 в виде пульпы дополнительно подается мелкозернистая фракция исходного материала. За счет центробежного вращения пульпы в циклоне 19 и цилиндрической камере 23 исходный материал равномерно распределяется по их периметрам и выводится через песковую насадку 31(крупнозернистая фракция) и тангенциальные патрубки 24 (средне- и мелкозернистая фракция исходного питания). При этом избыток маслообразных реагентов уходит с более мелким продуктом.

Крупнозернистая фракция материала, освобожденная от избытка маслообразных реагентов, через песковую насадку 31 и кольцевую щель 41 выгружается на щелевидную просеивающую поверхность 20. При прохождении насадки 31 жидкая фаза пульпы, присутствующая в крупнозернистой фракции, превращается в пену при интенсивной ее аэрации за счет подачи сжатого воздуха в аэрирующее приспособление, встроенное в насадку 31. Тонкая диспергация воздуха при этом осуществляется высокоскоростным потоком движения потока пульпы при пересечении вихревых воздушных струй, выходящих также с высокой скоростью из спиралевидных щелеобразных проходов 35 во внутрь насадки 31. Разгон воздушных струй до высоких скоростей осуществляется в желобообразной втулке 32 с кольцевым каналом 33 при тангенциальном введении сжатого воздуха через воздухоподводящий патрубок 38, кольцевую полость 37, радиально-кольцевые каналы 39 и тангенциальные отверстия 34. Для улучшения вспенивания жидкой фазы пульпы, присутствующей в крупнозернистой фракции, при необходимости аэрозольно вводят пенообразователь или другой необходимый флотореагент со сжатым воздухом через воздухоподводящий патрубок 38.

С просеивающей поверхности 29 предварительно интенсивно аэрированная крупнозернистая фракция поступает на интенсивный поток сильно аэрированной пульпы, движущейся в направлении от оси цилиндроконической камеры 1 к ее периферии и затем на поверхность пенного слоя. При этом минеральные зерна распределяются по площади, что способствует повышению извлечения частиц полезного компонента, особенно наиболее крупных, пенным слоем. Исключение попадания избытка маслообразных реагентов на пену и интенсивная аэрация жидкой фазы крупнозернистого питания при подаче ее на пенный слой также способствует этому. При этом более качественное рассредоточение минеральных зерен при поступлении их на пенный слой обеспечивается применением аэрирующего устройства 67 струйного типа.

Остальные фракции исходного питания, за исключением крупнозернистой, в виде пульпы через тангенциальные сливные патрубки 24, распределительные трубы 25 и входные патрубки 46 поступают в тонкослойные делители 43, где разделяются на средне- и мелкозернистую фракции, проходя по вертикальному каналу 48 и пакету наклонных пластин 49. При этом маслообразные реагенты уходят с более мелким продуктом, предохраняя от попадания избытка этих реагентов в среднезернистую фракцию.

Среднезернистая фракция из тонкослойных делителей 43 через выходные патрубки 47, отводы 52 и патрубки 14 поступают в виде пульпы в трубообразный смеситель 13, где смешивается с сильно аэрированной жидкостью, поступающей из пневмогидравлических аэраторов 63, размещенных на патрубках 15 и по периметру нижней части смесителя 13. После смешения среднезернистой фракции пульпы с сильно аэрированной жидкостью в смесителе 13 аэрированный поток пульпы поступает в распределительное приспособление 5, при этом тонкодиспергированные пузырьки воздуха, закрепившись на гидрофобных и гидрофобизированных частицах полезного компонента, укрупняются за счет коалесценции и, вследствие этого, способствуют извлечению более крупных частиц из объема аэрированной пульпы. Образующиеся при этом флотокомплексы увлекаются вверх потоком сильноаэрированной пульпы. Минерализация воздушных пузырьков и флотация частиц происходят в потоке сильно аэрированной пульпы, движущейся в направлении действия архимедовых сил, что также способствует флотации из объема более крупных частиц полезного компонента.

