CN101102850A - 气动浮选柱 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是通过增大圆柱形外壳扩张上部的表面和通过优化其尺寸降低原料密集度提高机器对于泡沫制品的生产率。为达到此目的采取的措施是，在已知的含有一个由扩张的上部和下部组成的圆柱形外壳、一个设计为喷射器的给料、通风和卸料装置、一个卸料装置、一个泡沫贮罐的机器中，它扩张的外壳部分的直径根据圆柱形外壳下部的直径、圆柱形外壳扩张上部的高度和圆柱形外壳下部的高度借助一个公式确定。此外，气动浮选柱的泡沫贮罐设计为山墙式泡沫槽并配备有对置的用于排出泡沫制品的接管。

Description

气动浮选柱
本发明涉及地下资源的处理以及可应用于加工矿物质，包括有色金属、黑色金属、稀有金属和贵金属以及非金属地下资源。本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的气动浮选柱。
已知一些受俄罗斯联邦专利Nr.2038865(国际分类号B03D1/24)保护的气动浮选机。这些机器含有一个在其内部有一个通风机的腔室、泡沫堰槛、设计为带一些孔的管的给料装置以及一根循环管。
已知一些气动浮选机，它们包括一个在其内部有一个通风机的腔室、一个给料和卸料装置、一个设在腔室中心的气升器和在下部内的搅拌机(见俄罗斯联邦专利Nr.2054972，国际分类号B03D1/24)。
技术原理最相似的气动浮选柱，包含一个由扩张的上部和下部组成的圆柱形外壳、一个设计为喷射器的给料装置、一个卸料装置、通风机、一个泡沫贮罐、一个设计为气升器用于精调机器内矿浆水平面的装置、横截面为三角形且其角尖对准机器轴线的环形挡板、一个处于外壳扩张部分内的伸缩腔(见俄罗斯联邦专利Nr.2132749，国际分类号B03D1/24)。
一种受俄罗斯联邦专利Nr.2132749(国际分类号B03D1/24)保护的气动浮选柱设计为机器KFM-1400(“Uralmachanobr”学院研制)以及有表1所列的尺寸。
表1
气动浮选柱KFM-1400的外壳尺寸
    缩写符号   各外壳部分的名称   尺寸 米(m)
    D   圆柱形外壳扩张上部的直径     2.2
    d   圆柱形外壳下部的直径     1.4
    h1   圆柱形外壳扩张上部的高度     4.24
    h2   圆柱形外壳下部的高度     4.42
    h1+h2   机器总高度     8.66
此已知机器的缺点是，在提高所要求的对于给料和泡沫制品的机器生产率时，外壳尺寸不合理地增大并由此导致显著提高原料密集度(materialintensity)。
此外，与同样容积的机械式和气动式机器相比，此已知的机器有较小的泡沫生成面积和较小的排堰几何长度(见表2)。
表2
已知浮选柱和气动机械式浮选机的结构参数
结构参数   尺寸单位           浮选机
  已知浮选柱   FPM-3.2(6腔)
机器容积   m3     1 9     19.2
泡沫生成面积   m2     3.8     16.8
排堰长度   m     6.9     9.6
这导致在已知浮选柱内的浮选过程有一系列缺点：与在机械式和气动式机器内的情况相比，形成的气絮(由气泡和矿物微粒组成的产物)从形成的时刻到供给泡沫制品的时刻在矿浆内滞留更长时间，以及由于在矿浆表面缺少空位所以在泡沫层内发生互撞并使气絮彼此抵消的过程。在已知浮选柱内浮选过程的缺点引起其泡沫制品生产率的下降，并导致它在需要高产量泡沫制品的富原材料的浮选阶段不能高效地工作。
本发明所要解决的技术问题是提高浮选机的生产率。
为解决上述技术问题采取的措施是，在已知的含有一个由扩张的上部和下部组成的圆柱形外壳、一个设计为喷射器的给料、通风和卸料装置、一个卸料装置、一个泡沫贮罐的浮选机器中，扩张的外壳部分的直径借助下列公式确定：
D = k 1 · d · ( h 1 + h 2 )
