Флотогидроклассификатор

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и м.б. использовано при обогащении крупновкрапленного рудного и нерудного сырья. Цель - интенсификация процесса и повышение извлечения ценного компонента за счет улучшения аэрогидродинамических условий флотогравитационного разделения частиц минерала и распределения внутрикамерных потоков пульпы, а также повышение показателей флотогравитации за счет улучшения условий подачи материалов на пенный слой. Камеры 1 выполнены в виде набора коаксиально расположенных кольцевых желобообразных емкостей У-образных в радиальном сечении. Размеры емкостей увеличиваются от оси камеры 1. Смежные между собой емкости входят частично друг в друга со смещением в осевом направлении. Пневмогидравлические аэраторы 10 расположены на вертикальных стенках 11 приемников, обращенных к оси аппарата. Противоположные им стенки 15 выполнены в вертикальном направлении криволинейными. Пневмогидравлические аэраторы 10 и патрубки 14 для вывода камерных продуктов расположены между собой в шахматном порядке. Перегородки 6 выполнены коническими. Зазоры 8 в нижней части камеры выполнены кольцевыми. Жалюзи 9 выполнены конусообразными. Приемники 12 продуктов выполнены кольцевыми. Проходы 13 из камер в приемники 12 выполнены кольцевыми. Загрузочное устройство 2 выполнено из циклона 16 и отклоняющего основного 19 и дополнительного 20 конусообразного элемента (КЭ) 21. Циклон 16 имеет песковую насадку 17 и кольцевую щель 18. Дополнительный отклоняющий КЭ 20 выполнен с расположенными на его верхней и нижней поверхностях спиралевидными ребрами 22 и 23. Основной отклоняющий КЭ 19 выполнен с фторопластовым покрытием 24 и напорным воздуховодом 25 с патрубком 26 для подачи воздуха под дополнительный отклоняющий КЭ 20. Дополнительный отклоняющий КЭ 20 расположен под основным отклоняющим КЭ 19 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Напорный воздуховод 25 и верхний конец патрубка 26 через шаровой подшипник 27 установлен на вершину основного отклоняющего КЭ 19. Дополнительный отклоняющий КЭ 20 закреплен на патрубке 26, а нижняя часть его выполнена с отверстиями. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

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

Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение извлечения ценного компонента за счет улучшения аэрогидродинамических условий флотогравитационного разделения частиц материала и распределения внутрикамерных потоков пульпы, а также повышение показателей флотогравитации за счет улучшения условий подачи материалов на пенный слой.

Аппарат поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид флотогидроклассификатора, в разрезе; на фиг. 2 вид частей аппарата сверху с разрезами на отдельных его уровнях; на фиг. 3 и 4 фронтальный разрез и сечение по линии А-А, соответственно приспособлению для аэрации питания; на фиг. 5 фронтальный разрез отклоняющего конусообразного элемента, на фиг. 6 и 7 вид сверху и снизу, соответственно подвижной части отклоняющего конусообразного элемента.

