CS199635B2 - Flotation equipment with mechanical stirring - Google Patents

Description

Vynález se týká flotačního zařízení s mechanickým mícháním.

Flotace je způsob třídění jemně rozmělněných látek, který se používá velmi . často pro. zahušťování rud, uhelných kalů atd. Flotace se provádí ve flotačních skříních, do jejichž dolních částí se přivádí směs vody a produktu, která má být upravena a která obsahuje většinou ještě pěnidlo . a jiné' další produkty.

Tento způsob byl prováděn staticky tím, že do flotační skříně se přiváděl plyn, jehož bublinky při průchodu směsí sbíraly . minerální částečky a přiváděly je na povrch, kde byla zachycována pěna. Výkon tohoto způsobu byl poměrně malý následkem špatné difúze reagujících látek a plynu ve flotačních skříních a následkem toho špatné sedimentace upravované směsi způsobené nedostatečným promícháním směsi procházejícím plynem.

Tento způsob byl později zdokonalen pomocí mechanického míchání, . které zaručovalo provzdušňování směsi kavitačním účinkem. Přesto,' že při tomto způsobu se zvyšují výdaje . následkem opotřebování míchacích zařízení a následkem značného příkonu, jsou výkony docílené za 'těchto podmínek 'takové, že způsob dynamické flotace byl . používán téměř všude.

K provádění tohoto způsobu jsou známé druhy mechanických míchacích ' zařízení. ' Z nich je míchací zařízení, které je předmětem francouzského patentu . č. 1200 '365, nejvýhodnější. . . U jednoho . z provedení tohoto míchacího zařízení je toto' zařízení vytvořeno ze dvou soustav tyčí, které.' jsou ' pravidelně rozmístěny .ve směru . povrchových přímek dvou komolých kuželů, které jsou souosé, směřují proti sobě a jsou uloženy svými konci v kruhových . kotoučích, z nichž alespoň. jeden je opatřen otvory a které jsou spojeny s dutým středním nábojem, který je ve, své horní části ' opatřen prostředky k přivádění tlakového vzduchu a ve své dolní části je opatřen alespoň jedním . otvorem . k odvádění plynu.

Vynález si vytkl za úkol zdokonalit toto zařízení, a to. s ohledem . na jeho účinnost, aniž - by bylo zapotřebí zvyšovat příkon, přičemž toto .zařízení ' má býti vytvořeno ' jednoduchým způsobem ' z výše popsaného. míchacího zařízení. Kromě toho . zařízení podle vynálezu má být robustní a nemá být nákladné.

Podstata flotačního zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že je opatřeno částí ve tvaru komolého kužele, otevřenou směrem dolů a umístěnou mezi tyčemi a dutým ' střením nábojem, a 'souosou s tímto středním

199835 nábojem a uloženou svojí menší základnou na tomto středním náboji.

Podle dalšího význaku vynálezu je část ve tvaru komolého kužele prodloužena směrem nahoru válcovou částí pevně spojenou s dutým středním nábojem.

Válcová část obklopuje podle dalšího význaku vynálezu alespoň částečně dutý střední náboj, s nímž je přímo spojena. Část ve tvaru komolého kužele a válcová část jsou s výhodou z jednoho kusu.

Podle dalšího význaku vynálezu je dolní základna části ve tvaru komolého kužele umístěna pod oblasti křížení obou soustav tyčí a dutý střední náboj je opatřen otvory v dolní části své boční stěny pro odvádění plynu.

Dolní základna části ve tvaru komolého kužele je podle vynálezu umístěna nad nejdolejším místem těchto otvorů.

Podle dalšího význaku vynálezu je dutý střední náboj opatřen axiálním otvorem ve své dolní části pro odvádění plynu. Dolní základna části ve tvaru komolého kužele je umístěna v téže výšce jako axiální otvor dutého středního náboje.

Zařízením podle vynálezu se zvýší účinnost provzdušňování aniž je nutno zvyšovat příkon. Míchací zařízení nespotřebuje více energie než dosud používaná zařízení, což je velmi významnou skutečností, neboť příkon míchacích zařízení velmi zdražuje úpravu rud flotaci. ‘

Dále se dá snadno určit množství přiváděného vzduchu, které odpovídá mezi disperze upravované směsi, neboť jej _ lze určit s velkou přesností pouhým okem. V okamžiku, kdy se docílí meze disperze, vznikají na povrchu vody u obvodu míchadla zařízení víry. Připojením vzduchového deflektoru se zdvojnásobuje disperze vzhledem к původnímu zařízení aniž by se musel zvětšovat příkon.

Na přiloženém výkresu je znázorněn příklad provedení vynálezu v axiálním řezu.

