Аэрационный узел флотационной машины

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности. Технический результат - повышение эффективности флотационного процесса. Аэрационный узел содержит вал, на котором крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры. Дополнительно к статору верхнего импеллера установлен диспергатор, выполненный в виде двух полуколец, соединенных между собой, и приваренных к ним двух полуобечаек, поверхность которых максимально перфорирована в шахматном порядке. Наружная поверхность статора верхнего импеллера представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой, поверхность которых имеет два вертикальных ряда по пять сквозных отверстий между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора, выполненными в виде пластин прямоугольной формы, закрепленных между двух колец. Нижний импеллер выполнен в виде диска с присоединенными к нему под прямым углом лопатками, имеющими в поперечном сечении V-образную форму. 3 ил.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности.

Известен аэратор /1/, включающий полый вал с патрубками для подачи воздуха и установленный на валу полый усеченный конус с отверстием в нижнем основании и выступами и щелями, расположенными равномерно на боковой поверхности конуса у его нижнего основания за выступами, при этом высота щелей составляет не более 1/3 длины выступов. Щели аэратора расположены по образующим усеченного конуса и выполнены высотой не менее 1/6 высоты конуса. Суммарная площадь щелей составляет не менее 30% площади сечения выходного отверстия патрубка для подачи воздуха. Усеченный конус у нижнего основания выполнен с цилиндрической обечайкой. Выступы, за которыми расположены щели, выполнены с разновеликими пазами, расположенными выше щелей. На соседних выступах пазы расположены по высоте в шахматном порядке.

Известен аэрационный узел /2/, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде усеченного полого конуса с выступами на боковой поверхности. Конус обращен меньшим основанием вниз. Импеллер связан с полым валом для подвода воздуха и содержит в верхней части диск с радиальными лопастями. Импеллер в верхней части содержит диск с центральным отверстием и радиальными лопастями.

Известен аэратор /3/, собранный из двух конических обечаек, широкие основания которых обращены навстречу друг другу и соединены фланцами. Общая ось обечаек вертикальна. Отношение высоты конусов к диаметру основания равно 1,5. Между фланцами зажата пористая перегородка из синтетики или металлокерамики. С целью предупреждения прогибов с обеих сторон на перегородку наложены армирующие сетки из нержавеющей проволоки с размером ячеек 0,6-2 мм. К вершине обращенного вниз конуса аэратора приварен осевой патрубок для ввода воздуха или другого газа под напором 0,15-0,25 МПа. В образующую верхней конической обечайки на расстоянии 25-35 мм от перегородки вварен тангенциальный штуцер для подачи исходной пульпы с добавлением флотореагента.

Ближайшим аналогом является аэрационный узел /4/ флотационной машины "Денвер-М" (США), содержащий смонтированные на валу два импеллера. Нижний импеллер имеет большой диаметр и расположен на глубине 800 мм, а второй на глубине 1200 мм от верха камеры. Аэрация пульпы обеспечивается засасыванием воздуха из атмосферы или подачей от воздуходувки через центральную трубу в зону верхнего импеллера. Пульповоздушная смесь, выбрасываемая центробежным импеллером, частично увлекается осевым импеллером вниз, тем самым в нижней части флотационной камеры обеспечивается перемешивание и аэрация пульпы. Блок импеллера машины крепится к опорной раме на четырех болтах.

Недостатком известных устройств является то, что при таком исполнении аэрационного узла не обеспечивается высокая производительность по диспергации воздуха.

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэрационного узла флотационной машины, позволяющего повысить эффективность флотационного процесса.

Поставленная задача решается тем, что в известном аэрационном узле, содержащем вал, на котором крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры, дополнительно к статору верхнего импеллера установлен диспергатор, выполненный в виде двух полуколец, соединенных между собой, и приваренных к ним двух полуобечаек, поверхность которых максимально перфорирована в шахматном порядке, причем наружная поверхность статора верхнего импеллера представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой, поверхность которых имеет два вертикальных ряда по пять сквозных отверстий, между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора, выполненными в виде пластин прямоугольной формы, закрепленных между двух колец, при этом нижний импеллер выполнен в виде диска с присоединенными к нему под прямым углом лопатками, имеющими в поперечном сечении V-образную форму.

