EA040070B1 - FLOTATION CHAMBER - Google Patents
FLOTATION CHAMBER Download PDFInfo
- Publication number
- EA040070B1 EA040070B1 EA202190258 EA040070B1 EA 040070 B1 EA040070 B1 EA 040070B1 EA 202190258 EA202190258 EA 202190258 EA 040070 B1 EA040070 B1 EA 040070B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flotation
- tank
- pulp
- particles
- cell
- Prior art date
Links
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к флотационной камере для отделения ценных материалов, содержащих частицы, от частиц, взвешенных в пульпе, а также к линии флотации и к ее применению.The invention relates to a flotation cell for separating valuable materials containing particles from particles suspended in the pulp, as well as to a flotation line and to its application.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Флотационная камера, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, отличается тем, что представлено в п.1 формулы изобретения.The flotation chamber made in accordance with the present invention is characterized in that it is presented in claim 1 of the claims.
Линия флотации, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, отличается тем, что представлено в п.24 формулы изобретения.The flotation line made in accordance with the present invention is characterized by what is presented in paragraph 24 of the claims.
Применение линии флотации, в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется тем, что представлено в п.29 формулы изобретения.The use of the flotation line, in accordance with the present invention, is characterized by what is presented in paragraph 29 of the claims.
Флотационная камера предназначена для обработки частиц, взвешенных в пульпе, и для разделения пульпы на нижний и верхний продукты. Флотационная камера содержит флотационный резервуар, имеющий центр, периметр, по существу горизонтальное ровное дно и боковую стенку, а также желоб и кромку желоба, расположенную по периметру резервуара. Высота флотационного резервуара, измеряемая как расстояние от дна до кромки желоба, по периметру резервуара не более чем на 20% меньше, чем в центре резервуара. Нижний продукт может быть удален из флотационного резервуара через выпускное отверстие для хвостов, расположенное в боковой стенке флотационного резервуара. Флотационная камера отличается тем, что флотационный резервуар дополнительно содержит нагнетательные трубы для введения питания пульпы во флотационный резервуар. Нагнетательная труба содержит впускное сопло для подачи питания пульпы, подаваемого в нагнетательную трубу; впускное отверстие для сжатого газа, при этом питание пульпы, когда оно выходит из впускного сопла, подвергается воздействию сжатого газа; удлиненную камеру, предназначенную для приема питания пульпы под давлением; выпускное сопло, выполненное с возможностью ограничения потока питания пульпы из выпускного сопла и для поддержания подачи питания пульпы в удлиненную камеру под давлением; и импинджер, выполненный с возможностью вхождения в контакт с потоком питания пульпы из выпускного сопла и направления потока питания пульпы радиально наружу и вверх от импинджера.The flotation chamber is designed to process particles suspended in the pulp and to separate the pulp into bottom and top products. The flotation chamber contains a flotation tank having a center, a perimeter, a substantially horizontal flat bottom and a side wall, as well as a chute and a chute edge located along the tank perimeter. The height of the flotation tank, measured as the distance from the bottom to the edge of the trough, is not more than 20% less along the perimeter of the tank than in the center of the tank. The bottoms product can be removed from the flotation tank through a tailings outlet located in the side wall of the flotation tank. The flotation cell is characterized in that the flotation tank further comprises pressure pipes for introducing pulp feed into the flotation tank. The injection pipe contains an inlet nozzle for supplying pulp feed supplied to the injection pipe; a compressed gas inlet, wherein the pulp feed as it exits the inlet nozzle is exposed to the compressed gas; an elongated chamber for receiving pressurized pulp feed; an outlet nozzle configured to restrict the flow of pulp feed from the outlet nozzle and to maintain the feed of pulp into the elongated pressure chamber; and an impinger configured to engage with the pulp feed flow from the outlet nozzle and direct the pulp feed flow radially outward and upward from the impinger.
В соответствии с одним аспектом изобретения предложена линия флотации. Линия флотации содержит проточно соединенные флотационные камеры, при этом она отличается тем, что по меньшей мере одна флотационная камера является флотационной камерой, выполненной в соответствии с изобретением.In accordance with one aspect of the invention, a flotation line is provided. The flotation line comprises flow-through connected flotation cells, which is characterized in that at least one flotation cell is a flotation cell according to the invention.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложено применение линии флотации, выполненной в соответствии с изобретением, для извлечения частиц, содержащих ценный материал, взвешенных в пульпе.In accordance with yet another aspect of the invention, the use of a flotation line according to the invention is proposed for recovering particles containing valuable material suspended in the slurry.
С помощью описанного в настоящем документе изобретения извлечение мелких частиц в процессе флотации может быть улучшено. Частицы могут, например, содержать частицы минеральной руды, такие как частицы, содержащие металл.With the invention described herein, the recovery of fines in the flotation process can be improved. The particles may, for example, contain mineral ore particles such as metal-containing particles.
При пенной флотации минеральной руды обогащение концентрата направлено на средний размер частиц от 40 до 150 мкм. Таким образом, мелкие частицы представляют собой частицы диаметром от 0 до 40 мкм, а сверхмелкие частицы могут быть определены как находящиеся в нижней части диапазона размеров мелких частиц. Крупные частицы имеют диаметр более 150 мкм. При пенной флотации угля обогащение концентрата направлено на промежуточный диапазон размеров частиц от 40 до 300 мкм. Мелкие частицы при обработке угля - это частицы диаметром от 0 до 40 мкм, а сверхмелкие частицы это те, которые попадают в нижний предел диапазона размеров мелких частиц. Крупные частицы угля имеют диаметр более 300 мкм.In mineral ore froth flotation, concentrate enrichment aims at an average particle size of 40 to 150 microns. Thus, fine particles are particles with a diameter of 0 to 40 μm, and ultrafine particles can be defined as being in the lower part of the fine particle size range. Large particles have a diameter of more than 150 microns. In coal froth flotation, concentrate enrichment is aimed at an intermediate particle size range of 40 to 300 µm. Fine particles in coal processing are particles with a diameter of 0 to 40 μm, and ultrafine particles are those that fall in the lower end of the fine particle size range. Large particles of coal have a diameter of more than 300 microns.
Извлечение очень крупных или очень мелких частиц является сложной задачей, так как в традиционной механической флотационной камере мелкие частицы нелегко улавливать пузырьками флотационного газа, и поэтому они могут теряться в хвостах. Традиционно при пенной флотации флотационный газ вводится во флотационную камеру или резервуар с помощью механической мешалки. Образующиеся таким образом пузырьки флотационного газа имеют относительно большой диапазон размеров, обычно от 0,8 до 2,0 мм или даже больше, и не особенно подходят для сбора частиц, имеющих меньший размер.Recovering very large or very small particles is challenging because in a traditional mechanical flotation cell, small particles are not easily captured by the flotation gas bubbles and can therefore be lost in the tailings. Traditionally, in froth flotation, flotation gas is introduced into a flotation cell or tank using a mechanical agitator. The flotation gas bubbles thus formed have a relatively large range of sizes, typically 0.8 to 2.0 mm or even more, and are not particularly suitable for collecting smaller particles.
Извлечение мелких частиц может быть улучшено путем увеличения количества флотационных камер внутри линии флотации или путем рециркуляции ранее всплывшего материала (верхний продукт) или потока хвостов (нижний продукт) обратно в начало линии флотации или в предшествующие флотационные камеры. Линия перечистной флотации может использоваться для улучшения в основном сортности, в том числе и для мелких частиц. Кроме того, был разработан ряд флотационных устройств, в которых используются мелкие пузырьки флотационного газа или даже так называемые микропузырьки. Введение этих более мелких пузырьков или микропузырьков может осуществляться до подачи пульпы во флотационную камеру, т.е. частицы руды подвергаются воздействию мелких пузырьков в питающем соединении или тому подобном, чтобы способствовать образованию агломератов мелких пузырьков и частиц руды, которые затем могут всплывать во флотационных камерах, таких как камера скоростной флотации или камера колонной флотации. В качестве альтернативы, мелкие пузырьки или микропузырьки могут вводиться непосредственно во флотационную камеру, например с помощью барботеров, использующих кавитацию. Решения такого типа не являются практически осуществимыми для механиче- 1 040070 ских флотационных камер, поскольку турбулентность, вызываемая механическим перемешиванием, может привести к распаду агломератов мелких пузырьков и частиц руды до того, как они смогут подняться в слой пены для сбора в верхний продукт и, таким образом, быть извлеченными.Fines recovery can be improved by increasing the number of flotation cells within the flotation line, or by recirculating previously floated material (overhead) or tailings stream (bottom) back to the head of the flotation line or to preceding flotation cells. The cleaner flotation line can be used to improve grades in general, including fines. In addition, a number of flotation devices have been developed which use small flotation gas bubbles or even so-called microbubbles. The introduction of these smaller bubbles or microbubbles can be carried out before the pulp enters the flotation cell, i. the ore particles are exposed to fine bubbles in a feed connection or the like to promote the formation of agglomerates of fine bubbles and ore particles, which can then float in flotation cells such as a flash flotation cell or a flotation column cell. Alternatively, fine bubbles or microbubbles may be introduced directly into the flotation cell, for example by cavitation spargers. Solutions of this type are not practicable for mechanical flotation cells because the turbulence caused by mechanical agitation can break down agglomerates of fine bubbles and ore particles before they can rise into the froth layer to be collected in the overflow and, thus be retrieved.
Камеры колонной флотации действуют как трехфазные отстойники, в которых частицы перемещаются вниз в стесненной для оседания среде, в направлении, противоположном потоку поднимающихся пузырьков флотационного газа, создаваемых барботерами, расположенными рядом с дном камеры. Несмотря на то что камеры колонной флотации могут улучшать извлечение более мелких частиц, время пребывания частиц зависит от скорости осаждения, которая может влиять на флотацию крупных частиц. Другими словами, несмотря на то что вышеупомянутые флотационные решения могут иметь положительный эффект для извлечения мелких частиц, общие характеристики флотации (извлечение всего ценного материала, сортность извлеченного материала) могут быть сведены на нет из-за негативного влияния на извлечение более крупных частиц.The flotation cells act as three-phase settling tanks in which the particles move downward in a constricted settling environment, in a direction opposite to the flow of rising flotation gas bubbles created by bubblers located near the bottom of the cell. While the flotation column chambers can improve the recovery of finer particles, the residence time of the particles is dependent on the settling rate, which can affect the flotation of the larger particles. In other words, while the aforementioned flotation solutions may have a positive effect on the recovery of fine particles, the overall performance of the flotation (recovery of all valuable material, the grade of recovered material) may be negated due to the negative impact on the recovery of larger particles.
Для преодоления вышеупомянутых проблем используются так называемые пневматические флотационные камеры, в которых флотационный газ вводится в устройство с большим усилием сдвига, такое как опускная труба с питанием пульпы, тем самым создавая более мелкие пузырьки флотационного газа, которые могут улавливать также более мелкие частицы уже во время образования пузырьков в опускной трубе. Однако для таких высокопроизводительных флотационных камер может потребоваться создание вакуума в опускной трубе для эффективного достижения требуемой скорости образования пузырьков, чтобы улавливать требуемые частицы в течение короткого времени, когда пульпа находится в опускной трубе.To overcome the aforementioned problems, so-called pneumatic flotation cells are used, in which the flotation gas is introduced into a high shear device such as a slurry-fed standpipe, thereby creating smaller flotation gas bubbles that can also trap smaller particles already during formation of bubbles in the downpipe. However, for such high-capacity flotation cells, it may be necessary to create a vacuum in the standpipe in order to effectively achieve the desired bubble formation rate in order to trap the desired particles for the short time that the slurry is in the standpipe.
После выхода из опускной трубы агломераты пузырьков флотационного газа и частиц незамедлительно поднимаются к слою пены в верхней части флотационной камеры, при этом никакого дальнейшего улавливания частиц в той части флотационной камеры, которая проходит вниз от выпускного отверстия опускной трубы, не происходит. Это может привести к тому, что значительная часть частиц, содержащих требуемый материал (минерал), просто упадет на дно флотационного резервуара и попадет в хвосты, что снижает степень извлечения флотационной камеры.After exiting the dipleg, the agglomerates of flotation gas bubbles and particles immediately rise to the froth layer at the top of the flotation cell, with no further entrapment of particles in that part of the flotation cell that extends down from the outlet of the dip tube. This can cause a significant portion of the particles containing the desired material (mineral) to simply fall to the bottom of the flotation tank and end up in the tailings, which reduces the recovery of the flotation cell.
Однако, как правило, так называемые высокопроизводительные флотационные камеры или пневматические флотационные камеры типа камеры Джеймсона не содержат никаких ограничителей потока для регулирования давления внутри опускной трубы после того, как произошло образование агломератов пузырьков флотационного газа и частиц. Такое регулирование давления выгодно также с точки зрения давления, при котором образуются пузырьки флотационного газа (влияние на размер пузырьков), а также для регулирования относительного давления, при котором они должны использоваться во флотационном резервуаре. Таким образом, после образования пузырьков их слияние может быть сведено к минимуму. Это является особенным преимуществом, так как скорость улавливания частиц пузырьками флотационного газа уменьшается по мере увеличения размера пузырьков (при условии, что соотношение воздуха и жидкости остается неизменным).However, in general, so-called high-performance flotation cells or Jameson type pneumatic flotation cells do not include any flow restrictors to control the pressure inside the downcomer after agglomeration of flotation gas bubbles and particles has occurred. Such pressure control is also advantageous in terms of the pressure at which flotation gas bubbles form (influence on bubble size) as well as for controlling the relative pressure at which they are to be used in the flotation tank. Thus, once the bubbles have formed, their coalescence can be minimized. This is a particular advantage, as the rate at which particles are trapped in flotation gas bubbles decreases as the bubble size increases (assuming the air-to-liquid ratio remains the same).
Кроме того, так называемые высокопроизводительные флотационные камеры могут использоваться в операциях по выделению угля, где обычно имеется линия флотации, содержащая одну или две такие флотационные камеры в конце цикла выделения для извлечения особо мелких частиц угля. В контуре выделения имеется система рециркуляции технологической воды, обеспечивающая циркуляцию воды из конца контура (то есть из линии флотации и контура обезвоживания) обратно в передний контур (начало контура выделения). Флотационные химические вещества, в особенности пенообразователи, обычно вызывают проблемы в процессах ниже по потоку от контура флотации. Проблемы можно до некоторой степени снизить путем сведения к минимуму использования пенообразователей в линии флотации, но если в процесс флотации добавлено недостаточное количество пенообразователя, то может пострадать образование пены в опускных трубах, выполненных в соответствии с уровнем техники, что приведет к нестабильности условий процесса и к особенно нестабильной работе опускной трубы и пенного слоя во флотационной камере, что, в свою очередь, отрицательно влияет на извлечение требуемых частиц. На извлечение частиц в пределах всего гранулометрического состава пульпы влияет увеличение размера пузырьков с более низкой концентрацией пенообразователя, в особенности крупных частиц.In addition, so-called high capacity flotation cells can be used in coal separation operations where there is typically a flotation line containing one or two such flotation cells at the end of the separation cycle to recover extra fine coal particles. The recovery loop has a process water recirculation system that circulates water from the end of the loop (ie the flotation line and dewatering loop) back to the front loop (beginning of the recovery loop). Flotation chemicals, especially frothers, typically cause problems in processes downstream of the flotation circuit. Problems can be mitigated to some extent by minimizing the use of frothers in the flotation line, but if insufficient frother is added to the flotation process, foaming in prior art downpipes can suffer, leading to unstable process conditions and particularly unstable operation of the downpipe and froth bed in the flotation cell, which in turn adversely affects the recovery of the required particles. The recovery of particles within the entire slurry size distribution is affected by the increase in bubble size with a lower concentration of blowing agent, especially large particles.
В опускных трубах предшествующего уровня техники флотационный газ вводится благодаря самовсасыванию из-за образования вакуума внутри опускной трубы. Время пребывания флотационного воздуха, вовлекаемого в пульпу, очень короткое (от 3 до 5 с), поэтому система очень чувствительна к изменениям процесса. Необходимо постоянно добавлять пенообразователи для преодоления эффекта ограничения скорости воздушного потока, необходимого для поддержания или даже увеличения вакуума внутри опускной трубы, чтобы поддерживать как можно более постоянные условия взаимодействия пузырьков с частицами, поскольку пенообразователи предотвращают слипание пузырьков и их подъем обратно в воздушное пространство внутри опускной трубы, не заполненное шламом. Однако добавление некоторого количества пенообразователя, необходимого для постоянного использования опускных труб предшествующего уровня техники, создает проблемы в других частях процесса, особенно при операциях с углем, как описано выше. Следовательно, решение заключалось в уменьшении количества пенообразователя, что отрицательно влияет на вакуум в опускной трубе, на образование пузырьков, а также на размерIn prior art downpipes, the flotation gas is introduced by self-priming due to the formation of a vacuum inside the downpipe. The residence time of the flotation air entrained in the pulp is very short (3 to 5 seconds), so the system is very sensitive to process changes. It is necessary to constantly add blowing agents to overcome the effect of airflow limitation needed to maintain or even increase the vacuum inside the dip tube in order to keep bubble-particle interaction conditions as constant as possible, since blowing agents prevent bubbles from sticking together and rising back into the air space inside the dip tube not filled with sludge. However, the addition of some of the blowing agent necessary for continuous use of the prior art dip tubes creates problems in other parts of the process, especially in coal operations as described above. Therefore, the solution was to reduce the amount of blowing agent, which negatively affects the vacuum in the standpipe, the formation of bubbles, as well as the size
- 2 040070 пузырьков и площадь поверхности, что значительно снижает извлечение требуемых частиц, что приводит к неэффективности в этом применении высокопроизводительных флотационных камер известного уровня техники.- 2 040070 bubbles and surface area, which significantly reduces the recovery of the required particles, which leads to inefficiency in this application of high-performance prior art flotation cells.
Путем использования флотационной камеры, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, количество пенообразователя, необходимое для оптимизации процесса флотации, может быть значительно уменьшено без значительного ущерба для образования пузырьков, взаимодействия пузырьков с частицами, стабильного образования пенного слоя или извлечения требуемого материала. Одновременно могут быть уменьшены проблемы, связанные с рециркуляцией технологической воды из нижнего контура в передний контур. Нагнетательная труба, работающая под давлением, полностью независима от флотационного резервуара. Может быть достигнута лучшая скорость потока флотационного газа, созданы более мелкие пузырьки и оптимизировано использование пенообразователя, поскольку работа нагнетательной трубы не зависит от количества пенообразователя.By using a flotation cell according to the present invention, the amount of frother required to optimize the flotation process can be greatly reduced without significant damage to bubble formation, bubble-particle interaction, stable froth formation, or recovery of desired material. At the same time, problems associated with recirculation of process water from the lower loop to the front loop can be reduced. The pressurized injection pipe is completely independent from the flotation tank. A better flotation gas flow rate can be achieved, finer bubbles are created, and foam agent utilization is optimized since the operation of the discharge tube is independent of the amount of foam agent.
В решениях, известных из уровня техники, проблемы связаны, в частности, с ограничениями количества флотационного газа, который может подаваться, относительно количества жидкости, протекающей через опускную трубу, и с необходимостью в относительно высоких концентрациях пенообразователей или других дорогостоящих поверхностно-активных веществ для образования маленьких пузырьков. С помощью представленного в настоящем документе изобретения флотация мелких и сверхмелких частиц, содержащих, например, минеральную руду или уголь, может быть улучшена путем уменьшения размера пузырьков флотационного газа, вводимых в пульпу, подаваемую в нагнетательную трубу, путем увеличения скорости подачи флотационного газа относительно скорости потока частиц, взвешенных в пульпе, и путем увеличения интенсивности сдвига или скорости рассеяния энергии либо внутри нагнетательной трубы, либо рядом с ней. Увеличивается вероятность того, что более мелкие частицы присоединятся к более мелким пузырькам флотационного газа или будут захвачены ими, при этом скорость извлечения требуемого материала, такого как минерал или уголь, улучшается. Во флотационной камере, выполненной в соответствии с изобретением, могут быть созданы достаточно маленькие пузырьки флотационного газа, так называемые сверхмелкие пузырьки, чтобы гарантировать эффективное улавливание мелких частиц руды. Обычно сверхмелкие пузырьки могут иметь размер от 0,05 до 0,7 мм. Например, уменьшение среднего размера пузырьков флотационного газа до диаметра от 0,3 до 0,4 мм означает, что количество пузырьков в 1 м3 пульпы может достигать 30-70 миллионов, а общая средняя площадь поверхности пузырьков составляет от 15 до 20 м2. Напротив, если средний размер пузырьков составляет около 1 мм, то количество пузырьков на 1 м3 пульпы составляет около 2 миллионов, а общая средняя площадь поверхности составляет 6 м2. Таким образом, во флотационной камере, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, можно получить площадь поверхности пузырьков, которая в 2,5-3 раза больше, чем во флотационной камере, выполненной в соответствии с решениями предшествующего уровня техники. Само собой разумеется, что эффект от такого увеличения площади поверхности пузырьков при извлечении ценного материала, содержащего частицы, является значительным.In prior art solutions, problems are associated, in particular, with limitations on the amount of flotation gas that can be supplied relative to the amount of liquid flowing through the standpipe, and the need for relatively high concentrations of foaming agents or other costly surfactants to form small bubbles. With the present invention, the flotation of fine and ultrafine particles containing, for example, mineral ore or coal, can be improved by reducing the size of the flotation gas bubbles introduced into the slurry fed to the injection tube by increasing the flotation gas feed rate relative to the flow rate. particles suspended in the slurry and by increasing the shear rate or the rate of energy dissipation either inside or near the injection tube. The chance is increased that smaller particles will attach to or be entrained in the smaller flotation gas bubbles, while the recovery rate of the desired material, such as mineral or coal, is improved. Sufficiently small flotation gas bubbles, so-called ultra-fine bubbles, can be created in the flotation cell according to the invention to ensure that fine ore particles are effectively captured. Typically, ultrafine bubbles may be 0.05 to 0.7 mm in size. For example, reducing the average size of flotation gas bubbles to a diameter of 0.3 to 0.4 mm means that the number of bubbles in 1 m 3 of the pulp can reach 30-70 million, and the total average bubble surface area is from 15 to 20 m 2 . On the contrary, if the average bubble size is about 1 mm, then the number of bubbles per 1 m 3 pulp is about 2 million, and the total average surface area is 6 m 2 . Thus, in the flotation cell according to the present invention, it is possible to obtain a bubble surface area that is 2.5 to 3 times larger than in the flotation cell according to the solutions of the prior art. It goes without saying that the effect of such an increase in the surface area of the bubbles in recovering valuable particulate material is significant.
