Пневматическая флотационная машина

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Цель - повышение извлечения частиц цепного компонента за счет улучшения условий перемешивания пульпы с частицами гидрофобного полимера, обработанными флотореагентами. К нижней части цилиндроконической камеры (К) со ступенчатой конической частью присоединено приспособление (П) 2 для загрузки камерного продукта. В верхней части К 1 расположен пенный желоб 3. Внутри К 1 по ее оси установлено конусообразное распределительное П 5, состоящее из установленных с зазором 6 конических колец 7, диаметр которых уменьшается к днищу К 1. Над П 5 и соосно ему установлено П 18 для загрузки пульпы, которое состоит из циклона 19, цилиндрической приемной К 23, щелевидной просеивающей поверхности 20, песковой насадки 31. При помощи сливных распределительных труб 25 П 18 связано с гравитационно-распределительным П 21. Поверхность 20 расположена на уровне переливного края К 1 и имеет сечение отверстий, увеличивающееся от оси К 1. Днища 67 труб 25 выполнены ступенчатыми, а ступени 68 снабжены продольными желобообразными рифлями 69, чередующимися между собой на смежных ступенях 68 в шахматном порядке. В нижней части К 1 по ее оси установлен трубообразный смеситель 13 с патрубками для подвода пульпы 14 и аэрированной жидкости 15. Диаметр смесителя 13 меньше диаметра нижнего кольца 7. На вертикальных стенках ступенек 66 К 1 расположены пневмогидравлические аэраторы 63. Такие же аэраторы 63 размещены в нижней части смесителя 13, в нижней части цилиндрической аэролифтной колонны 55, связанной с П 2, в верхней части трубообразного отвода 60, соединяющего коническую часть К 1 с П 2. Внутрь корпуса 45 помещены пакеты наклонных пластин 48, установленные друг относительно друга с вертикальным зазором 49. По разные стороны пластин 48 расположены переливные приемники с разгрузочными течками 51, присоединенными в разнесенных точках к кольцевому распределителю 44 для мелкозернистой фракции пульпы. 5 ил.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых способом флотации, в частности к устройствам для его осуществления, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного сырья.

Целью изобретения является повышение извлечения частиц ценного компонента за счет улучшения условий перемешивания пульпы с частицами гидрофобного полимера, обработанными флотореагентами.

На фиг.1 показан фронтальный разрез пневматической флотационной машины, на фиг. 2 ее вид сверху, на фиг.3 изображено приспособление для аэрации, встроенное в песковую насадку циклона, на фиг.4 вид этого приспособления сверху и без футеровки, на фиг.5 изображен осевой разрез гравитационно-распределительного приспособления (разрез А-А фиг.2).

Пневматическая флотационная машина содержит камеру 1 цилиндроконической формы, к нижней части которой присоединено приспособление 2 для разгрузки камерного продукта, а по периферии в верхней ее части закреплен пеносборный желоб 3 с патрубком 4 для разгрузки пенного продукта.

Внутри камеры 1 по ее оси установлено конусообразное распределительное приспособление 5, состоящее из набора установленных с зазором 6 конических колец 7, диаметр которых уменьшается к днищу камеры 1, закрепленных посредством радиально установленных внутри приспособления 5 пластин 8 и опорных ребер 9, расположенных с внешней стороны приспособления 5. Пластины 8 скреплены посредством отклоняющего конуса 10 и отбойного диска 11, предназначенных для направленного движения в сторону пеносборного желоба 3 минерализованной пены, образующейся на поверхности аэрированной пульпы внутри приспособления 5. 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 флотации грубозернистого материала в потоке аэрированной пульпы, вторая, расположенная с внешней стороны распределительного приспособления 5, предназначена для противоточной и объемной флотации мелкозернистого материала.

В нижней части камеры 1, по ее оси, установлен трубообразный смеситель 13 с патрубками 14 и 15 для подвода пульпы и аэрированной жидкости. Внутри патрубка 14 установлен направляющий насадок 16. Диаметр выходного отверстия смесителя 13 меньше диаметра нижнего конического кольца 7. Смеситель 13 снабжен в нижней своей части патрубком 17 для вывода из смесителя 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, с сечением отверстий, увеличивающимся от оси 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 патрубками 24 для подсоединения сливных распределительных труб 25 и центральным фланцем 26 для присоединения загрузочной воронки 27. Внутри приемной цилиндрической камеры 23, по его оси, установлена пульпораспределительная тарель 28 со спиралевидными ребрами 29 и конусом 30.

