Флотационная машина для флотации крупных частиц

 

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для флотации пульпы. Технический результат - повышение эффективности флотации крупных частиц. Флотационная машина для флотации крупных частиц включает камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный вокруг лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подачи воздуха. На днище камеры под импеллером соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности. Машина снабжена пристенными желобами, переливная кромка которых расположена на высоте не менее 0,6 высоты камеры. Нижние части пристенных желобов патрубками соединены с нижней частью дополнительно установленной трубы, верхняя часть которой выступает над пенным слоем. В трубе выполнены щели, расположенные на высоте не менее 0,3 высоты камеры, причем площадь щелей регулируется кольцевым затвором. Верхняя часть трубы может быть выполнена в виде направляющего приспособления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для флотации пульпы, а также в различных химических и технологических процессах.

Известна флотационная машина, включающая камеру с аэратором, состоящим из полого вала и установленного на нем полого усеченного конуса с выступами на внешней поверхности, диска с радиальными лопастями и отверстием в нижнем основании. Соотношения диаметров основания усеченного конуса и пределы расстояния от меньшего основания конуса до дна камеры выбраны из условия обеспечения эффективности процесса флотации (SU Авторское свидетельство 899144, кл. B 03 D 1/14, 1982г.).

Однако данная флотационная машина не обеспечивает флотацию крупных фракций извлекаемого продукта. При вращении аэратора в зону диспергирования воздуха извлекаются мелкие классы (размером 50-74 мкм), которые захватываются пузырьками воздуха и извлекаются затем из камеры в виде пенного продукта. Крупные классы частиц (размером 0,1-0,3 мм) не попадают в зону эффективного диспергирования воздуха, а отбрасываются центробежной силой в объем камеры, оседают на дно и транспортируются в хвостовой карман, образуя отходы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является флотационная машина, включающая камеру с днищем и стенками, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом. На днище камеры под импеллером, соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности, суживающаяся кверху.

Известная флотационная машина позволяет повысить эффективность флотации за счет флотации как мелких, так и крупных фракций. Установка на днище камеры под импеллером и соосно с ним плиты позволяет произвести разделение мелких и крупных частиц в пульпе. При вращении импеллера пульпа засасывается в зону разрежения, образующуюся в пространстве между статором и импеллером с находящейся под ним плитой. При этом пульпа совершает сложное винтообразное движение, поднимаясь вверх относительно сужающейся кверху боковой поверхности плиты. Выступы на боковой поверхности плиты способствуют "оттирке" крупных и мелких частиц (SU Патент 2095153, кл. B 03 D 1/14, 1997 г., прототип).

Засасываясь снизу из камеры, пульпа попадает в пространство между импеллером и статором и выбрасывается в камеру через межлопастное пространство статора, при этом часть пульпы бьется о статор, диспергируется и поднимается вверх камеры.

Воздух, выходящий из нижнего основания импеллера, поднимаясь вверх по поверхности импеллера, диспергируется на выступах. Дальнейшая диспергация воздуха происходит на кромках лопастей статора, где образуется пульповоздушная смесь. Минеральные частицы захватываются пузырьками воздуха и транспортируются на поверхность камеры.

Недостатками известной флотационной машины является недостаточная эффективность при флотации крупных частиц, обусловленная тем, что для увеличения напора и количества диспергируемого воздуха, необходимых для повышения эффективности флотации крупных частиц, требуется значительное увеличение размеров флотомашины и скорости вращения аэратора.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности флотации крупных частиц.

Это достигается тем, что во флотационной машине для флотации крупных частиц, включающей камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный вокруг лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подачи воздуха, на днище камеры под импеллером, соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности, согласно изобретению она дополнительно снабжена пристенными желобами, переливная кромка которых расположена на высоте не менее 0,6 высоты камеры, при этом нижние части пристенных желобов патрубками соединены с нижней частью дополнительно установленной трубы, верхняя часть которой выступает над пенным слоем, а в трубе выполнены щели, расположенные на высоте не менее 0,3 высоты камеры, причем площадь щелей регулируется кольцевым затвором. Кроме того, верхняя часть трубы может быть выполнена в виде направляющего приспособления.

На фиг.1 представлена предлагаемая флотационная машина; на фиг.2 - флотационная машина с направляющим приспособлением.

Флотационная машина включает камеру 1, в которой размещен лопастной статор 2. Внутри статора помещен импеллер 3, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, с выступами 4 на боковой поверхности. В верхней части импеллера 3 расположен диск 5 с центральным отверстием и радиальными лопастями 6.