Одновременно, извлечение более крупных частиц может поддерживаться на приемлемом уровне благодаря достижению высокой фракции флотационного газа в пульпе и отсутствию областей с высокой турбулентностью в области ниже пенного слоя. Другими словами, можно использовать известные преимущества механических флотационных камер, даже если во флотационных камерах может и не быть предусмотрено какое-либо механическое перемешивание. Кроме того, движение суспензии или пульпы вверх внутри флотационного резервуара увеличивает вероятность того, что более крупные частицы поднимутся к слою пены с потоком пульпы.At the same time, the recovery of larger particles can be maintained at an acceptable level due to the achievement of a high flotation gas fraction in the pulp and the absence of areas of high turbulence in the region below the foam layer. In other words, the known advantages of mechanical flotation cells can be used even if the flotation cells may not be provided with any mechanical agitation. In addition, upward movement of the slurry or slurry within the flotation tank increases the likelihood that larger particles will rise to the froth bed with the slurry flow.
Один из эффектов, который может быть получен с помощью настоящего изобретения, заключается в увеличении глубины или толщины пенного слоя. Более толстый слой пены способствует более высокой сортности, но также и увеличению извлечения более мелких частиц, при этом можно отказаться от отдельной стадии промывки пены, типичной для камер колонной флотации.One of the effects that can be obtained with the present invention is to increase the depth or thickness of the foam layer. A thicker froth layer results in a higher grade, but also an increase in the recovery of finer particles, while a separate froth washing step, typical of flotation cells, can be dispensed with.
Путем размещения нескольких нагнетательных труб во флотационной камере, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, можно повысить вероятность столкновений между пузырьками флотационного газа, а также между пузырьками газа и частицами. Наличие нескольких нагнетательных труб может обеспечить улучшенное распределение пузырьков флотационного газа внутри флотационного резервуара, а выходящие из нагнетательных труб пузырьки равномерно распределяются по всему флотационному резервуару, причем зоны распределения отдельных нагнетательных труб могут пересекаться друг с другом и сближаться, тем самым способствуя в значительной степени равномерному распределению пузырьков флотационного газа во флотационном резервуаре, что, в свою очередь, может благоприятно повлиять на извлечение особенно мелких частиц, а также способствовать вышеупомянутому ровному и толстому слою пены. Когда имеется несколько нагнетательных труб, возникают столкновения между пузырьками флотационного газа и/или частицами в пульпе, поступающей из разных нагнетательных труб, поскольку различные потоки смешиваются и создают локальные подзоны смешивания. По мере увеличения количества столкновений образуется больше агломератов пузырьков и частиц, которые захватываются пенным слоем, и поэтому извлечение ценного материала может быть улучшено.By arranging a plurality of injection tubes in a flotation cell according to the present invention, the likelihood of collisions between flotation gas bubbles and also between gas bubbles and particles can be increased. Multiple injection tubes can provide improved distribution of flotation gas bubbles within the flotation tank, and the bubbles emerging from the injection tubes are evenly distributed throughout the flotation tank, and the distribution zones of the individual injection tubes can intersect each other and come closer, thereby contributing to a largely uniform distribution. flotation gas bubbles in the flotation tank, which in turn can favorably affect the recovery of particularly fine particles, as well as contribute to the aforementioned even and thick foam layer. When there are multiple injection tubes, collisions occur between flotation gas bubbles and/or particles in the slurry coming from different injection tubes as the different streams mix and create local mixing subzones. As the number of collisions increases, more agglomerates of bubbles and particles are formed, which are trapped in the foam layer, and therefore the recovery of valuable material can be improved.
Путем создания мелких пузырьков флотационного газа или сверхмелких пузырьков, путем приве- 3 040070 дения их в контакт с частицами и путем регулирования жидкой смеси агломератов пузырьков флотационного газа и частиц в пульпе можно максимизировать извлечение гидрофобных частиц в четвертый слой и в верхний продукт или концентрат флотационной камеры, увеличивая, тем самым, извлечение требуемого материала, независимо от его гранулометрического состава в пульпе. Может быть возможным достичь высокой сортности для части потока пульпы и одновременно высокого извлечения для всего потока пульпы, проходящего через линию флотации.By creating fine flotation gas bubbles or ultrafine bubbles, by bringing them into contact with the particles, and by controlling the liquid mixture of agglomerates of flotation gas bubbles and particles in the slurry, the recovery of hydrophobic particles into the fourth layer and into the flotation cell overflow or concentrate can be maximized. , thereby increasing the extraction of the required material, regardless of its particle size distribution in the pulp. It may be possible to achieve a high grade for a portion of the pulp stream and at the same time a high recovery for the entire pulp stream passing through the flotation line.
Путем расположения выпускных сопел нагнетательных труб на подходящей глубине, то есть располагая их на определенном расстоянии по вертикали от кромки желоба, распределение пузырьков флотационного газа может быть оптимизировано равномерным и постоянным образом. Поскольку время пребывания пузырьков в зоне смешивания может поддерживаться достаточно высоким благодаря подходящей глубине выпускных сопел нагнетательной трубы, пузырьки могут иметь возможность контактировать с мелкими частицами в пульпе и прилипать к ним, улучшая, таким образом, извлечение более мелких частиц, а также способствовать увеличению глубины пены, стабильности и равномерности в верхней части флотационного резервуара.By positioning the outlet nozzles of the injection pipes at a suitable depth, i.e. by positioning them at a certain vertical distance from the edge of the trough, the distribution of the flotation gas bubbles can be optimized in a uniform and constant manner. Since the residence time of the bubbles in the mixing zone can be kept sufficiently high by a suitable depth of the injection pipe outlet nozzles, the bubbles can be able to contact and adhere to the fine particles in the slurry, thus improving the recovery of the finer particles, as well as helping to increase the depth of the foam. , stability and uniformity at the top of the flotation tank.
Под зоной смешивания в настоящем документе понимается вертикальная часть или секция флотационного резервуара, в которой происходит активное перемешивание взвешенных в пульпе частиц с пузырьками флотационного газа. В дополнение к этой зоне смешивания, создаваемой во всей вертикальной секции флотационного резервуара, в областях, в которых встречаются и смешиваются потоки пульпы, направленные радиально наружу отдельными импинджерами, могут быть созданы отдельные и локальные индивидуальные подзоны смешивания. Это может еще больше способствовать контактам между пузырьками флотационного газа и частицами, увеличивая, тем самым, извлечение ценных частиц. Кроме того, это дополнительное перемешивание может устранять необходимость в механическом смесителе для суспензирования твердых веществ в пульпе.The mixing zone in this document refers to the vertical part or section of the flotation tank, in which the particles suspended in the slurry are actively mixed with flotation gas bubbles. In addition to this mixing zone created throughout the vertical section of the flotation tank, separate and localized individual mixing subzones can be created in areas where the radially outwardly directed slurry flows from individual impingers meet and mix. This can further promote contacts between the flotation gas bubbles and the particles, thereby increasing the recovery of valuable particles. In addition, this additional mixing may eliminate the need for a mechanical mixer to suspend the solids in the pulp.
Под зоной осаждения понимается вертикальная часть секции флотационного резервуара, в которой частицы, не связанные с пузырьками флотационного газа или иным образом не способные подниматься к зоне пены в верхней части флотационного резервуара, опускаются к дну резервуара и оседают на нем, чтобы быть удаленными в хвосты в качестве нижнего продукта. Зона осаждения находится ниже зоны смешивания.The settling zone is understood to mean the vertical portion of a section of the flotation tank in which particles not associated with flotation gas bubbles or otherwise unable to rise to the froth zone at the top of the flotation tank sink to the bottom of the tank and settle on it to be removed to the tailings at as an underproduct. The settling zone is below the mixing zone.
Путем размещения выпускного отверстия для хвостов на боковой стенке флотационного резервуара, нижний продукт может удаляться в зоне, в которой пульпа по большей части содержит частицы, опускающиеся по направлению к дну резервуара или осаждающиеся на нем. Во флотационной камере, выполненной в соответствии с изобретением, зона осаждения является более глубокой вблизи боковой стенки флотационной резервуара. В этой области перемешивающее действие и турбулентность, создаваемая нагнетательными трубами, не влияют на осаждающиеся частицы, которые по большей части не содержат какого-либо ценного материала или содержат лишь очень небольшое количество ценного материала. В этой части осаждение также наиболее выражено из-за отсутствия турбулентности, мешающей опусканию частиц под действием силы тяжести. Кроме того, силы трения, создаваемые боковой стенкой резервуара, дополнительно уменьшают турбулентность и/или потоки. Таким образом, отбирая нижний продукт из флотационного резервуара в месте, расположенном в этой относительно спокойной зоне осаждения, можно гарантировать, что как можно меньше ценного материала, содержащего частицы, удаляется из флотационного резервуара - эти частицы должны, скорее, плавать, или, если по какой-то причине они оказались в зоне отстаивания (осаждения), направляться обратно во флотационный резервуар в качестве питания пульпы через нагнетательные трубы. Кроме того, путем удаления нижнего продукта из зоны осаждения вблизи боковой стенки флотационного резервуара можно эффективно использовать весь объем флотационного резервуара - нет необходимости выполнять отдельную нижнюю зону осаждения под нагнетательными трубами, как в случае, например, камеры Джеймсона. В некоторых вариантах выполнения можно даже предусмотреть уменьшение объема флотационного резервуара в его центре, тем самым уменьшая объем зоны осаждения, где турбулентность, вызываемая подачей пульпы из нагнетательных труб, может повлиять на вероятность образования частиц, оседающих ко дну резервуара, и позволяет полностью использовать объем флотационного резервуара. Объем флотационного резервуара может быть уменьшен в его центре, например, путем размещения нижней конструкции дна флотационного резервуара в центре резервуара. Кроме того, можно расположить нагнетательные трубы (выпускные сопла) относительно глубоко во флотационном резервуаре и при этом обеспечить достаточно спокойную зону осаждения у его боковой стенки. Это также способствует более эффективному использованию всего объема флотационного резервуара.By placing a tailings outlet on the side wall of the flotation tank, underflow can be removed in a zone in which the slurry contains particles for the most part sinking towards or settling on the bottom of the tank. In a flotation cell according to the invention, the settling zone is deeper near the side wall of the flotation tank. In this region, the mixing action and the turbulence generated by the injection tubes do not affect the settling particles, which for the most part do not contain any valuable material or contain only a very small amount of valuable material. In this part, settling is also most pronounced due to the absence of turbulence that prevents particles from sinking under the influence of gravity. In addition, the friction forces generated by the side wall of the tank further reduce turbulence and/or flows. Thus, by taking the underflow from the flotation tank at a location located in this relatively quiet settling zone, it can be ensured that as little valuable particulate material as possible is removed from the flotation tank - these particles should rather float, or, if for some reason, they ended up in the settling (sedimentation) zone, sent back to the flotation tank as pulp feed through the injection pipes. In addition, by removing the underflow from the settling zone near the side wall of the flotation tank, the entire volume of the flotation tank can be effectively used - there is no need to provide a separate bottom settling zone under the pressure tubes, as is the case, for example, with the Jameson cell. In some embodiments, it may even be possible to reduce the volume of the flotation tank at its center, thereby reducing the volume of the settling zone, where turbulence caused by the supply of slurry from the injection pipes can affect the likelihood of particles settling to the bottom of the tank, and allows full use of the volume of the flotation tank. reservoir. The volume of the flotation tank can be reduced in its center, for example, by placing the bottom structure of the flotation tank bottom in the center of the tank. In addition, it is possible to position the injection pipes (outlet nozzles) relatively deep in the flotation tank and still provide a fairly quiet settling zone at its side wall. This also contributes to a more efficient use of the entire volume of the flotation tank.
Флотационная камера, линия флотации, а также ее применение, в соответствии с изобретением, обеспечивают технический результат, позволяющий легко извлекать частицы различных размеров, а также эффективно извлекать ценные минералы, содержащие частицы руды, из обедненного рудного сырья с изначально относительно низкими количествами ценного минерала. Преимущества, обеспечиваемые конструкцией линии флотации, позволяют точно регулировать конструктивные параметры линии флотации в соответствии с целевым ценным материалом на каждой установке.The flotation cell, the flotation line, as well as its use according to the invention, provide a technical result that makes it possible to easily extract particles of various sizes, as well as to efficiently extract valuable minerals containing ore particles from depleted ore raw materials with initially relatively low amounts of valuable mineral. The advantages provided by the design of the flotation line allow the design parameters of the flotation line to be fine-tuned to suit the target valuable material in each plant.
Путем обработки пульпы в соответствии с настоящим изобретением, как определено в настоящемBy treating the pulp in accordance with the present invention, as defined in the present
- 4 040070 описании, извлечение ценных материалов, содержащих частицы, может быть увеличено. Первоначальная сортность извлеченного материала может быть ниже, но материал (т.е. пульпа) также легко подготавливается для дальнейшей обработки, которая может включать, например, повторное измельчение и/или очистку.- 4 040070 description, the recovery of valuable materials containing particles can be increased. The initial grade of recovered material may be lower, but the material (ie pulp) is also readily prepared for further processing, which may include, for example, regrinding and/or refining.
В этом изобретении в отношении флотации используются следующие определения.In this invention, the following definitions are used in relation to flotation.
Флотация в основном направлена на извлечение концентрата частиц руды, содержащего ценный минерал. Под концентратом в настоящем документе понимается часть пульпы, извлеченной в верхнем продукте или в нижнем продукте, выведенном из флотационной камеры. Под ценным минералом подразумевается любой минерал, металл или другой материал, имеющий коммерческую ценность.Flotation is mainly aimed at extracting a concentrate of ore particles containing a valuable mineral. By concentrate in this document refers to the part of the pulp recovered in the upper product or in the bottom product withdrawn from the flotation cell. A valuable mineral is any mineral, metal or other material that has a commercial value.
Флотация включает явления, связанные с относительной плавучестью объектов. Термин флотация включает все способы флотации. Флотация может быть, например, пенной флотацией, флотацией растворенным воздухом (DAF) или флотацией индуцированным газом. Пенная флотация - это процесс отделения гидрофобных материалов от гидрофильных материалов путем добавления в процесс газа, например воздуха или азота, или любой другой подходящей среды. Пенная флотация может осуществляться на основе естественных гидрофильных/гидрофобных различий или на основе гидрофильных/гидрофобных различий, возникающих при добавлении поверхностно-активного вещества или химического коллектора. Газ может добавляться к исходному сырью, подлежащему флотации (пульпе или суспензии), несколькими различными способами.Flotation includes phenomena related to the relative buoyancy of objects. The term flotation includes all flotation methods. The flotation may be, for example, froth flotation, dissolved air flotation (DAF) or induced gas flotation. Froth flotation is the process of separating hydrophobic materials from hydrophilic materials by adding a gas such as air or nitrogen or any other suitable medium to the process. Froth flotation may be based on natural hydrophilic/hydrophobic differences or on the basis of hydrophilic/hydrophobic differences resulting from the addition of a surfactant or chemical collector. The gas can be added to the feedstock to be floated (slurry or slurry) in several different ways.
Флотационная камера предназначена для обработки взвешенных в пульпе частиц минеральной руды в процессе флотации. Таким образом, ценные металлосодержащие частицы руды извлекаются из частиц руды, взвешенных в пульпе. Под линией флотации в настоящем документе подразумевается флотационное устройство, в котором несколько флотационных камер расположены в проточном соединении друг с другом, так что нижний продукт каждой предыдущей флотационной камеры направляется в последующую или следующую флотационную камеру в качестве питания вплоть до последней флотационной камеры линии флотации, из которой нижний продукт направляется за пределы линии в виде потоков хвостов или отходов. Пульпа подается через впускное отверстие для питания в первую флотационную камеру линии флотации для запуска процесса флотации. Линия флотации может представлять собою часть более крупной флотационной установки или устройства, содержащего одну или несколько линий флотации. Следовательно, ряд различных устройств или стадий предварительной и последующей обработки может быть функционально связан с элементами флотационного устройства, как это известно специалисту в данной области техники.The flotation chamber is designed to process mineral ore particles suspended in the pulp during the flotation process. Thus, valuable metal-containing ore particles are recovered from the ore particles suspended in the pulp. By flotation line in this document is meant a flotation device in which several flotation cells are located in fluid connection with each other, so that the bottom product of each previous flotation cell is sent to the successor or next flotation cell as feed up to the last flotation cell of the flotation line, from which the bottom product is sent off the line as tailings or waste streams. The slurry is fed through the feed inlet to the first flotation cell of the flotation line to start the flotation process. The flotation line may be part of a larger flotation plant or device containing one or more flotation lines. Therefore, a number of different pre- and post-treatment devices or steps may be operatively associated with elements of the flotation device, as will be known to those skilled in the art.
Флотационные камеры в линии флотации проточно соединены друг с другом. Проточное соединение может быть достигнуто с помощью трубопроводов разной длины, таких как трубы или трубки, которые также могут содержать насосы или узлы доизмельчения, причем длина трубопровода зависит от физической конструкции флотационного устройства в целом. Между флотационными камерами линии флотации также могут быть расположены насосы или узлы измельчения/доизмельчения. В качестве альтернативы, флотационные камеры могут быть расположены в непосредственном соединении друг с другом. Под непосредственным соединением камер в настоящем документе понимается устройство, при котором наружные стенки любых двух последующих флотационных камер соединены друг с другом, чтобы обеспечивать соединение выпускного отверстия первой флотационных камеры с впускным отверстием последующей флотационной камеры без какого-либо отдельного трубопровода. Непосредственный контакт снижает потребность в трубопроводе между двумя соседними флотационными камерами. Таким образом, уменьшается потребность в компонентах при строительстве линии флотации, что ускоряет процесс. Кроме того, это может уменьшить запесочивание и упростить обслуживание линии флотации. Проточные соединения между флотационными камерами могут содержать различные механизмы регулирования.The flotation cells in the flotation line are fluidly connected to each other. The flow connection can be achieved with pipelines of various lengths, such as pipes or tubes, which may also contain pumps or regrinding units, the length of the pipeline depending on the physical design of the flotation device as a whole. Pumps or grinding/regrinding units can also be located between the flotation cells of the flotation line. Alternatively, the flotation cells may be located in direct connection with each other. Direct cell connection is herein understood to mean an arrangement in which the outer walls of any two successive flotation cells are connected to each other to allow the outlet of the first flotation cell to be connected to the inlet of the subsequent flotation cell without any separate piping. Direct contact reduces the need for piping between two adjacent flotation cells. Thus, the need for components during the construction of the flotation line is reduced, which speeds up the process. In addition, it can reduce sanding and simplify maintenance of the flotation line. The flow connections between the flotation cells may contain various control mechanisms.
Под соседней, смежной или примыкающей флотационной камерой в настоящем документе подразумевается флотационная камера, непосредственно следующая или предшествующая любой одной флотационной камере, либо ниже по потоку, либо выше по потоку, либо в линии грубой флотации, в линии контрольной флотации, либо взаимосвязь между камерой грубой флотации и камерой контрольной флотации, в которую направляется нижний продукт из камеры грубой флотации.By adjacent, adjacent or adjoining flotation cell, in this document is meant a flotation cell immediately following or preceding any one flotation cell, either downstream or upstream, or in a coarse flotation line, in a control flotation line, or the interconnection between a coarse flotation cell flotation and a control flotation chamber, into which the bottom product from the rough flotation chamber is sent.
Под флотационной камерой в настоящем документе подразумевается резервуар или сосуд, в котором выполняется стадия процесса флотации. Флотационная камера обычно имеет цилиндрическую форму, ограниченную наружной стенкой или наружными стенками. Флотационные камеры обычно имеют круглое поперечное сечение. Флотационные камеры могут иметь многоугольное, например прямоугольное, квадратное, треугольное, шестиугольное или пятиугольное, или другое радиально-симметричное поперечное сечение. Количество флотационных камер может варьироваться в зависимости от конкретной линии флотации и/или операции по обработке руды определенного типа и/или сортности, как известно специалисту в данной области техники.Under the flotation cell in this document is meant a tank or vessel in which the stage of the flotation process is performed. The flotation cell is typically cylindrical in shape, delimited by an outer wall or outer walls. Flotation cells usually have a circular cross section. The flotation cells may have a polygonal, for example rectangular, square, triangular, hexagonal or pentagonal, or other radially symmetrical cross section. The number of flotation cells may vary depending on the particular flotation line and/or ore type and/or grade processing operation, as known to those skilled in the art.