Коническая часть циклона 19 выполнена в виде песковой насадки 31 с встроенным в нее аэрирующим приспособлением, состоящим из желобообразной втулки 32 с кольцевым каналом 33, тангенциальными входными отверстиями 34, выполненными во внешней стенке желообразной втулки 32, и спиралевидными щелеобразными проходами 35 вовнутрь 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.

На отбойном диске 11 под песковой насадкой 31 циклона 19 закреплен соосно с ними отклоняющий конусообразный элемент 40, формирующий вместе с насадкой 31 кольцевую щель 41 для пескового продукта.

Щелевидная просеивающая поверхность 20 с переменным сечением щелей 42, увеличивающимся от оси камеры, расположена на уровне переливного края камеры 1 и закреплена на отклоняющем конусе 10.

Гравитационно-распределительное приспособление 21, расположенное равномерно вокруг цилиндрической части камеры 1, состоит из тонкослойных делителей 43 для разделения гидросмеси на средне- и мелкозернистую фракции, соединенных с кольцевым распределителем 44 для мелкозернистой фракции пульпы.

Тонкослойные делители 43 состоят из трапециевидного корпуса 45 с входным верхним 46 и выходным нижним 47 патрубками соответственно большего и меньшего диаметра, расположенными по его вертикальной оси соответственно в верхней и нижней части корпуса 45, пакетов наклонных пластин 48, расположенных с зазорами 49 между собой, и переливных приемников 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 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 цилиндрической частью камеры 1 через щелевидные окна 54, выполненные в ней.

Разгрузочное приспособление 2 для камерного продукта выполнено в виде цилиндрической аэролифтной колонны 55 с пульпоприемником 56 в верхней части, снабженным патрубком 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 патрубком 61 для вывода крупнозернистых хвостов и сегментообразной полостью 62 для подвода аэрированной жидкости.

Камера 1, нижняя часть смесителя 13, нижняя часть колонны 55 и верхняя часть трубообразного отвода 60 снабжены пневмогидравлическими аэраторами (ПГА) 63, равномерно размещенными по их периметрам. Пневмогидравлические аэраторы 63 снабжены водоподводящими рукавами 64 и воздухоподводящими рукавами 65, соединяющими их соответственно с водяным коллектором и воздухораспределителем (на фиг.1 не показаны), расположенные с внешней стороны камеры 1.

Коническая часть камеры 1 выполнена ступенчатой, а на вертикальных стенках ступенек 66 равномерно по их периметру размещены ПГА 63. Оси ПГА 63, размещенные по периметру цилиндрической и конической части камеры 1, стенок смесителя 13, цилиндрически аэролифтной колонны 55 и верхней части трубообразного отвода 60, сфокусированы в точках на осях камеры 1 и цилиндрической аэролифтной колонны 55.

Щелевидные окна 54 размещены непосредственно над пневмогидравлическими аэраторами 63, расположенными на цилиндрической части камеры 1.

Днища 67 сливных распределительных труб 25 снабжены ступенями 68, которые выполнены с рифлями 69, образующими продольные желоба, чередующиеся между собой на смежных ступеньках 68 в шахматном порядке. Для этой же цели вертикальные зазоры 49 тонкослойных делителей 43 снабжены набором рассекателей 70 треугольной в вертикальном сечении формы, установленных по всей его высоте параллельными рядами параллельно нижним кромкам наклонных пластин 48. Рассекатели 70 в смежных рядах также размещены в чередующемся шахматном порядке для усиления перемешивающего эффекта при поточном движении пульпы.

Машина работает следующим образом.

В пневмогидравлические аэраторы 63 через водоподводящие 64 и воздухоподводящие 65 рукава подают под давлением воду и сжатый воздух, камеру 1 заполняют водой с пенообразователем и получают в ней аэрированную жидкость и пенный слой.

