EA004823B1

EA004823B1 - Флотационная машина

Info

Publication number: EA004823B1
Application number: EA200301088A
Authority: EA
Inventors: Тимо Ниитти
Original assignee: Оутокумру Ойй
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2004-08-26
Also published as: WO2002081093A1; PL365199A1; PE20021110A1; CN1230253C; US20040112799A1; EA200301088A1; CA2443134C; EP1372861A1; CA2443134A1; YU77903A; ZA200306765B; ES2384635T3; AR033456A1; PL198402B1; ATE550103T1; FI20010701A; BR0208684A; BG108139A; PT1372861E; RO120246B1

Abstract

Настоящее изобретение относится к флотационной машине, в частности к ротору флотационной машины, который используют для диспергирования воздуха, поступающего через полый вал ротора, в окружающую ротор пульпу и в котором образованы воздушные каналы, чередующиеся с щелями для пульпы, так что торцы как воздушных каналов, так и щелей для пульпы, расположенные снаружи ротора, формируют внешнюю поверхность ротора. В соответствии с данным изобретением воздушные каналы (3, 15) размещены в роторе на равном расстоянии друг от друга, проходя радиально от внешней поверхности ротора, при этом в центральной части ротора стенки воздушных каналов (3, 15) образуют объем (6, 17) для циркуляции пульпы, причем в указанном образованном объеме создается движение пульпы, находящейся вокруг ротора, обеспечивающее ее течение вдоль щелей (5, 16), образованных между воздушными каналами (3, 15).

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к флотационной машине, используемой для отделения ценных ингредиентов, содержащихся в пульпе, например концентратов металлов, от остального материала. В частности, изобретение относится к ротору, используемому в конструкции флотационной машины, который при своем вращении приводит в движение пульпу, поступающую во флотационную камеру флотационной машины, при этом одновременно с помощью ротора в пульпу подают воздух, чтобы привести пульпу во взвешенное состояние.

Уровень техники

Флотационная машина, используемая для извлечения ценных компонентов, таких как концентраты металлов, обычно содержит флотационную камеру с входным отверстием для подачи в камеру пульпы и выходным отверстием для выпуска из камеры не всплывшего вверх материала. Воздух, необходимый для создания пены, подводят через полый вращающийся вал, который подсоединен к ротору, перемешивающему пульпу для поддерживания ее во взвешенном состоянии. Когда мешалка вращается, в пульпу подают воздух и в ней диспергируются воздушные пузырьки. Кроме того, во флотационную камеру подают реагенты, которые закрепляются на поверхности ценных частиц, подлежащих извлечению из пульпы. Указанные реагенты делают ценные частицы гидрофобными и, следовательно, помогают этим частицам прикрепиться к воздушным пузырькам. После того как ценные частицы прикрепятся к воздушным пузырькам, они поднимаются во флотационной камере вверх, в направлении свободной поверхности, где образуют стабильный пенный слой. В так называемой обращенной флотации гидрофобными делают неценные ингредиенты, а ценный материал в процессе флотации остается не всплывшим.

Для того чтобы привести пульпу, находящуюся во флотационной камере, во взвешенное состояние, можно использовать, например, комбинацию ротора со статором, т. е. конструкцию, состоящую из ротора и статора, описанную, например, в патенте США № 4078026, в которой воздух подводят через полый вал, используемый для вращения ротора, а статор, размещенный вокруг ротора, создает направленную циркуляцию суспензии, образованной из пульпы и воздуха. Воздух подают в пульпу через воздушные каналы, выполненные в роторе и начинающиеся прямо от центральной части ротора. Кроме того, в роторе имеются щели, заполняемые пульпой, посредством которых пульпа приводится во вращательное движение, способствующее образованию суспензии. В роторе в соответствии с патентом США № 4078026 воздушные каналы формируются из узких щелей, образованных между параллельными стен ками, и в этом случае подача воздуха осуществляется, по существу, в узкий сектор. Такая подача воздуха затрудняет его диспергирование в пульпе, поскольку при этом увеличиваются размеры пузырьков и тем самым возрастает количество воздуха, необходимого для процесса флотации.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы сделать менее ощутимыми недостатки описанного выше ближайшего аналога и реализовать новую улучшенную флотационную машину для отделения ценных ингредиентов, таких как концентраты металлов, от остального материала, при этом флотационная машина снабжена ротором, с помощью которого воздух может быть диспергирован в окружающую пульпу более эффективно, чем в известной машине, для того чтобы улучшить флотацию ценных ингредиентов. Существенные признаки данного изобретения изложены в приведенной ниже формуле изобретения.

