EA045025B1 - DEVICE AND METHOD OF SEPARATION BY FOAM - Google Patents

DEVICE AND METHOD OF SEPARATION BY FOAM Download PDF

Info

Publication number
EA045025B1
EA045025B1 EA201891390 EA045025B1 EA 045025 B1 EA045025 B1 EA 045025B1 EA 201891390 EA201891390 EA 201891390 EA 045025 B1 EA045025 B1 EA 045025B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
foam
modular
separation
flotation
foams
Prior art date
Application number
EA201891390
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Паоло БОЦЦАТО
Original Assignee
Вв Процесс Солюшнз Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вв Процесс Солюшнз Инк. filed Critical Вв Процесс Солюшнз Инк.
Publication of EA045025B1 publication Critical patent/EA045025B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к устройству и способу флотационного разделения, которые могут быть использованы для разделения веществ, имеющих различную гидрофобность, например, для разделения частиц, в частности, для целей обработки минералов, например, для обработки угля, а также для целей защиты окружающей среды, повторного использования и водоподготовки, чтобы достигать разделения твердых материалов, твердого материала и жидкости, или разделения жидкостей.The present invention relates to a flotation separation apparatus and method that can be used for separating substances having different hydrophobicity, for example, for particle separation, in particular for mineral processing purposes, for example, for coal processing, and also for environmental protection purposes, recycling and water treatment to achieve solid separation, solid-liquid separation, or liquid separation.

Уровень техникиState of the art

Известны машины для флотационного разделения, которые также называются флотационными ячейками, в которых разделение элементов может происходить с использованием характеристик гидрофильности или гидрофобности конкретных элементов. В горнодобывающей промышленности такие машины известны как флотационные ячейки. Разделительные ячейки обычно собирают поток жидкости, содержащий разделяемые вещества, который далее называется также пульпой, когда он также содержит твердые вещества, и газовые и/или воздушные пузырьки, генерированные и/или нагнетаемые, которые способны отделять гидрофобный материал от гидрофильного материала.Flotation separation machines, also called flotation cells, are known in which the separation of elements can occur using the hydrophilicity or hydrophobicity characteristics of specific elements. In the mining industry, such machines are known as flotation cells. Separation cells typically collect a liquid stream containing the substances to be separated, which is hereinafter also referred to as slurry when it also contains solids, and gas and/or air bubbles generated and/or injected that are capable of separating hydrophobic material from hydrophilic material.

Гидрофобный материал прилипает к пузырькам и переносится к поверхности раздела жидкости и воздуха, образуя тем самым пены, которые будут проявлять тенденцию к объединению и накоплению в верхней части ячейки, тогда как гидрофильный материал будет оставаться в пульпе, которая затем выводится наружу, например, у дна.The hydrophobic material adheres to the bubbles and is carried to the liquid/air interface, thereby forming foams that will tend to aggregate and accumulate at the top of the cell, while the hydrophilic material will remain in the slurry, which is then discharged to the outside, e.g. at the bottom .

Были разработаны флотационные ячейки разнообразных типов, причем наиболее известными и наиболее распространенными являются следующие:A variety of types of flotation cells have been developed, with the following being the best known and most common:

механические разделительные ячейки;mechanical separation cells;

разделительные ячейки колонного типа, также называемые разделительными колоннами;column-type separation cells, also called separation columns;

пневматические разделительные ячейки;pneumatic separation cells;

индуцированная растворенным воздухом флотация (DAF). Указанные разделительные ячейки действуют в гравитационном поле, и сила, которая обусловливает разделение между пеной и пульпой, представляет собой силу тяжести.Dissolved Air Flotation (DAF). These separation cells operate in a gravitational field, and the force that causes the separation between foam and pulp is gravity.

Также были разработаны центрифужные ячейки, в которых обусловливающая разделение пены и пульпы сила представляет собой центробежную силу. Центростремительное ускорение может быть получено подачей материала и пульпы в ячейку по касательной, или может быть создано, например, верчением корпуса флотационной ячейки вокруг оси вращения.Centrifugal cells have also been developed in which the force that causes the separation of foam and pulp is centrifugal force. Centripetal acceleration can be obtained by feeding material and pulp into the cell tangentially, or can be created, for example, by rotating the flotation cell body around the axis of rotation.

К пульпе могут быть добавлены реагенты, чтобы стимулировать разделение, улучшать стабильность пены, повышать гидрофобность материалов, которые должны быть извлечены, и снижать гидрофобность тех материалов, которые не должны присутствовать в пенах.Reagents can be added to the slurry to promote separation, improve foam stability, increase the hydrophobicity of materials that are to be recovered, and reduce the hydrophobicity of those materials that are not intended to be present in the foams.

Например, пены с огромными толщинами, или высокие пены, могут быть получены с использованием большого количества пенообразователя или многих устойчивых пенообразователей. Большие количества пенообразователя могут улучшать результаты флотационного разделения, но, как правило, также оказывают некоторые вредные влияния на другие части установки и на окружающую среду.For example, foams with enormous thicknesses, or high foams, can be produced using large amounts of foaming agent or many stable foaming agents. Large amounts of foaming agent can improve flotation separation results, but usually also have some detrimental effects on other parts of the plant and on the environment.

Флотационная ячейка обычно представляет собой обрабатывающий узел, встроенный в установку, и очень часто большие количества пенообразователя будут сокращать общую работоспособность системы. Экологические ограничения также могут ограничивать тип и количество реагентов, которые могут быть использованы для флотационного разделения, и может потребоваться полная обработка и затем рециркуляция вытекающего потока, приводя к более высоким производственным затратам.The flotation cell is usually a processing unit built into the unit and very often large amounts of foaming agent will reduce the overall performance of the system. Environmental restrictions may also limit the type and amount of reagents that can be used for flotation separation, and complete processing and then recycling of the effluent may be required, resulting in higher production costs.

Флотационные ячейки механического типа обычно состоят из стенок, которые определяют обрабатывающую камеру, в которую подается пульпа или жидкость. Пульпа поддерживается в перемешиваемом состоянии с помощью лопастной мешалки. Движение лопастной мешалки, в сочетании со статором, преобразует нагнетаемый воздух, поступающий у основания ротора, в мелкие пузырьки в результате действия сил сдвига.Mechanical type flotation cells typically consist of walls that define a processing chamber into which the slurry or liquid is fed. The pulp is kept in a mixed state using a paddle mixer. The movement of the agitator blade, in combination with the stator, converts the forced air entering at the base of the rotor into fine bubbles as a result of shear forces.

Известны флотационные колонны, которые включают, обычно в их нижней части, генераторы воздушных пузырьков, которые вводят пузырьки, которые, когда они поднимаются, подхватывают гидрофобные вещества в пульпе и переносят их вверх. Разделительные колонны обычно также оснащаются сборным узлом для обогащения пены, чтобы повысить чистоту пены, так что, как правило, может быть получен более чистый образованный концентрат.Flotation columns are known which include, usually at their bottom, air bubble generators which introduce bubbles which, as they rise, pick up hydrophobic substances in the pulp and carry them upward. The separation columns are also typically equipped with a foam enrichment assembly to increase the purity of the foam so that a purer concentrate can generally be produced.

В центробежных разделительных ячейках, которые обычно имеют округлую форму, пульпа с разделяемым материалом подается по касательной, чтобы придать ей центробежное ускорение. Воздух, преобразованный в мельчайшие пузырьки, например, с помощью трубки Вентури, нагнетается в подводящий материал и пульпу трубопровод.In centrifugal separation cells, which are usually round in shape, the pulp containing the material to be separated is fed tangentially to impart centrifugal acceleration. The air, converted into tiny bubbles, for example using a Venturi tube, is forced into the supply material and slurry pipeline.