Míchací zařízení má střední náboj 1 a dvě soustavy tyčí 2 a 3 uspořádané ve směru povrchových přímek dvou komolých kuželů, které jsou souosé a směřují proti sobě. Tyče 2 a 3 jsou svými konci uloženy v kruhových kotoučích tvořících horní základnu 4 a dolní základnu 5. Horní základna 4 je plná, kdežto dolní základna 5 je opatřena neznázorněnými otvory pro umožnění cirkulace upravované směsi.

Dutý střední náboj 1 je opatřen na svém horním konci neznázorněnými prostředky pro přivádění tlakového vzduchu. Na dolním konci má dutý střední náboj 1 axiální otvor 7 pro odvádění vzduchu. Kromě toho dutý střední náboj 1 má čtyři otvory 8 uspořádané v boční stěně, kterými může taktéž unikat část přiváděného vzduchu.

Otvory 8 jsou provedeny jako svislé výřezy, jejichž horní hrana je umístěna přibližně v poloviční výšce dutého středního náboje 1 a jejichž výška je regulovatelná, alespoň u pokusného zařízení.

Míchací zařízení je opatřeno dále vzduchovým deflektorem 6, který je s výhodou zhotoven z jediného kusu a sestává z horní válcové části 6a uložené na středním náboji 1, která je prodloužena směrem dolů částí 6b ve tvaru komolého kužele rozšiřující se směrem к dolnímu kotouči 5 míchacího zařízení.

Dále uvedený příklad umožňuje odborníkům snadno určit rozměry tohotoo mícht ho zařízení, aby bylo docíleno nejlepších výsledků. Přesto však je možno postupovat, alespoň přibližně podle dále uvedených směrnic:

Základna části 6b ve tvaru komolého kužele vzduchového deflektoru má být umístěna pod rovinou X křížením obou soustav tyčí 2 a 3. Tato základna má být umístěna pod horní hranou otvorů 8 provedených ve střednáboji 1, a tato základná ve svislém směru má být u axiálního otvoru 7 středního náboje 1.

Rozměry tohoto vzduchového deflektoru a jeho poloha vzhledem к míchacímu zařízení závisejí ve značné míře na rozměrech míchacího zařízení a na vlastnostech směsi, která má býti upravována.

Příklad

Používá se míchací zařízení se zkříženými tyčemi 2, 3, které je podobné zařízení popsanému ve francouzském patentu číslo 1200 365, přičemž jeho poměrné rozměry jsou v podstatě takové, jaké jsou uvedeny na obrázku připojeném к tomuto francouzskému patentu. Vnější průměr míchacího zařízení je 440 mm a průměr jeho středního náboje 1 je 120 mm.

Toto míchací zařízení je ponořeno do flotační skříně o obsahu 1 m³ a je otáčeno elektrickým motorem o 315 otáček za minutu, což odpovídá obvodové rychlosti horní kruhové základny 4 7,5 m . s^_1.

Střední náboj 1 míchacího zařízení je na své horní části spojen se zařízením к přivádění vzduchu, přičemž množství přiváděného vzduchu do míchacího zařízení je 500 až 2000 1. min“¹.

Na tomto míchacím zařízení, které bude v dalším nazýváno „původní míchací zařízení“ je nasazen vzduchový deflektor podle vynálezu. Rozměry tohoto deflektoru jsou tyto:

A) válcová část 6a — vnitřní průměr 120 mm — výška pod horní hranou otvoru 8 30 mm — výška nad horní hranou libovolná, například mm

В) část 6b ve tvaru komolého kužele

— průměr dolní základny	170	mm
— výška	40	mm
— vrcholový úhel komolého
kužele		60ó
— vzdálenost dolní základny
od dolní hrany otvoru 6	20	mm
— vzdálenost dolní základny
od roviny X	20	mm

Aby byly dokázány přednosti míchacího zařízení podle vynálezu nad původním míchacím zařízením, byla tato obě zařízení podro bena různým zkouškám, které jsou v dalším popsány.

Při první sérii zkoušek se měří příkon potřebný к otáčení obou druhů míchacích zařízení pro různé funkční etapy, nejprve když je flotační skříň prázdná, poté když je naplněna, nepřivádí se však žádný vzduch, a konečně, když je skříň naplněna a přivádí še tlakový vzduch potřebný к flotaci do středního náboje míchacího zařízení přičemž množství přiváděného vzduchu je 500 až 2000 1. min-i.

Docílené výsledky jsou obsaženy v této tabulce:

Flotační skříň	Množství vzduchu (litr. min*1)	Původní míchací zařízení	Míchací zařízení podle vynálezu
prázdná	—	560	560
plná	0	2145	2150
plná	500	1475	1510
plná	800	1360	1375
plná	1100	1225	—
plná	1200	—	1230
Plná	1500	1180	1210
plná	2000	1135	1130

Z této tabulky vysvítá, že míchací zařízení podle vynálezu nespotřebuje více energie nežli původní míchací zařízení. Toto je velmi významné, jelikož je známo, že příkon míchacích zařízení velmi zdražuje úpravu produktů flotaci.