В циклон 19 подают в виде пульпы исходный материал, предварительно обработанный реагентами, где он делится на крупнозернистую песковую фракцию и фракцию меньшей крупности, поступающую через центральное отверстие 22 в цилиндрической приемной камере 23. Туда же через загрузочную воронку 27 и пульпораспределительную тарель 28 в виде пульпы подается дополнительная мелкозернистая фракция исходного материала и фторопластовые гранулы, покрытые липким составом. За счет центробежного вращения пульпы в циклоне 19 и камере 23 исходный материал равномерно распределяется по их периметрам и выводится через песковую насадку 31 (крупнозернистая фракция) и через тангенциальные патрубки 24 (остальные фракции питания). При этом избыток маслообразных реагентов уходит с более мелкими продуктами. С этими же продуктами уходят как более легкие, по сравнению с обогащаемым материалом, и фторопластовые гранулы.

Крупнозернистая фракция материала, освобожденная от избытка маслообразного реагента, 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 за счет интенсивной ее аэрации при подаче сжатого воздуха в аэрирующее приспособление, встроенное в насадку 31. Тонкая диспергация воздуха при этом осуществляется высокоскоростным движением потока пульпы при пересечении вихревых воздушных струй, выходящих с высокой скоростью из спиралевидных щелеобразных проходов 35 вовнутрь насадки 31. Разгон воздушных струй до высоких скоростей осуществляют в желообразной втулке 32 с кольцевым каналом 33 при тангенциальном введении сжатого воздуха через воздухоподводящий патрубок 38, кольцеобразную полость 37, каналы 39 и тангенциальные входные 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 20 предварительно интенсивно аэрированная крупнозернистая фракция поступает на поверхность пенного слоя, выходящего через щели 42 переменного сечения просеивающей поверхности 20 из объема аэрированной пульпы. При этом минеральные зерна разобщаются между собой и по площади, что способствует повышению извлечения крупных частиц ценного компонента пенным слоем. Исключение попадания избытка маслообразных реагентов на пену и интенсивная аэрация жидкой фазы крупнозернистого питания также способствуют надежному извлечению крупных частиц ценного компонента.

Остальные фракции исходного питания (после удаления из него крупнозернистой фракции и подачи ее на пенный слой) в виде пульпы через тангенциальные патрубки 24, сливные распределительные трубы 25 и входные патрубки 46 поступают в тонкослойные делители 43, где разделяются на грубо- и мелкозернистую фракции, проходя по вертикальному зазору 49 между пакетами наклонных пластин 48. При этом маслообразные реагенты уходят с более мелким продуктом, предохраняя от попадания избытка этих реагентов в грубозернистую фракцию.

При движении в распределительных трубах 25 по ступенчатым наклонным днищам 67 и в вертикальных зазорах 48 тонкослойных делителей 43 материал перемешивается в пульпе с фторопластовыми, покрытыми липким составом гранулами. Качественное их перемешивание обеспечивается чередующимся в шахматном порядке расположением рифлей 69 на соседних ступеньках 68 и рассекателей 70 потока. При перемешивании формируются липкостные комплексы из частиц ценного компонента и из фторопластовых гранул, покрытых липким составом, которые вместе с материалом поступают в зону действия пневмогидравлических аэраторов 63.

Среднезернистая фракция исходного питания из делителей 43 через выходные патрубки 47, отводы 52 и патрубки 14 поступает в виде пульпы в смеситель 13, где смешивается с сильноаэрированной 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 ценного компонента и липкостных комплексах, укрупняются за счет коалесценции, что способствует извлечению более крупных частиц и липокстных комплексов из объема аэрированной пульпы. Образующиеся при этом флотокомплексы увлекаются вверх потоком сильно аэрированной пульпы. Минерализация воздушных пузырьков и флотация частиц ценного компонента и липкостных комплексов происходит в потоке сильно аэрированной пульпы, движущейся в направлении действия архимедовых сил, что также способствует флотации из объема более крупных частиц ценного компонента и липкостных комплексов.