Флотационная камера может представлять собой камеру пенной флотации, такую как камера с механическим перемешиванием, например TankCell, колонная флотационная камера, камера Джеймсона или сдвоенная флотационная камера. Сдвоенная флотационная камера содержит по меньшей мере два отдельных резервуара, - первый резервуар высокого давления с механическим перемешиванием с импел- 5 040070 лером и впускным отверстием для флотационного газа и второй резервуар с выпускным отверстием для хвостов и выпускным отверстием для пены верхнего продукта, выполненный с возможностью получения перемешанной пульпы из первого резервуара.The flotation cell may be a froth cell such as a mechanically agitated cell such as a TankCell, column flotation cell, Jameson cell, or twin flotation cell. The dual flotation cell comprises at least two separate tanks, a first mechanically agitated high pressure tank with an impeller and a flotation gas inlet and a second tank with a tailings outlet and an overflow froth outlet configured to obtaining a mixed pulp from the first tank.
Флотационная камера также может представлять собой флотационную камеру с псевдоожиженным слоем (такую как камера HydroFloat™), в которой пузырьки воздуха или другого флотационного газа, которые рассеиваются системой псевдоожижения, просачиваются через зону затрудненного схватывания и прикрепляются к гидрофобному компоненту, изменяя его плотность и делая его достаточно плавучим, чтобы он мог плавать и быть восстановленным. Во флотационной камере с псевдоожиженным слоем осевое смешивание не требуется. Флотационная камера также может представлять собой переливную флотационную камеру, работающую с постоянным верхним продуктом пульпы. В переливной флотационной камере пульпу обрабатывают путем введения пузырьков флотационного газа в пульпу и создания непрерывного восходящего потока пульпы в вертикальном направлении первой флотационной камеры. По меньшей мере часть частиц руды, содержащей ценный металл, прилипает к пузырькам газа и поднимается вверх благодаря плавучести, по меньшей мере часть частиц руды, содержащей ценный металл, прилипает к пузырькам газа и поднимается вверх при непрерывном восходящем потоке пульпы, и по меньшей мере часть частиц руды, содержащей ценный металл, поднимается вверх при непрерывном восходящем потоке пульпы. Частицы руды, содержащей ценные металлы, извлекаются путем создания непрерывного восходящего потока пульпы по меньшей мере из одной переливной флотационной камеры в виде верхнего продукта пульпы. Поскольку переливная камера работает практически без глубины пены или слоя пены, фактически на поверхности пульпы в верхней части флотационной камеры не образуется пенная зона. Пена в камере может быть прерывистой. Результатом этого является то, что более ценные минеральные частицы могут быть вовлечены в поток концентрата и общее извлечение ценного материала может быть увеличено.The flotation cell may also be a fluidized bed flotation cell (such as a HydroFloat™ cell) in which bubbles of air or other flotation gas that are dispersed by the fluidization system percolate through the difficult-to-set zone and attach to the hydrophobic component, changing its density and making it buoyant enough to float and be recovered. In a fluidized bed flotation cell, axial mixing is not required. The flotation cell may also be an overflow flotation cell operating with a constant pulp overhead product. In the overflow flotation cell, the slurry is treated by introducing bubbles of flotation gas into the slurry and creating a continuous upward flow of slurry in the vertical direction of the first flotation cell. At least a portion of the ore containing the valuable metal adheres to the gas bubbles and rises up due to buoyancy, at least a particles of ore containing valuable metal rises up with a continuous upward flow of pulp. The ore particles containing valuable metals are recovered by creating a continuous upward flow of pulp from at least one overflow flotation cell in the form of an overhead pulp product. Because the overflow cell operates with virtually no foam depth or foam layer, no foam zone is actually formed on the pulp surface at the top of the flotation cell. The foam in the chamber may be intermittent. The result of this is that more valuable mineral particles can be entrained in the concentrate stream and the overall recovery of valuable material can be increased.
Все флотационные камеры линии флотации, выполненной в соответствии с изобретением, могут быть одного типа, то есть флотационные камеры в узле грубой флотации, флотационные камеры в узле контрольной флотации и камеры контрольной перечистной флотации в линии контрольной перечистной флотации могут представлять собой флотационные камеры одного типа, так что флотационное устройство содержит флотационные камеры только одного типа, как перечислено выше. В качестве альтернативы, несколько флотационных камер могут быть одного типа, тогда как другие камеры могут быть одного или нескольких типов, так что флотационное устройство содержит флотационные камеры двух или большего количества типов, как указано выше.All flotation cells of a flotation line made in accordance with the invention may be of the same type, i.e. the flotation cells in the coarse flotation unit, the flotation cells in the control flotation unit and the control cleaner flotation cells in the control cleaner flotation line may be flotation cells of the same type, so that the flotation device contains only one type of flotation cells, as listed above. Alternatively, a plurality of flotation cells may be of the same type, while other cells may be of one or more types, such that the flotation device comprises two or more types of flotation cells as described above.
В зависимости от своего типа, флотационная камера может содержать импеллер для перемешивания пульпы, чтобы поддерживать пульпу во взвешенном состоянии. Под импеллером в настоящем документе подразумевается любое подходящее средство для перемешивания пульпы во флотационной камере. Импеллер может представлять собой механическую мешалку. Механическая мешалка может содержать ротор-статор с двигателем и приводным валом, причем конструкция ротор-статор расположена в нижней части флотационной камеры. Камера может иметь вспомогательные импеллеры, расположенные выше в вертикальном направлении камеры, чтобы обеспечить достаточно сильный и непрерывный восходящий поток пульпы.Depending on its type, the flotation cell may contain a slurry agitator to keep the slurry in suspension. By impeller in this document is meant any suitable means for mixing the pulp in the flotation cell. The impeller may be a mechanical agitator. The mechanical agitator may comprise a rotor-stator with a motor and a drive shaft, with the rotor-stator structure located at the bottom of the flotation cell. The chamber may have auxiliary impellers located higher in the vertical direction of the chamber to provide a sufficiently strong and continuous upward flow of pulp.
Флотационная камера может содержать один или несколько сгустителей пены. Под сгустителем пены в настоящем документе подразумевается блокиратор пены, отражатель пены, или сгустительная пластина, или устройство для сгущения пены, или любая другая такая конструкция или боковая конструкция, например боковая стенка, наклонная или вертикальная, обеспечивающая эффект сгущения, т.е. сгустительная боковая стенка, которая также может быть сгустительной боковой стенкой внутри флотационного резервуара, т.е. внутренним периферийным сгустителем.The flotation cell may contain one or more foam thickeners. By foam thickener herein is meant a foam blocker, foam baffle, or thickening plate, or foam thickening device, or any other such structure or side structure, such as a side wall, inclined or vertical, providing a thickening effect, i.e. thickening side wall, which can also be a thickening side wall inside the flotation tank, i. e. internal peripheral thickener.
Благодаря использованию сгустителя пены можно более эффективно и надежно направлять так называемую хрупкую пену, то есть слабо структурированный слой пены, содержащий в целом более крупные пузырьки флотационного газа, агломерированные с частицами минеральной руды, предназначенными для извлечения, более эффективно и надежно в направлении кромки для перелива пены и желоба для сбора пены. Хрупкая пена легко ломается, поскольку агломераты пузырьков газа и частиц руды менее стабильны и имеют пониженную прочность. Такая пена или слой пены не может легко поддерживать транспортировку частиц руды, и особенно более крупных частиц, к кромке для перелива пены для сбора в желоб, что приводит к падению частиц обратно в пульпу или суспензию во флотационной камере или в резервуаре, и к уменьшенному извлечению требуемого материала. Хрупкая пена обычно связана с низкой минерализацией, то есть агломератами пузырьков газа и частиц руды с ограниченным количеством частиц руды, содержащих требуемый ценный минерал, которые были способны прикрепиться к пузырькам газа во время процесса флотации внутри флотационной камеры или резервуара. Это проблема особенно выражена во флотационных камерах большого размера или флотационных резервуарах большого объема и/или большого диаметра. С помощью предлагаемого изобретения можно сгущать пену и направлять ее к кромке для перелива пены, чтобы уменьшить расстояние транспортировки пены (тем самым снижая риск обратного падения) и, одновременно, поддерживать или даже сокращать длину переливной кромки. Другими словами, обработка и направление пенного слоя в камере или в резервуаре пен- 6 040070 ной флотации могут стать более эффективными и простыми.By using a froth thickener, it is possible to more effectively and reliably guide the so-called brittle foam, i.e. a loosely structured foam layer containing generally larger flotation gas bubbles agglomerated with the mineral ore particles to be recovered, more efficiently and reliably towards the overflow edge. foam and troughs for collecting foam. The brittle foam breaks easily because the agglomerates of gas bubbles and ore particles are less stable and have reduced strength. Such a foam or foam layer cannot easily support the transport of ore particles, and especially larger particles, to the froth overflow edge for collection in the trough, resulting in particles falling back into the pulp or slurry in the flotation cell or tank, and reduced recovery. required material. Brittle froth is usually associated with low salinity, i.e. agglomerates of gas bubbles and ore particles with a limited number of ore particles containing the desired valuable mineral that were able to attach to the gas bubbles during the flotation process inside the flotation cell or tank. This problem is particularly pronounced in large size flotation cells or large volume and/or large diameter flotation tanks. With the present invention it is possible to thicken the foam and direct it towards the foam overflow edge in order to reduce the transport distance of the foam (thereby reducing the risk of backfall) and at the same time maintain or even shorten the length of the overflow edge. In other words, handling and guiding the froth layer in a froth chamber or flotation tank can become more efficient and simple.
Также возможно улучшить извлечение пены и, таким образом, извлечение ценных минеральных частиц в больших флотационных камерах или резервуарах из хрупкой пены, особенно на более поздних стадиях линии флотации, например, на стадиях грубой и/или контрольной флотации процесса флотации.It is also possible to improve froth recovery and thus the recovery of valuable mineral particles in large flotation cells or brittle froth tanks, especially in the later stages of the flotation line, for example in the coarse and/or control flotation stages of the flotation process.
Кроме того, с помощью описанного в настоящем документе изобретения площадь пены на поверхности пульпы внутри флотационного резервуара может быть уменьшена надежным и простым механическим способом. Одновременно с этим, общая длина кромки для перелива пены в устройстве пенной флотации может быть уменьшена. Под надежностью в данном случае следует понимать как конструктивную простоту, так и долговечность. Путем уменьшения площади поверхности пены флотационной установки с помощью сгустителя пены вместо добавления дополнительных желобов для сбора пены устройство пенной флотации в целом может иметь более простую конструкцию, например, потому что нет необходимости направлять собранную пену и/или верхний продукт из добавленного сгустителя. Напротив, из дополнительного желоба необходимо было бы отводить собранный верхний продукт, что увеличило бы конструктивные части флотационной установки.In addition, with the invention described herein, the area of foam on the surface of the pulp inside the flotation tank can be reduced in a reliable and simple mechanical way. At the same time, the overall length of the froth overflow edge in the froth floater can be reduced. In this case, reliability should be understood as both structural simplicity and durability. By reducing the froth surface area of the flotation unit with a froth thickener, instead of adding additional froth collection chutes, the overall froth flotation apparatus may be of a simpler design, for example, because there is no need to direct the collected froth and/or overhead from the added thickener. On the contrary, the collected overhead product would have to be removed from the additional trough, which would increase the structural parts of the flotation plant.
В особенности на нижнем конце линии флотации количество требуемого материала, которое может быть захвачено пеной внутри пульпы, может быть очень низким. Чтобы собрать ценный материал из слоя пены в желоба для сбора пены, площадь поверхности пены должна быть уменьшена. Путем размещения сгустителя пены во флотационном резервуаре можно управлять открытыми поверхностями пены между различными кромками для перелива пены. Сгуститель может использоваться для ориентирования или направления протекающей вверх пульпы внутри флотационного резервуара ближе к кромке для перелива пены желоба для сбора пены, тем самым обеспечивая или способствуя образованию пены очень близко к кромке для перелива пены, что может увеличить сбор ценных рудных частиц. Сгуститель пены может также влиять на общее сближение пузырьков флотационного газа и/или агломератов пузырьков газа и частиц руды в пенном слое. Например, если поток пузырьков газа и/или агломератов пузырьков газа и частиц руды оказывается направленным к центру флотационного резервуара, сгуститель пены может использоваться для увеличения площади пены по периметру резервуара и/или ближе к любой требуемой кромке для перелива пены. Кроме того, можно уменьшить открытую поверхность пены по отношению к длине кромки, тем самым повышая эффективность извлечения в камере пенной флотации.Particularly at the lower end of the flotation line, the amount of material required that can be entrained in the froth within the pulp can be very low. In order to collect valuable material from the foam layer into the foam collection chutes, the surface area of the foam must be reduced. By placing a froth thickener in the flotation tank, the exposed froth surfaces between the various froth overflow edges can be controlled. The thickener can be used to orient or direct the upward flowing slurry within the flotation tank closer to the froth overflow edge of the froth collection trough, thereby providing or facilitating froth formation very close to the froth overflow edge, which can increase the collection of valuable ore particles. The froth thickener can also influence the overall convergence of the flotation gas bubbles and/or agglomerates of gas bubbles and ore particles in the froth layer. For example, if the flow of gas bubbles and/or agglomerates of gas bubbles and ore particles is directed toward the center of the flotation tank, a froth thickener can be used to increase the froth area around the perimeter of the tank and/or closer to any desired froth overflow edge. In addition, it is possible to reduce the exposed area of the froth in relation to the length of the lip, thereby improving the recovery efficiency in the froth flotation cell.
Флотационная камера может содержать нижнюю конструкцию, расположенную на дне флотационного резервуара и имеющую форму, которая позволяет частицам, взвешенным в пульпе, смешиваться в зоне смешивания, создаваемой потоком питания пульпы, подаваемой из выпускных сопел нагнетательных труб над нижней конструкцией, и осаждаться в зоне осаждения, окружающей нижнюю конструкцию.The flotation cell may include a bottom structure located at the bottom of the flotation tank and shaped to allow particles suspended in the slurry to mix in a mixing zone created by the slurry feed flow supplied from the outlet nozzles of the injection pipes above the bottom structure and settle in the settling zone, surrounding the lower structure.
Путем размещения нижней конструкции на дне флотационного резервуара, так что она проходит во флотационном резервуаре вверх, можно получить лучшее распределение мелких и/или маленьких частиц, взвешенных в пульпе. В центре флотационного резервуара частицы не могут опускаться и оседать, так как поток пульпы, поступающей из нагнетательных труб, может достигать приподнятой центральной части флотационного резервуара, что обеспечивает хорошее перемешивание в этой части. Частицы, которые, возможно, уже отделились от пузырьков флотационного газа и начали опускаться, могут быть снова захвачены пузырьками из-за условий турбулентности в зоне смешивания. С другой стороны, дно флотационного резервуара ближе к периметру резервуара имеет зону достаточной глубины, которая позволяет не плавучим, наиболее вероятно бесполезным частицам, оседать и опускаться для эффективного удаления из флотационного резервуара. На эту зону осаждения не влияет поток пульпы, поступающий из нагнетательных труб. Кроме того, такая относительно спокойная зона может препятствовать образованию короткого замыкания потоков пульпы внутри флотационного резервуара, где один и тот же материал пульпы продолжает рециркулировать внутри резервуара, не будучи должным образом отделенным или осажденным. Вышеупомянутые признаки могут способствовать увеличению извлечения мелких частиц.By placing the lower structure at the bottom of the flotation tank so that it extends upwards in the flotation tank, a better distribution of the fines and/or small particles suspended in the slurry can be obtained. In the center of the flotation tank, particles cannot sink and settle because the flow of slurry coming from the injection pipes can reach the raised center part of the flotation tank, which ensures good mixing in this part. Particles that may have already separated from the flotation gas bubbles and started to sink may be re-entrained in the bubbles due to the turbulence conditions in the mixing zone. On the other hand, the bottom of the flotation tank closer to the perimeter of the tank has a zone of sufficient depth that allows non-buoyant, most likely useless particles to settle and sink for efficient removal from the flotation tank. This settling zone is not affected by the slurry flow from the injection pipes. In addition, such a relatively quiet zone can prevent short circuiting of pulp flows within the flotation tank where the same pulp material continues to recirculate within the tank without being properly separated or settled. The above features may contribute to an increase in the recovery of fine particles.
Путем выполнения конструкции дна определенного размера, особенно в отношении зоны смешивания, зона смешивания и зона осаждения могут быть выполнены такими, чтобы иметь требуемые характеристики (размер, глубину, турбулентность, время пребывания частиц в зоне смешивания, скорость осаждения и вероятность появления бесполезной фракции в зоне осаждения и т.д.). В обычной флотационной камере большая часть этой площади (без какого-либо механического перемешивания на дне флотационного резервуара) будет подвергнута запесочиванию, поскольку перемешивание происходит незначительно или совсем отсутствует. Если зона заполнена твердым веществом, то существует риск того, что это твердое вещество осядет и одновременно заблокирует выпускное отверстие для хвостов и/или выпускное отверстие для рециркулята, расположенное в зоне осаждения.By designing the bottom of a certain size, especially in relation to the mixing zone, the mixing zone and the settling zone can be made to have the desired characteristics (size, depth, turbulence, residence time of particles in the mixing zone, settling rate and the likelihood of a useless fraction in the zone). precipitation, etc.). In a conventional flotation cell, most of this area (without any mechanical agitation at the bottom of the flotation tank) will be sanded because there is little or no agitation. If the zone is filled with solids, there is a risk that this solid will settle and at the same time block the tailings outlet and/or the recycle outlet located in the settling zone.
Под нагнетательной трубой подразумевается сдвоенное устройство с высоким усилием сдвига, в котором флотационный газ вводится в питание пульпы, создавая, тем самым, более мелкие пузырьки флотационного газа, которые могут улавливать также более мелкие частицы уже во время образования пузырьков в нагнетательной трубе. В частности, нагнетательная труба во флотационной камере, выполненной в соответствии с изобретением, работает под давлением, и никакого вакуума не требуется.By injection tube is meant a dual high shear device in which flotation gas is introduced into the pulp feed, thereby creating smaller flotation gas bubbles which can also trap finer particles already at the time of bubble formation in the injection tube. In particular, the injection tube in the flotation cell according to the invention is pressurized and no vacuum is required.
Под верхним продуктом в настоящем документе подразумевается та часть пульпы, которая собирается в переливной желоб флотационной камеры и, таким образом, покидает флотационную камеру.Under the top product in this document is meant that part of the pulp, which is collected in the overflow trough of the flotation cell and, thus, leaves the flotation cell.
- 7 040070- 7 040070
Верхний продукт может содержать пену, пену и пульпу или, в некоторых случаях, только или по большей части пульпу. В некоторых вариантах выполнения верхний продукт может представлять собой используемый поток, содержащий частицы ценного материала, собранные из пульпы. В других вариантах выполнения верхний продукт может представлять собой поток отходов. Это тот случай, когда флотационное устройство, установка и/или способ используются с обратной флотацией.The top product may contain foam, foam and pulp or, in some cases, all or most of the pulp. In some embodiments, the top product may be a use stream containing particles of valuable material collected from the slurry. In other embodiments, the top product may be a waste stream. This is the case when the flotation apparatus, plant and/or process is used with reverse flotation.
Под нижним продуктом в настоящем документе подразумевается фракция или часть пульпы, которая не всплывает на поверхность пульпы в процессе флотации. В некоторых вариантах выполнения нижний продукт может представлять собой поток отходов, выходящий из флотационной камеры через выпускное отверстие, которое обычно расположено в нижней части флотационной камеры. В конце концов, нижний продукт из последней флотационной камеры линии флотации или флотационного устройства может покидать все устройство в виде потока хвостов или окончательных отходов флотационной установки. В некоторых вариантах выполнения нижний продукт может быть используемым потоком, содержащим ценные минеральные частицы. Это тот случай, когда флотационная камера или линия флотации используются в обратной флотации.Under the bottom product in this document refers to the fraction or part of the pulp, which does not float to the surface of the pulp during flotation. In some embodiments, the underflow may be a waste stream exiting the flotation cell through an outlet, which is typically located at the bottom of the flotation cell. Eventually, the bottom product from the last flotation cell of a flotation line or flotation device may leave the entire device as a tailings stream or flotation plant final waste. In some embodiments, the underflow may be a use stream containing valuable mineral particles. This is the case when a flotation cell or flotation line is used in reverse flotation.