Лопасти 6 являются продолжением выступов 4. При этом количество лопастей может быть меньше количества выступов 4. Импеллер 3 связан с полым валом 7 для подвода воздуха. На днище камеры 1 под импеллером 3, соосно с ним установлена плита 8 в виде усеченного конуса, сужающаяся кверху. Боковая поверхность плиты 8 снабжена выступами 9.

Флотационная машина снабжена пристенными желобами 10, переливная кромка 11 которых расположена на высоте не менее 0,6 высоты Н камеры 1. Нижние части пристенных желобов 10 патрубками 12 соединены с нижней частью трубы 13, верхняя часть 14 которой выступает над пенным слоем 15. В трубе 13 выполнены щели 16, расположенные на высоте не менее 0,3 высоты Н камеры 1. Площадь щелей регулируется кольцевым затвором 17.

В верхней части трубы 13 может быть выполнено направляющее приспособление 18.

Флотационная машина работает следующим образом.

Полый вал 7, а вместе с ним импеллер 3 приводятся во вращение от привода (не показан). Через полый вал 7 поступает воздух в нижнюю полость конического импеллера 3 и через отверстие в нижнем основании импеллера 3 вводится в пульпу. При вращении импеллера 3 в области, прилегающей к нижней части импеллера 3, создается разрежение, вследствие чего пульпа засасывается снизу через лопасти статора 2.

Пульпа поднимается вверх по поверхности плиты 8 и импеллера 3, совершая сложное винтообразное движение, после чего выбрасывается в объем камеры 1. При этом при движении пульпы по боковой поверхности плиты 8 происходит разделение крупных и мелких фракций на выступах 9 ("оттирка" частиц пульпы). Подаваемый воздух устремляется вверх по конической поверхности импеллера 3 и диспергируется на выступах 4 и на кромках лопастей 8 вследствие турбулизации вихрей, создаваемых при вращении импеллера 3. Выступы 4 импеллера 3 способствуют также усилению придонной циркуляции пульпы за счет активного вовлечения слоев пульпы во вращение.

В верхней части камеры формируется восходящий поток пульпы благодаря тому, что пульпа засасывается из верхней части камеры 1 через центральное отверстие в диске 5 и радиальные лопасти 8 в зону разрежения под диском 5, а затем поднимается в верхнюю часть камеры 1. На поток придонной циркуляции набегает поток, сформированный в верхней части камеры 1, образуя высокую турбулентность в зазоре между статором 2 и кромками лопастей 6 импеллера 3, образуя зону интенсивного диспергирования воздуха. Разделенные на выступах 9 плиты крупные и мелкие частицы переносятся потоком придонной циркуляции в зону интенсивного диспергирования воздуха на кромках лопастей 6, где захватываются пузырьками воздуха. Образованная пульповоздушная смесь проходит через зазор между диском 5 и статором 2 и транспортируется восходящим потоком в верхнюю часть камеры 1 и выводится в виде пенного продукта.

При этом следует отметить, что часть пульпы, с большой скоростью ударяясь о статор, диспергируется, создается восходящий поток, транспортируемый в верхнюю часть камеры 1, а недиспергированная часть пульпы, проходя между лопастями статора, бьется о наклонную поверхность днища, дополнительно диспергируясь, и устремляется в верхнюю часть камеры, увеличивая эффективность флотации.

Переливная кромка желобов расположена на высоте не менее 0,6 высоты Н камеры 1 для обеспечения максимального засасывания в желоб 10 частиц минералов, не дошедших с пузырьками воздуха до пенного слоя. При этом высота желоба 10 не должна превышать максимальную высоту подъема крупных частиц, оторвавшихся от пузырьков воздуха.

Пузырьки воздуха всплывают, вынося в пенный слой закрепившиеся на них частички минералов. Крупные частицы, не достигшие пенного слоя и отделившиеся от пузырьков воздуха, засасываются в желоб и по патрубкам 12 поступают в трубу 13, смешиваясь в ней с промпродуктом, засасываемым непосредственно через щели 16 в трубу 13, и повторно аэрируются, что способствует эффективности флотации крупных частиц.

Формула изобретения

1. Флотационная машина для флотации крупных частиц, включающая камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный вокруг лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подачи воздуха, на днище камеры под импеллером, соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена пристенными желобами, переливная кромка которых расположена на высоте не менее 0,6 высоты камеры, при этом нижние части пристенных желобов патрубками соединены с нижней частью дополнительно установленной трубы, верхняя часть которой выступает над пенным слоем, а в трубе выполнены щели, расположенные на высоте не менее 0,3 высоты камеры, причем площадь щелей регулируется кольцевым затвором.

2. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть трубы выполнена в виде направляющего приспособления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2