Механические ячейки показали, что они могут обеспечивать хорошие результаты в плане извлечения гидрофобного материала, но они едва ли дают концентраты высокой чистоты из пены.Mechanical cells have shown that they can provide good results in terms of recovery of hydrophobic material, but they are unlikely to produce high purity concentrates from foam.

Разделительные колонны и пневматические ячейки создают более высокие пены, чем механические ячейки, и пены могут быть промыты для удаления примесей, содержащихся в жидкости между пузырьками, для достижения более высокой чистоты.Separation columns and pneumatic cells produce higher foams than mechanical cells, and the foams can be washed to remove impurities contained in the liquid between the bubbles to achieve higher purity.

Центробежные ячейки имеют более высокую единичную производительность, чем флотационныеCentrifugal cells have a higher unit capacity than flotation cells

- 1 045025 ячейки других типов, но они менее эффективны в отношении разделения.- 1 045025 other types of cells, but they are less efficient in terms of separation.

Было продемонстрировано, что селективность разделения возрастает с высотой пены; на этом основании более толстые пены во флотационных ячейках будут давать более чистые продукты вообще без промывания пены, как в случае вышеупомянутых флотационных колонн.It has been demonstrated that separation selectivity increases with foam height; on this basis, thicker froths in flotation cells will produce cleaner products without any froth washing at all, as is the case with the above-mentioned flotation columns.

Один недостаток известных в технологии разделительных ячеек состоит в том, что толщина пены снижает ее стабильность, которая должна пониматься как способность пузырьков не схлопываться.One disadvantage of the known separation cell technology is that the thickness of the foam reduces its stability, which should be understood as the ability of the bubbles not to collapse.

Если пузырьки не схлопываются, может быть получена определенная стабильность и высота пен, которая будет позволять или более непрерывно достигать предназначенного для этого выпускного канала так, что гидрофобный материал может быть эффективно отделен и выделен.If the bubbles do not collapse, a certain stability and height of the foams can be obtained that will allow or more continuously reach the intended outlet channel so that the hydrophobic material can be effectively separated and released.

Одной целью настоящего изобретения является создание устройства для флотационного отделения гидрофобных материалов, которое позволяет повысить высоту пен, в то же время предотвращая их спадание.One object of the present invention is to provide a device for flotation separation of hydrophobic materials, which allows the height of foams to be increased while at the same time preventing their collapse.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для флотационного разделения частиц, которое может быть использовано во флотационной ячейке любого типа, известного в технологии, для повышения производительности единичных флотационных ячеек и всей установки в целом.It is yet another object of the present invention to provide a particle flotation separation device that can be used in any type of flotation cell known in the art to improve the performance of individual flotation cells and the entire plant.

Дополнительная цель заключается в создании устройства, которое является простым в монтаже на флотационных ячейках и/или в отдалении от них, и которое обеспечивает возможность простого и быстрого технического обслуживания.A further object is to provide a device that is easy to mount on and/or away from flotation cells and that allows for simple and rapid maintenance.

Дополнительной целью является разработка способа флотационного отделения гидрофобных материалов, который обеспечивает более эффективное разделение гидрофобных и гидрофильных материалов, а также больших количеств пен, в частности, более высоких пен, чем те, которые могут быть получены согласно прототипу.A further objective is to develop a process for flotation separation of hydrophobic materials that provides more efficient separation of hydrophobic and hydrophilic materials, as well as large quantities of foams, in particular higher foams than those that can be obtained according to the prior art.

Последней по счету, но не по значению является еще одна цель изобретения, состоящая в создании способа и/или устройства для детектирования свойства пены во время процесса разделения.Last but not least is another object of the invention, which is to provide a method and/or apparatus for detecting foam properties during the separation process.

По соображениям преодоления недостатков прототипа и достижения этих и дополнительных целей и преимуществ, Заявитель настоящего изобретения задумал, протестировал и осуществил настоящее изобретение.For reasons of overcoming the disadvantages of the prior art and achieving these and additional objects and advantages, the Applicant of the present invention has conceived, tested and implemented the present invention.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение представлено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения раскрывают другие признаки настоящего изобретения или вариации основной идеи изобретения.The present invention is presented and characterized by independent claims. Dependent claims disclose other features of the present invention or variations of the basic idea of the invention.

В соответствии с вышеуказанными целями, устройство для флотационного разделения включает флотационную ячейку и по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент, который может быть связан с указанной флотационной ячейкой, предпочтительно будучи подвижным и/или съемным во время процесса разделения.In accordance with the above objectives, a flotation separation apparatus includes a flotation cell and at least one modular foam support element that can be associated with said flotation cell, preferably being movable and/or removable during the separation process.

Устройство для флотационного разделения преимущественно включает многочисленные модульные элементы, взаимосвязанные с образованием трехмерной структуры, имеющей большую вместимость и поддерживающие объемы, которые создают большую дополнительную опорную поверхность для пен.The flotation separation apparatus advantageously includes multiple modular elements interconnected to form a three-dimensional structure having large capacity and support volumes that provide a large additional support surface for the foams.

Указанная поддерживающая структура может иметь постоянное или переменное сечение вдоль одного или многих направлений протяженности.Said supporting structure may have a constant or variable cross-section along one or multiple extension directions.

Модульные элементы могут иметь форму листов, толщина которых является гораздо меньшей, чем размеры, определяющие протяженность поверхности, или они могут иметь удлиненную форму с одним преобладающим размером, например, удлиненные и/или нитевидные элементы, или полые трубы малого диаметра.The modular elements may be in the form of sheets whose thickness is much less than the dimensions defining the extent of the surface, or they may be elongated with one predominant dimension, for example elongated and/or thread-like elements, or small diameter hollow tubes.

Модульные элементы могут иметь, в виде спереди, овальную, круглую, квадратную, многоугольную, регулярную или нерегулярную форму, или любую другую возможную форму. Модульные элементы могут иметь по существу плоскую форму, или они могут быть изогнуты по одной или многим осям, или быть частично плоскими и частично изогнутыми.The modular elements may have, in front view, an oval, round, square, polygonal, regular or irregular shape, or any other possible shape. The modular elements may have a substantially flat shape, or they may be curved along one or more axes, or be partly flat and partly curved.

Модульные элементы могут иметь постоянное или переменное сечение вдоль продольного или поперечного направлений протяженности.Modular elements can have a constant or variable cross-section along the longitudinal or transverse directions of extension.

Модульные элементы могут быть размещены параллельно вертикальной протяженности флотационной ячейки, или они могут быть наклонными, будучи сведенными в параллельные и/или поперечные ряды, или размещены в виде рисунка солнечных лучей, или в виде концентрических колец с переменным диаметром.The modular elements may be arranged parallel to the vertical extent of the flotation cell, or they may be inclined, arranged in parallel and/or transverse rows, or arranged in a sunburst pattern, or in concentric rings of variable diameter.

Например, модульные элементы могут быть взаимно выровненными в линию, концентрическими или наклонными.For example, modular elements can be mutually aligned in a line, concentric or inclined.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы могут быть объединены друг с другом в отношении среднего размера пузырьков и/или размера разделяемых частиц материалов.In some embodiments, the modular elements may be combined with each other in terms of average bubble size and/or particle size of the materials being separated.