Поднимаясь поток пульпы увеличивается в сечении, скорость его падает, а турбулизация гасится за счет успокоительных пластин 8. Сфлотированные частицы вместе с образовавшейся на поверхности аэрированной пульпы пеной отклоняющим конусом 10 и отбойным диском 11, роль которых в данной машине выполняют коническое днище 77 и кольцевой козырек 70, отклоняются в сторону пеносборного желоба 3. Этому же способствует работа аэрирующего устройства 67. Основная масса материала, выходящего из смесителя 13, в виде аэрированной пульпы поступает далее через зазоры 7 между коническими кольцами 6 в зону противопоточной флотации, расположенной с внешней стороны распределительного приспособления 5. При выходе из зазоров 7 последнего, продолжая двигаться в направлении действия архимедовых сил, частицы среднезернистого материала встречаются с потоком аэрированной пульпы, двигающейся в том же направлении при обтекании распределительного приспособления 5 с внешней стороны. Этот поток аэрированной пульпы образуется за счет подачи в цилиндроконическую камеру 1 сильноаэрированной жидкости из пневмогидравлических аэраторов 63, установленных на цилиндрической и конической частях цилиндроконической камеры 1. В момент выхода среднезернистых частиц из распределительного приспособления 5 через зазоры 7 происходит флотация гидрофобных и гидрофобизированных минеральных зерен в потоке аэрированной пульпы аналогично тому, как это происходит внутри распределительного приспособления 5, а затем после изменения траектории частиц в противопотоке. Опускаясь, основная масса этих частиц еще раз проходит участки повышенной аэрации, где происходит дофлотация минеральных зерен. Эти участки расположены между пневмогидравлическими аэраторами 63, установленными на цилиндрической части цилиндроконической камеры 1 и на ступеньках 66 конической части, и трубообразным смесителем 13. Проходя их, материал пересекает потоки сильно аэрированной жидкости, которые, рассеивая его частицы, способствуют, с одной стороны, дофлотации гидрофобных и гидрофобизированных минеральных зерен, с другой - улучшению транспортировки зерен пустой породы к разгрузочному приспособлению 2.

Мелкозернистая фракция исходного питания, выходящая из пакета наклонных пластин 49, поступает в переливные приемники 50 тонкослойных делителей 43, из которых по течкам 51 рассредоточено входит во внутреннюю полость 53 кольцевого распределителя 44, откуда через щелевидные окна 54 равномерно распределяются по периметру цилиндроконической камеры 1 и рассеиваются в объеме пульпы потоком сильно аэрированной жидкости, выходящей из пневмогидравлических аэраторов 63, расположенных по периметру цилиндрической части цилиндроконической камеры 1 непосредственно под окнами 54. Образующиеся при этом флотокомплексы мелких частиц полезного компонента выносятся на поверхность аэрированной пульпы в пенный слой, который вместе со всеми сфлотированными частицами переливается через край цилиндроконической камеры 1 в пеносборный желоб 3 и из него через патрубок 4 выгружаются из машины.

Камерный продукт из цилиндроконической камеры 1 через трубообразный отвод 60 поступает в разгрузочное приспособление 2, где проходит дополнительную флотационную обработку в цилиндрической аэролифтной колонне 55 и в циклонах 115 для центробежной флотации за счет подачи в этот продукт сильно аэрированной жидкости с тонкодиспергированным воздухом посредством пневмогидравлических аэраторов 63 и 69, установленных по периметру цилиндрической аэролифтной колонны 55 и на трубообразном отводе 60.

Насыщенный тонкодисперсными пузырьками воздуха камерный продукт в виде аэрогидросмеси, поступившей в циклон 115 для центробежной флотации, расслаивается в центробежном поле на грубозернистый материал и мелкозернистый и шламистый материал, содержащий в себе сильно аэрированную жидкую фазу пульпы и образовавшиеся в аэрированной пульпе флотокомплексы из воздушных пузырьков и частиц полезного компонента. Крупные частицы материала отбрасываются центробежными силами к стенкам циклона и по спиралевидной траектории движутся с потоком пульпы по его конической поверхности к песковой насадке 118 и через нее выгружаются из циклона. Более мелкие частицы материала и флотокомплексы с внутренним вращающимся потоком аэрогидросмеси поднимаются по циклону 115, входят в сливной стакан 119 и через сливной патрубок 117 выходят из циклона 115 и поступают в цилиндрическую приемную камеру 121 приспособления 120 для разделения слива циклона на пенный и хвостовой продукты. В цилиндрической приемной камере 121 аэрогидросмесь поступает в зазор между конусообразным отражателем 127 и раструбом 128, где производится тонкослойное разделение вращающегося потока пульпы на гидросмесь с мелкозернистым материалом и аэрогидросмесь, содержащую флотокомплексы из воздушных пузырьков и частиц полезного компонента. Поток гидросмеси, двигаясь по внутренней поверхности раструба 128, срывается с его верхней кромки и затем движется в направлении наклонного днища 122, по которому скользит к патрубку 124 для выгрузки хвостов и через него выгружается из приспособления 120 в течку 57. Вращающийся поток аэрогидросмеси, отклоняясь конусообразным отражателем 127, а затем эвольвентными вертикальными ребрами 129 от центральной к периферийной части приспособления 120, переливается через кромку цилиндрической приемной камеры 121 в пеносборный желоб 125, из которого выгружается в виде пенного продукта через патрубок 126. Движение пенного продукта к пеносборному желобу 125 способствует смывная вода, поступающая на диск 130 из патрубка 132, радиально расположенные на диске 130 ребра 131, посредством которых патрубок 132 закреплен на диске 130, обеспечивают при этом направленность смывной воды в сторону пеносборного желоба 125. За счет этой воды осуществляются вторичная минерализация частиц полезного компонента в пенном слое и удаление частиц пустой породы из пенного продукта.