Флотогидроклассификатор включает ряд последовательно установленных и сообщающихся своей верхней частью камер 1, сопряженное с первой камерой, установленное на оси аппарата загрузочное приспособление 2, установленный на уровне верхнего края последней камеры пеносборник 3, плавно сопряженные с ближайшими к загрузочному приспособлению 2 стенками каждой из камер и направленные в сторону пеносборника 3 криволинейные, установленные между собой каскадно с понижением в сторону пеносборника 3, козырьки 5 с увеличивающимися в сторону пеносборника 3 щелями 4, установленные в каждой камере под козырьками 5 перегородки 6 с раструбами 7 в верхней части и зазорами 8 в нижней части, расположенные внутри каждой камеры 1 жалюзи 9 и установленные горизонтально на каждой камере 1 в нижней ее части пневмогидравлические аэраторы 10. При этом пневмогидравлические аэраторы 10 размещены на стенках 11 приемников 12, плотно присоединенных снизу к каждой из камер 1 с образованием проходов 13 из камер в приемники 12, днища которых оснащены патрубками 14 для вывода камерных продуктов; камеры 1 выполнены в виде набора коаксиально расположенных, кольцевых желобообразных, с увеличивающимися от оси камеры размерами емкостей У-образных в радиальном сечении. При этом смежные между собой емкости входят частично друг в друга со смещением в осевом направлении, пневмогидравлические аэраторы 10 расположены на вертикальных стенках 11 приемников, обращенных к оси аппарата, а противоположные им стенки 15 выполнены в вертикальном направлении криволинейными, пневмогидравлические аэраторы 10 и патрубки 14 для вывода камерных продуктов расположены между собой в чередующемся шахматном порядке, при этом перегородки 6 выполнены коническими, зазоры 8 в нижней части камеры выполнены кольцевыми, жалюзи 9 выполнены конусообразными, приемники 12 продуктов выполнены кольцевыми, а проходы 13 из камер в приемники 12 выполнены кольцевыми. Загрузочное приспособление 2 выполнено из циклона 16 с песковой насадкой 17 и кольцевой щелью 18 из отклоняющего основного 19 и дополнительного 20 конусообразного элемента 21, причем дополнительный отклоняющий конусообразный элемент 20 выполнен с расположенными на его верхней и нижней поверхностях спиралевидными ребрами 22 и 23, а основной отклоняющий конусообразный элемент 19 выполнен с фторопластовым покрытием 24 и напорным воздуховодом 25 с патрубком 26 для подачи воздуха под дополнительный отклоняющий конусообразный элемент 20, при этом последний расположен под основным отклоняющим конусообразным элементом 19 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Напорный воздуховод 25 и верхний конец патрубка 26 через шаровой подшипник 27 установлен на вершину основного отклоняющего конусообразного элемента 19, при этом дополнительный отклоняющий конусообразный элемент 20 закреплен на патрубке 26, а нижняя часть его выполнена с отверстиями.

Пеносборный желоб 3 с патрубками 28 расположен у верхнего края цилиндроконической камеры 1. По периферии камера 1 снабжена кольцеобразным пульпоприемником 29 с патрубками 30 в нижней части для вывода шламовых и мелкозернистых фракций и регулируемыми порогами 31 и 32 в верхней части. Просеивающие поверхности 5 образуют между собой кольцевые каналы 33 для прохождения аэрированной пульпы и пены. Конусообразные перегородки 6 образуют со стенками секций кольцеобразные диффузоры 34, обращенные выходными отверстиями 7 в направлении пеносборного желоба 3. Внутри каждой секции на смежных между ними стенках размещены конусообразные коллекторы 35 с патрубками 36 для напорных промывных вод с жалюзийно-площадным выходом 9 в направлении конусообразных перегородок 6.

Коническая часть циклона 16 (см. фиг. 3 и 4) выполнена в виде песковой насадки 17 с аэрирующим приспособлением, состоящим из желобообразной втулки 37 с кольцевым каналом 38, тангенциальными входными отверстиями 39, выполненными во внешней стенке желобообразной втулки 37, и спиралевидными щелеобразными проходами 40 вовнутрь песковой насадки 17, размещенными равномерно по ее периметру, выполненными во внутренней стенке втулки 37. Насадка 17 в конической своей части снабжена износостойкой футеровкой 41, закрывающей сверху кольцевой канал 38, под которой размещена кольцеобразная полость 42, соединенная с патрубком 43 для подвода сжатого воздуха, и радиально-конусными каналами 44, соединенными с тангенциальными входными отверстиями 39. Для лучшей аэрации питания воздухоподводящий патрубок 43 может быть снабжен аэрозольной форсункой для подачи со сжатым воздухом пенообразователя или другого необходимого для интенсификации пенной сепарации флотореагента.

Отклоняющий конусообразный элемент (см. фиг. 1,5-7) выполнен с кольцевым зазором 45.

Патрубок 26 является одновремено осью подвижной части 19 элемента, опирающейя на шариковый подшипник 46, установленный в вершине неподвижной части 20 элемента. Верхним своим концом ось-патрубок 26 размещен в подшипнике 27, соосно закрепленном с напорным трубопроводом 25.

Спиралевидные ребра 22, расположенные на внешней стороне подвижной части 19 элемента, выполнены в касательно-радиальном направлении и служат для привода во вращение подвижной части 19 элемента за счет кинетической энергии потока исходного питания, раскрученного до больших скоростей в циклоне 16.

Спиралевидные ребра 23, расположенные на внутренней стороне подвижной части 19 элемента, выполнены в радиально-касательном направлении, и служат также для привода во вращение подвижной части 19 элемента от сжатого воздуха. Для этого ребра 23 плотно прижаты к поверхности неподвижной части 20 элемента, покрытой фторопластовой футеровкой 24, выполняющей роль вспомогательного подшипника скольжения для подвижной части 19 отклоняющего конусообразного элемента, по которой ребра 23 скользят при вращении подвижной части 19 элемента по его неподвижной части 20.