Модульные элементы могут быть сплошными, или они могут иметь сквозные отверстия или пазы, чтобы обеспечить возможность движения пен и/или пульпы или жидкости в боковом направлении. Тем самым устройство может по-прежнему работать, даже когда один или многие объемы проходящей пены были заблокированы содержащимся в ней материалом.The modular elements may be solid, or they may have through-holes or grooves to allow lateral movement of foams and/or pulp or liquid. Thus, the device can still operate even when one or many volumes of passing foam have been blocked by the material contained therein.

- 2 045025- 2 045025

В некоторых вариантах исполнения устройство включает пеноподдерживающий модуль, сформированный одним или многими взаимосвязанных модульными элементами.In some embodiments, the device includes a foam support module formed by one or more interconnected modular elements.

Пеноподдерживающий модуль имеет периферические поверхности и внутренние поверхности. Внутренние поверхности определяются многочисленными взаимосвязанными модульными элементами. Наружные поверхности могут определяться теми же модульными элементами, или может быть предусмотрен кожух для огораживания указанных модульных элементов.The foam supporting module has peripheral surfaces and internal surfaces. The interior surfaces are defined by numerous interconnected modular elements. The outer surfaces may be defined by the same modular elements, or a casing may be provided to enclose said modular elements.

В некоторых вариантах исполнения пеноподдерживающие модули могут включать специализированное устройство для рециркуляции воздуха и введения и генерирования пузырьков для усиления общего формирования пузырьков, обеспечивая более высокие пены. В некоторых альтернативных вариантах исполнения, которые могут быть объединены с другими вариантами исполнения, пеноподдерживающие модули могут быть связаны с промывными устройствами, которые могут быть либо соединены с промывной системой, или обособлены от нее, будучи входящими в состав, например, ячеек колонного типа, тем самым обеспечивая улучшенное обогащение и промывание пены.In some embodiments, the foam support modules may include a specialized device for air recirculation and bubble introduction and generation to enhance overall bubble formation, providing higher foams. In some alternative embodiments, which may be combined with other embodiments, the foam support modules may be associated with flushing devices, which may be either connected to or separate from the flushing system, being part of, for example, column-type cells, thus thereby providing improved foam enrichment and washing.

Модульные элементы и/или пеноподдерживающие модули могут быть применены во флотационной ячейке любого существующего типа. Они также могут быть конструктивно встроены в новые машины.Modular elements and/or foam support modules can be used in any existing type of flotation cell. They can also be structurally integrated into new machines.

Во всяком случае, модульные элементы и/или пеноподдерживающие модули предпочтительно могут быть смонтированы подвижными и/или съемными, даже во время процесса разделения, так, что они могут быть передвинуты или удалены, чтобы отобрать образцы пены или провести работы по техническому обслуживанию, очистке и тому подобные.In any case, the modular elements and/or foam support modules can preferably be mounted movable and/or removable, even during the separation process, so that they can be moved or removed in order to take foam samples or carry out maintenance, cleaning and things like that.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы и/или пеноподдерживающие модули устанавливаются в верхней части флотационных ячеек и могут быть частично размещены внутри пульпы или поверх нее. Модульные элементы и/или пеноподдерживающие модули могут быть нанесены на край флотационной ячейки или связаны с ним, или подвешены относительно пульпы.In some embodiments, modular elements and/or foam support modules are mounted on top of the flotation cells and may be partially placed within or on top of the slurry. Modular elements and/or foam support modules may be applied to or associated with the edge of the flotation cell, or suspended relative to the pulp.

Модульные элементы и/или пеноподдерживающие модули могут быть размещены так, чтобы покрывать всю свободную площадь поверхности раздела между жидкостью, содержащей разделяемый материал, и пенами во флотационной ячейке или только часть ее.Modular elements and/or foam support modules can be arranged to cover all or only a portion of the free interface area between the liquid containing the material to be separated and the foams in the flotation cell.

Пены могут быть собраны переливом с верха пеноподдерживающих модулей, или через дренажные каналы, ведущие в сборные резервуары или коллекторы, или же они могут быть переведены через соединительные трубопроводы в последующий пеноподдерживающий модуль, и из последнего в серии пеноподдерживающего модуля может быть отобран концентрат.The foams can be collected by overflow from the top of the foam support modules, or through drainage channels leading to holding tanks or manifolds, or they can be transferred through connecting pipes to a subsequent foam support module, and a concentrate can be withdrawn from the last foam support module in the series.

Согласно предпочтительному возможному варианту осуществления, изобретение включает устройство для отбора образцов пены, так что могут быть определены свойства пены, такие как состав, чистота и тому подобные.According to a preferred embodiment, the invention includes a device for sampling foam so that properties of the foam, such as composition, purity and the like, can be determined.

Согласно формуле изобретения предлагается устройство для флотационного разделения, содержащее: разделительную флотационную ячейку, оснащенную обрабатывающей камерой, внутрь которой может быть введен поток жидкости, содержащий материал, подлежащий разделению;According to the claims, a device for flotation separation is provided, comprising: a separation flotation cell equipped with a processing chamber into which a liquid stream containing the material to be separated can be introduced;

и одно или более устройств для введения и/или генерирования воздушных пузырьков, для проведения флотационного разделения гидрофобного материала и гидрофильного материала, отличающееся тем, что указанное устройство содержит по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент, с возможностью снятия связанный с разделительной флотационной ячейкой, так что по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент (30) может быть удален, чтобы отобрать образцы пены или провести работы по техническому обслуживанию, очистке или замене, и тому подобному, во время процесса разделения, и причем по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент содержит модульные стеночные элементы, размещенные параллельно или в поперечных направлениях с образованием структуры в форме трехмерной решетки.and one or more devices for introducing and/or generating air bubbles, for carrying out flotation separation of hydrophobic material and hydrophilic material, characterized in that said device contains at least one modular foam supporting element removably associated with the separation flotation cell, so that at least one modular foam support element (30) can be removed to take foam samples or carry out maintenance, cleaning or replacement work, and the like, during the separation process, and wherein the at least one modular foam support element comprises modular wall elements placed in parallel or transverse directions to form a structure in the form of a three-dimensional lattice.

Предпочтительно модульные элементы, связаны друг с другом с образованием внутренней структуры пеноподдерживающего модуля, предназначенного для создания дополнительных опорных поверхностей для пен, причем указанный пеноподдерживающий модуль является подвижным и/или съемным во время процесса разделения.Preferably, the modular elements are connected to each other to form an internal foam support module structure for providing additional support surfaces for the foams, said foam support module being movable and/or removable during the separation process.

Предпочтительно указанные модульные пеноподдерживающие элементы имеют, в виде спереди, овальную, круглую, квадратную, многоугольную, правильную или неправильную форму, или любую другую возможную форму, и что указанные модульные элементы имеют плоскую и/или изогнутую форму.Preferably, said modular foam support elements have, in front view, an oval, round, square, polygonal, regular or irregular shape, or any other possible shape, and that said modular elements have a flat and/or curved shape.

Предпочтительно указанные модульные элементы имеют постоянное или переменное сечение вдоль продольной и/или поперечной протяженности.Preferably, said modular elements have a constant or variable cross-section along the longitudinal and/or transverse extent.