Двигающийся по пирамидальному, расширяющемуся вверх, корпусу 82 тонкослойного делителя 56 поток аэрированной пульпы увеличивается в сечении, скорость его падает, а турбулентность гасится за счет наклонных пластин 83, расположенных с зазором между собой. При прохождении аэрированной пульпы через зазоры между пластинами 83 происходит ее расслоение - частицы пустой породы скользят по поверхности пластин 83 сверху вниз, а частицы полезного компонента вместе с прилипшими к ним пузырьками воздуха скользят вдоль обратной стороны пластин 83 снизу вверх. После прохождения через зазоры между пластинами 83 хвостовой продукт поступает в течку 57 и вместе с мелкозернистыми хвостами, выходящими из патрубка 124, выгружаются из машины. Пенный продукт через переливной регулируемый порог 88 поступает в пеноприемник 58, а затем по течке 59 в пеносборный желоб 3. Ввиду того, что переливной порог 85 расположен ниже уровня верхней торцовой кромки камеры 1, изменением сечения выходного отверстия 87 легко регулируют уровень пульпы в камере 1 путем изменения положения контргруза 89 подвижной заслонки 86. Механические примеси в пенном продукте уменьшают регулировкой уровня порога 88, который превышает уровень верхней кромки камеры 1.

Инородные частицы и наиболее крупные засорения могут быть выведены из разгрузочного приспособления 2 непосредственно через отдельный патрубок 61 в трубообразном отводе 60.

Через отверстие 102 при отвертывании резьбовой пробки 103 выводят засорения из конического днища 77 сосуда 76 по мере их накопления при эксплуатации машины.

Таким образом данное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения аэрогидродинамических условий загрузки питания и выгрузки продуктов флотационного разделения из камеры машины повысить качество процесса флотации.