Пневмогидравлические аэраторы 10 снабжены водоподводящими рукавами 47 и воздухоподводящими рукавами 48, соединяющими их, соответственно, с водяным коллектором и воздухораспределителем (на фиг. 1 не показаны), ПГА 10 и патрубки 14 для вывода камерных продуктов расположены между собой в чередующемся шахматном порядке для обеспечения равномерного распределения потоков аэрированной пульпы и движения камерных продуктов при их разделении и выгрузке из аппарата.

Флотогидроклассификатор работает следующим образом.

Камеру 1 заполняют водой. В пневмогидравлические аэраторы 10 через водоподводящие 46 и воздухоподводящие 48 рукава подают под давлением воду с пониженным содержанием пенообразователя и других реагентов и сжатый воздух соответственно. Через патрубки 36 подают напорные промывные воды. В приспособлении 2 подают в виде пульпы исходный материал, подлежащий обогащению. За счет центробежного вращения пульпы в циклоне 16 исходный материал равномерно распределяется по периметру песковой насадки 17 и выходит на отклоняющий конусообразный элемент через кольцевую щель 18. При прохождении насадки 17 жидкая фаза пульпы, присутствующая в исходном материале, превращается в пену при интенсивном ее аэрировании за счет подачи сжатого воздуха в аэрирующее приспособление, встроенное в насадку 17, для чего аэрозольно вводят пенообразователь со сжатым воздухом через воздухоподводящий патрубок 43. Тонкая диспергация воздуха при этом осуществляется высокоскоростным движением потока пульпы при пересечении вихревых воздушных струй, выходящих также с высокой скоростью из спиралевидных щелеобразных проходов 40 вовнутрь насадки 17. Разгон воздушных струй до высоких скоростей осуществляют в желобообразной втулке 37 с кольцевым каналом 38 при тангенциальном введении сжатого воздуха через воздухоподводящий патрубок 43, кольцеобразную полость 42, радиально-кольцевые каналы 44 и тангенциальные входные отверстия 39.

Для лучшего рассредоточения минеральных зерен при поступлении их на пенный слой исходный материал равномерно распределяется по периметру первой по ходу его движения просеивающей поверхности 4 посредством подвижной части 19 отклоняющего конусообразного элемента и действием плоской струи сжатого воздуха, выходящего из кольцевого зазора 45, причем вращение подвижной части 19 элемента осуществляется за счет воздействия вихревого потока исходного питания на спиралевидные ребра 22 и сжатого воздуха на спиралевидные ребра 23. При этом ребра 23, в плотно прижатом положении скользящие по фторопластовой поверхности футеровки 24, обеспечивают максимальное использование энергии сжатого воздуха на вращательное движение и выполняют одновременно с футеровкой 24 роль вспомогательного подшипника скольжения при вращении подвижной части 19 элемента по его неподвижной части 20. Сжатый воздух для вращения подвижной части 13 элемента и рассеивания минеральных зерен при проходе их через кольцевой зазор 45 поступает через напорный воздуховод 25, патрубок 26 и отверстия. Свободное вращение подвижной части 19 элемента обеспечивается также посредством подшипников 46 и 27.

Продвигаясь по камере 1 от ее центральной части к периферии через кольцевые каналы 33, поток исходной пульпы расширяется и скорость его падает. Снизу при последовательном прохождении секций на него воздействуют чередующиеся восходящие потоки тонкодиспергированной воды и воздуха и неаэрированной жидкости, в результате чего происходит расслоение частиц материала по высоте потока и одновременная флотация и пенная сепарация гидрофобных и гидрофобизированных частиц. Наиболее крупные и тяжелые несфлотированные частицы материала выпадают из потока в первой по ходу его движения секции наименьшей по размеру. Остальной материал разделяется на гравитационные фракции в последующих секциях аналогичным образом. Опускаясь в секциях вниз, частицы материала попадают в зону восходящих потоков, создаваемых промывными водами, поступающими в секции из конусообразных коллекторов 35 через жалюзийно-площадные выходы 9, в результате чего более мелкие и летучие частицы возвращаются в общий поток исходного материала, а более крупные и тяжелые опускаются на конусообразные перегородки 6. Скользя под собственным весом в воде по перегородке 6, частицы материала с нижней ее кромки поступают через кольцевые зазоры 8 в кольцевые проходы 13, где встречаются с потоком сильно аэрированной жидкости, движущейся по криволинейной стенке 15 приемника 12. Этот поток создают посредством пневмогидравлических аэраторов 10, равномерно размещенных на стенке 11 приемника 12. Под действием потока сильно аэрированной жидкости частицы камерных продуктов рассеиваются в потоке аэрированной жидкости и вместе с ним поступают в кольцеобразные диффузоры 34. В диффузорах 34 создается интенсивный восходящий поток аэрированной жидкости, который эрлифтно увлекает за собой как мелкие и легкие частицы, так и образовавшиеся флотокомплексы гидрофобных и гидрофобизированных минеральных зерен. Очищенные таким образом от засорений инородными фракциями частицы камерных продуктов выгружаются затем из кольцеобразных приемников 12 через патрубки 14.