Предпочтительно указанная структура представляет собой сетку или решетку, или структуру, имеющую тороидальную форму или форму круглого венца, или трехмерную структуру, имеющую любую форму, конфигурированную для создания проточных объемов и дополнительных опорных поверхностей для поддерживания пен и стимулирования течения их вверх.Preferably, said structure is a mesh or lattice, or a structure having a toroidal or circular crown shape, or a three-dimensional structure having any shape, configured to create flow volumes and additional supporting surfaces to support the foams and encourage their upward flow.

Предпочтительно указанный по меньшей мере один модульный элемент и/или пеноподдерживающий модуль содержит устройство для генерирования и/или введения пузырьков, выполненное с возможностью формирования и/или введения воздушных пузырьков, чтобы усиливать общее течение пузырьковPreferably, said at least one modular element and/or foam support module comprises a bubble generating and/or introducing device configured to generate and/or introduce air bubbles to enhance overall bubble flow

- 3 045025 и стимулировать рост и стабильность пен в устройстве.- 3 045025 and stimulate the growth and stability of foams in the device.

Предпочтительно указанный по меньшей мере один модульный элемент и/или пеноподдерживающий модуль содержит контур рециркуляции пены, предназначенный для обеспечения возможности рециркуляции концентрата в пенах.Preferably, said at least one modular element and/or foam support module comprises a foam recirculation loop for allowing the concentrate in the foams to be recirculated.

Предпочтительно указанный по меньшей мере один модульный элемент и/или пеноподдерживающий модуль содержит одно или более промывные устройства, выполненные с возможностью подачи воды и/или жидкости на различных высотах внутри указанного пеноподдерживающего модуля.Preferably, said at least one modular element and/or foam support module comprises one or more flushing devices configured to supply water and/or liquid at different heights within said foam support module.

Предпочтительно указанные модульные элементы и/или указанные пеноподдерживающие модули размещены таким образом, чтобы покрывать всю свободную поверхность жидкости в упомянутой разделительной флотационной ячейке, или только ее часть.Preferably, said modular elements and/or said foam supporting modules are arranged to cover the entire free surface of the liquid in said separation flotation cell, or only a portion thereof.

Предпочтительно указанные модульные элементы и/или указанные пеноподдерживающие модули смонтированы в верхней части разделительных флотационных ячеек, и могут быть частично размещены внутри пульпы или жидкости, или поверх нее.Preferably, said modular elements and/or said foam support modules are mounted on top of the separation flotation cells, and may be partially placed within or on top of the slurry or liquid.

Предпочтительно модульные элементы и/или модули могут быть установлены на краю разделительной флотационной ячейки, или иным образом связаны с нею, или подвешены в пульпе или жидкости, или оставлены плавать в последней.Preferably, the modular elements and/or modules can be mounted on the edge of the separation flotation cell, or otherwise connected thereto, or suspended in the slurry or liquid, or left to float in the latter.

Также согласно формуле изобретения предлагается способ флотационного разделения в вышеуказанном устройстве для флотационного разделения, предусматривающий:Also according to the claims of the invention, a method of flotation separation in the above-mentioned device for flotation separation is proposed, comprising:

введение потока, содержащего материал, подлежащий разделению в обрабатывающую камеру;introducing a stream containing the material to be separated into the processing chamber;

генерирование и/или введение воздушных пузырьков в указанную обрабатывающую камеру;generating and/or introducing air bubbles into said processing chamber;

отделение от гидрофильного материала гидрофобного материала, который прилипает к пузырькам и переносится в сторону свободной поверхности жидкости в указанной обрабатывающей камере.separating from the hydrophilic material hydrophobic material which adheres to the bubbles and is transferred towards the free surface of the liquid in said processing chamber.

Причем способ предусматривает:Moreover, the method provides:

формирование очень глубоких пен, в то же время с поддерживанием их посредством по меньшей мере одного модульного элемента и/или одного пеноподдерживающего модуля, связанных с разделительной флотационной ячейкой в вышеуказанном устройстве;forming very deep foams, while maintaining them by at least one modular element and/or one foam supporting module associated with the separation flotation cell in the above device;

удаление по меньшей мере одного модульного элемента и/или одного пеноподдерживающего модуля из разделительной ячейки, чтобы отобрать образец пены, подлежащей анализу во время способа.removing at least one modular element and/or one foam support module from the separation cell to collect a sample of foam to be analyzed during the method.

Предпочтительно один или более эксплуатационные параметры разделительной ячейки контролируются в зависимости от свойств проанализированного образца пены.Preferably, one or more operational parameters of the separation cell are controlled depending on the properties of the analyzed foam sample.

Коме того, согласно формуле изобретения предлагается устройство для управления флотационным разделением в вышеуказанном способе, содержащее модульный элемент и/или пеноподдерживающий модуль, связанный с возможностью снятия с упомянутой разделительной ячейкой во время работы разделительной ячейки так, что, по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент может быть удален, чтобы отобрать образцы пены или провести работы по техническому обслуживанию, очистке или замене, и тому подобному, во время процесса разделения, и причем, по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент содержит модульные стеночные элементы, размещенные параллельно или в поперечных направлениях с образованием структуры в форме трехмерной решетки.In addition, according to the claims, there is provided a device for controlling flotation separation in the above method, comprising a modular element and/or a foam support module removably associated with said separation cell during operation of the separation cell so that at least one modular foam support element can be removed to take foam samples or carry out maintenance, cleaning or replacement work, and the like, during the separation process, and wherein the at least one modular foam support element comprises modular wall elements arranged in parallel or transverse directions to form structures in the form of a three-dimensional lattice.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Эти и другие признаки настоящего изобретения станут очевидными в свете нижеследующего описания некоторых примерных вариантов осуществления его, в которых будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, в которых:These and other features of the present invention will become apparent in light of the following description of certain exemplary embodiments thereof, in which reference will be made to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 представляет схематический вид спереди в разрезе устройства для флотационного разделения в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения;fig. 1 is a schematic front cross-sectional view of a flotation separation apparatus in accordance with certain embodiments described herein;

фиг. 2 представляет вид сверху устройства в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения;fig. 2 is a top view of a device in accordance with some embodiments described herein;

фигуры 3а-3b представляют схематические виды вариантов исполнения комбинаций модульных элементов в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения;Figures 3a-3b are schematic views of embodiments of combinations of modular elements in accordance with certain embodiments described herein;

фиг. 4 представляет схематический перспективный вид пеноподдерживающего модуля в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения;fig. 4 is a schematic perspective view of a foam support module in accordance with certain embodiments described herein;

фигуры 5а-5с представляют схематические виды некоторых вариантов исполнения пеноподдерживающего модуля из фиг. 3;Figures 5a-5c are schematic views of some embodiments of the foam support module of FIGS. 3;

фиг. 6 представляет схематический вид некоторых устройств для флотационного разделения в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения, последовательно соединенных друг с другом;fig. 6 is a schematic view of some flotation separation devices in accordance with some embodiments described herein, connected in series with each other;

фиг. 7 представляет схематический вид спереди в разрезе варианта устройства для флотационного разделения в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения;fig. 7 is a schematic front cross-sectional view of an embodiment of a flotation separation apparatus in accordance with certain embodiments described herein;

фиг. 8 представляет вид сверху устройства для флотационного разделения в соответствии с вариантом согласно фиг. 7;fig. 8 is a top view of a flotation separation device according to the embodiment of FIG. 7;

фиг. 9 представляет схематический вид спереди в разрезе дополнительного варианта устройства для флотационного разделения в соответствии с описываемыми здесь некоторыми вариантами исполнения.fig. 9 is a schematic front cross-sectional view of an additional embodiment of a flotation separation apparatus in accordance with certain embodiments described herein.