在此式中：
D-圆柱形外壳扩张上部的直径；
k1-计算圆柱形外壳扩张上部直径用的经验系数，优选地选择1.0至1.4；
h1-外壳扩张上部的高度，采用下列表述h1＝k2·h2；
k2-计算圆柱形外壳扩张上部高度用的经验系数，选择0.2至1.0；
h2-圆柱形外壳下部的高度；
d-圆柱形外壳下部的直径，它取决于所要求的浮选机对于给料的生产率并按公式d2＝k3·Q计算；
Q-浮选机对于给料所必需具有的浮选生产率，优选地度量单位为吨/时(t/h)；
k3-计算圆柱形外壳下部直径用的经验系数，选择0.015至0.03。
因此，一方面通过增大圆柱形外壳扩张上部的面积促使提高机器对于泡沫制品的生产率，并与此同时通过优化尺寸导致降低原料密集度。
上述技术问题还通过一种使用上述公式确定气动浮选柱尺寸的方法来解决。
此外，按本发明有利的进一步发展，气动浮选柱的泡沫贮罐设计为山墙式槽，以及配备有对置的用于排出泡沫制品的接管。
有利地，所述山墙式槽，亦即山墙式泡沫槽安置为使主浮选腔的表面留空，亦即提供位置来安置至少一个喷射器和/或其他附件。
所述泡沫贮罐设计为山墙式槽的结构，可以在保持对底部有足够大倾斜角的同时将其高度减小几乎两倍。
浮选柱圆柱形外壳下部最佳直径取决于要流过的矿浆量，亦即与机器对于给料的机器生产率有关。如实验研究已证明的那样，对于外壳下部直径为1.4m的浮选机而言，对于给料的最佳机器生产率为60至120t/h(按矿浆为160至320m3/h)。机器对于矿浆的机器生产率借助外壳下部横截面(它的公式含有外壳下部直径的平方)确定。以此方式将机器外壳下部最佳直径的二次方与其机器生产率通过公式d2＝k3·Q联系起来，其中比例系数k3可取0.015至0.03的值。
实验研究确认，给料和通风装置(喷射器)在气动浮选柱内决定圆柱形外壳扩张上部的高度h1的矿浆中最佳的插入深度为1至2m，以及决定机器总高度h1+h2的通风装置(分散器)的最佳插入深度为4至6m。喷射器和分散器在矿浆中插入深度超过所述值，导致在浮选机对于给料和泡沫制品的机器生产率没有提高的情况下，不合理地增大浮选机总高度和原料密集度。因此，最佳值h1和h2通过公式h1＝k2·h2互相联系，其中比例系数k2可取0.2至1.0的值。
通过实验研究获知在含铜的原料基本浮选时浮选柱对于泡沫制品的机器生产率与圆柱形外壳扩张上部直径及设备总高度的关系(表3)。
表3
含铜原料的浮选指标(Floatationkennzahlen)与圆柱形外壳扩张上部直径及塔柱设备总高度的关系。
    总高度米(m)     下部直径米(m)     上部直径米(m)              浮选指标，％   泡沫制品的生产率吨/时(t/h)
泡沫制品产 泡沫制品内含铜量 泡沫制品内铜产量
    9     1.4     2.2     7.0     8.3     35.2   7.7
    7.5     1.4     2.2     8.1     8.3     40.7   8.9
    6     1.4     3.0     11.0     8.1     54.0   12.1
    4     1.4     3.0     21.9     5.2*     69.1   24.1
注：*-质量并不令人满意的泡沫制品。
由表3中所列数据可以看出，达到了在浮选机内的最佳浮选结果，浮选机扩张上部的直径D与下部直径d和浮选设备总高度(h1+h2)通过下式互相联系：
D = k 1 · d · ( h 1 + h 2 ) = 1.1 · 1.4 · 6 = 3 m
为了在减小其高度的同时提高泡沫贮罐对于泡沫制品的输送能力，将泡沫贮罐设计为山墙式槽以及配备有对置的用于排出泡沫制品的接管。
下面借助附图所示实施例详细说明本发明，附图中：
图1用半剖的正视图表示按本发明的气动浮选柱的全貌；
图2表示按本发明的气动浮选柱的侧视图；以及
图3表示按本发明的气动浮选柱的俯视图。