Общая схема аэрационного узла показана на фиг.1, разрез А-А; на фиг.2 - вид сверху верхнего импеллера; на фиг.3 - разрез нижнего импеллера.

Аэрационный узел содержит верхний и нижний уровни диспергирования пульпы, установленные на воздухораспределительной трубе 1.

В нижней части воздухораспределительной трубы установлен лопастной импеллер 2. Импеллер представляет собой диск, соединенный с воздухораспределительной трубой и присоединенные к нему радиально под прямым углом лопатки. В поперечном сечении лопатки имеют V-образную форму. Описанная боковая поверхность лопаток представляет собой усеченный эллиптический параболоид. Импеллер опущен в лопастной статор 3. Статор 3 представляет собой кольцо, к которому перпендикулярно радиально привариваются лопатки.

В средней части на воздухораспределительной трубе закреплен второй лопастной импеллер 4, находящийся в стакане перфорированного статора 5. Для увеличения диспергации имеется дополнительная насадка на статор - диспергатор 6. Вся конструкция защищена от абразивного и коррозионного износа.

Верхний импеллер 4 представляет собой гильзу. По наружной поверхности гильзы нарезаны пазы, в которых радиально крепятся лопатки. Статор 5 выполнен из двух колец, между которыми радиально закреплены ребра жесткости, представляющие собой пластины прямоугольной формы. Наружная поверхность статора представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой посредством болтового соединения. Поверхность полуобечайки имеет сквозные отверстия, распределенные между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора в строгом порядке: два вертикальных ряда по 5 отверстий.

Следующей ступенью диспергации пульпы служит диспергатор 6. Он представляет собой два полукольца, соединенных между собой при помощи болтов и приваренных к ним двух полуобечаек, также крепящихся между собой при помощи болтового соединения. Поверхность полуобечаек максимально перфорирована в шахматном порядке.

Воздух подается в пульпу через центральное отверстие диска нижнего импеллера. Пульпа нижних слоев отбрасывается лопатками нижнего импеллера на лопатки статора, дополнительно при этом диспергируясь.

Аэрационный узел работает следующим образом.

При вращении воздухораспределительной трубы 1 с импеллером 2 в нижнем уровне пульпы происходит следующий процесс. Подающийся через полый вал воздух попадает на рабочие лопатки нижнего импеллера, диспергируется ими и отбрасывается на лопасти статора, где образуется пульповоздушная смесь. Воздух подается в пульпу через центральное отверстие диска импеллера. Пульпа нижних слоев отбрасывается лопатками импеллера на лопатки статора, дополнительно при этом диспергируясь. Полученная пульповоздушная смесь частично поднимается на поверхность, а частично попадает в зону верхнего импеллера.

В зоне верхнего импеллера происходит следующее.

При его вращении в межкольцевом пространстве статора образуется область пониженного давления, а у стенок статора область повышенного давления. Пульпа из средних слоев устремляется внутрь межкольцевого пространства между импеллером и статором. Лопатками импеллера пульпа разбрасывается на ребра статора, дополнительно диспергируется и просачивается вследствие избыточного давления у стенок отдельными струями через отверстия статора, а затем дополнительно диспергируется через отверстия диспергатора.

Аэрационный узел позволяет значительно повысить степень диспергации пульпы за счет значительного интенсифицирования процесса флотации.

Источники информации, принятые во внимание: 1. Патент РФ 2158186, B 03 D 1/14, 2000 г.

2. Патент РФ 2095153, B 03 D 1/14, 1993 г.

3. Патент США 5341938, B 03 D 1/14, B 03 D 1/02, 1994 г.

4. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины М., из-во "Недра" 1972 г., с.62-63.

Формула изобретения

Аэрационный узел, содержащий вал, на котором крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры, отличающийся тем, что дополнительно к статору верхнего импеллера установлен диспергатор, выполненный в виде двух полуколец, соединенных между собой, и приваренных к ним двух полуобечаек, поверхность которых максимально перфорирована в шахматном порядке, причем наружная поверхность статора верхнего импеллера представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой, поверхность которых имеет два вертикальных ряда по пять сквозных отверстий между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора, выполненными в виде пластин прямоугольной формы, закрепленных между двух колец, при этом нижний импеллер выполнен в виде диска с присоединенными к нему под прямым углом лопатками, имеющими в поперечном сечении V-образную форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3