Technický pokrok, který přináší míchací zařízení podle vynálezu, je dále podstatně prokázán druhou sérií zkoušek, při kterých je určováno množství přiváděného vzduchu do míchacího zařízení odpovídající mezí disperze upravované směsi. Tato veličina je určována s velkou přesností pozorováním pouhým okem flotační skříně. V okamžiku; kdy se docílí meze disperze upravované směsi, vznikají na povrchu vody, u obvodu míchacího zařízení, víry.

Ze zkušebních podmínek lze zjistit, že mez disperze docílehá při množství 1000 1. min^-1 s původním míchacím zařízením se rovná 2000 1. min^-1 při použití míchacího zařízení podle vynálezu.

Tento výsledek je neočekávaný. Skutečnost, že pouhé připojení vzduchového deflektoru podle vynálezu zdvojnásobuje mez dis perze vzhledem к původnímu míchacímu zařízení, aniž by bylo nutno zvětšovat příkon, je překvapující jev a žádná teorie tento jev nevysvětluje.

Provedení míchacího zařízení, které bylo právě popsáno, je z funkčního hlediska optimální pro daný druh míchacího zařízení a pro určité množství upravované směsi. Přesto však nejsou výše uvedené číselné hodnoty pro jednotlivé parametry míčhacího zařízení rozhodující. Aby toto bylo dokázáno, byly provedeny různá pokusy, pří kterých byly měněny následující parametry:

a = celková výška otvoru 8 b = průměr axiálního otvoru 7 c = vzdálenost mezi základnou vzduchového defektoru 6 a dolní hranou otvoru 8 d = tlak přiváděného vzduchu.

Pro každou zkoušku, prováděnou za stejných podmínek výše uvedených, se měří mez disperze. Výsledek těchto zkoušek byl shrnut do následující tabulky:

Zkouška	7 a (mm)	b (mm)	6
c (mm)	d/cm vod. sloupce	mez disperze
1	80	20	20	90	2000
2	100	26	35	95	2000
3	100	26	40	80	1800
4	100	26	30	85	1900

Tyto zkoušky dokazují, že získané výsledky během zkoušek 2 až 4 jsou stejné nebo o něco menší než-И výsledky docílené při zkoušce 1 odpovídající výše uvedenému příkladu.

Z toho vyplývá, že velikosti různých parametrů míchacího zařízení nejsou vůbec rozhodující a řada dalších pokusů tuto skutečnost potvrzuje. Tyto pokusy nejsou však uváděny, aby popis nebyl příliš rozvláčný.

Claims (9)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Flotační zařízení s mechanickým mícháním, mající alespoň jedno míchací zařízení sestávající ze dvou soustav tyčí, které jsou pravidelně rozmístěny ve směru povrchových přímek dvou komolých kuželů, které jsou souosé a směřují proti sobě a jsou uloženy svými konci v kruhových kotoučích, z nichž alespoň jeden je opatřen otvory a které jsou spojeny s dutým středním nábojem, který je ve své horní části opatřen prostředky к přivádění tlakového vzduchu a ve své dolní části je opatřen alespoň jedním otvorem к odvádění plynu, vyznačené tím, že je opatřeno částí (6b) ve tvaru komolého kužele, otevřenou směrem dolů a umístěnou mezi tyčemi (2, 3) a dutým středním náboválcovou částí (6a) pevně spojenou s dutým středním nábojem (1).
2. 2. Flotační zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že část (6b) ve tvaru komolého kužele je prodloužena směrem nahoru horní částí (6a) pevně spojenou s dutým středním nábojem (1).
3. 3. Flotační zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že horní válcová část (6 a) obklopuje, alespoň částečně, dutý střední náboj (1), s nímž je přímo spojena.
4. 4. Flotační zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že část (6b) ve tvaru komolého kužele a válcová část (6a) jsou vytvořeny z jednoho kusu.
5. 5. Flotační zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že, dolní základna části (6b) ve tvaru komolého kužele je umístěna pod oblastí křížení obou soustav tyčí (2, 3).
6. 6. Flotiační zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, že dutý střední náboj (1) je opatřen otvory (8) v dolní části své boční stěny.
7. 7. Flotační zařízení podle bodu 6, vyznačené tím, že dolní základna části. (6b) ve tvaru komolého kužele je umístěna nad nejnižším místem těchto otvorů (8).
8. 8. FíotaĎní zařízení podle bodů 1 až 7, vyznačené tím, že dutý střední náboj (1) je opatřen ve své dolní části axiálním otvorem (7).
9. 9. Flotační zařízení podle bodu 8, vyznačené tím, že dolní základna části (6b) ve tvaru komolého kužele je umístěna v téže výšce jako axiální otvor (7) dutého středního náboje (1).