Под обратной флотацией в настоящем документе подразумевается процесс обратной флотации, обычно используемый для извлечения железа. В этом случае процесс флотации направлен на сбор незначимой части потока пульпы в верхний продукт. Верхний продукт в процессе обратной флотации для железа обычно содержит силикаты, тогда как ценные железосодержащие минеральные частицы собираются в нижнем продукте. Обратную флотацию также можно использовать для промышленных минералов, то есть геологических минералов, добываемых из-за их коммерческой ценности и не являющихся топливом, и источников металлов, таких как бентонит, кремнезем, гипс и тальк.Reverse flotation is used herein to refer to the reverse flotation process commonly used to recover iron. In this case, the flotation process is aimed at collecting an insignificant part of the pulp flow into the overhead product. The overhead in a reverse flotation process for iron typically contains silicates, while the valuable iron-bearing mineral particles are collected in the underflow. Reverse flotation can also be used for industrial minerals, i.e. geological minerals mined for their commercial value and not being a fuel, and metal sources such as bentonite, silica, gypsum and talc.
Под направлением вниз по потоку в настоящем документе подразумевается направление, совпадающее с потоком пульпы (прямой поток, обозначенный на чертежах стрелками), а под направлением вверх по потоку в настоящем документе подразумевается направление, противоположное потоку пульпы или направленное против него.By downstream direction in this document is meant the direction coinciding with the flow of the pulp (forward flow, indicated by arrows in the drawings), and by the direction upstream in this document is meant the direction opposite to or against the flow of the pulp.
Под концентратом в настоящем документе подразумевается плавающая часть или фракция пульпы частиц руды, содержащей ценный минерал. При обычной флотации концентрат представляет собой часть пульпы, которая всплывает в слой пены и, таким образом, собирается в желобах в виде верхнего продукта. Первый концентрат может содержать частицы руды, содержащие один ценный минерал, тогда как второй концентрат может содержать частицы руды, содержащие другой ценный минерал. В качестве альтернативы, отличительные определения первый и второй могут относиться к двум концентратам частиц руды, содержащим один и тот же ценный минерал, но два четко различающихся распределения частиц по размеру.Concentrate in this document refers to the floating part or fraction of the pulp of ore particles containing a valuable mineral. In conventional flotation, the concentrate is the portion of the slurry that floats into the froth bed and is thus collected in the troughs as overhead. The first concentrate may contain ore particles containing one valuable mineral, while the second concentrate may contain ore particles containing another valuable mineral. Alternatively, the distinguishing terms first and second may refer to two ore particle concentrates containing the same valuable mineral, but two distinctly different particle size distributions.
Под грубой флотацией, узлом грубой флотации линии флотации, стадией грубой флотации и/или камерами грубой флотации в настоящем документе понимается стадия флотации, которая производит предварительный концентрат. Цель состоит в том, чтобы удалить максимальное количество ценного минерала с максимально возможным размером частиц. Основной целью стадии грубой флотации является извлечение как можно большего количества ценных минералов с меньшим акцентом на качество получаемого концентрата.By rougher, rougher unit of the flotation line, rougher stage and/or rougher cells, in this document is meant the flotation stage which produces the pre-concentrate. The goal is to remove the maximum amount of valuable mineral with the largest possible particle size. The main goal of the coarse flotation stage is to recover as many valuable minerals as possible with less emphasis on the quality of the resulting concentrate.
Предварительный концентрат обычно подвергают последующим стадиям перечистной флотации в линии перечистной грубой флотации с целью очистки от нежелательных минералов, которые также попадают в пену, в процессе, известном как перечистка. Продукт перечистки известен как перечистной концентрат или конечный концентрат. Перед процессом перечистки можно осуществить стадию доизмельчения.The pre-concentrate is usually subjected to subsequent cleaning steps in a coarse cleaning line to remove unwanted minerals that also end up in the froth, in a process known as cleaning. The refining product is known as refining concentrate or final concentrate. Before the cleaning process, a regrinding step can be carried out.
За грубой флотацией часто следует контрольная флотация, которую используют для грубых хвостов. Под контрольной флотацией, частью контрольной флотации линии флотации, стадией контрольной флотации и/или камерой контрольной флотации понимается стадия флотации, цель которой состоит в извлечении любого ценного минерального материала, который не был извлечен на начальной стадии грубой флотации. Это может быть достигнуто путем изменения условий флотации, чтобы сделать их более строгими, чем при первоначальной грубой обработке, или, в некоторых вариантах выполнения изобретения, введением микропузырьков в пульпу. Концентрат из камеры или стадии контрольной флотации может быть возвращен в грубое питание для повторной флотации или направлен на стадию доизмельчения, а затем в линию контрольной перечистной флотации.Coarse flotation is often followed by a control flotation, which is used for coarse tailings. By control flotation, part of the control flotation of a flotation line, a control flotation stage and/or a control flotation cell is meant a flotation stage, the purpose of which is to recover any valuable mineral material that was not recovered in the initial rougher flotation stage. This can be achieved by changing the flotation conditions to be more stringent than the original rough treatment, or, in some embodiments of the invention, by introducing microbubbles into the slurry. The concentrate from the cell or control flotation stage can be returned to the rough feed for reflotation or sent to the regrinding stage and then to the control cleaner line.
Под перечистной флотацией, линией грубой/контрольной перечистной флотации, стадией перечистной/очистной флотации и/или перечистной камерой понимается стадия флотации, в которой цель перечистки заключается в получении максимально возможной сортности концентрата.A cleaner flotation, a coarse/control cleaner flotation line, a cleaner/cleaner flotation stage and/or a cleaning chamber is understood to mean a flotation stage in which the purpose of the cleaning is to obtain the highest possible concentrate grade.
Под предварительной обработкой и/или дополнительной обработкой и/или последующей обработкой подразумевается, например, измельчение, истирание, разделение, просеивание, классификация, разделение на фракции, зачистка или очистка, которые все являются обычными процессами, известными специалисту в данной области техники. Последующая обработка может также включать по меньшей мере одно из следующего: дополнительную флотационную камеру, которая может представлять собой традиционную перечистную флотационную камеру, камеру полного извлечения, камеру грубой флотацииBy pre-treatment and/or post-treatment and/or post-treatment is meant, for example, grinding, grinding, separating, screening, classifying, fractionating, stripping or cleaning, all of which are common processes known to the person skilled in the art. Post-treatment may also include at least one of the following: an additional flotation cell, which may be a conventional cleaner flotation cell, a complete recovery cell, a coarse flotation cell
- 8 040070 или камеру контрольной флотации.- 8 040070 or control flotation cell.
Под уровнем поверхности пульпы в настоящем документе подразумевается высота поверхности пульпы внутри флотационной камеры, измеренная от дна флотационной камеры до переливной кромки флотационной камеры. Фактически высота пульпы равна высоте переливной кромки флотационной камеры, измеренной от дна флотационной камеры до переливной кромки флотационной камеры. Например, любые две последовательные флотационные камеры могут быть расположены в линии флотации ступенчатым образом, так что уровень поверхности пульпы таких флотационных камер отличается (т.е. уровень поверхности пульпы первой из таких флотационных камер выше, чем уровень поверхности пульпы второй из таких флотационных камер). Это различие в уровнях поверхности пульпы определяется в настоящем документе как ступень между любыми двумя последовательными флотационными камерами. Ступень или разность уровней поверхности пульпы - это разница в высоте, позволяющая потоку пульпы перемещаться под действием силы тяжести или силы гравитации, создавая гидростатический напор между указанными двумя последовательными флотационными камерами.Pulp surface level in this document means the height of the pulp surface inside the flotation cell, measured from the bottom of the flotation cell to the overflow edge of the flotation cell. In fact, the height of the pulp is equal to the height of the overflow edge of the flotation cell, measured from the bottom of the flotation cell to the overflow edge of the flotation cell. For example, any two successive flotation cells may be staggered in the flotation line so that the pulp surface level of such flotation cells is different (i.e. the pulp surface level of the first of such flotation cells is higher than the pulp surface level of the second of such flotation cells) . This difference in pulp surface levels is defined herein as the step between any two successive flotation cells. The slurry surface step or difference is the height difference that allows the slurry flow to move under the influence of gravity or gravity, creating a hydrostatic head between said two successive flotation cells.
Под линией флотации в настоящем документе подразумевается узел или устройство, содержащее ряд флотационных установок или флотационных камер, в которых выполняется стадия флотации и которые расположены в проточном соединении друг с другом для обеспечения возможности протекания пульпы между флотационными камерами либо под действием силы тяжести, либо перекачкой, чтобы сформировать линию флотации. В линии флотации несколько флотационных камер проточно соединены друг с другом так, что нижний продукт каждой предыдущей флотационной камеры направляется в следующую или последующую флотационную камеру в качестве питания, вплоть до последней флотационной камеры линии флотации, из которой нижний продукт направляются за пределы линии в виде потоков хвостов или отходов. Также возможно, что линия флотации может содержать только одну стадию флотации, выполняемую либо в одной флотационной камере, либо, например, в двух или большем количестве параллельных флотационных камер.By flotation line in this document is meant an assembly or device containing a number of flotation units or flotation cells in which the flotation step is performed and which are located in fluid connection with each other to allow the slurry to flow between the flotation cells, either by gravity or by pumping, to form a flotation line. In a flotation line, several flotation cells are flow-through connected to each other so that the bottoms product of each previous flotation cell is sent to the next or subsequent flotation cell as feed, up to the last flotation cell of the flotation line, from which the bottoms product is sent outside the line in the form of streams. tailings or waste. It is also possible that the flotation line may comprise only one flotation stage carried out either in one flotation cell or, for example, in two or more parallel flotation cells.
Пульпу подают через впускное отверстие для питания в первую флотационную камеру линии флотации для запуска процесса флотации. Линия флотации может представлять собой часть более крупной флотационной установки, содержащей одну или несколько линий флотации, и ряд других стадий процесса для высвобождения, очистки и другой обработки требуемого материала. Следовательно, ряд различных устройств предварительной обработки и последующей обработки может быть связан с компонентами линии флотации, как известно специалисту в данной области техники.The slurry is fed through the feed inlet to the first flotation cell of the flotation line to start the flotation process. The flotation line may be part of a larger flotation plant containing one or more flotation lines and a number of other process steps to release, purify and otherwise process the desired material. Therefore, a number of different pre-treatment and post-treatment devices may be associated with the flotation line components, as will be known to those skilled in the art.
Под сверхмелкими пузырьками в настоящем документе понимаются пузырьки флотационного газа, попадающие в диапазон размеров от 0,05 до 0,7 мм, вводимые в пульпу в нагнетательной трубе. Напротив, нормальные пузырьки флотационного газа, используемые при пенной флотации, имеют размер в диапазоне приблизительно от 0,8 до 2 мм. Более крупные пузырьки флотационного газа могут иметь тенденцию сливаться в еще более крупные пузырьки во время их пребывания в зоне смешивания, где происходят столкновения между частицами и пузырьками флотационного газа, а также только между пузырьками флотационного газа. Поскольку сверхмелкие пузырьки вводятся в питание пульпы перед подачей во флотационный резервуар, такое слияние маловероятно со сверхмелкими пузырьками, при этом их размер может оставаться меньше на протяжении всего времени их пребывания во флотационной камере, влияя, тем самым, на способность сверхмелких пузырьков улавливать мелкие частицы.By ultrafine bubbles in this document refers to bubbles of flotation gas, falling in the size range from 0.05 to 0.7 mm, introduced into the slurry in the injection pipe. In contrast, normal flotation gas bubbles used in froth flotation have a size in the range of approximately 0.8 to 2 mm. Larger flotation gas bubbles may tend to coalesce into even larger bubbles during their stay in the mixing zone where collisions occur between particles and flotation gas bubbles, and also between flotation gas bubbles alone. Because ultrafine bubbles are introduced into the pulp feed prior to entering the flotation tank, such coalescence is unlikely with ultrafine bubbles, and their size may remain smaller throughout their residence in the flotation cell, thereby affecting the ability of ultrafine bubbles to trap fine particles.
Импинджер отклоняет поступающее питание пульпы в радиальном направлении наружу к боковой стенке флотационного резервуара и вверх по направлению к верхней поверхности флотационного резервуара (то есть к слою пены), так что агломераты мелких пузырьков флотационного газа и частиц руды не замыкаются в хвостах. Все питание пульпы, поступающее из нагнетательных труб, принудительно поднимается к слою пены в верхней части флотационного резервуара до того, как сила тяжести сможет повлиять на частицы, не приставшие к пузырькам флотационного газа, заставляя их опускаться и, в конечном итоге, добавляться в поток хвостов или в нижний продукт. Таким образом, вероятность короткого замыкания ценного материала, содержащего частицы, может быть уменьшена. Пульпа сильно перемешивается за счет энергии отклоненного потока и образует перемешивающие вихри, в которых размер пузырьков может быть дополнительно уменьшен действующими на них поперечными силами. Условия большого сдвигового усилия также благоприятно способствуют большому количеству контактов между пузырьками флотационного газа и частицами в пульпе внутри флотационного резервуара. По мере того как поток пульпы принудительно направляется вверх к слою пены, турбулентность уменьшается и поток становится относительно однородным, что может способствовать стабильности уже сформированных пузырьков и агломератов пузырьков флотационного газа и частиц, особенно тех, которые содержат более крупные частицы.The impinger deflects the incoming slurry feed radially outward towards the side wall of the flotation tank and upward towards the top surface of the flotation tank (i.e. the froth bed) so that agglomerates of small bubbles of flotation gas and ore particles are not trapped in the tailings. All slurry feed from the injection tubes is forced up to the froth layer at the top of the flotation tank before gravity can affect particles not adhering to the flotation gas bubbles, causing them to sink and eventually be added to the tailings stream or into the bottom product. Thus, the possibility of a short circuit of the valuable material containing the particles can be reduced. The pulp is strongly mixed due to the energy of the deflected flow and forms mixing vortices, in which the size of the bubbles can be further reduced by the transverse forces acting on them. High shear conditions also favorably promote high contact between flotation gas bubbles and particles in the slurry within the flotation tank. As the slurry flow is forced upward towards the froth bed, turbulence is reduced and the flow becomes relatively uniform, which can contribute to the stability of already formed bubbles and agglomerates of flotation gas bubbles and particles, especially those containing larger particles.
В одном варианте выполнения флотационной камеры, выполненной в соответствии с изобретением, выпускное сопло выполнено с возможностью создания сверхзвуковой ударной волны в подаваемом питании пульпы, когда оно выходит из нагнетательной трубы, причем сверхзвуковая ударная волна вызывает образование агломератов пузырьков флотационного газа и частиц.In one embodiment of a flotation cell according to the invention, the outlet nozzle is configured to create a supersonic shock wave in the slurry feed as it exits the injection tube, the supersonic shock wave causing agglomerates of flotation gas bubbles and particles to form.
Сверхзвуковая ударная волна создается, когда скорость поступающего питания пульпы, проходящего через выпускное сопло, превышает скорость звука, то есть поток питания пульпы оказывается заA supersonic shock wave is created when the velocity of the incoming pulp feed through the outlet nozzle exceeds the speed of sound, i.e. the pulp feed flow is beyond
- 9 040070 пертым, когда соотношение абсолютного давления выше по потку от выпускного сопла и абсолютного давления ниже по потоку от дросселя выпускного сопла превышает критическое значение. Когда указанное соотношение давлений превышает критическое значение, поток питания пульпы ниже по потоку от дросселя выпускного сопла становится сверхзвуковым, и образуется ударная волна. Небольшие пузырьки флотационного газа в подаваемой смеси питания пульпы разделяются на еще более мелкие пузырьки из-за того, что они пропускаются через ударную волну и принудительно вступают в контакт с гидрофобными частицами руды в подаваемом питании пульпы, создавая, тем самым, агломераты пузырьков флотационного газа и частиц руды. Сверхзвуковая ударная волна, создаваемая в питании пульпы на выходе из выпускного сопла, переносится в пульпу внутри флотационного резервуара, непосредственно примыкающего к выпускному соплу, способствуя, тем самым, образованию пузырьков флотационного газа также в пульпе за пределами выпускных сопел. После выхода из выпускного сопла мелкие частицы руды могут контактировать с небольшими пузырьками флотационного газа во второй раз, поскольку имеется несколько таких нагнетательных труб/выпускных сопел, выходящих в общую зону смешивания, где вероятность вторичных контактов между пузырьками и частицами увеличивается благодаря смешивающимся потокам пульпы, выходящим из нагнетательных труб.- 9 040070 first, when the ratio of the absolute pressure upstream of the outlet nozzle and the absolute pressure downstream of the outlet nozzle throttle exceeds a critical value. When said pressure ratio exceeds a critical value, the slurry feed flow downstream of the outlet nozzle throttle becomes supersonic and a shock wave is generated. The small flotation gas bubbles in the slurry feed mixture are broken up into even smaller bubbles due to being forced through the shock wave and forced into contact with the hydrophobic ore particles in the slurry feed, thereby creating agglomerates of flotation gas bubbles and ore particles. The supersonic shock wave generated in the pulp feed at the outlet of the outlet nozzle is transferred to the pulp inside the flotation tank immediately adjacent to the outlet nozzle, thereby promoting the formation of flotation gas bubbles also in the pulp outside the outlet nozzles. After exiting the outlet nozzle, the fine ore particles can contact the small flotation gas bubbles a second time as there are several such injection tubes/outlet nozzles exiting into a common mixing zone where the possibility of secondary contact between bubbles and particles is increased due to the mixing slurry flows exiting from injection pipes.
В одном варианте выполнения флотационная камера содержит от 2 до 40 нагнетательных труб, предпочтительно от 4 до 24 нагнетательных труб.In one embodiment, the flotation cell contains 2 to 40 injection tubes, preferably 4 to 24 injection tubes.
Количество нагнетательных труб напрямую влияет на количество флотационного газа, который может быть диспергирован в пульпе. В традиционной пенной флотации диспергирование увеличивающегося количества флотационного газа привело бы к увеличению размера пузырьков флотационного газа. Например, в камере Джеймсона используемое соотношение воздуха и пузырьков составляет от 0,50 до 0,60. Увеличение среднего размера пузырьков пагубно влияет на изменение (Sb) площади поверхности пузырьков, что означает, что извлечение может быть снижено. Во флотационной камере, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, в котором нагнетательные трубы находятся под давлением, в процесс может быть введено значительно большее количество флотационного газа без увеличения размера пузырьков или уменьшения Sb, поскольку пузырьки флотационного газа, образующиеся в питании пульпы, остаются относительно небольшими по сравнению с традиционными процессами. С другой стороны, поддерживая количество нагнетательных труб как можно меньшим, затраты на переоборудование существующих флотационных камер или капитальные затраты на установку таких флотационных камер может находиться под контролем, не приводя к потере производительности флотационных камер.The number of injection pipes directly affects the amount of flotation gas that can be dispersed in the slurry. In conventional froth flotation, dispersing an increasing amount of flotation gas would increase the size of the flotation gas bubbles. For example, in the Jameson chamber, the ratio of air to bubbles used is between 0.50 and 0.60. Increasing the average bubble size is detrimental to the change (S b ) of the bubble surface area, which means that recovery can be reduced. In the flotation cell of the present invention, in which the injection tubes are pressurized, significantly more flotation gas can be introduced into the process without an increase in bubble size or a decrease in S b , since the flotation gas bubbles formed in the pulp feed remain relatively small compared to traditional processes. On the other hand, by keeping the number of plenum tubes as low as possible, the cost of retrofitting existing flotation cells or the capital cost of installing such flotation cells can be controlled without resulting in loss of flotation cell performance.
В одном варианте выполнения флотационной камеры нагнетательные трубы расположены концентрично относительно периметра флотационной резервуара на расстоянии от центра флотационного резервуара.In one embodiment of the flotation cell, the injection tubes are arranged concentrically with respect to the perimeter of the flotation tank at a distance from the center of the flotation tank.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры расстояние выпускного сопла нагнетательной трубы от центра флотационного резервуара составляет от 10 до 40% диаметра флотационного резервуара, измеренного на расстоянии от выпускного сопла до дна флотационного резервуара, предпочтительно 25% диаметра флотационного резервуара.In yet another embodiment of the flotation cell, the distance of the outlet nozzle of the injection tube from the center of the flotation tank is from 10 to 40% of the diameter of the flotation tank, measured from the distance from the outlet nozzle to the bottom of the flotation tank, preferably 25% of the diameter of the flotation tank.
В одном варианте выполнения флотационной камеры нагнетательные трубы расположены параллельно боковой стенке флотационной камеры на расстоянии от нее.In one embodiment of the flotation cell, the injection pipes are located parallel to the side wall of the flotation cell at a distance from it.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры расстояние от выпускного сопла нагнетательной трубы до боковой стенки флотационного резервуара составляет от 10 до 40% диаметра флотационного резервуара, измеренного на расстоянии от выпускного сопла до дна флотационного резервуара, предпочтительно 25% диаметра флотационного резервуара.In another embodiment of the flotation cell, the distance from the outlet nozzle of the injection tube to the side wall of the flotation tank is from 10 to 40% of the diameter of the flotation tank, measured at the distance from the outlet nozzle to the bottom of the flotation tank, preferably 25% of the diameter of the flotation tank.
В одном варианте выполнения флотационной камеры нагнетательные трубы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, так что расстояние между любыми двумя соседними выпускными соплами одинаково.In one embodiment of the flotation cell, the discharge tubes are equally spaced so that the distance between any two adjacent outlet nozzles is the same.