Для лучшего понимания, в чертежах были использованы одинаковые кодовые номера позиций, на- 4 045025 сколько возможно, для обозначения идентичных общих элементов. Кроме того, само собой разумеется, что элементы и признаки одного варианта исполнения могут быть также могут быть легко применимы в других вариантах исполнения.For better understanding, the same reference code numbers have been used throughout the drawings as much as possible to denote identical common elements. Moreover, it goes without saying that elements and features of one embodiment may also be readily applicable to other embodiments.

Описание некоторых вариантов осуществления изобретенияDescription of some embodiments of the invention

Теперь будет приведена ссылка на подробности разнообразных вариантов осуществления изобретения, один или многие примеры которого иллюстрированы в сопроводительных чертежах. Каждый пример приведен, чтобы проиллюстрировать изобретение, и не должен пониматься как ограничивающий его. Например, признаки иллюстрированного или описанного здесь варианта исполнения могут быть действительными в других вариантах исполнения или связаны с ними, чтобы создать дополнительный вариант исполнения. Понятно, что настоящее изобретение включает все такие модификации и вариации.Reference will now be made to details of various embodiments of the invention, one or many examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Each example is provided to illustrate the invention and is not to be construed as limiting thereof. For example, features of an embodiment illustrated or described herein may be valid in or linked to other embodiments to create an additional embodiment. It is understood that the present invention includes all such modifications and variations.

В соответствии с настоящим изобретением, устройство 10 для флотационного разделения в общем может быть использовано для отделения гидрофобных материалов, например, для целей обработки минералов, в частности, для обработки угля, или в вариантах применения для защиты окружающей среды, повторного использования и водоподготовки, чтобы достигать разделения твердых материалов, твердого материала и жидкости, или разделения жидкостей.In accordance with the present invention, the flotation separation device 10 can generally be used to separate hydrophobic materials, for example, for mineral processing purposes, particularly coal processing, or in environmental protection, recycling and water treatment applications to achieve separation of solid materials, solid material and liquid, or separation of liquids.

В вариантах исполнения согласно настоящему описанию, выражение флотационное разделение подразумевает химический процесс, попадающий в категорию таких способов, которые называются в промышленности адсорбционно-пузырьковым разделением. В частности, двумя примерами способов флотационного разделения являются способ пенной флотации и способ пенного фракционирования. Устройство 10 согласно настоящему изобретению включает флотационную ячейку 12, 112, 212, и по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий модуль 30, который подвижно и/или с возможностью снятия связан, также во время процесса, с флотационной ячейкой 12, 112, 212.In embodiments according to the present description, the expression flotation separation refers to a chemical process that falls within the category of processes referred to in the industry as adsorption-bubble separation. Specifically, two examples of flotation separation methods are the froth flotation method and the froth fractionation method. The device 10 according to the present invention includes a flotation cell 12, 112, 212, and at least one modular foam support module 30, which is movably and/or removably connected, also during the process, to the flotation cell 12, 112, 212.

В некоторых вариантах исполнения предусматриваются многочисленные модульные элементы 30, которые взаимосвязаны для формирования трехмерной поддерживающей пену структуры.In some embodiments, multiple modular elements 30 are provided that are interconnected to form a three-dimensional foam supporting structure.

Модульные элементы 30 могут иметь удлиненную, плоскую или изогнутую форму, и могут быть взаимно выровненными, концентрическими или наклонными, с образованием решетки, или иметь тороидальную форму или форму круглого венца, или любую возможную трехмерную структуру 28, которая может быть получена сочетанием и пересечением модульных элементов 30, чтобы обеспечивать пене возможность течения вверх.The modular elements 30 may have an elongated, flat or curved shape, and may be mutually aligned, concentric or inclined, forming a lattice, or have a toroidal or ring shape, or any possible three-dimensional structure 28 that can be obtained by combining and intersecting modular elements. elements 30 to allow the foam to flow upward.

Поддерживающая структура 28 может иметь вмещающие и поддерживающие пену объемы, создающие большие дополнительные опорные поверхности для пузырьков так, что они не будут подпираться только нижележащими пузырьками, и тем самым могут образовывать более стабильные и более высокие, или более глубокие пены.The support structure 28 may have foam accommodating and supporting volumes that provide large additional support surfaces for the bubbles so that they are not supported only by underlying bubbles, and thus can form more stable and higher or deeper foams.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы 30, объединенные друг с другом с образованием структуры 28, могут формировать внутреннюю структуру пеноподдерживающего модуля 14.In some embodiments, the modular elements 30, combined with each other to form a structure 28, may form the internal structure of the foam support module 14.

В вариантах исполнения, описываемых здесь со ссылкой на фиг. 1, механическая флотационная ячейка 12 включает обрабатывающую камеру 13, определяемую наружными боковыми стенками 16 и донной стенкой 17, и предназначенную для содержания пульпы или жидкости, и для проведения отделения гидрофильного материала от гидрофобного материала. Флотационная ячейка 12 включает отверстие 18 для подачи потока разделяемого материала, и выпускное отверстие 20 для выведения вытекающего потока, то есть, жидкости, содержащей гидрофильный материал, которое, как правило, размещается вблизи дна 17.In the embodiments described herein with reference to FIGS. 1, mechanical flotation cell 12 includes a processing chamber 13 defined by outer side walls 16 and bottom wall 17 for containing slurry or liquid and for performing separation of hydrophilic material from hydrophobic material. The flotation cell 12 includes an opening 18 for supplying a stream of material to be separated, and an outlet 20 for removing an effluent stream, i.e., liquid containing hydrophilic material, which is typically located near the bottom 17.

Флотационная ячейка 12 также включает ротор 22, соединенный с двигателем 24 и приводимый им в движение, который поддерживает пульпу в состоянии перемешивания и предотвращает оседание содержащегося в ней материала. Также может присутствовать устройство 27 для подачи воздуха, например, связанное с вращением двигателя или соединенное с нагнетателем или компрессором; этот воздух необходим для формирования пузырьков, к которым будет прилипать гидрофобный материал. Например, объединенное действие ротора и статора лопастной мешалки 22 может быть использовано (статор в чертеже не показан), чтобы генерировать мелкие пузырьки.The flotation cell 12 also includes a rotor 22 coupled to and driven by a motor 24 that maintains the slurry in a state of agitation and prevents settling of the material contained therein. An air supply device 27 may also be present, for example associated with the rotation of the engine or connected to a supercharger or compressor; this air is necessary to form bubbles to which the hydrophobic material will adhere. For example, the combined action of the rotor and stator of the paddle mixer 22 can be used (the stator is not shown) to generate fine bubbles.

Как правило, механическая разделительная ячейка 12 также оснащается опорной конструкцией, также называемой мостиком, 25, предназначенной для поддерживания сборного узла, включающего лопастную мешалку 22 и двигатель 24. Мостик 25 может представлять собой раму или опорную пластину.Typically, the mechanical separation cell 12 is also provided with a support structure, also referred to as a bridge, 25 for supporting the assembly including the paddle mixer 22 and the motor 24. The bridge 25 may be a frame or a support plate.

Пузырьки поднимаются в сторону верхней части флотационной ячейки 12 и, когда они достигают высоты, превышающей наружные стенки 16, они могут падать в подходящие пеносборники 26, из которых они будут выводиться, чтобы извлекать отделенный концентрат материала.The bubbles rise toward the top of the flotation cell 12 and, when they reach a height greater than the outer walls 16, they can fall into suitable skimmers 26 from which they will be discharged to recover the separated concentrate of material.