При извлечении ценных ингредиентов из исходного материала с помощью флотационной машины в соответствии с данным изобретением пульпа, которая поступает во флотационную камеру, приводится в движение с помощью ротора, установленного на конце полого вала. Ротор снабжен воздушными каналами, чередующимися с щелями для пульпы так, что внешняя поверхность ротора образована расположенными снаружи ротора торцами указанных воздушных каналов и щелей, заполненных пульпой. Внешняя поверхность ротора выполнена с уменьшением ее диаметра в направлении удаления от вала ротора. Воздушные каналы размещены в роторе на равном расстоянии друг от друга и проходят радиально от внешней поверхности ротора таким образом, что в центральной, внутренней части ротора стенки воздушных каналов формируют объем, из которого пульпа может свободно протекать вдоль щелей, образованных между воздушными каналами. Кроме того, противоположные стенки воздушных каналов выполнены расходящимися в направлении от центральной части ротора к его внешней поверхности. В результате такого выполнения воздух, выходящий из воздушных каналов, смешивается с пульпой, окружающей ротор, на участке большего размера, чем в известном аналоге, и поэтому в этом случае воздух диспергируется в окружающей пульпе более эффективно.

Во флотационной машине в соответствии с настоящим изобретением воздушные каналы ротора, предназначенные для диспергирования воздуха в окружающую пульпу, фиксируются с помощью элемента, выполненного в виде крышки, закрепленного в верхней части ротора вокруг вала ротора, при этом крышка предпочтительно имеет форму диска. С помощью указанной крышки, установленной в верхней части ротора, воздушные каналы объединены друг с другом. Крышка предпочтительно снабжена проходами, через которые воздух, подводимый к ротору через полый вал, должен поступать от центральной части ротора в воздушные каналы. Проходы, ведущие от центральной части ротора в воздушные каналы, кроме того, могут быть реализованы за счет использования устройства с проходами для воздуха, расположенного ниже крышки ротора, которое предпочтительно прикреплено к крышке, но выполнено отдельно. По меньшей мере один из проходов, предназначенных для циркуляции воздуха, кроме того, может быть снабжен по меньшей мере одним отверстием в центральной части ротора или в непосредственной близости от центральной части так, чтобы при протекании воздуха через указанное отверстие он поступал в объем, заполненный пульпой, находящейся в центральной части ротора. Таким образом, в этой зоне воздух также может диспергироваться.

Согласно данному изобретению воздушные каналы во флотационной машине, выполненной в соответствии с изобретением, расположены на роторе, по существу, на одинаковом расстоянии друг от друга, ориентированы в радиальном направлении и проходят, начинаясь от внешней поверхности ротора, так, что длина этих каналов составляет 40-60% величины радиуса крышки, установленной в верхней части ротора. Стенки воздушных каналов попарно расходятся с образованием угла, составляющего 15-30°, и предпочтительно направлены к оси вала ротора таким образом, что продолжения стенок пересекаются на оси вала ротора. Кроме того, выходная поверхность воздушных каналов проходит относительно пульпы одинаковым образом по всей высоте ротора, от крышки до нижнего конца (ротора). В результате через такие воздушные каналы воздух может поступать в пульпу, приводимую в движение в щелевых каналах ротора в радиальном направлении, по существу, по всей высоте ротора.

Щели для пульпы, образованные в роторе флотационной машины в соответствии с данным изобретением, по существу, занимают объем ротора, остающийся свободным после формирования воздушных каналов в роторе и воздушных каналов в крышке или вблизи указанной крышки. Поэтому пульпа, окружающая ротор, может протекать через щели, остающиеся между воздушными каналами, к центральной части ротора или же от центральной части к внешней поверхности ротора, при этом пульпа может проходить в радиальном направлении по всему радиальному расстоянию ротора, что обуславливает повышение эффективности перемешивания суспензии. По существу, беспрепятственная циркуляция пульпы в радиальном направлении к оси или от оси ротора улучшает перемешивание пульпы, в которую погружен ротор, и таким образом уменьшает энергию, необходимую для перемешивания пульпы.

Ниже настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематическая иллюстрация предпочтительного воплощения изобретения, вид снизу.

Фиг. 2 - схематическая иллюстрация воплощения изобретения, показанного на фиг. 1, сечение по линии 2-2.

Фиг. 3 - схематическое изображение другого предпочтительного воплощения изобретения, вид снизу.

Фиг. 4 - схематическое изображение воплощения, показанного на фиг. 3, сечение по линии 4-4.

Фиг. 5 - графическая иллюстрация результатов испытаний в координатах количество воздуха - затраты энергии на перемешивание с сопоставлением результатов испытания известного ротора и ротора, соответствующего данному изобретению.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг. 1 и 2, на валу 1 флотационной машины установлен дисковый элемент в виде крышки 2. На крышке 2, кроме того, закреплены воздушные каналы ротора 3, которые проходят радиально от внешней кромки крышки 2 в направлении вала ротора 1, при этом длина каналов составляет приблизительно 50% радиуса крышки 2. Противолежащие стенки воздушного канала 3 направлены к центральной части вала 1 ротора и образуют угол, составляющий 20°. Внутри элемента в виде крышки 2 также выполнены проходы 4 для воздуха, подводимого через вал 1 ротора, обеспечивающие его подачу в воздушные каналы 3. Элементы, которые остаются между воздушными каналами 3, образуют в роторе щели 5 для циркуляции пульпы. Щели 5 объединены между собой объемом 6, заполненным пульпой и находящимся в центральной части ротора.