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА, содержащая цилиндроконическую камеру с конусообразным распределительным приспособлением, состоящим из набора установленных с зазором по всей высоте камеры конических колец, диаметр которых уменьшается к днищу камеры, установленное над распределительным приспособлением соосно с ним приспособление для загрузки пульпы, состоящее из циклона с песковой насадкой и кольцевой щелью для пескового продукта, цилиндрической приемной камеры со сливными патрубками, соединенными с распределительными трубами, и из расположенной на уровне верхнего края цилиндроконической камеры, щелевидной просеивающей поверхности с сечением щелей, увеличивающимися от оси цилиндроконической камеры, трубообразный смеситель, установленный в нижней части цилиндрической камеры, по ее оси с патрубками для подвода пульпы и аэрированной жидкости, диаметр выходного отверстия смесителя меньше диаметра нижнего конического кольца, пневмогидравлические аэраторы, установленные по периметру цилиндроконической камеры и на патрубке для подвода аэрированной жидкости, оси пневмогидравлических аэраторов, установленных на цилиндроконической камере, сфокусированы в точки, расположенные на ее оси, разгрузочное приспособление для камерного продукта в виде цилиндрической аэролифтной колонны, соединенной трубообразным отводом с конической частью камеры, с пневмогидравлическим аэратором в нижней части, пеносборный желоб, расположенный у верхнего края цилиндроконической камеры, гравитационное приспособление и кольцевой распределитель мелкозернистой фракции, при этом гравитационное приспособление выполнено из расположенных равномерно вокруг цилиндрической части камеры тонкослойных делителей, каждый из которых состоит из расположенных с зазором относительно друг друга пакетов наклонных пластин, установленных в трапециевидном корпусе, верхнего входного и нижнего выходного патрубков и переливного приемника с разгрузочными течками, при этом диаметр входного патрубка больше диаметра выходного патрубка, входные патрубки соединены с распределительными трубами, выходные патрубки соединены с патрубками для подвода пульпы в трубообразный смеситель, а разгрузочные течки расположены равномерно относительно кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы и соединены с ним, внутренняя полость распределителя мелкозернистой фракции пульпы сообщена с цилиндроконической камерой посредством щелевидных окон, выполненных в цилиндроконической камере непосредственно над пневмогидравлическими аэраторами, расположенными на ее цилиндрической части, песковая насадка циклона выполнена с аэрирующим приспособлением в виде желобообразной втулки с кольцевыми каналами, тангенциальными входными отверстиями, патрубком для подвода сжатого воздуха и спиралевидными щелеобразными проходами вовнутрь песковой насадки, размещенными равномерно по ее периметру, коническая часть цилиндроконической камеры выполнена ступенчатой, причем пневмогидравлические аэраторы равномерно размещены по периметру вертикальных стенок, в нижних частях трубообразного смесителя и цилиндрической аэролифтной колонны, верхней части трубообразного отвода, а трубообразный отвод выполнен с патрубком для выгрузки крупнозернистых хвостов и сегментообразной полостью для подвода аэрированной жидкости, на стенке которой расположен пневмогидравлический аэратор, соосно размещенное непосредственно под щелевидной просеивающей поверхностью приспособления для загрузки пульпы аэрирующее устройство, выполненное в форме цилиндрической обечайки с равномерно размещенными по ее цилиндрической поверхности пневмогидравлическими аэраторами и размещенным в верхней части разгрузочного приспособления для камерного продукта, непосредственно на цилиндрической аэролифтной колонне тонкослойным делителем, состоящим из расположенного с зазором относительно друг друга пакета наклонных пластин, установленных в пирамидально расширяющемся вверх корпусе, при этом оси пневмогидравлических аэраторов расположены в радиальных плоскостях, а их сопловые выходы обращены в сторону пеносборного желоба, причем сопловые выходы экранированы сверху кольцевым козырьком, переходящим затем в просеивающую поверхность, пневмогидравлические аэраторы расположены на цилиндрической обечайке многорядно в шахматном порядке, аэрирующее устройство снабжено соосно расположенным конусообразным баллоном для сжатого воздуха, размещенным на цилиндрической обечайке выше уровня верхней торцовой кромки цилиндроконической камеры, и размещенным внутри обечайки сосудом для напорной воды с коническим днищем, при этом осевые отверстия пневмогидравлических аэраторов со стороны ввода напорной воды из сосуда экранированы от возможного попадания инородных частиц защитным куполообразным кожухом, а отверстия для ввода сжатого воздуха в аэрирующее устройство из баллона экранированы гильзами, закрепленными внутри баллона над каждым из отверстий, корпус тонкослойного делителя в верхней части имеет переливной порог, расположенный ниже уровня верхней торцевой кромки цилиндроконической камеры, и снабжен подвижной заслонкой для изменения сечения выходного отверстия для камерного продукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества процесса флотации за счет улучшения аэрогидродинамических условий загрузки питания и выгрузки продуктов флотационного разделения из камеры машины, она дополнительно снабжена расположенными в нижней ее части по обе стороны от аэролифтной колонны и присоединенными непосредственно к патрубкам для выгрузки крупнозернистых хвостов циклонами для центробежной флотации, к сливным патрубкам которых присоединены посредством фланцевых соединений приспособления для разделения слива циклона на пенный и хвостовой продукты, выполненные в виде расположенных по оси циклонов цилиндрических приемных камер с наклонными днищами, имеющих входные патрубки, проходящие через наклонные днища во внутрь цилиндрических приемных камер по их оси, патрубки для выгрузки хвостов, расположенные в нижней части цилиндрических приемных камер, и пеносборные желоба, расположенные у верхнего их края и снабженные патрубками для выгрузки пенного продукта, при этом приспособления снабжены соосно расположенными друг над другом с зазорами между собой внутри цилиндрических приемных камер раструбами, широкой своей частью обращенными вверх и закрепленными за входные патрубки, и конусообразными отражателями с вершинами, обращенными вниз, закрепленными широкой своей частью за стенку цилиндрических приемных камер посредством вертикально расположенных эвольвентных ребер, расположенных на уровне переливных кромок приспособления, пневмогидравлические аэраторы, расположенные на цилиндроконической камере, размещены в кольцеобразных блоках, каждый из которых имеет кольцевые баллон для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды, расположенные непосредственно один над другим вокруг цилиндроконической камеры, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены равномерно по периметру цилиндроконической камеры внутри кольцевого коллектора для напорной воды, а их осевые отверстия сообщены с одной стороны с внутренними полостями баллонов для сжатого воздуха и кольцевого коллектора для напорной воды, с другой - с внутренней полостью цилиндроконической камеры, вокруг кольцевого распределителя мелкозернистой фракции пульпы по периферийной его части дополнительно установлены равномерно размещенные по его периметру пневмогидравлические аэраторы, выполненные в едином с ним кольцеобразном блоке, при этом оси пневмогидравлических аэраторов, расположенных по обе стороны от каждого из щелевидных окон, попарно сфокусированы в точки, расположенные внутри цилиндроконической камеры на радиальных прямых, соединяющих центральную часть каждого из щелевидных окон с осью цилиндроконической камеры, и наклонены вниз на угол, равный углу наклона поверхности конической части цилиндроконической камеры на поверхности трубообразного отвода, обращенной вверх, дополнительно установлены в шахматном порядке равномерно по всей площади пневмогидравлические аэраторы, оси которых сфокусированы в радиальных плоскостях на осевую линию трубообразного отвода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11