В дополнение и/или в качестве альтернативы, вблизи края боковой(ых) стенки(ок) 16 разделительной ячейки 112 могут быть один или многие каналы (в чертежах не показаны) для слива или выпуска пены из ячейки 12 в сборники 26.In addition and/or alternatively, near the edge of the side wall(s) 16 of the separation cell 112, there may be one or more channels (not shown in the drawings) for draining or releasing foam from the cell 12 into the reservoirs 26.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 встроены в верхнюю часть флотационных ячеек 12 и могут быть частично размещены внутри пульпы или на ее верху. Модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 могут быть присоединены к краю флотационной ячейки 12 или связаны с нею, или подвешены относительно пульпы илиIn some embodiments, modular elements 30 and/or foam support modules 14 are built into the top of flotation cells 12 and may be partially located within or on top of the slurry. Modular elements 30 and/or foam support modules 14 may be attached to or associated with the edge of flotation cell 12, or suspended relative to the pulp or

- 5 045025 жидкости, или плавают на ней.- 5 045025 liquid, or float on it.

Модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 преимущественно связаны с разделительной ячейкой 12, будучи подвижными и/или съемными. Благодаря этому они могут быть сдвинуты или удалены, даже когда ячейка 12 находится в эксплуатационном режиме во время процесса флотации согласно изобретению.The modular elements 30 and/or foam support modules 14 are advantageously connected to the separating cell 12 by being movable and/or removable. Thanks to this, they can be moved or removed even when the cell 12 is in operation during the flotation process according to the invention.

Это сделает возможным принятие мер сразу же, как потребуется: например, в случае неисправности, отказа или тому подобного, или для замены одного или многих модульных элементов 30 или пеноподдерживающих модулей 14, или для проверки хода процесса разделения, или для отбора образцов пены для исследования.This will make it possible to take action as soon as required: for example, in the event of a malfunction, failure or the like, or to replace one or more modular elements 30 or foam support modules 14, or to check the progress of the separation process, or to take foam samples for examination .

В сущности, при удалении, подъеме или любом передвижении одного или многих модульных элементов 30 или пеноподдерживающих модулей 14 также будет удаляться осажденная на них пена.In essence, removing, lifting, or moving in any way one or more modular elements 30 or foam support modules 14 will also remove foam deposited thereon.

Полученная таким образом пена затем может быть проанализирована отдельно в лаборатории или визуально оператором с целью оценки ее свойств (например, плотности, чистоты, состава, и т.д.), и получения сведений относительно течения процесса разделения; тем самым можно будет проверить, правильно ли протекает процесс, или же требуются некоторые изменения параметров процесса (например, количества вдуваемых пузырьков, скорости вращения лопастной мешалки 22 для перемешивания пульпы, времени пребывания в сепараторе, и т.д.). В некоторых вариантах исполнения пеноподдерживающий модуль 14 может быть плотно или неплотно соединен с флотационной ячейкой 12, 112, 212; в обоих случаях пены будут подниматься вследствие эффекта стенки, усиленного внутренней структурой 28.The foam thus obtained can then be analyzed separately in the laboratory or visually by an operator to evaluate its properties (eg density, purity, composition, etc.) and obtain information regarding the progress of the separation process; In this way, it will be possible to check whether the process is proceeding correctly, or whether some changes in the process parameters are required (for example, the number of bubbles injected, the speed of rotation of the paddle mixer 22 for mixing the pulp, the residence time in the separator, etc.). In some embodiments, the foam support module 14 may be tightly or loosely connected to the flotation cell 12, 112, 212; in both cases the foams will rise due to the wall effect reinforced by the internal structure 28.

В соответствии с описываемыми здесь вариантами исполнения, со ссылкой на фигуры 1 и 2, модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 могут быть связаны с флотационной ячейкой 12 таким образом, чтобы покрывать всю свободную поверхность пульпы или только ее часть.In accordance with the embodiments described herein, with reference to figures 1 and 2, modular elements 30 and/or foam support modules 14 can be associated with the flotation cell 12 so as to cover all or only a portion of the free surface of the pulp.

Например, в правой части фигур 1 и 2 показано примерное техническое решение, в котором шесть модульных элементов 30 или пеноподдерживающих модулей 14 покрывают всю свободную поверхность пульпы (от центра к стенке 16) и собирают всю пену и концентрат, которые поднимаются к верхней части флотационной ячейки 12; в этом случае покрытие является почти плотным.For example, the right side of Figures 1 and 2 shows an exemplary solution in which six modular elements 30 or foam support modules 14 cover the entire free surface of the pulp (from the center to the wall 16) and collect all the foam and concentrate that rises to the top of the flotation cell 12; in this case the coating is almost dense.

В левой части фигур 1 и 2 показано примерное техническое решение, в котором четыре модульных элемента 30 размещены так, что покрывают не всю свободную поверхность, но только внутреннюю часть, которая наиболее отдалена от пеносборника 26. Тем самым пены могут быть выведены традиционным путем, с частицами и волокнами, в том числе крупными, собираясь в пеносборниках 26, тогда как самая внутренняя часть очищается в пеноподдерживающем модуле 14 для создания более чистого концентрата. Эти два технических решения могут быть использованы по отдельности или в сочетании друг с другом или с дополнительными вариантами исполнения.The left side of figures 1 and 2 shows an exemplary technical solution in which four modular elements 30 are placed so that they do not cover the entire free surface, but only the inner part, which is furthest from the foam collector 26. Thus, foams can be removed in the traditional way, with particles and fibers, including large ones, are collected in foam collectors 26, while the innermost part is cleaned in the foam support module 14 to create a cleaner concentrate. These two technical solutions can be used separately or in combination with each other or with additional options.

Иллюстрированное в левой части решение позволяет применять пеноподдерживающий модуль 14 как накопитель пены в традиционных флотационных ячейках 12, 112, 212 так, что более глубокие пены могут быть сформированы также вблизи наружных стенок 16.The solution illustrated on the left allows the foam support module 14 to be used as a foam accumulator in conventional flotation cells 12, 112, 212 so that deeper foams can also be formed near the outer walls 16.

Пены не должны быть слишком глубокими в самой наружной части, поскольку это приводило бы к сокращению среднего времени пребывания во флотационных ячейках 12, 112, 212, так как уменьшался бы полезный объем, приводя к снижению извлечения гидрофобного материала в пенах. Модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 обеспечивают такое преимущество, что могут быть получены очень высокие пены, в то же время с сохранением неизменного среднего времени пребывания пульпы или жидкости во флотационных ячейках 12, 112, 212. Среднее время может быть также увеличено, если повышается уровень пульпы или жидкости, и соответствующие модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 размещены так, чтобы плотно покрывать всю свободную поверхность. Это может оказаться в любом случае полезным в существующих системах флотационных ячеек 12, 112, 212, которые не могут обеспечивать удовлетворительные результаты вследствие их недостаточного размера.The froths should not be too deep in the outermost portion as this would reduce the average residence time in the flotation cells 12, 112, 212 as the usable volume would be reduced, resulting in reduced recovery of hydrophobic material in the froths. The modular elements 30 and/or foam support modules 14 provide the advantage that very high foams can be obtained while maintaining the same average residence time of the slurry or liquid in the flotation cells 12, 112, 212. The average residence time can also be increased by if the slurry or liquid level rises, and the corresponding modular elements 30 and/or foam support modules 14 are positioned to tightly cover the entire free surface. This may in any case be useful in existing flotation cell systems 12, 112, 212, which cannot provide satisfactory results due to their insufficient size.