图示气动浮选柱亦即浮选机包含具有山墙式泡沫槽2的主浮选腔1，二次浮选腔3配置在泡沫槽内部。腔1配备有给料和通风装置亦即喷射器4，而腔3配备有安置在二次浮选腔3下部中的通风装置5。二次浮选腔3配备有底部卸料装置6，而泡沫槽2配备有用于排出泡沫制品的接管7。所述二次浮选腔3还配设有一个环形挡板8。
图1至3表示的浮选机的圆柱形外壳扩张上部有一直径D，它大于浮选机圆柱形外壳下部的直径d。圆柱形外壳扩张上部的高度用h1表示。浮选机圆柱形外壳下部的高度用h2表示。因此得出浮选机的总高度为h1+h2。
所示浮选机以下述方式工作。
事先用反应剂处理过的矿浆通过喷射器4进入主浮选腔1。与此同时向喷射器4供给空气，空气与矿浆疏水的颗粒接触，在这时形成气絮。气絮在漂浮中构成泡沫制品。泡沫制品排入泡沫槽2内并经由接管7导向图中未表示的浓缩器(Eindicken)。没有足够疏水化表面的颗粒以及亲水的颗粒供入二次浮选腔3。在二次浮选腔3内形成气絮，它们在二次浮选腔3的上部构成泡沫制品。环形挡板8可以使矿物与气泡之间的接触不在对流中而是在一个角度下进行，换句话说创造了用于颗粒在二次浮选腔3内浮选的最佳条件。亲水的颗粒下沉到二次浮选腔3底部并经底部卸料装置6排出。泡沫制品从二次浮选腔3越过其上棱边到达主浮选腔的泡沫层并接着进入泡沫槽2内。
按本发明的浮选机通过对含铜的矿石的基本浮选，与已知的机器KFM-1400作了对比试验。表4列出试验结果。
表4
试验结果
   序号 参数名称         浮选机
  按本发明的浮选机 KFM-1400
    1.2.3.4.5. 机器高度 米(m)     6     9
主浮选腔直径 米(m)     3.0     2.2
机器容积 立方米(m3)     14.7     19
泡沫制品的生产率 吨/时(t/h)     11.0     7.0
泡沫制品内含铜量 百分比(％)     8.12     8.31
表4中的结果清楚表明，按本发明的气动浮选柱的结构通过增大圆柱形外壳扩张上部的直径以及通过尺寸的优化，可以在减小其容积和原料密集度的同时实现提高机器生产率。
本发明的目的是通过增大圆柱形外壳扩张上部的表面积来提高机器对于泡沫制品的生产率，并通过优化其尺寸设计来降低原料密集度。为达到此目的采取的措施是，在已知的含有一个由扩张的上部和下部组成的圆柱形外壳、一个设计为喷射器的给料、通风和卸料装置、一个卸料装置、一个泡沫贮罐的浮选机中，它扩张的外壳部分的直径根据圆柱形外壳下部的直径、圆柱形外壳扩张上部的高度和圆柱形外壳下部的高度借助一个公式确定。此外，气动浮选柱的泡沫贮罐设计为山墙式泡沫槽并配备有对置的用于排出泡沫制品的接管。

Claims (4)

1.一种气动浮选柱，它含有一个由扩张的上部和下部组成的圆柱形外壳、一个给料、通风和卸料装置、一个泡沫贮罐，其特征为：所述圆柱形外壳扩张的上部的直径D按下式：
D = k 1 · d · ( h 1 + h 2 )
式中：
D-圆柱形外壳扩张上部的直径；
k1-计算圆柱形外壳扩张上部直径用的经验系数，选择1.0至1.4；
h1-外壳扩张上部的高度，h1＝k2·h2；
k2-计算圆柱形外壳扩张上部高度用的经验系数，选择0.2至1.0；
h2-圆柱形外壳下部的高度；
d-圆柱形外壳下部的直径，它取决于所要求的机器对于给料的机器生产率并按公式d2＝k3·Q计算；
Q-所要求的机器对于给料的机器生产率；
k3-计算圆柱形外壳下部直径用的经验系数，选择0.015至0.03。
2.按照权利要求1所述的气动浮选柱，其特征为，所述泡沫贮罐设计为山墙式泡沫槽(2)，以及配备有一个与之对置的用于排出泡沫制品的接管(7)。
3.按照权利要求2所述的气动浮选柱，其特征为，所述山墙式泡沫槽(2)安置为使主浮选腔(1)的表面可供用于安置至少一个喷射器(4)和/或其他附件。
4.一种使用如权利要求1中所述公式来确定气动浮选柱尺寸的方法。
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