Точное количество нагнетательных труб во флотационной камере может зависеть от размера или объема флотационного резервуара, типа собираемого материала и других параметров процесса. Путем размещения достаточного количества нагнетательных труб во флотационной камере и путем их размещения определенным образом по отношению к центру и периметру и/или боковой стенке флотационного резервуара, можно обеспечить равномерное распределение мелких пузырьков и одновременно гарантировать высокую вероятность столкновения между пузырьками и пузырьков с частицами руды. Может быть обеспечен эффект равномерного перемешивания, вызванный сдвиговыми усилиями внутри флотационного резервуара.The exact number of injection tubes in a flotation cell may depend on the size or volume of the flotation tank, the type of material being collected, and other process parameters. By placing a sufficient number of injection pipes in the flotation cell and by positioning them in a certain way with respect to the center and perimeter and/or side wall of the flotation tank, it is possible to ensure a uniform distribution of small bubbles and at the same time ensure a high probability of collision between bubbles and bubbles with ore particles. A uniform mixing effect caused by shear forces within the flotation tank can be provided.
В одном варианте выполнения флотационной камеры соотношение высоты флотационного резервуара, измеренное как расстояние от дна до кромки желоба, и диаметра флотационного резервуара составляет от 0,5 до 1,5, то есть соотношение высоты резервуара и диаметра резервуара составляет от 0,5 до 1,5.In one embodiment of the flotation cell, the ratio of the height of the flotation tank, measured as the distance from the bottom to the edge of the trough, and the diameter of the flotation tank is from 0.5 to 1.5, that is, the ratio of the height of the tank to the diameter of the tank is from 0.5 to 1, 5.
В одном варианте выполнения флотационной камеры объем флотационного резервуара составляет по меньшей мере 20 м3, предпочтительно от 20 до 1000 м3.In one embodiment of the flotation cell, the volume of the flotation tank is at least 20 m 3 , preferably between 20 and 1000 m 3 .
Путем выполнения флотационного резервуара с достаточным объемом можно лучше контролировать процесс флотации. Расстояние подъема до слоя пены в верхней части флотационного резервуара неBy providing the flotation tank with sufficient volume, the flotation process can be better controlled. The lifting distance to the foam layer at the top of the flotation tank is not
- 10 040070 становится слишком большим, что может помочь гарантировать, что агломераты пузырьков флотационного газа и частиц руды остаются вместе, пока они не достигнут слоя пены, и обратное падение частиц может быть уменьшено. Кроме того, может быть достигнута подходящая скорость подъема пузырьков для поддержания хорошего качества концентрата. Использование флотационных камер с достаточным объемным размером увеличивает вероятность столкновений между пузырьками газа, создаваемыми во флотационных камерах, например, с помощью ротора, и частицами, содержащими ценный минерал, тем самым улучшая скорость извлечения ценного минерала, а также общую эффективность флотационного устройства. Флотационные камеры большего размера имеют более высокую селективность, поскольку между пузырьками газа и частицами руды может происходить большее количество столкновений из-за более длительного времени пребывания пульпы во флотационной камере. Следовательно, большая часть частиц руды, содержащих ценный минерал, может всплывать. Кроме того, обратное падение всплывающих частиц руды может быть выше, а это означает, что частицы руды, содержащие очень небольшое количество ценного минерала, падают обратно на дно флотационной камеры. Таким образом, сортность верхнего продукта и/или концентрата, получаемого из флотационных камер большего размера, может быть выше. Флотационные камеры такого типа могут обеспечивать высокую сортность вместе с высоким извлечением. Кроме того, можно повысить общую эффективность флотационной камеры и/или всей линии флотации. Кроме того, в случае, когда первые флотационные камеры в линии флотации имеют относительно большой объем, может и не быть необходимости в последующих флотационных камерах большого размера, скорее, флотационные камеры ниже по потоку от первой флотационной камеры или камер могут иметь меньший размер и, следовательно, будут более эффективными. В процессах флотации некоторых минералов можно легко достичь всплывания значительной части частиц руды, содержащих ценный минерал с высокой сортностью. В этом случае можно иметь флотационные камеры меньшего объема ниже по потоку в линии флотации и при этом обеспечивать высокую степень извлечения.- 10 040070 becomes too large, which can help ensure that the agglomerates of flotation gas bubbles and ore particles stay together until they reach the froth layer and particle backfall can be reduced. In addition, a suitable bubble rise rate can be achieved to maintain good concentrate quality. The use of flotation cells with a sufficient volumetric size increases the likelihood of collisions between gas bubbles generated in the flotation cells, for example by means of a rotor, and particles containing the valuable mineral, thereby improving the recovery rate of the valuable mineral as well as the overall efficiency of the flotation device. Larger flotation cells have higher selectivity because more collisions can occur between gas bubbles and ore particles due to the longer residence time of the slurry in the flotation cell. Consequently, most of the ore particles containing the valuable mineral can float. In addition, the backfall of floating ore particles may be higher, meaning that ore particles containing very little valuable mineral fall back to the bottom of the flotation cell. Thus, the grade of overhead and/or concentrate produced from larger flotation cells can be higher. Flotation cells of this type can provide high grades along with high recovery. In addition, the overall efficiency of the flotation cell and/or the entire flotation line can be improved. Furthermore, in the case where the first flotation cells in the flotation line have a relatively large volume, there may not be a need for subsequent large flotation cells, rather, the flotation cells downstream of the first flotation cell or cells may be smaller and therefore , will be more efficient. In flotation processes for some minerals, a significant proportion of the ore particles containing a high grade valuable mineral can easily be achieved. In this case it is possible to have smaller volume flotation cells downstream of the flotation line and still achieve a high recovery.
В одном варианте выполнения флотационной камеры диаметр выпускного сопла составляет от 10 до 30% диаметра удлиненной камеры нагнетательной трубы.In one embodiment of the flotation cell, the diameter of the outlet nozzle is 10 to 30% of the diameter of the elongated chamber of the injection tube.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры диаметр выпускного сопла (43) составляет от 40 до 100 мм.In yet another embodiment of the flotation chamber, the outlet nozzle (43) has a diameter of 40 to 100 mm.
Путем выполнения выпускного сопла с определенным диаметром скорость питания пульпы может поддерживаться на уровне, благоприятном для создания пузырьков флотационного газа небольшого размера и для вероятности контакта этих пузырьков с частицами руды в пульпе. В особенности, для поддержания ударной волны за выпускным соплом необходимо поддерживать скорость пульпы, равной 10 м/с или выше. Путем выполнения выпускного сопла в зависимости от размера нагнетательной трубы можно учесть влияние скорости потока питания пульпы во флотационных камерах различных типов.By providing the outlet nozzle with a certain diameter, the pulp feed rate can be maintained at a level favorable for creating small flotation gas bubbles and for the likelihood of these bubbles coming into contact with ore particles in the pulp. In particular, in order to maintain the shock wave behind the discharge nozzle, it is necessary to maintain a pulp velocity of 10 m/s or higher. By designing the outlet nozzle, depending on the size of the injection pipe, it is possible to take into account the influence of the pulp feed flow rate in various types of flotation cells.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры расстояние от дна импинджера до выпускного сопла в 2-20 раз превышает диаметр выпускного сопла.In another embodiment of the flotation cell, the distance from the bottom of the impinger to the outlet nozzle is 2-20 times the diameter of the outlet nozzle.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры соотношение расстояния от дна импинджера до выпускного сопла и расстояния от выпускного сопла до дна флотационного резервуара меньше 1,0.In yet another embodiment of the flotation cell, the ratio of the distance from the bottom of the impinger to the outlet nozzle and the distance from the outlet nozzle to the bottom of the flotation tank is less than 1.0.
Путем расположения выпускного сопла и импинджера на оптимальном расстоянии друг от друга импинджер может быть выполнен с обеспечением отклонения и направления потока питания пульпы радиально наружу и вверх от импинджера для создания ранее упомянутых зон смешивания внутри флотационного резервуара и для содействия подъему частиц к слою пены. Одновременно может возникнуть необходимость минимизировать износ импинджера, вызываемый высокоскоростными потоками пульпы. Путем расположения выпускного сопла и импинджера относительно друг друга определенным образом, можно оптимизировать процесс флотации во флотационной камере, оснащенной нагнетательными трубами, а также минимизировать износ частей импинджера.By positioning the outlet nozzle and the impinger at an optimal distance from each other, the impinger can be configured to deflect and direct the slurry feed flow radially outward and upward from the impinger to create the previously mentioned mixing zones within the flotation tank and to assist particles to rise to the froth bed. At the same time, there may be a need to minimize impinger wear caused by high velocity slurry flows. By arranging the outlet nozzle and the impinger in a certain way, it is possible to optimize the flotation process in the flotation cell equipped with pressure tubes, as well as to minimize the wear of the impinger parts.
В одном варианте выполнения флотационной камеры фракция пульпы, отобранная из флотационного резервуара через выпускное отверстие, расположенное на боковой стенке флотационного резервуара, повторно направляется в нагнетательные трубы в качестве питания пульпы.In one embodiment of the flotation cell, the pulp fraction taken from the flotation tank through an outlet located on the side wall of the flotation tank is redirected to the injection pipes as pulp feed.
Аналогично выпускному отверстию для хвостов, путем рециркуляции фракции пульпы в нагнетательные трубы из нижней части флотационного резервуара через выпускное отверстие, расположенное на боковой стенке флотационного резервуара, рециркулируемая фракция, таким образом, оказывается в зоне, где пульпа по большей части содержит частицы, опускающиеся на дно резервуара или оседающие на нем. Однако из-за вероятностного характера процесса флотации частицы могут по-прежнему содержать ценный материал. В частности, в зоне осаждения, ближайшей к боковой стенке флотационного резервуара, пульпа может содержать такой ценный материал, содержащий частицы, которые не были захвачены пузырьками флотационного газа и/или направленным вверх потоком пульпы вблизи импинджеров в зоне смешивания. В этом месте на пульпу также влияет поток питания пульпы из одной нагнетательной трубы, создающий турбулентность. Таким образом, существует более высокая вероятность того, что частицы, содержащие ценный материал, не будут захвачены пузырьками флотационного газа и/или направленным вверх потоком пульпы. Чтобы извлечь ценный материал также и из этих частиц, может быть целесообразным снова обработать эту фракцию пульпы в той же самой флотационной камере, например в качестве питания пульпы. Следовательно, общее извлечение может быть дополнительно улучSimilar to the tailings outlet, by recirculating the slurry fraction to the injection pipes from the bottom of the flotation tank through the outlet located on the side wall of the flotation tank, the recycled fraction is thus placed in an area where the slurry mostly contains particles sinking to the bottom reservoir or settling on it. However, due to the probabilistic nature of the flotation process, the particles may still contain valuable material. In particular, in the settling zone closest to the sidewall of the flotation tank, the slurry may contain such valuable material containing particles that have not been entrained by the flotation gas bubbles and/or the upward slurry flow near the impingers in the mixing zone. The slurry is also affected by the slurry feed flow from one injection tube at this point, creating turbulence. Thus, there is a higher chance that particles containing valuable material will not be entrained by the flotation gas bubbles and/or the upward slurry flow. In order to recover valuable material also from these particles, it may be expedient to treat this pulp fraction again in the same flotation cell, for example as pulp feed. Therefore, the overall recovery can be further improved
- 11 040070 шено.- 11 040070 Chenot.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры питание пульпы содержит 40% или менее фракции пульпы.In yet another embodiment of the flotation cell, the pulp feed contains 40% or less of the pulp fraction.
В одном варианте выполнения флотационная камера дополнительно содержит контур кондиционирования.In one embodiment, the flotation cell further comprises a conditioning circuit.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры контур кондиционирования содержит насосный резервуар, проточно сообщающийся с флотационным резервуаром, причем в насосном резервуаре обеспечивается возможность объединения питания свежей пульпы и фракции пульпы, отобранной из флотационного резервуара через выпускное отверстие, в питание пульпы.In yet another embodiment of the flotation cell, the conditioning circuit comprises a pump tank in fluid communication with the flotation tank, wherein the pump tank is capable of combining the fresh pulp feed and the pulp fraction withdrawn from the flotation tank through the outlet into the pulp feed.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры выпускное отверстие расположено на боковой стенке флотационного резервуара на расстоянии от дна флотационного резервуара.In yet another embodiment of the flotation cell, the outlet is located on the side wall of the flotation tank at a distance from the bottom of the flotation tank.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры расстояние от выпускного отверстия до дна флотационного резервуара составляет от 0 до 50% высоты флотационного резервуара.In yet another embodiment of the flotation cell, the distance from the outlet to the bottom of the flotation tank is between 0 and 50% of the height of the flotation tank.
Процесс флотации можно сделать более эффективным, если только часть пульпы внутри флотационного резервуара направляется обратно в тот же самый флотационный резервуар через нагнетательные трубы в качестве питания пульпы. В особенности из-за того, что импинджеры, предназначенные для направления потока пульпы радиально наружу и вверх для создания турбулентных условий в зоне смешивания и дополнительных подзонах смешивания, как объяснялось ранее, очень эффективны в создании благоприятных условий для образования агломератов пузырьков флотационного газа и частиц и, таким образом, обеспечивают эффективное извлечение частиц, содержащих ценный материал, рециркуляции значительных количеств пульпы для повторной обработки в той же самой флотационной камере может и не потребоваться. Для обеспечения высокой степени извлечения может быть достаточно обработать хвосты одной флотационной камеры в другой флотационной камере. Поскольку существует вероятность того, что частицы, содержащие ценный материал, попадут в хвосты/отходы, может не потребоваться рециркуляции части пульпы из флотационного резервуара, или может потребоваться рециркуляция только небольшой части, чтобы улучшить извлечение таким образом.The flotation process can be made more efficient if only part of the pulp inside the flotation tank is sent back to the same flotation tank through the injection pipes as pulp feed. Particularly because impingers designed to direct the slurry flow radially outward and upward to create turbulent conditions in the mixing zone and additional mixing subzones, as explained earlier, are very effective in creating favorable conditions for the formation of agglomerates of flotation gas bubbles and particles and thus providing efficient recovery of particles containing valuable material, it may not be necessary to recirculate significant amounts of pulp for re-treatment in the same flotation cell. To achieve a high recovery, it may be sufficient to process the tailings of one flotation cell in another flotation cell. Since there is a possibility that particles containing valuable material will end up in the tailings/wastes, it may not be necessary to recycle a portion of the pulp from the flotation tank, or only a small portion may need to be recycled to improve recovery in this way.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры контур кондиционирования дополнительно содержит насос, предназначенный для всасывания фракции пульпы из флотационного резервуара и для транспортировки питания пульпы из насосного резервуара.In yet another embodiment of the flotation cell, the conditioning circuit further comprises a pump for sucking the pulp fraction from the flotation tank and for transporting pulp feed from the pump tank.
В еще одном варианте выполнения флотационной камеры контур кондиционирования дополнительно содержит распределительный узел, предназначенный для распределения питания пульпы по нагнетательным трубам.In yet another embodiment of the flotation chamber, the conditioning circuit further comprises a distribution unit for distributing pulp feed through the injection pipes.
Путем отбора пульпы со дна флотационной камеры можно гарантировать, что более мелкие частицы, осевшие на дно флотационной камеры, могут быть эффективно повторно введены в ту часть флотационного резервуара, где происходит активный процесс флотации, еще до того, как более мелкие частицы будут отправлены в хвосты. Таким образом, степень извлечения ценного материала может быть улучшена, поскольку частицы, содержащие даже минимальные количества ценного материала, могут быть собраны в концентрат.By taking slurry from the bottom of the flotation cell, it can be ensured that the finer particles settled on the bottom of the flotation cell can be effectively reintroduced into the part of the flotation tank where the active flotation process takes place, even before the finer particles are sent to the tailings. . In this way, the recovery of valuable material can be improved since particles containing even minimal amounts of valuable material can be collected into a concentrate.
В одном варианте выполнения флотационной камеры питание пульпы содержит 100% свежей пульпы.In one embodiment of the flotation cell, the pulp feed contains 100% fresh pulp.
Как упоминалось выше, нагнетательные трубы и особенно импинджеры могут создавать благоприятные условия для извлечения частиц, так что флотационная камера может быть выполнена с возможностью обработки только свежей пульпы, то есть питания пульпы из предшествующей флотационной камеры или предыдущей стадии процесса. Может не потребоваться рециркуляции пульпы из флотационного резервуара для повторной обработки в том же самом флотационном резервуаре, но любой ценный материал, содержащий частицы, оставшиеся в части пульпы, опускающейся на дно резервуара, может быть направлен на дальнейшую обработку к последующему флотационному резервуару, при этом извлечение ценного материала также улучшается с помощью изобретения.As mentioned above, injection tubes and especially impingers can create favorable conditions for the recovery of particles, so that the flotation cell can be configured to process only fresh pulp, i.e. feed pulp from a previous flotation cell or a previous stage of the process. It may not be necessary to recirculate the pulp from the flotation tank for re-treatment in the same flotation tank, but any valuable material containing particles remaining in the part of the pulp that sinks to the bottom of the tank can be sent for further processing to a subsequent flotation tank, while recovering valuable material is also improved by the invention.
В одном варианте выполнения линии флотации, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, перед флотационной камерой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, находится предшествующая флотационная камера. Указанная предшествующая флотационная камера может иметь любой подходящий тип.In one embodiment of a flotation line made in accordance with the present invention, a flotation cell made in accordance with the present invention is preceded by a previous flotation cell. Said prior flotation cell may be of any suitable type.
В одном варианте выполнения линии флотации перед флотационной камерой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, расположена механическая флотационная камера.In one embodiment of the flotation line, a mechanical flotation cell is located upstream of the flotation cell according to the present invention.
В еще одном варианте выполнения линия флотации содержит узел грубой флотации с флотационной камерой, узел контрольной флотации с флотационной камерой, выполненной с возможностью приема нижнего продукта из узла грубой флотации, и узел контрольной перечистной флотации с флотационной камерой, выполненной с возможностью приема верхнего продукта из узла контрольной флотации, при этом последняя флотационная камера узла контрольной флотации и/или узла контрольной перечистной флотации представляет собой флотационную камеру, выполненную в соответствии с изобретением.In yet another embodiment, the flotation line comprises a coarse flotation unit with a flotation cell, a control flotation unit with a flotation cell configured to receive the bottom product from the coarse flotation unit, and a control cleaner flotation unit with a flotation cell configured to receive the top product from the unit. control flotation, wherein the last flotation cell of the control flotation unit and/or the control cleaner flotation unit is a flotation cell made in accordance with the invention.
В еще одном варианте выполнения линии флотации перед флотационной камерой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, расположена механическая флотационная камера.In yet another embodiment of the flotation line, a mechanical flotation cell is located upstream of the flotation cell according to the present invention.
- 12 040070- 12 040070
Один вариант выполнения относится к применению линии флотации, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, в частности, для извлечения частиц минеральной руды, содержащих неполярные минералы, такие как графит, сера, молибденит, уголь и тальк.One embodiment relates to the use of a flotation line according to the present invention, in particular, to recover mineral ore particles containing non-polar minerals such as graphite, sulfur, molybdenite, coal and talc.
Обработка пульп для извлечения таких промышленных минералов, как бентонит, кремнезем, гипс или тальк, может быть улучшена благодаря использованию обратной флотации. При извлечении промышленных минералов целью флотации может быть, например, удаление темных частиц в отходы верхнего продукта и извлечение светлых частиц в используемом нижнем продукте. В процессе такого типа некоторые из более легких и мелких светлых частиц могут попасть в верхний продукт. Эти частицы могут быть эффективно извлечены с помощью изобретения в соответствии с настоящим описанием. При обратной флотации частицы, содержащие нежелательный материал, удаляются из пульпы путем обеспечения прилипания пузырьков газа к этим частицам и удаления их из флотационной камеры в верхнем продукте, тогда как ценный материал, содержащий частицы, извлекается в нижнем продукте, таким образом, изменяя на противоположные обычные флотационные потоки используемых веществ в верхний продукт, а отходов - в нижний продукт. Обычно при обратной флотации большое количество не имеющего ценность материала может вызывать серьезные проблемы в управлении процессом флотации.Pulp processing to recover industrial minerals such as bentonite, silica, gypsum or talc can be improved by using reverse flotation. In the recovery of industrial minerals, the purpose of flotation may be, for example, to remove dark particles in the overflow waste and to recover light particles in the bottom product used. In this type of process, some of the lighter and finer light particles may end up in the top product. These particles can be effectively recovered using the invention in accordance with the present description. In reverse flotation, particles containing unwanted material are removed from the slurry by causing gas bubbles to adhere to these particles and remove them from the flotation cell in the upper product, while valuable material containing particles is recovered in the lower product, thus reversing the usual flotation flows of used substances into the top product and waste streams into the bottom product. Typically, in reverse flotation, a large amount of non-value material can cause serious problems in the control of the flotation process.
Один вариант выполнения относится к применению линии флотации, выполненной в соответствии с изобретением, в частности для извлечения частиц, содержащих полярные минералы.One embodiment relates to the use of a flotation line according to the invention, in particular for the recovery of particles containing polar minerals.
Один вариант выполнения относится к применению линии флотации, в частности, для извлечения частиц из минералов, имеющих твердость по шкале Мооса от 2 до 3, таких как галенит, сульфидные минералы, минералы МПГ (металлы платиновой группы) и/или минералы РЗО (редкоземельные оксиды).One embodiment relates to the use of a flotation line, in particular for recovering particles from minerals having a Mohs hardness of 2 to 3, such as galena, sulfide minerals, PGM minerals (platinum group metals) and/or rare earth oxide minerals ).