В примере воплощения, показанном на фиг. 3 и 4, в элементе 12, выполненном в виде крышки, закрепленном на валу 11 ротора, имеется устройство 13 для распределения воздуха, направляемого к ротору через вал 11. Устройство 13 для распределения воздуха снабжено проходами 14 для протекания воздуха и для его распределения из вала 11 ротора в воздушные каналы 15. Воздушные каналы 15 соответствуют как по конструкции, так и по форме, воплощению, представленному на фиг. 1 и 2. Объемы между воздушными каналами 15 образуют в роторе щели 16, через которые пульпа, окружающая ротор, поступает в объем 17 для пульпы, остающийся между каналами ротора 15 и валом 11 ротора, и затем вытекает из этого объема.

На фиг. 5 ротор флотационной машины, соответствующей настоящему изобретению, сопоставлен с ротором известной флотационной машины. Из фиг. 5 видно, что при отсутствии подачи воздуха эффективность перемешивания и затраты энергии на привод ротора, соответствующие известному аналогу, на 10-20% больше, чем для ротора согласно данному изобретению. В случае подачи воздуха, осуществляемой в области параметров, необходимых для нормального процесса флотации (при этом параметр, характеризующий количество поступающего воздуха, 1д 1,0-2,0 см/с), отношение характеристик роторов меняется на обратное так, что ротор в соответствии с данным изобретением перемешивает на 20-30% более эффективно, чем средство перемешивания, выполненное в соответствии с известным аналогом. Для практического применения это означает, что при использовании ротора согласно данному изобретению флотационная машина может быть снабжена двигателем, на 10-20% меньшим (менее мощным), и, тем не менее, эффективность перемешивания возрастает на 20-30%. С другой стороны, это означает, что если эффективность перемешивания в соответствии с известным аналогом достаточна и дополнительное перемешивание не создает далее каких-либо преимуществ, в то же время флотационная машина согласно изобретению может быть снабжена двигателем, который на 30-40% меньше, чем используемый в известных конструкциях.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Флотационная машина, в частности ротор флотационной машины, который используется для диспергирования воздуха, подводимого через вал ротора, в окружающей пульпе и в котором образованы воздушные каналы, чередующиеся с щелями для пульпы, так что торцы как воздушных каналов, так и щелей для пульпы, расположенные снаружи ротора, образуют внешнюю поверхность ротора, отличающаяся тем, что стенки воздушных каналов (3, 15) выполнены попарно расходящимися друг относительно друга в направлении внешней поверхности ротора и отделены от вала (1, 11), установленного внутри ротора, а также тем, что воздушные каналы (3, 15) выполнены в роторе, по существу, на одинаковом расстоянии друг от друга и проходят от внешней поверхности ротора в радиальном направлении так, что обеспечивают образование во внутренней центральной части ротора объема (6, 17) для пульпы, причем движение окружающей ротор пульпы в указанном объеме обуславливает ее течение вдоль щелей (5, 16), сформированных между воздушными каналами (3, 15).
2. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что воздушные каналы (3, 15) фиксируются с помощью элемента в виде крышки (2, 12), установленного в верхней части ротора.
3. Флотационная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что длина воздушных каналов (3, 15) составляет 40-60% от величины радиуса дискообразной крышки (2, 12), закрепленной вокруг вала (1, 11) ротора.
4. Флотационная машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что продолжения стенок воздушных каналов (3, 15) пересекают центральную часть сечения вала (1, 11) ротора.
5. Флотационная машина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что стенки воздушных каналов (3, 15) образуют между собой угол 15-30°.
6. Флотационная машина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что выходная поверхность воздушных каналов (3, 15) проходит относительно пульпы одинаковым образом по всей высоте ротора от крышки (2, 12) до нижнего конца.
7. Флотационная машина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что крышка (2, 12) ротора преимущественно снабжена проходами (4), по которым воздух, направляемый через вал (1, 11) ротора, может протекать к воздушным каналам (3, 15) ротора.
8. Флотационная машина по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что под крышкой (2, 12) ротора установлено устройство с проходами для воздуха (14), которое прикреплено к крышке (2, 12), но отделено от указанной крышки (2, 12), при этом воздух, поступающий через вал (1, 11) ротора, нагнетается через указанное устройство в воздушные каналы (3, 15) ротора.
9. Флотационная машина по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из проходов (4, 14), предназначенных для протекания воздуха от вала (1, 11) ротора к воздушным каналам (3, 15), снабжен по меньшей мере одним отверстием для прохождения воздуха в объем (6, 17), заполненный пульпой, находящийся во внутренней центральной части ротора.