Согласно описываемым здесь вариантам исполнения, со ссылкой на фиг. 3а, модульные элементы 30 могут включать модульные стеночные элементы 30а, 30b, размещенные параллельно или в поперечных направлениях с образованием структуры 28, например, в форме трехмерной решетки. Модульные элементы 30а, 30b могут быть размещены в ортогональных направлениях или наклонно относительно друг друга на иной угол, нежели 90°.According to the embodiments described herein, with reference to FIGS. 3a, modular elements 30 may include modular wall elements 30a, 30b arranged in parallel or transverse directions to form a structure 28, for example, in the form of a three-dimensional lattice. The modular elements 30a, 30b can be placed in orthogonal directions or inclined relative to each other at an angle other than 90°.

Модульные элементы 30а, 30b могут быть либо выровнены по вертикали, либо размещены наклонно.The modular elements 30a, 30b can either be aligned vertically or placed obliquely.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы 30 могут иметь гладкие поверхности, или снабжены сквозными отверстиями или пазами для возможности протекания пузырьков и пен в поперечном направлении.In some embodiments, the modular elements 30 may have smooth surfaces, or be provided with through holes or grooves to allow bubbles and foam to flow laterally.

Модульные элементы 30а, 30b формируют проточные для пены объемы, имеющие относительно узкое поперечное сечение. Такие секции могут становиться закупоренными твердыми частицами или волокнами, содержащимися в пульпе.The modular elements 30a, 30b form foam flow volumes having a relatively narrow cross-section. Such sections may become clogged with solids or fibers contained in the pulp.

Наличие перфорированных модульных элементов 30а, 30b будет позволять пульпе, пене и/или пузырькам протекать в поперечном направлении для обеспечения самовыравнивания уровня пульпы илиThe presence of perforated modular elements 30a, 30b will allow slurry, foam and/or bubbles to flow in a transverse direction to ensure self-levelling of the slurry level or

- 6 045025 жидкости внутри структуры 28. Это значит, что могут быть получены боковые перемещения и более высокая эффективность, когда засоряется канал или проток, тем, что обеспечивается возможность перераспределения самого содержимого в соседние протоки.- 6 045025 fluids within the structure 28. This means that lateral movements and higher efficiency can be obtained when a channel or duct becomes clogged by allowing the contents themselves to be redistributed into adjacent ducts.

Согласно альтернативному описываемому здесь варианту исполнения со ссылкой на фиг. 3b, структура 28 может включать модульные элементы 30а, размещенные параллельно друг другу с помещением между ними соединительных модульных элементов 30с, имеющих удлиненную форму и толщину, которая является гораздо меньшей, чем размеры, которые определяют их поверхность. В некоторых вариантах исполнения соединительные модульные элементы 30с могут быть размещены в ортогональном направлении или наклонно под углом α, иным, нежели 90°, относительно модульных элементов 30а.According to an alternative embodiment described herein with reference to FIG. 3b, the structure 28 may include modular elements 30a arranged parallel to each other with interposed interconnecting modular elements 30c having an elongated shape and a thickness that is much smaller than the dimensions that define their surface. In some embodiments, the connecting modular elements 30c may be placed in an orthogonal direction or obliquely at an angle α other than 90° relative to the modular elements 30a.

Пузырек и/или частица, движущиеся в вертикальном направлении, имеет вес, который равен их массе, умноженной на ускорение свободного падения (mxg). Наклонный соединительный элемент 30с может создавать поддержку для пузырьков, равную mxgxcosa по направлению, перпендикулярному поверхности соединительного элемента 30с, то есть, меньшую или равную значению mxg. Вес пузырьков и содержащихся в них частиц тем самым будет снижаться не только вследствие эффекта стенки, создаваемого модульными элементами 30а, то также силой реакции, прилагаемой наклонным соединительным элементом 30с.A bubble and/or particle moving in a vertical direction has a weight that is equal to its mass multiplied by the acceleration due to gravity (mxg). The inclined connector 30c can provide bubble support equal to mxgxcosa in a direction perpendicular to the surface of the connector 30c, that is, less than or equal to the value of mxg. The weight of the bubbles and the particles contained therein will thereby be reduced not only due to the wall effect created by the modular elements 30a, but also by the reaction force exerted by the inclined connecting element 30c.

В дополнительных вариантах исполнения структура 28 может состоять из решетки, сформированной многочисленными сплошными или полыми модульными элементами 30а, имеющими один преобладающий размер.In additional embodiments, the structure 28 may consist of a lattice formed by multiple solid or hollow modular elements 30a having one predominant size.

В некоторых возможных технических решениях модульные стеночные элементы 30а, 30b могут быть изготовлены в виде единой цельной детали, протяженной от нижней части до верхней части внутренней структуры 28, или вдоль ее поперечной протяженности, или они могут быть изготовлены из многочисленных модульных элементов 30, взаимно наслоенных друг на друга и объединенных, или соединенных и удерживаемых на расстоянии друг от друга с помощью дополнительных соединительных элементов 30с, например, соединительных стержневых распорок.In some possible embodiments, the modular wall members 30a, 30b may be fabricated as a single integral piece extending from the bottom to the top of the interior structure 28, or along its transverse extent, or they may be fabricated from multiple modular elements 30 mutually layered. on top of each other and combined, or connected and held apart from each other by additional connecting elements 30c, such as connecting rod spacers.

Фиг. 4 используется здесь как ссылка для описания пеноподдерживающего модуля 14, который включает по меньшей мере один модульный элемент 30, в частности, многочисленные модульные элементы.Fig. 4 is used here as a reference to describe a foam support module 14 that includes at least one modular element 30, in particular multiple modular elements.

Пеноподдерживающий модуль 14 может иметь периферические поверхности и внутренние поверхности, определяемые модульными элементами 30, которые создают дополнительные опорные поверхности для пен.The foam support module 14 may have peripheral surfaces and internal surfaces defined by modular elements 30 that provide additional support surfaces for the foams.

В некоторых вариантах исполнения пеноподдерживающий модуль 14 может включать боковые стенки 36, которые образуют кожух 38, который снаружи охватывает модульные элементы 30. Боковые стенки 36 также могут быть предназначены для того, чтобы обеспечивать возможность соединения пеноподдерживающего модуля 14 с верхней частью флотационной ячейки 12.In some embodiments, the foam support module 14 may include side walls 36 that define a housing 38 that externally encloses the modular elements 30. The side walls 36 may also be configured to allow the foam support module 14 to be connected to the top of the flotation cell 12.

Кожух 38 может быть ограничен нижним краем 37 и верхним краем 39. Нижний край 37 может быть погружен в пульпу или жидкость, или подвешен поверх нее, тогда как верхний край 39 может быть заключен внутри наружных стенок 16 обрабатывающей камеры 13 или выступать за их пределы.The housing 38 may be defined by a lower edge 37 and an upper edge 39. The lower edge 37 may be immersed in or suspended above the pulp or liquid, while the upper edge 39 may be contained within or extend beyond the outer walls 16 of the processing chamber 13.