Еще один вариант выполнения относится к применению линии флотации, в частности, для извлечения частиц, содержащих Pt.Another embodiment relates to the use of a flotation line, in particular for the recovery of particles containing Pt.
Один вариант выполнения относится к применению линии флотации, в частности, для извлечения частиц, содержащих Cu, из минералов, имеющих твердость по шкале Мооса от 3 до 4.One embodiment relates to the use of a flotation line, in particular to recover particles containing Cu from minerals having a Mohs hardness of 3 to 4.
Еще один вариант выполнения относится к применению линии флотации, в частности, для извлечения частиц, содержащих Cu, из руды с низким содержанием меди.Another embodiment relates to the use of a flotation line, in particular for the recovery of particles containing Cu from an ore with a low copper content.
Ценным минералом может быть, например, Cu, Zn, Fe, или пирит, или сульфид металла, такой как сульфид золота. Частицы минеральной руды, содержащие другие ценные минералы, такие как Pb, Pt, МПГ (металлы платиновой группы Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), оксидный минерал, промышленные минералы, такие как Li (например, сподумен), петалит и редкоземельные минералы, также могут быть извлечены в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения.The valuable mineral may be, for example, Cu, Zn, Fe, or pyrite, or a metal sulfide such as gold sulfide. Mineral ore particles containing other valuable minerals such as Pb, Pt, PGM (platinum group metals Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), oxide mineral, industrial minerals such as Li (e.g. spodumene), petalite and rare earth minerals can also be recovered in accordance with various aspects of the present invention.
Например, при извлечении меди из низкосортных руд, полученных из бедных залежей минеральной руды, количество меди может составлять всего 0,1% от веса сырья, то есть питания пульпы, подаваемой в линию флотации. Линия флотации, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, может быть очень практичной для извлечения меди, поскольку медь является так называемым легко флотируемым минералом. При высвобождении частиц руды, содержащих медь, можно получить относительно высокое содержание в первых флотационных камерах линии флотации. Извлечение может быть дополнительно увеличено с помощью флотационной камеры, выполненной в соответствии с изобретением.For example, when extracting copper from low-grade ores obtained from poor mineral ore deposits, the amount of copper can be as little as 0.1% by weight of the raw material, that is, the pulp feed supplied to the flotation line. A flotation line made in accordance with the present invention can be very practical for recovering copper, since copper is a so-called easily floatable mineral. By releasing ore particles containing copper, a relatively high grade can be obtained in the first flotation cells of the flotation line. Recovery can be further increased by using a flotation cell according to the invention.
Используя линию флотации, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, можно эффективно увеличить извлечение таких низких количеств ценного минерала, например меди, и экономически эффективно использовать даже бедные месторождения. Поскольку известные богатые месторождения все больше и больше уже использованы, существует ощутимая потребность в переработке и менее благоприятных месторождений, которые ранее могли остаться неразработанными из-за отсутствия подходящей технологии и процессов для извлечения ценного материала, присутствующего в руде в очень малых количествах.By using a flotation line according to the present invention, recovery of such low amounts of a valuable mineral such as copper can be efficiently increased and even poor deposits can be exploited economically. As known rich deposits are more and more exploited, there is a perceived need to process even less favorable deposits that may previously have been left undeveloped due to the lack of suitable technology and processes to recover the valuable material present in the ore in very small quantities.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения дальнейшего понимания настоящего изобретения и составляют часть этого описания, иллюстрируют варианты выполнения изобретения и вместе с описанием помогают объяснить принципы настоящего изобретения. На чертежах фиг. 1 изображает трехмерную проекцию флотационной камеры, выполненной в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения;The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the present invention and form part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, help to explain the principles of the present invention. In the drawings of FIG. 1 is a 3D view of a flotation cell in accordance with one embodiment of the invention;
фиг. 2 - флотационную камеру, выполненную в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, на виде сверху;fig. 2 is a top view of a flotation cell according to one embodiment of the invention;
фиг. 3 - флотационную камеру, выполненную в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, на виде сбоку;fig. 3 is a side view of a flotation cell according to one embodiment of the invention;
фиг. 4 - вертикальный разрез флотационной камеры, показанной на фиг. 3, по линии А-А сечения;fig. 4 is a vertical section through the flotation cell shown in FIG. 3, along the line A-A of the section;
фиг. 5 - схематический вид флотационной камеры, выполненной в соответствии с изобретением, с подробным описанием размеров флотационной камеры;fig. 5 is a schematic view of a flotation cell according to the invention, with a detailed description of the dimensions of the flotation cell;
фиг. 6а и b - схематические чертежи линий флотации, выполненных в соответствии с вариантами выполнения изобретения; и фиг. 7 - схематические вертикальные разрезы вариантов выполнения флотационных резервуаров, выполненных в соответствии с изобретением;fig. 6a and b are schematic drawings of flotation lines made in accordance with embodiments of the invention; and fig. 7 are schematic vertical sections of embodiments of flotation tanks made in accordance with the invention;
- 13 040070 фиг. 8 - схематический вид форм нижней конструкции в соответствии с вариантами выполнения флотационной камеры.- 13 040070 fig. 8 is a schematic view of the molds of the lower structure according to embodiments of the flotation cell.
Подробное описаниеDetailed description
Ниже подробно описаны варианты выполнения настоящего изобретения, пример которого проиллюстрирован на сопроводительных чертежах.Embodiments of the present invention are described in detail below, an example of which is illustrated in the accompanying drawings.
Приведенное ниже описание раскрывает некоторые варианты выполнения с такой детализацией, что специалист в данной области техники может использовать флотационную камеру, линию флотации и ее применение на основе описания. Не все этапы вариантов выполнения описаны подробно, так как многие из этапов будут очевидны для специалиста в данной области техники на основе этого описания.The following description discloses some embodiments in such detail that a person skilled in the art can use a flotation cell, a flotation line and its application based on the description. Not all steps of the embodiments are described in detail, as many of the steps will be apparent to a person skilled in the art based on this description.
Для простоты в случае повторяющихся компонентов номера позиций в последующих иллюстративных вариантах выполнения сохраняются.For simplicity, in the case of repetitive components, position numbers in subsequent illustrative embodiments are retained.
Прилагаемые фиг. 1-5 и 7 чертежей подробно иллюстрируют флотационную камеру 1. Фигуры чертежей не показаны в пропорции, и многие компоненты флотационной камеры 1 не показаны для ясности. Фиг. 6а-b схематически изображают варианты выполнения линии флотации. Направление потока пульпы показано на чертежах стрелками.The attached Figs. 1-5 and 7 of the drawings illustrate the flotation cell 1 in detail. The drawings are not shown in proportion, and many components of the flotation cell 1 are not shown for clarity. Fig. 6a-b show schematically embodiments of the flotation line. The direction of the pulp flow is shown in the drawings by arrows.
Флотационная камера 1, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, предназначена для обработки частиц минеральной руды, взвешенных в пульпе, и для разделения пульпы на нижний продукт 400 и верхний продукт 500, при этом верхний продукт 500 содержит концентрат требуемого минерала.The flotation cell 1 according to the present invention is designed to process mineral ore particles suspended in the pulp and to separate the pulp into an underflow 400 and an overflow 500, with the overflow 500 containing the desired mineral concentrate.
В частности, как показано на фиг. 1-5, флотационная камера 1 содержит флотационный резервуар 10, который имеет центр 11, периметр 12, дно 13 и боковую стенку 14. Флотационная камера 1 также содержит желоб 2 и кромку 21 желоба, окружающую по периметру 12 резервуар 10.In particular, as shown in FIG. 1-5, the flotation cell 1 includes a flotation tank 10 which has a center 11, a perimeter 12, a bottom 13 and a side wall 14. The flotation cell 1 also includes a chute 2 and a chute edge 21 surrounding the tank 10 around the perimeter 12.
На прилагаемых чертежах желоб 2 представляет собой расположенный по периметру желоб. Следует понимать, что желоб 2 может содержать, в качестве альтернативы или дополнительно, центральный желоб, расположенный в центре 11 флотационного резервуара 10, как известно в данной области техники. Кромка центрального желоба может быть обращена к периметру 12 резервуара 10 или к центру 11 резервуара 10, или в оба направления. Верхний продукт 500 собирается в желоб 2 или желоба, когда он проходит через кромку 21 желоба, из слоя пены, образованного в верхней части резервуара 10. Слой пены имеет открытую поверхность Af пены в верхней части резервуара 10.In the accompanying drawings, chute 2 is a chute located around the perimeter. It should be understood that the trough 2 may alternatively or additionally comprise a central trough located in the center 11 of the flotation tank 10, as is known in the art. The edge of the central trough may face the perimeter 12 of the tank 10 or the center 11 of the tank 10, or both. The top product 500 is collected in the trough 2 or troughs as it passes the edge 21 of the trough from the foam layer formed at the top of the tank 10. The foam layer has an exposed foam surface Af at the top of the tank 10.
Нижний продукт 400 удаляется из флотационного резервуара или выводится из него через выпускное отверстие 140 для хвостов. В соответствии с одним вариантом выполнения, выпускное отверстие 140 для хвостов может быть расположено на боковой стенке 14 резервуара 10 (см. фиг. 4). Выпускное отверстие 140 для хвостов может быть расположено на боковой стенке 14 флотационного резервуара 10 на расстоянии L6 от дна 13 резервуара 10. Под расстоянием следует понимать расстояние до самой нижней точки выпускного отверстия 140 для хвостов или выпускного отверстия в боковой стенке 14 резервуара 10 от дна 13 резервуара. Расстояние L6 может составлять от 1 до 15% высоты Н резервуара 10. Например, расстояние L6 может составлять 2, или 5, или 7,5, или 12% высоты Н. В качестве альтернативы, выпускное отверстие 140 для хвостов может быть расположено на дне 13 флотационного резервуара 10 (см. фиг. 1). В любом случае выпускное отверстие 140 для хвостов расположено в зоне В осаждения, в нижней части флотационного резервуара 10. Выпускное отверстие 140 для хвостов может управляться ударным клапаном или любым другим подходящим способом, известным в данной области, для управления скоростью потока нижнего продукта из резервуара 10. Даже если выпускное отверстие 140 для хвостов управляется внутренними или внешними конструкциями, такими как расположенные, соответственно, выше или ниже по потоку ударные клапаны, выпускное отверстие 140 для хвостов идеально расположено в нижней части резервуара 10, то есть рядом или вблизи дна 13 флотационного резервуара, или даже на дне 13 резервуара 10. Более конкретно, нижний продукт 400 или хвосты удаляются из нижней части резервуара 10 и на боковой стенке 14 резервуара 10 или вблизи нее.The bottoms product 400 is removed from or removed from the flotation tank through the tailings outlet 140. According to one embodiment, the tailings outlet 140 may be located on the side wall 14 of the tank 10 (see FIG. 4). The tails outlet 140 may be located on the side wall 14 of the flotation tank 10 at a distance L6 from the bottom 13 of the tank 10. The distance should be understood as the distance to the lowest point of the tailings outlet 140 or outlet in the side wall 14 of the tank 10 from the bottom 13 reservoir. The distance L6 may be from 1 to 15% of the height H of the tank 10. For example, the distance L6 may be 2 or 5 or 7.5 or 12% of the height H. Alternatively, the tailings outlet 140 may be located at the bottom 13 of the flotation tank 10 (see FIG. 1). In either case, the tails outlet 140 is located in settling zone B, at the bottom of the flotation tank 10. The tails outlet 140 may be controlled by a percussion valve or any other suitable method known in the art to control the flow rate of the underflow from the tank 10. Even if the tails outlet 140 is controlled by internal or external structures, such as upstream or downstream percussion valves, respectively, the tails outlet 140 is ideally located at the bottom of the tank 10, i.e. near or near the bottom 13 of the flotation tank. , or even at the bottom 13 of the tank 10. More specifically, the bottom product 400 or tailings are removed from the bottom of the tank 10 and at or near the sidewall 14 of the tank 10.
Резервуар 10 может также содержать сгуститель 6 пены, имеющий форму, обеспечивающую возможность направления пены на открытой поверхности Af пены к кромке 21 желоба. Сгуститель 6 пены может представлять собой расположенный по центру сгуститель пены, как показано на фиг. 2, или внутренний периферийный сгуститель пены, расположенный внутри резервуара 10 на требуемой глубине, у боковой стенки резервуара 10.The reservoir 10 may also contain a foam thickener 6 shaped to direct the foam on the exposed foam surface A f towards the edge 21 of the trough. Foam thickener 6 may be a centrally located foam thickener as shown in FIG. 2, or an internal peripheral foam thickener located inside the tank 10 at the required depth, against the side wall of the tank 10.
Центральный сгуститель 61 пены расположен концентрично центру 11 резервуара 10. Центральный сгуститель 61 пены может иметь форму конуса или усеченного конуса. Центральный сгуститель 61 пены может иметь форму пирамиды или усеченной пирамиды. Другими словами, вертикальное поперечное сечение сгустителя 61 может представлять собой перевернутый треугольник с вершиной, направленной ко дну 13 флотационного резервуара. В случае, если сгуститель 61 имеет усеченную структуру или форму, вершина является только функциональной, т.е. она должна визуализироваться как самая нижняя точка структуры или формы, продолженная до полностью не усеченной формы, в результате чего угол α при вершине может быть идентифицирован независимо от фактической формы или очертания сгустителя 61. Угол α при вершине может составлять от 20 до 80°. Например, угол α может составлять 22, 37,5, 45,The central foam thickener 61 is located concentric to the center 11 of the tank 10. The central foam thickener 61 may be in the form of a cone or a truncated cone. The central foam thickener 61 may be in the form of a pyramid or a truncated pyramid. In other words, the vertical cross section of the thickener 61 may be an inverted triangle with the apex pointing towards the bottom 13 of the flotation tank. In case the thickener 61 has a truncated structure or shape, the apex is only functional, i. e. it should be visualized as the lowest point of the structure or shape, extended to a fully non-truncated shape, whereby the apex angle α can be identified independently of the actual shape or outline of the thickener 61. The apex angle α can range from 20° to 80°. For example, the angle α can be 22, 37.5, 45,
- 14 040070- 14 040070
55, 63,75 или 74°. В одном варианте выполнения центральный сгуститель 61 пены выполнен с возможностью блокирования от 25 до 40% открытой поверхности Af пены.55, 63.75 or 74°. In one embodiment, the central foam thickener 61 is configured to block from 25% to 40% of the exposed foam surface Af.
В качестве альтернативы или в дополнение к центральному сгустителю 61 пены флотационный резервуар может содержать внутренний периферийный сгуститель 62 пены, расположенный на боковой стенке 14 резервуара 10, так что самая низкая точка 620 сгустителя пены, расположенного по внутреннему периметру, расположена на расстоянии h2 от дна 13 резервуара 10. Расстояние h2 может составлять от 1/2 до 2/3 высоты Н резервуара 10. Внутренний периферийный сгуститель 62 пены может содержать диагональный отборник, начиная с самой нижней точки 620, расположенный под углом к центру 11 резервуара 10 и проходящий между первой частью боковой стенки 14 резервуара 10 и второй частью боковой стенки 14, так что угол наклона диагонального отборника относительно первой части боковой стенки 14 составляет от 20 до 80°. Угол наклона может составлять, например, 22, 37,5, 45, 55, 63,75 или 74°. Внутренний периферийный сгуститель 62 пены может быть выполнен с возможностью блокирования от 1/5 до 1/4 площади Ap пульпы, которая измеряется на расстоянии h1 выпускного сопла 43 нагнетательной трубы 4 от дна 13 резервуара 10, в зоне А смешивания. Зона А смешивания, то есть часть или зона флотационного резервуара в вертикальном направлении, где пульпа перемешивается или иным образом индуцируется смешивание взвешенных в пульпе частиц руды с пузырьками флотационного газа, формируется примерно в вертикальный узел резервуара 10 вокруг нижних частей нагнетательных труб 4 и импинджеров 44 (см. фиг. 5).Alternatively, or in addition to the central froth thickener 61, the flotation tank may include an internal peripheral froth thickener 62 located on the side wall 14 of the tank 10 such that the lowest point 620 of the inner perimeter froth thickener is located at a distance h 2 from the bottom. 13 of the reservoir 10. The distance h 2 may be from 1/2 to 2/3 of the height H of the reservoir 10. The inner peripheral foam thickener 62 may comprise a diagonal sampler, starting from the lowest point 620, located at an angle to the center 11 of the reservoir 10 and passing between the first part of the side wall 14 of the tank 10 and the second part of the side wall 14, so that the angle of inclination of the diagonal sampler relative to the first part of the side wall 14 is from 20 to 80°. The angle of inclination may be, for example, 22, 37.5, 45, 55, 63.75 or 74°. The inner peripheral foam thickener 62 can be configured to block 1/5 to 1/4 of the area Ap of the pulp, which is measured at the distance h1 of the discharge nozzle 43 of the injection pipe 4 from the bottom 13 of the tank 10, in the mixing zone A. The mixing zone A, i.e. the portion or zone of the flotation tank in the vertical direction where the slurry is agitated or otherwise induced mixing of ore particles suspended in the slurry with flotation gas bubbles, is formed into an approximately vertical tank 10 assembly around the bottoms of the injection tubes 4 and impingers 44 ( see Fig. 5).
Дополнительно или в качестве альтернативы, резервуар 10 может дополнительно содержать нижнюю конструкцию 7 (см. фиг. 5 и 7), расположенную на дне 13 и имеющую форму, которая позволяет частицам, взвешенным в пульпе, смешиваться в зоне смешивания, созданной над нижней конструкцией 7, и оседать в зоне осаждения, окружающей нижнюю конструкцию 7.Additionally or alternatively, the reservoir 10 may further comprise a bottom structure 7 (see FIGS. 5 and 7) located on the bottom 13 and having a shape that allows particles suspended in the slurry to mix in a mixing zone created above the bottom structure 7 , and settle in the deposition zone surrounding the lower structure 7.
Форму нижней конструкции 7 можно определить следующим образом (см. фиг. 8): следует принять во внимание, что вертикальное поперечное сечение нижней конструкции имеет форму функционального треугольника 700, который содержит первую (верхнюю) вершину 71, направленную от дна 13 резервуара 10, вторую вершину 71а и третью вершину 71b, причем две последние вершины расположены на дне 13 флотационного резервуара 10. Первая сторона а образована между первой вершиной 71 и второй вершиной 71а. Вторая сторона b образована между первой вершиной 71 и третьей вершиной 71b. Основание с образовано между второй вершиной 71а и третьей вершиной 71b, при этом основание с параллельно дну 13 флотационного резервуара 10 и расположено на нем. Центральная ось 70 функционального треугольника 700 по существу концентрична центру 11 флотационного резервуара 10. По существу в этом контексте следует понимать так, что во время изготовления и/или установки нижней конструкции 7 возможно, что естественным образом могут возникнуть небольшие отклонения от центра 11 резервуара 10. Тем не менее, предполагается, что две оси, центральная ось 70 функционального треугольника (которая также является центральной осью нижней конструкции 7) и центр резервуара 10, соосны.The shape of the bottom structure 7 can be determined as follows (see Fig. 8): it should be taken into account that the vertical cross section of the bottom structure has the form of a functional triangle 700, which contains the first (upper) vertex 71 directed from the bottom 13 of the tank 10, the second a top 71a and a third top 71b, the last two tops being located on the bottom 13 of the flotation tank 10. The first side a is formed between the first top 71 and the second top 71a. The second side b is formed between the first peak 71 and the third peak 71b. A base c is formed between the second peak 71a and the third peak 71b, with the base c parallel to and located on the bottom 13 of the flotation tank 10. The central axis 70 of the functional triangle 700 is essentially concentric with the center 11 of the flotation tank 10. As such, it should be understood in this context that during the manufacture and/or installation of the lower structure 7, it is possible that slight deviations from the center 11 of the tank 10 may naturally occur. However, it is assumed that the two axes, the central axis 70 of the functional triangle (which is also the central axis of the lower structure 7) and the center of the tank 10, are coaxial.
Угол α при основании между первой стороной a и основанием с (и/или между второй стороной b и основанием с) относительно дна 13 резервуара 10 составляет от 20 до 60°. Например, угол α может составлять 22, 27,5, 35, 45 или 53,75°. Кроме того, внутренний угол β между первой стороной a и второй стороной b составляет от 20 до 100°. Предпочтительно, внутренний угол β составляет от 20 до 80°. Например, внутренний угол β может составлять 22, 33,5, 45, 57,75, 64 или 85,5°. Таким образом, функциональный треугольник может быть равнобедренным или равносторонним.The angle α at the base between the first side a and the base c (and/or between the second side b and the base c) relative to the bottom 13 of the tank 10 is between 20° and 60°. For example, the angle α may be 22, 27.5, 35, 45 or 53.75°. In addition, the internal angle β between the first side a and the second side b is 20° to 100°. Preferably, the internal angle β is between 20° and 80°. For example, the interior angle β may be 22, 33.5, 45, 57.75, 64, or 85.5°. Thus, a functional triangle can be isosceles or equilateral.