Поднимаясь вверх, поток пульпы увеличивается в сечении, скорость его падает, а турбулизация гасится за счет успокоительных пластин 8. Сфлотированные частицы и липкостные комплексы вместе с образовавшейся на поверхности аэрированной пульпы пеной отклоняющим конусом 10 и отбойным диском 11 отклоняются в сторону пеносборного желоба 3. Основная масса материала, выходящего из смесителя 13 в виде аэрированной пульпы, поступает далее через зазоры 6 между коническими кольцами 7 в зону противоточной флотации, расположенной с внешней стороны распределительного приспособления 5. При выходе из зазоров 6 последнего, продолжая двигаться в направлении действия архимедовых сил, частицы грубозернистого 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 входа в камеру 1 сильно аэрированной жидкости из пневмогидравлических аэраторов 63. В момент выхода грубозернистых частиц из распределительного приспособления 5 через зазоры 6 происходит еще флотация гидрофобных и гидрофобизированных минеральных зерен и липкостых комплексов в потоке аэрированной пульпы аналогично тому, как это происходит внутри распределительного приспособления 5, а затем после изменения траектории частиц в противопотоке. Опускаясь вниз, основная масса этих частиц еще раз проходит участки повышенной аэрации, где происходит дофлотация минеральных зерен и липкостных комплексов. Эти участки расположены между пневмогидравлическими аэраторами 63, размещенными по периметру цилиндрической и конической частей камеры 1 и на ступеньках 66, и смесителем 13. Проходя их, материал пересекает потоки сильно аэрированной жидкости, которые, рассеивая частицы материала, способствуют, с одной стороны, дофлотации гидрофобных и гидрофобизированных минеральных зерен и липкостных комплексов, с другой улучшению транспортировки зерен пустой породы к разгрузочному приспособлению 2.

Мелкозернистая фракция исходного питания с частью более мелких липкостных комплексов, выходящая из пакета наклонных пластин 48, поступает в переливные приемники 50 делителей 43, из которых по течкам 51 рассредоточенно входит в кольцевой распределитель 44, в его внутреннюю полость 53, откуда через щелевидные окна 54 равномерно распределяется по периметру камеры 1 и рассеивается в объеме пульпы потоком сильно аэрированной жидкости, выходящей из ПГА 63, расположенных по периметру цилиндрической части камеры 1 непосредственно под окнами 54. Образующиеся при этом флотокомплексы мелких частиц ценного компонента и липкостных комплексов выносятся на поверхность аэрированной пульпы в пенный слой, который вместе со всеми другими сфлотированными частицами и липкостными комплексами переливается через край камеры 1 в пеносборный желоб 3 и из него через патрубки 4 выгружается из машины.

Камерный (хвостовой) продукт из камеры 1 через трубообразный отвод 60 поступает в разгрузочное приспособление 2, где проходит дополнительную флотационную обработку в цилиндрической аэролифтной колонне 55 за счет подачи в нее сильно аэрированной жидкости с тонкодиспергированным воздухом посредством ПГА 63, установленных по периметру аэролифтной колонны 55 и трубообразного отвода 60 и на стенке сегментообразной полости 62.

Крупнозернистые хвосты выгружаются из машины через патрубок 61 в трубообразном отводе 60. Мелкозернистая часть хвостов выводится через патрубок 57 пульпоприемника 56. Минерализованная пена выводится из него через разгрузочную течку 59.

Сфлотированные в пену липкостные комплексы и фторопластовые гранулы, покрытые липким составом, способствуют извлечению частиц ценного компонента из крупнозернистого материала, подаваемого на пенный слой, где вступает в работу механизм липкостной сепарации.

Полученный флотационный концентрат направляется на регенерацию гранул и отделение их от частиц ценного компонента, после чего гранулы вновь поступают во флотационный процесс.

Формула изобретения

Пневматическая флотационная машина, включающая 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, 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 цилиндроконической 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 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 ступенек, на нижних частях трубообразного смесителя и цилиндрической аэролифтной колонны, верхней части трубообразного отвода, а трубообразный отвод выполнен с патрубком для вывода крупнозернистых хвостов и сегментообразной полостью для подвода аэрированной жидкости, на стенке которой расположен пневмогидравлический аэратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени извлечения частиц ценного компонента за счет улучшения условий перемешивания пульпы с реагентами, машина снабжена размещенными на днищах распределительных труб ступенями, выполненными с рифлями на верхних поверхностях, образующими продольные желоба, и расположенными горизонтально параллельными рядами в зазорах между пакетами наклонных пластин треугольными в вертикальном сечении рассекателями потока, при атом рифли распределительных труб в смежных ступенях и рассекатели потока в смежных по вертикали рядах размещены в шахматном порядке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5