Мелкозернистая и шламовая фракции в виде пульпы переливаются через регулируемый порог 31 в пульпоприемник 29 и выводятся из аппарата через патрубки 30. Сфлотированные частицы материала удаляются из аппарата с пеной через пеносборный желоб 3 и патрубки 28. Регулирование уровня пульпы в камере 1 и перелива пены в пеносборный желоб 3 осуществляют посредством регулируемых порогов 31 и 32.

Таким образом, техническое решение позволит за счет улучшения аэрогидродинамических условий флотогравитационного разделения частиц материала и распределения внутрикамерных потоков пульпы интенсифицировать процесс и повысить извлечение ценного компонента. 2

Формула изобретения

1. Флотогидроклассификатор, включающий ряд последовательно установленных и сообщающихся своей верхней частью камер, сопряженное с первой камерой установленное на оси аппарата загрузочное приспособление, установленный на уровне верхнего края последней камеры пеносборник, плавно сопряженные с ближайшими к загрузочному приспособлению стенками каждой из камер и направленные в сторону пеносборника криволинейные установленные между собой каскадно с понижением в сторону пеносборника козырьки с увеличивающимися в сторону пеносборника щелями, установленные в каждой камере под козырьками перегородки с раструбами в верхней части и зазорами в нижней части, расположенные внутри каждой камеры жалюзи и установленные горизонтально на каждой камере в нижней ее части пневмогидравлические аэраторы, при этом пневмогидравлические аэраторы размещены на стенках приемников, плотно присоединенных снизу к каждой из камер с образованием проходов из камер в приемники, днища которых оснащены патрубками для вывода камерных продуктов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения извлечения ценного компонента за счет улучшения аэрогидродинамических условий флотогравитационного разделения частиц материала и распределения внутрикамерных потоков пульпы, камеры выполнены в виде набора коаксиально расположенных кольцевых желобообразных с увеличивающимися от оси камеры размерами емкостей, V-образных в радиальном сечении, при этом смежные между собой емкости входят частично друг в друга со смещением в осевом направлении, пневмогидравлические аэраторы расположены на вертикальных стенках приемников, обращенных к оси аппарата, а противоположные им стенки выполнены в вертикальном направлении криволинейными, пневмогидравлические аэраторы и патрубки для вывода камерных продуктов расположены между собой в чередующемся шахматном порядке, при этом перегородки выполнены коническими, зазоры в нижней части камеры выполнены кольцевыми, жалюзи выполнены конусообразными, приемники продуктов выполнены кольцевыми, а проходы из камер в приемники выполнены кольцевыми.

2. Флотогидроклассификатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения показателей процесса флотогравитации за счет улучшения условий подачи материала на пенный слой, загрузочное приспособление выполнено из циклона с песковой насадкой и кольцевой щелью и из отклоняющего основного и дополнительного конусообразных элементов, причем дополнительный отклоняющий конусообразный элемент выполнен с расположенными на его верхней и нижней поверхностях спиралевидными ребрами, а основной отклоняющий конусообразный элемент выполнен с фторопластовым покрытием и напорным воздуховодом с патрубком для подачи воздуха под дополнительный отклоняющий конусообразный элемент, при этом последний расположен под основным отклоняющим конусообразным элементом с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

3. Флотогидроклассификатор по п.2, отличающийся тем, что напорный воздуховод и верхний конец патрубка через шаровой подшипник установлены на вершину основного отклоняющего конусообразного элемента, при этом дополнительный отклоняющий конусообразный элемент закреплен на патрубке, а нижняя часть его выполнена с отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7