Функциональный треугольник, по сути, представляет собой форму, которую можно идентифицировать с помощью вышеупомянутых особенностей, независимо от фактической формы нижней конструкции 7, которая может в зависимости от поперечного сечения и других конструктивных деталей резервуара 10 представлять собой, например, конус, усеченный конус, пирамиду или усеченную пирамиду. Конус или усеченный конус могут быть подходящими для флотационного резервуара с круглым поперечным сечением. Пирамида или усеченная пирамида могут быть подходящей формой для флотационного резервуара с прямоугольным поперечным сечением.The functional triangle is essentially a shape that can be identified by the above features, regardless of the actual shape of the bottom structure 7, which, depending on the cross section and other structural details of the tank 10, can be, for example, a cone, a truncated cone, a pyramid or truncated pyramid. A cone or truncated cone may be suitable for a flotation tank with a circular cross section. A pyramid or truncated pyramid may be a suitable shape for a flotation tank with a rectangular cross section.
Нижняя конструкция 7 содержит основание 73, соответствующее основанию с функционального треугольника 700 (т.е. основание с треугольника 700 определяет основание 73 нижней конструкции 7) и расположено на дне 13 резервуара 10. Кроме того, нижняя конструкция содержит кожух 72. Кожух 72 ограничен, по меньшей мере, первой вершиной 71, второй вершиной 71а и третьей вершиной 71b функционального треугольника 700. Следовательно, независимо от фактической формы нижней конструкции 7, треугольник 700 определяет крайние физические размеры нижней конструкции 7. Например, в случае, когда нижняя конструкция 7 имеет неправильную форму, но при этом остается вращательно симметричной, она полностью вписывается в треугольник 700 (см. последнее изображение на фиг. 8). В одном варианте выполнения кожух 72, по меньшей мере частично, ограничен первой стороной а и второй стороной b функционального треугольника. Примером такого варианта выполнения является нижняя конструкция 7, имеющая форму усеченного конуса (см. среднее изображение на фиг. 8). В одном варианте выполнения кожух 72 по существу полностью ограничен первой стороной а и второй стороной b треугольника 700, то есть нижняя конструкция 7 имеет форму конуса (см. первое изображение на фиг. 8).The lower structure 7 comprises a base 73 corresponding to the base c of the functional triangle 700 (i.e., the base c of the triangle 700 defines the base 73 of the lower structure 7) and is located on the bottom 13 of the tank 10. In addition, the bottom structure includes a casing 72. The casing 72 is limited, at least the first vertex 71, the second vertex 71a and the third vertex 71b of the functional triangle 700. Therefore, regardless of the actual shape of the lower structure 7, the triangle 700 defines the extreme physical dimensions of the lower structure 7. For example, in the case where the lower structure 7 has an irregular shape, but remains rotationally symmetrical, it fits perfectly into the triangle 700 (see the last image in Fig. 8). In one embodiment, the casing 72 is at least partially delimited by the first side a and the second side b of the functional triangle. An example of such an embodiment is the lower structure 7, which has the shape of a truncated cone (see the middle image in Fig. 8). In one embodiment, the casing 72 is substantially completely delimited by the first side a and the second side b of the triangle 700, i.e. the lower structure 7 is cone shaped (see the first image in FIG. 8).
- 15 040070- 15 040070
Нижняя конструкция 7 имеет высоту Ид, измеренную от самой верхней части нижней конструкции 7 до дна 13 резервуара 10. В случае если форма нижней конструкции представляет собой конус или пирамиду, самая верхняя часть также является первая вершина 71 треугольника 700. В случае если нижняя конструкция 7 имеет несколько усеченную форму, высота h4 измеряется от уровня верха усеченной формы (см. среднее изображение на фиг. 8) до нижней части 13 резервуара 10. Высота h4 больше 1/5 и меньше 3/4 высоты Н резервуара 10. Кроме того, диаметр d3 основания 73 нижней конструкции 7 может составлять от 1/4 до 3/4 диаметра d1 дна 13 резервуара 10. В случае если резервуар 10 и/или нижняя конструкция 7 имеют некруглое поперечное сечение, диаметры измеряются как максимальные диагонали соответствующих частей (основания 73 и дна 13). В одном варианте выполнения площадь поверхности основания 73 нижней конструкции 7 составляет менее 80% площади поверхности дна 13 резервуара 10. Площадь поверхности основания 73 может составлять от 25 до 80% площади поверхности дна 13 резервуара 10.The lower structure 7 has a height Id measured from the uppermost part of the lower structure 7 to the bottom 13 of the tank 10. In case the shape of the lower structure is a cone or pyramid, the uppermost part is also the first vertex 71 of the triangle 700. In case the lower structure 7 has a somewhat truncated shape, the height h 4 is measured from the level of the top of the truncated shape (see the middle image in Fig. 8) to the bottom 13 of the tank 10. The height h4 is greater than 1/5 and less than 3/4 of the height H of the tank 10. In addition, the diameter d 3 of the base 73 of the bottom structure 7 can be from 1/4 to 3/4 of the diameter d1 of the bottom 13 of the tank 10. If the tank 10 and/or the bottom structure 7 have a non-circular cross section, the diameters are measured as the maximum diagonals of the respective parts (base 73 and bottom 13). In one embodiment, the surface area of the base 73 of the lower structure 7 is less than 80% of the surface area of the bottom 13 of the tank 10. The surface area of the base 73 can be from 25% to 80% of the surface area of the bottom 13 of the tank 10.
Кроме того, объем резервуара 10, занимаемый нижней конструкцией 7, может составлять от 30 до 70% объема резервуара 10, занимаемого зоной А смешивания.In addition, the volume of the tank 10 occupied by the lower structure 7 may be from 30 to 70% of the volume of the tank 10 occupied by the mixing zone A.
Нижняя конструкция 7 может дополнительно содержать любые подходящие опорные конструкции и/или соединительные конструкции для установки нижней конструкции 7 в резервуар 10 на его дно 13. Нижняя конструкция 7 может быть изготовлена из любого подходящего материала, такого как металл, например, из нержавеющей стали.The bottom structure 7 may further comprise any suitable support structures and/or connection structures for mounting the bottom structure 7 into the tank 10 on its bottom 13. The bottom structure 7 may be made from any suitable material such as metal, such as stainless steel.
Флотационный резервуар 10 имеет высоту Н, измеренную как расстояние от дна 13 резервуара 10 до кромки 21 желоба. По периметру 12 резервуара 10 высота H не более чем на 20% ниже высоты Н в центре 11 резервуара 10. Другими словами, резервуар 10 может иметь разные вертикальные поперечные сечения (см. фиг. 7) - например, боковая стенка 14 резервуара 10 может иметь в своей нижней части секцию, которая наклонена к центру 11 резервуара 10.The flotation tank 10 has a height H measured as the distance from the bottom 13 of the tank 10 to the edge 21 of the trough. Along the perimeter 12 of the tank 10, the height H is not more than 20% lower than the height H in the center 11 of the tank 10. In other words, the tank 10 may have different vertical cross sections (see Fig. 7) - for example, the side wall 14 of the tank 10 may have in its lower part, a section that is inclined towards the center 11 of the tank 10.
Кроме того, резервуар 10 имеет диаметр D, измеренный на расстоянии h1 выпускного сопла 43 от дна 13 резервуара 10. В одном варианте выполнения соотношение высоты Н и диаметра D (H/D) резервуара 10 составляет от 0,5 до 1,5.In addition, the reservoir 10 has a diameter D measured at a distance h1 of the outlet nozzle 43 from the bottom 13 of the reservoir 10. In one embodiment, the ratio of the height H to the diameter D (H/D) of the reservoir 10 is between 0.5 and 1.5.
Флотационный резервуар 10 может иметь объем не менее 20 м3. Флотационный резервуар 10 может иметь объем от 20 до 1000 м3. Например, объем резервуара 10 может составлять 100, 200, 450 или 630 м3.The flotation tank 10 may have a volume of at least 20 m 3 . The flotation tank 10 may have a volume of 20 to 1000 m 3 . For example, the volume of the tank 10 may be 100, 200, 450 or 630 m 3 .
Флотационный резервуар 10 содержит нагнетательные трубы 4 для подачи в него питания 100 пульпы. Нагнетательная труба 4 содержит впускное сопло 41 для подачи питания 100 пульпы в нагнетательную трубу 4, впускное отверстие 42 для сжатого воздуха или другого газа, так что питание 100 пульпы может подвергаться воздействию сжатого воздуха или другого газа, когда оно выходит из впускного сопла 41, удлиненную камеру 40, выполненную с возможностью приема под давлением питания 100 пульпы, выпускное сопло 43, выполненное с возможностью ограничения потока питания 100 пульпы из выпускного сопла 43 и для поддержания питания пульпы в удлиненной камере 40 под давлением.The flotation tank 10 contains injection pipes 4 for supplying pulp feed 100 therein. The injection pipe 4 includes an inlet nozzle 41 for supplying pulp feed 100 to the injection pipe 4, an inlet 42 for compressed air or other gas, so that the pulp feed 100 can be exposed to compressed air or other gas when it exits the inlet nozzle 41, elongated a chamber 40 configured to receive pressurized pulp feed 100; an outlet nozzle 43 configured to restrict the flow of pulp feed 100 from the outlet nozzle 43 and to maintain pulp feed in the elongated chamber 40 under pressure.
Флотационный газ увлекается за счет турбулентного перемешивающего действия, вызываемого струей, и диспергируется в маленькие пузырьки в питании 100 пульпы, когда он проходит под давлением вниз через удлиненную камеру 40 к выпускному соплу 43, выполненному с возможностью ограничения потока питания 100 пульпы из выпускного сопла 43, и дополнительно выполнен с возможностью поддержания питания 100 пульпы под давлением в удлиненной камере 40.The flotation gas is entrained by the turbulent mixing action caused by the jet and is dispersed into small bubbles in the pulp feed 100 as it passes under pressure downward through the elongated chamber 40 to an outlet nozzle 43 configured to restrict the flow of the pulp feed 100 from the outlet nozzle 43, and is additionally configured to maintain pressurized pulp supply 100 in the elongated chamber 40.
В соответствии с одним вариантом выполнения выпускное сопло 43 может быть также выполнено с возможностью создания сверхзвуковой ударной волны в питании пульпы, причем сверхзвуковая ударная волна вызывает образование агломератов пузырьков флотационного газа и частиц. Например, выпускное сопло 43 может индуцировать сверхзвуковую ударную волну в питании 100 пульпы, когда оно выходит из нагнетательной трубы 40. Кроме того, сверхзвуковая ударная волна может проходить в пульпу рядом с выпускным соплом или вокруг него, так что даже снаружи нагнетательной трубы становится возможным образование агломератов пузырьков флотационного газа и частиц небольшого размера.In accordance with one embodiment, the outlet nozzle 43 may also be configured to generate a supersonic shock wave in the pulp feed, the supersonic shock wave causing formation of agglomerates of flotation gas bubbles and particles. For example, the outlet nozzle 43 can induce a supersonic shock wave in the pulp feed 100 as it exits the injection tube 40. In addition, the supersonic shock wave can pass into the pulp near or around the outlet nozzle, so that even outside the injection tube, formation of agglomerates of flotation gas bubbles and small particles.
Для ограничения потока выпускное сопло 43 может содержать дроссель, такой как ограничивающая конструкция в виде горловины. Из выпускного сопла 43, более конкретно, из дросселя, питание 100 пульпы выходит под давлением в резервуар 10. Когда питание 100 пульпы проходит через выпускное сопло 43 или через дроссель выпускного сопла 43, пузырьки флотационного газа уменьшается в размере из-за изменений давления и из-за среды с высокой скоростью сдвига за выпускным соплом 43. Скорость газожидкостной смеси в выпускном сопле 43 или в дросселе может превышать скорость звука, когда поток питания 100 пульпы становится запертым потоком, а поток за дросселем становится сверхзвуковым, при этом в расширяющейся части выпускного сопла 43 образуется ударная волна. Другими словами, выпускное сопло 43 выполнено с возможностью индуцировать сверхзвуковую ударную волну в питании 100 пульпы. Поток питания 100 пульпы становится запертым потоком, когда соотношение абсолютного давления перед выпускным соплом 43 и абсолютного давления за ограничивающей конструкцией выпускного сопла 43 превышает критическое значение. Когда соотношение давления превышает критическое значение, поток питания 100 пульпы за ограничительной конструкцией выпускного сопла 43 становится сверхзвуковым, и образуется ударная волна. Небольшие пузырьки флотационного газа в смеси питания 100 пульпы разделяются на еще более мелкие, проходя через ударную волну, и принудительно вступаютTo restrict the flow, the outlet nozzle 43 may include a choke, such as a restrictive neck structure. From the outlet nozzle 43, more specifically the orifice, the slurry feed 100 exits under pressure into the reservoir 10. As the slurry feed 100 passes through the outlet nozzle 43 or through the outlet nozzle choke 43, the flotation gas bubbles decrease in size due to pressure changes and from -for high shear environments downstream of the outlet nozzle 43. The velocity of the gas-liquid mixture in the outlet nozzle 43 or in the choke can exceed the speed of sound when the pulp feed 100 becomes a locked flow and the flow behind the choke becomes supersonic, while in the expanding part of the outlet nozzle 43 a shock wave is formed. In other words, the outlet nozzle 43 is configured to induce a supersonic shock wave in the pulp feed 100 . The pulp supply stream 100 becomes a blocked stream when the ratio of the absolute pressure upstream of the outlet nozzle 43 and the absolute pressure downstream of the outlet nozzle 43 boundary structure exceeds a critical value. When the pressure ratio exceeds a critical value, the pulp feed 100 behind the restrictive structure of the discharge nozzle 43 becomes supersonic and a shock wave is generated. The small bubbles of flotation gas in the pulp feed mixture 100 split into even smaller bubbles as they pass through the shock wave and are forced into
- 16 040070 в контакт с гидрофобными частицами руды в питании 100 пульпы, создавая, тем самым, агломераты пузырьков флотационного газа и частиц руды.- 16 040070 in contact with hydrophobic ore particles in the pulp feed 100, thereby creating agglomerates of flotation gas bubbles and ore particles.
Выпускное сопло 43 может быть расположено внутри флотационного резервуара 10 на требуемой глубине. Выпускное сопло 43 может быть расположено на расстоянии L5 по вертикали от кромки 21 желоба, при этом расстояние L5 составляет по меньшей мере 1,5 м. Другими словами, длина участка нагнетательной трубы 4, расположенного внутри резервуара 10 ниже уровня кромки 21 желоба, составляет по меньшей мере 1,5 м. В одном варианте выполнения расстояние L5 составляет по меньшей мере 1,7 м, а расстояние h1 до выпускного сопла 43 от дна 13 флотационной резервуара 10 составляет по меньшей мере 0,4 м. Например, расстояние L5 может составлять 1,55, 1,75, 1,8, 2,2, 2,45 или 5,25 м; а расстояние h1, независимо от расстояния L5, может составлять 0,45, 0,55, 0,68, 0,9 или 1,2 м. Кроме того, соотношение расстояния L5 и высоты Н резервуара 10 может составлять 0,9 или меньше. Глубина, на которой нагнетательные трубы 4 расположены внутри резервуара 10, может зависеть от ряда факторов, например от характеристик пульпы и/или ценного минерала, подлежащего обработке во флотационной камере 1, или от конфигурации линии флотации, в которой расположена флотационная камера 1. Соотношение расстояния h1 от выпускного сопла 43 до дна 13 резервуара 10 и высоты Н резервуара 10, h1/H, может составлять от 0,1 до 0,75.The outlet nozzle 43 may be located within the flotation tank 10 at the desired depth. The outlet nozzle 43 may be located at a vertical distance L 5 from the edge 21 of the chute, while the distance L 5 is at least 1.5 m. is at least 1.5 m. In one embodiment, the distance L 5 is at least 1.7 m, and the distance h1 to the outlet nozzle 43 from the bottom 13 of the flotation tank 10 is at least 0.4 m. For example, the distance L 5 may be 1.55, 1.75, 1.8, 2.2, 2.45 or 5.25 m; and the distance h1, regardless of the distance L 5 , can be 0.45, 0.55, 0.68, 0.9 or 1.2 m. In addition, the ratio of the distance L 5 and the height H of the tank 10 can be 0.9 or less. The depth at which the injection tubes 4 are located within the tank 10 may depend on a number of factors, such as the characteristics of the slurry and/or valuable mineral to be processed in the flotation cell 1, or the configuration of the flotation line in which the flotation cell 1 is located. h1 from the outlet nozzle 43 to the bottom 13 of the tank 10 and the height H of the tank 10, h1/H, can be between 0.1 and 0.75.
Диаметр выпускного сопла 43 может составлять от 10 до 30% диаметра удлиненной камеры 40 нагнетательной трубы 4. Диаметр выпускного сопла 43 может составлять от 40 до 100 мм. Например, диаметр выпускного сопла 43 может составлять 55, 62 или 70 мм.The diameter of the outlet nozzle 43 may be 10 to 30% of the diameter of the elongated chamber 40 of the injection pipe 4. The diameter of the outlet nozzle 43 may be 40 to 100 mm. For example, the diameter of the outlet nozzle 43 may be 55, 62 or 70 mm.
Нагнетательная труба 4 также содержит импинджер 44, выполненный с возможностью осуществления контакта с потоком питания 100 пульпы из выпускного сопла 43 и направления потока питания 100 пульпы радиально наружу и вверх от импинджера 44. Питание 100 пульпы, выходящее из выпускного сопла 43, поэтому направлено с обеспечением контакта с импинджером 44. Расстояние L3 от дна 440 импинджера 44 до выпускного сопла 43 может быть от 2 до 20 раз больше диаметра выпускного сопла 43. Например, расстояние L3 может быть в 5 раз больше, 7, 12 или 15 раз больше диаметра выпускного сопла 43.The injection tube 4 also includes an impinger 44 configured to contact the pulp feed 100 from the outlet nozzle 43 and direct the pulp feed 100 radially outward and upward from the impinger 44. The pulp feed 100 exiting the outlet nozzle 43 is therefore contact with the impinger 44. The distance L3 from the bottom 440 of the impinger 44 to the outlet nozzle 43 may be 2 to 20 times the diameter of the outlet nozzle 43. For example, the distance L3 may be 5 times, 7, 12 or 15 times the diameter of the outlet nozzle 43.
Соотношение расстояния L3 и расстояния h1 до выпускного сопла 43 от дна 13 флотационного резервуара 10, L3/h1, может составлять меньше 1,0. Кроме того, расстояние h3 до дна 440 импинджера 44 от дна 13 резервуара 10 может составлять по меньшей мере 0,3 м. Например, расстояние h3 может составлять 0,4, 0,55, 0,75 или 1,0 м.The ratio of the distance L3 and the distance h1 to the outlet nozzle 43 from the bottom 13 of the flotation tank 10, L 3 /h1, may be less than 1.0. In addition, the distance h 3 to the bottom 440 of the impinger 44 from the bottom 13 of the tank 10 may be at least 0.3 m. For example, the distance h 3 may be 0.4, 0.55, 0.75, or 1.0 m.
Импинджер 44 может содержать поверхность столкновения, предназначенную для контакта с потоком питания 100 пульпы, выходящего из выпускного сопла 43. Поверхность столкновения может быть изготовлена из износостойкого материала, чтобы уменьшить потребность в заменах или обслуживании.The impinger 44 may include an impingement surface designed to contact the slurry feed stream 100 exiting the outlet nozzle 43. The impingement surface may be made of a wear resistant material to reduce the need for replacements or maintenance.
Пульпа, которая по существу представляет собой трехфазную смесь газа, жидкости и твердого вещества, поднимаясь из импинджера 44, попадает в верхнюю часть резервуара 10, при этом пузырьки флотационного газа поднимаются вверх и отделяются от жидкости, образуя слой пены. Пена поднимается вверх и выходит через кромку 21 желоба в желоб 2 и выходит из флотационной камеры 1 в виде верхнего продукта 500. Хвосты или нижний продукт 400, из которых по существу удален требуемый материал, выходят из резервуара 10 через выпускное отверстие, расположенное на дне 13 резервуара 10 или рядом с ним.The slurry, which is essentially a three-phase mixture of gas, liquid and solid, rises from the impinger 44 and enters the top of the tank 10, while the flotation gas bubbles rise up and separate from the liquid, forming a layer of foam. The froth rises up and exits through the edge 21 of the chute into the chute 2 and exits the flotation cell 1 as the top product 500. The tails or bottom product 400, from which the desired material has been substantially removed, exits the tank 10 through the outlet located at the bottom 13 tank 10 or near it.
Некоторые из крупных гидрофобных частиц, которые переносятся в пену, могут впоследствии отделиться от пузырьков флотационного газа и упасть обратно в резервуар 10 в результате слияния пузырьков в пене. Однако большинство таких частиц падают обратно в резервуар 10 таким образом и в таком положении, что они могут быть захвачены пузырьками, вновь поступающими в резервуар 10 из нагнетательных труб 4, и снова перенесены в слой пены.Some of the large hydrophobic particles that are carried into the froth may subsequently separate from the flotation gas bubbles and fall back into tank 10 as a result of bubble coalescence in the froth. However, most of these particles fall back into the tank 10 in such a way and in such a position that they can be captured by the bubbles re-entering the tank 10 from the injection tubes 4 and again transferred to the foam layer.
Может быть предусмотрено от 2 до 40 нагнетательных труб 4 или от 4 до 24 нагнетательных труб 4, расположенных во флотационной камере 1. В одном варианте выполнения имеется 16 нагнетательных труб 4. В другом варианте выполнения имеется 24 нагнетательные трубы 4. В еще одном варианте выполнения имеется 8 нагнетательных труб 4. Точное количество нагнетательных труб 4 может быть выбрано в соответствии с конкретной операцией, например типа пульпы, обрабатываемой во флотационной камере 1, объемным расходом питания, подаваемого во флотационную камеру 1, массовым расходом питания, подаваемого во флотационную камеру 1, или объема или размеров резервуара 10. Чтобы должным образом диспергировать флотационный газ внутри резервуара 10, можно использовать от 4 до 6 нагнетательных труб 4.There may be 2 to 40 injection tubes 4 or 4 to 24 injection tubes 4 located in the flotation cell 1. In one embodiment, there are 16 injection tubes 4. In another embodiment, there are 24 injection tubes 4. In another embodiment, there are 8 injection tubes 4. The exact number of injection tubes 4 can be selected according to the specific operation, such as the type of pulp processed in the flotation cell 1, the volume flow rate of the feed supplied to the flotation cell 1, the mass flow rate of the feed supplied to the flotation cell 1, or the volume or dimensions of the tank 10. In order to properly disperse the flotation gas inside the tank 10, 4 to 6 injection pipes 4 can be used.
Нагнетательные трубы 4 могут быть расположены концентрично периметру 12 резервуара 10 на некотором расстоянии от центра 11 резервуара 10. Это может иметь место, когда резервуар 10 имеет круглое поперечное сечение. Нагнетательные трубы 4 могут быть дополнительно расположены так, что каждая нагнетательная труба 4 расположена на расстоянии L1 выпускного сопла 43 от центра 11 резервуара 10, причем расстояние предпочтительно одинаковое для каждой нагнетательной трубы 4. Например, расстояние L1 может составлять от 10 до 40% от диаметра D резервуара 10. В соответствии с различными вариантами выполнения камеры 1, расстояние L1 может составлять 12,5, или 15, или 25, или 32,5% от диаметра D резервуара 10.The injection pipes 4 may be located concentric to the perimeter 12 of the reservoir 10 at some distance from the center 11 of the reservoir 10. This may be the case when the reservoir 10 has a circular cross section. The injection pipes 4 can be further arranged such that each injection pipe 4 is located at a distance L1 of the outlet nozzle 43 from the center 11 of the tank 10, the distance being preferably the same for each injection pipe 4. For example, the distance L1 can be from 10 to 40% of the diameter D of the tank 10. According to various embodiments of the chamber 1, the distance L1 can be 12.5 or 15 or 25 or 32.5% of the diameter D of the tank 10.
- 17 040070- 17 040070
Нагнетательные трубы 4 могут быть расположены параллельно боковой стенке 14 резервуара 10 на некотором расстоянии от нее. Это может иметь место, когда резервуар 10 имеет прямоугольное поперечное сечение. Расстояние L2 до выпускного сопла 43 нагнетательной трубы 4 от боковой стенки 14 резервуара 10 может составлять от 10 до 40% диаметра D флотационного резервуара 10. В одном варианте выполнения расстояние L2 составляет 25% от диаметра D резервуара 10. В соответствии с различными вариантами выполнения флотационной камеры 10, расстояние L2 может составлять 12,5%, или 15%, или 27%, или 32,5% от диаметра D флотационного резервуара 10. Кроме того, параллельно расположенные нагнетательные трубы 4 могут быть также расположены на прямой линии внутри резервуара 10.The injection pipes 4 can be arranged parallel to the side wall 14 of the tank 10 at some distance from it. This may be the case when the tank 10 has a rectangular cross section. The distance L2 to the outlet nozzle 43 of the injection pipe 4 from the side wall 14 of the tank 10 may be from 10 to 40% of the diameter D of the flotation tank 10. In one embodiment, the distance L2 is 25% of the diameter D of the tank 10. In accordance with various embodiments of the flotation tank chamber 10, the distance L2 can be 12.5%, or 15%, or 27%, or 32.5% of the diameter D of the flotation tank 10. In addition, the parallel injection tubes 4 can also be arranged in a straight line inside the tank 10 .
Кроме того, во всех вышеупомянутых вариантах выполнения нагнетательные трубы 4 могут быть расположены на равном расстоянии друг от друга, так что расстояние между любыми двумя соседними выпускными соплами 43 будет одинаковым.In addition, in all the above embodiments, the discharge pipes 4 can be spaced equally apart so that the distance between any two adjacent outlet nozzles 43 is the same.
Фракция 300 пульпы может быть выведена из флотационного резервуара 10 через выпускное отверстие 31, расположенное на боковой стенке 14 резервуара 10. Эта фракция 300 пульпы подается обратно в нагнетательные трубы 4 в качестве питания пульпы. В одном варианте выполнения питание 100 пульпы содержит 40% или меньше фракции 300 пульпы. В одном варианте выполнения питание 100 пульпы содержит 50% или меньше фракции 300 пульпы. Например, питание пульпы может составлять 5, или 12,5, или 20, или 30, или 37,5, или 45% фракции 300 пульпы. В качестве альтернативы, питание 100 пульпы может содержать 0% фракции 300 пульпы, т.е. не происходит рециркуляции пульпы, взятой из резервуара 10, обратно во флотационную камеру, но питание 100 пульпы содержит 100% свежей пульпы 200, например, из предыдущей флотационной камеры (то есть нижний продукт 400 из предыдущей флотационной камеры) или из предыдущей стадии процесса.A pulp fraction 300 can be withdrawn from the flotation tank 10 through an outlet 31 located on the side wall 14 of the tank 10. This pulp fraction 300 is fed back into the injection pipes 4 as pulp feed. In one embodiment, the pulp feed 100 contains 40% or less of the pulp fraction 300. In one embodiment, the pulp feed 100 contains 50% or less of the pulp fraction 300. For example, pulp nutrition may be 5 or 12.5 or 20 or 30 or 37.5 or 45% of the 300 pulp fraction. Alternatively, pulp feed 100 may contain 0% pulp fraction 300, ie. there is no recirculation of the pulp taken from the tank 10 back to the flotation cell, but the pulp feed 100 contains 100% fresh pulp 200 from, for example, a previous flotation cell (i.e. an underflow 400 from a previous flotation cell) or from a previous stage of the process.
Фракция 300 пульпы может быть направлена обратно во все нагнетательные трубы 4 флотационного резервуара 10 или, в качестве альтернативы, в некоторые из нагнетательных труб 4, тогда как другие нагнетательные трубы 4 принимают свежую пульпу 200, содержащую либо нижний поток 400 из предыдущей флотационной камеры, либо поток пульпы из некоторой предыдущей стадии процесса в зависимости от расположения флотационной камеры 1 внутри линии 8 флотации. Выпускное отверстие 31 может быть расположено на расстоянии L4 от дна 13 резервуара 10. Это расстояние следует понимать как расстояние до самой нижней точки выпуска или выпускного отверстия в боковой стенке 14 резервуара 10 от дна 13 резервуара. Расстояние L4 составляет от 0 до 50% от высоты Н резервуара 10. Выпускное отверстие 31 может быть преимущественно расположено в зоне осаждения, где частицы, взвешенные в пульпе и не захваченные пузырьками флотационного газа и/или восходящим потоком пульпы, опускаются ко дну 13 резервуара 10. В одном варианте выполнения выпускное отверстие 31 расположено в нижней части резервуара 10. Например, расстояние L4 может составлять 2, или 8, или 12,5, или 17, или 25% от высоты H флотационного резервуара 10. Даже если выпускное отверстие 31 управляется внутренними или внешними конструкциями, такими как расположенные, соответственно, выше или ниже по потоку ударные клапаны, выпускное отверстие 31 идеально расположено в нижней части резервуара 10, то есть рядом с дном 13 флотационного резервуара или смежно с ним. Более конкретно, фракция 300 пульпы удаляется из нижней части резервуара 10.The slurry fraction 300 may be sent back to all of the injection tubes 4 of the flotation tank 10 or, alternatively, to some of the injection tubes 4 while the other injection tubes 4 receive fresh pulp 200 containing either the bottom stream 400 from the previous flotation cell or the pulp flow from some previous stage of the process, depending on the location of the flotation cell 1 inside the flotation line 8. The outlet 31 may be located at a distance L 4 from the bottom 13 of the tank 10. This distance should be understood as the distance to the lowest point of the outlet or outlet in the side wall 14 of the tank 10 from the bottom 13 of the tank. The distance L4 is between 0% and 50% of the height H of the tank 10. The outlet 31 can advantageously be located in a settling zone where particles suspended in the slurry and not entrained by the flotation gas bubbles and/or the rising slurry flow sink to the bottom 13 of the tank 10 In one embodiment, the outlet 31 is located at the bottom of the tank 10. For example, the distance L4 may be 2, or 8, or 12.5, or 17, or 25% of the height H of the flotation tank 10. Even if the outlet 31 is controlled internal or external structures, such as upstream or downstream percussion valves, respectively, the outlet 31 is ideally located at the bottom of the tank 10, i.e. near or adjacent to the bottom 13 of the flotation tank. More specifically, the pulp fraction 300 is removed from the bottom of the tank 10.
Флотационная камера 1 может также содержать контур 3 кондиционирования. Контур 3 кондиционирования может содержать насосный резервуар 30 или другой такой дополнительный резервуар, проточно сообщающийся с резервуаром 10. В насосном резервуаре 30 питание свежей пульпы 200 и фракция 300 пульпы, отобранная из резервуара 10 через выпускное отверстие 31, могут быть объединены в питание 100 пульпы, которое затем направляется в нагнетательные трубы 4 флотационного резервуара 10. Свежая пульпа 200 может, например, представлять собой нижний продукт 400 из предыдущей флотационной камеры, или, если флотационная камера 1 является первой флотационной камерой линии флотации, питание пульпы, поступающее из узла/стадии измельчения или узла/стадии классификации. Также возможно, что фракция 300 пульпы и свежая пульпа 200 распределяются в нагнетательные трубы 4 без предварительного объединения в насосном резервуаре 30.The flotation chamber 1 may also comprise a conditioning circuit 3. The conditioning circuit 3 may include a pump tank 30 or other such additional tank in fluid communication with the tank 10. In the pump tank 30, the fresh pulp feed 200 and the pulp fraction 300 withdrawn from the tank 10 through the outlet 31 can be combined into a pulp feed 100, which is then directed to the injection tubes 4 of the flotation tank 10. The fresh pulp 200 may, for example, be an underflow 400 from a previous flotation cell, or, if the flotation cell 1 is the first flotation cell of a flotation line, the pulp feed coming from the milling unit/stage or node/stage classification. It is also possible that the slurry fraction 300 and the fresh slurry 200 are distributed into the injection pipes 4 without being combined in the pumping tank 30 beforehand.
Объединенная пульпа может подаваться обратно во все нагнетательные трубы 4 резервуара 10 или, в качестве альтернативы, в некоторые из нагнетательных труб 4, в то время как другие нагнетательные трубы 4 принимают свежую пульпу 200, содержащую либо нижний поток 400 из предыдущей флотационной камеры или поток пульпы из некоторой предыдущей стадии процесса, в зависимости от расположения флотационной камеры 1 в линии 8 флотации.The combined slurry may be fed back to all of the injection tubes 4 of the tank 10 or, alternatively, to some of the injection tubes 4 while the other injection tubes 4 receive fresh slurry 200 containing either the bottom stream 400 from the previous flotation cell or the pulp stream from some previous stage of the process, depending on the location of the flotation cell 1 in the flotation line 8.
Выпускное отверстие 31 может быть расположено на боковой стенке 14 резервуара 10 на расстоянии L4 от дна 13 резервуара 10. Расстояние L4 может составлять от 0 до 50% от высоты Н резервуара 10. Например, расстояние L4 может составлять 2, или 8, или 12,5, или 20, или 33% от высоты Н резервуара 10.The outlet 31 may be located on the side wall 14 of the reservoir 10 at a distance L4 from the bottom 13 of the reservoir 10. The distance L4 may be from 0 to 50% of the height H of the reservoir 10. For example, the distance L4 may be 2, or 8, or 12, 5, or 20, or 33% of the height H of the tank 10.
Кроме того, контур кондиционирования может содержать насос 32, выполненный с возможностью всасывания фракции 300 пульпы из резервуара 10 и для дальнейшей передачи питания 100 пульпы из насосного резервуара 30 в нагнетательные трубы 4. Фракция 300 пульпы может содержать частицы с низкой скоростью осаждения, например мелкие, медленно вплывающие частицы. Фракция пульпы может быть взята из нижней части резервуара 10 или рядом с ней. Дополнительно или в качестве альтернативы, контур 3 кондиционирования может дополнительно содержать распределительный узел (не покаIn addition, the conditioning circuit may include a pump 32 configured to draw a pulp fraction 300 from the reservoir 10 and to further transfer the pulp feed 100 from the pump reservoir 30 to the injection pipes 4. The pulp fraction 300 may contain particles with a low settling rate, such as fine, slowly moving particles. The pulp fraction can be taken from the bottom of the tank 10 or near it. Additionally or alternatively, the conditioning circuit 3 may further comprise a distribution unit (not yet
- 18 040070 зан на чертежах), выполненный с возможностью распределения питания 100 пульпы в нагнетательные трубы 4. Насос 32 может также использоваться для дальнейшей передачи питания 100 пульпы в нагнетательные трубы 4. Чтобы равномерно распределить питание 100 пульпы по трубам 4, можно использовать распределительное устройство. Распределительное устройство может, например, содержать подающую трубу внутри резервуара 10, выполненную с возможностью распределения фракции 300 пульпы непосредственно в нагнетательные трубы 4. Например, распределительное устройство может содержать трубопроводы, расположенные снаружи резервуара 10, ведущие к отдельному распределителю питания, выполненному с возможностью распределения фракции 300 пульпы или объединения фракции 300 пульпы и свежей пульпы 200 в нагнетательные трубы 4.- 18 040070 zan in the drawings), configured to distribute pulp feed 100 to injection pipes 4. Pump 32 can also be used to further transfer pulp feed 100 to injection pipes 4. In order to evenly distribute pulp feed 100 through pipes 4, a switchgear can be used . The distribution device may, for example, include a supply pipe within the tank 10 configured to distribute the pulp fraction 300 directly to the injection pipes 4. For example, the distribution device may include pipelines located outside the tank 10 leading to a separate feed distributor configured to distribute the fraction 300 pulp or combining fraction 300 pulp and fresh pulp 200 into injection pipes 4.
В соответствии с другим аспектом изобретения линии 8 флотации представлены на фиг. 6а и 6b. Линия 8 флотации содержит ряд проточно соединенных флотационных камер 1а, причем по меньшей мере одна из флотационных камер является флотационной камерой 1, выполненной в соответствии с вышеописанными вариантами выполнения флотационной камеры 1. В одном варианте выполнения линии 8 флотации перед флотационной камерой 1, выполненной в соответствии с изобретением, расположена флотационная камера 1а. Флотационная камера 1а может представлять собой камеру любого типа, известного в данной области техники. В качестве альтернативы или дополнительно, перед флотационной камерой 1 может быть расположена механическая флотационная камера 1b (см. фиг. 6а).In accordance with another aspect of the invention, the flotation lines 8 are shown in FIG. 6a and 6b. The flotation line 8 comprises a number of flow-through connected flotation cells 1a, wherein at least one of the flotation cells is a flotation cell 1 constructed in accordance with the embodiments of the flotation cell 1 described above. with the invention, the flotation chamber 1a is located. The flotation chamber 1a may be any type of chamber known in the art. Alternatively or additionally, a mechanical flotation cell 1b can be placed in front of the flotation cell 1 (see FIG. 6a).
В одном варианте выполнения линия 8 флотации содержит узел 81 грубой флотации с флотационной камерой 1а, узел 82 контрольной флотации с флотационной камерой 1а, выполненной с возможностью приема нижнего продукта 400 для узла 81 грубой флотации, и узел 820 контрольной перечистной флотации с флотационной камерой 1а, выполненной с возможностью приема верхнего продукта 500 из узла 82 контрольной флотации (см. фиг. 6b). В линии 8 флотации последняя флотационная камера 1 узла 82 контрольной флотации и, в качестве альтернативы или дополнительно, последняя камера 1 узла 820 контрольной перечистной флотации представляет собой флотационную камеру 1, выполненную в соответствии с изобретением, имеющую нагнетательные трубы 4. Кроме того, в линии 8 флотации, как описано выше, перед флотационной камерой 1, выполненной в соответствии с изобретением, имеющей нагнетательные трубы 4, может быть установлена механическая флотационная камера 1b.In one embodiment, the flotation line 8 comprises a rougher flotation unit 81 with a flotation cell 1a, a control flotation unit 82 with a flotation cell 1a capable of receiving bottoms product 400 for a rougher flotation unit 81, and a control cleaner flotation unit 820 with a flotation cell 1a, configured to receive the top product 500 from the control flotation unit 82 (see Fig. 6b). In the flotation line 8, the last flotation cell 1 of the control flotation unit 82 and, alternatively or additionally, the last flotation cell 1 of the control cleaner flotation unit 820 is a flotation cell 1 made in accordance with the invention, having injection pipes 4. In addition, in the line 8 flotation as described above, before the flotation cell 1 according to the invention, having the injection tubes 4, a mechanical flotation cell 1b can be installed.
Линии 8 флотации могут предшествовать другие процессы, такие как измельчение, классификация, грохочение, тяжелосредний процесс, процесс извлечения крупных частиц, винтовые сепараторы и другие процессы разделения; и другие процессы флотации. За линией 8 флотации может следовать ряд процессов, таких как повторное измельчение, очистка или другие процессы флотации, центрифугирование, фильтрация, грохочение или обезвоживание.The flotation line 8 may be preceded by other processes such as grinding, classifying, screening, heavy medium process, coarse particle recovery process, screw separators and other separation processes; and other flotation processes. The flotation line 8 may be followed by a number of processes such as regrinding, cleaning or other flotation processes, centrifugation, filtration, screening or dewatering.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения линия 8 флотации может применяться для извлечения частиц, содержащих ценный материал, взвешенный в пульпе. В одном варианте выполнения применение может быть направлено на извлечение частиц, содержащих неполярные минералы, такие как графит, сера, молибденит, уголь, тальк.According to another aspect of the invention, the flotation line 8 can be used to recover particles containing valuable material suspended in the pulp. In one embodiment, the application may be directed to the recovery of particles containing non-polar minerals such as graphite, sulfur, molybdenite, coal, talc.
В соответствии с другим вариантом выполнения применение может быть направлено на извлечение частиц, содержащих полярные минералы.According to another embodiment, the application may be directed to the recovery of particles containing polar minerals.
В еще одном варианте выполнения применение направлено на извлечение частиц из минералов, имеющих твердость по Моосу от 2 до 3, таких как галенит, сульфидные минералы, МПГ, минералы РЗО. В еще одном варианте выполнения применение конкретно направлено на извлечение частиц, содержащих платину.In another embodiment, the application is directed to the recovery of particles from minerals having a Mohs hardness of 2 to 3, such as galena, sulfide minerals, PGMs, R3O minerals. In another embodiment, the application is specifically directed to the recovery of particles containing platinum.
В еще одном варианте выполнения применение направлено на извлечение частиц, содержащих медь, из минеральных частиц, имеющих твердость по Моосу от 3 до 4. В еще одном варианте выполнения применение конкретно направлено на извлечение частиц, содержащих медь, из руды с низким содержанием меди.In yet another embodiment, the application is directed to the recovery of copper containing particles from mineral particles having a Mohs hardness of 3 to 4. In yet another embodiment, the application is specifically directed to the recovery of copper containing particles from a low copper ore.
Описанные выше варианты выполнения могут использоваться в любой комбинации друг с другом. Несколько вариантов выполнения могут быть объединены вместе, чтобы сформировать еще один вариант выполнения. Флотационная камера, к которой относится изобретение, может содержать по меньшей мере один из вариантов выполнения, описанных выше. Для специалиста очевидно, что с развитием технологий основная идея изобретения может быть реализована различными способами. Таким образом, изобретение и его варианты выполнения не ограничиваются описанными выше примерами; вместо этого они могут варьироваться в пределах объема формулы изобретения.The embodiments described above may be used in any combination with each other. Several embodiments may be combined together to form another embodiment. The flotation chamber to which the invention relates may comprise at least one of the embodiments described above. For a person skilled in the art it is obvious that with the development of technology, the main idea of the invention can be implemented in various ways. Thus, the invention and its embodiments are not limited to the examples described above; instead, they may vary within the scope of the claims.
Claims (35)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA040070B1 true EA040070B1 (en) | 2022-04-15 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA039769B1 (en) | Flotation line | |
CN110787914B (en) | Flotation cell | |
AU2019100828A4 (en) | Flotation line | |
AU2019100827A4 (en) | Flotation cell | |
AU2019100825A4 (en) | Flotation cell | |
AU2019100826A4 (en) | Flotation cell | |
EA040070B1 (en) | FLOTATION CHAMBER | |
EA040012B1 (en) | FLOTATION CHAMBER | |
AU2018435114B2 (en) | Flotation cell | |
RU2798734C1 (en) | Flotation chamber |