Когда пеноподдерживающий модуль 14 частично вставлен в обрабатывающую камеру 13, боковые стенки 36 могут иметь сквозные отверстия или пазы по меньшей мере на их нижней части на одном уровне с жидкостью, чтобы обеспечивать возможность бокового перемещения ее внутрь и наружу пеноподдерживающего модуля 14. В части, находящейся вне жидкости, боковые стенки 36 могут быть выполнены как сплошные стенки, чтобы удерживать пены и поддерживать их, пока они не достигнут верхнего края 39, где они затем будут удалены.When the foam support module 14 is partially inserted into the processing chamber 13, the side walls 36 may have through holes or grooves at least on their lower portions flush with the liquid to allow lateral movement in and out of the foam support module 14. In the portion located outside the liquid, the side walls 36 may be formed as solid walls to retain the foams and support them until they reach the top edge 39 where they are then removed.

В некоторых вариантах исполнения боковые стенки 36 могут быть изготовлены в виде единой цельной детали, или же они могут быть выполнены из сегментов, соединенных и объединенных друг с другом с образованием кожуха 38.In some embodiments, the side walls 36 may be formed as a single integral piece, or they may be formed from segments joined and fused together to form a housing 38.

В некоторых вариантах исполнения кожух 38 может иметь постоянное или переменное поперечное сечение между нижним краем 37 и верхним краем 39. Поперечное сечение также может варьировать более чем однократно.In some embodiments, the housing 38 may have a constant or variable cross-section between the lower edge 37 and the upper edge 39. The cross-section may also vary more than once.

Например, поперечное сечение, определяемое нижним краем 37 пеноподдерживающего модуля 14, может иметь размеры А1 и В1, тогда как сечение, определяемое верхним краем 39, может иметь размеры А2 и В2, соответственно равные размерам А1 и В1. Размеры А2 и В2 верхнего края 39 может быть выбраны в зависимости от достигаемой вертикальной скорости пен. Если скорость воздушного потока через сечение остается постоянной, средняя скорость будет обратно пропорциональна площади сечения.For example, the cross-section defined by the lower edge 37 of the foam support module 14 may have dimensions A1 and B1, while the cross-section defined by the upper edge 39 may have dimensions A2 and B2, respectively equal to the dimensions A1 and B1. The dimensions A2 and B2 of the top edge 39 can be selected depending on the vertical foam speed achieved. If the speed of air flow through a section remains constant, the average speed will be inversely proportional to the area of the section.

В некоторых вариантах исполнения модульные элементы 30 могут быть прочно зафиксированы и скреплены с боковыми стенками 36 с использованием подходящих известных крепежных средств. Некоторыми примерами крепежных средств могут быть сварочные швы, болты, крючки, шарниры, фланцы, или тому подобные.In some embodiments, the modular elements 30 may be firmly secured and secured to the side walls 36 using suitable known fasteners. Some examples of fasteners may be welds, bolts, hooks, hinges, flanges, or the like.

Указанные крепежные средства предпочтительно позволяют удалять модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 даже во время процесса разделения, то есть, когда разделительнаяSaid fastening means preferably allow the modular elements 30 and/or foam support modules 14 to be removed even during the separation process, that is, when the separation

- 7 045025 ячейка 12 находится в рабочем режиме.- 7 045025 cell 12 is in operating mode.

В одном альтернативном варианте исполнения может использоваться опорный элемент 40, предназначенный для поддерживания модульных элементов 30 в желательном положении, и скрепления их с боковыми стенками 36. Опорный элемент 40 может быть размещен у нижнего края 37 или на предварительно определенном расстоянии h1 от нижнего края 37.In one alternative embodiment, a support member 40 may be used to support the modular members 30 in a desired position and secure them to the side walls 36. The support member 40 may be located at the bottom edge 37 or at a predetermined distance h1 from the bottom edge 37.

Один альтернативный вариант исполнения может предусматривать стопорный элемент 42, предназначенный для ограничения вертикального перемещения модульных элементов 30. Стопорный элемент 42 может быть размещен вблизи верхнего края 39, то есть, на расстоянии h2 от последнего.One alternative embodiment may provide a stop element 42 for limiting the vertical movement of the modular elements 30. The stop element 42 can be placed near the top edge 39, that is, at a distance h2 from the latter.

В некоторых вариантах исполнения опорный элемент 40 и/или стопорный элемент 42 могут включать балки, решетки или другие элементы, пригодные для поддерживания модульных элементов 30, в то же время обеспечивая возможность протекания как жидкости, так и воздушных пузырьков.In some embodiments, the support member 40 and/or the stop member 42 may include beams, grids, or other elements suitable for supporting the modular members 30 while allowing both liquid and air bubbles to flow.

В некоторых вариантах исполнения опорный элемент 40 и/или стопорный элемент 42 могут быть закреплены с возможностью снятия на боковых стенках 36, так, что модульные элементы 30 могут быть быстро извлечены, чтобы провести операции очистки и технического обслуживания.In some embodiments, the support member 40 and/or the locking member 42 may be removably secured to the side walls 36 so that the modular members 30 can be quickly removed for cleaning and maintenance operations.

Некоторые варианты исполнения могут предусматривать только один опорный элемент 40 и только один стопорный элемент 42 для всей внутренней структуры 28, или дополнительные опорные элементы 40 и/или ограничительные элементы 42 могут быть размещены в промежуточных положениях между некоторыми модульными элементами 30.Some embodiments may provide only one support member 40 and only one stop member 42 for the entire internal structure 28, or additional support members 40 and/or limit members 42 may be placed at intermediate positions between some of the modular members 30.

В некоторых вариантах исполнения пеноподдерживающие модули 14 могут включать устройства 50 для генерирования и/или распределения пузырьков, предназначенные для введения добавочных пузырьков, чтобы сделать процесс разделения более производительным. Тем самым пузырьки будут вводиться как во флотационные ячейки 12, 112, 212 через известные генераторы 21, 27, так и в каждый отдельный пеноподдерживающий модуль 14. Этим путем большое число пузырьков может подводиться и нагнетаться в пеноподдерживающий модуль 14, чтобы регулировать отделение и извлечение гидрофобного материала.In some embodiments, the foam support modules 14 may include bubble generation and/or distribution devices 50 for introducing additional bubbles to make the separation process more efficient. In this way, bubbles will be introduced both into the flotation cells 12, 112, 212 through known generators 21, 27, and into each individual foam support module 14. In this way, a large number of bubbles can be supplied and forced into the foam support module 14 to control the separation and recovery of hydrophobic material.

Дополнительные пузырьки также могут быть генерированы путем принудительной рециркуляции части материала, выходящего из флотационных ячеек 12, 112, 212 в дополнительные флотационные ячейки 12, 112, 212. Это техническое решение является типичным для генераторов пузырьков, включающих устройства Вентури или поточные смесители.Additional bubbles can also be generated by forcibly recycling a portion of the material exiting the flotation cells 12, 112, 212 into additional flotation cells 12, 112, 212. This solution is typical of bubble generators incorporating Venturi devices or in-line mixers.

В некоторых вариантах исполнения пеноподдерживающий модуль 14 может включать контур 52 рециркуляции пены, предназначенный для обеспечения рециркуляции пен, собранных из размещенных выше по потоку и/или ниже по потоку флотационных ячеек 12, и для выведения пен на различных высотах пеноподдерживающего модуля 14.In some embodiments, the foam support module 14 may include a foam recirculation loop 52 for recirculating foam collected from upstream and/or downstream flotation cells 12 and for removing foam at various heights of the foam support module 14.

Пеноподдерживающий модуль 14 также может включать свой собственный контур 54 промывания пены, конфигурированный для промывания пен, поддерживаемых модульными элементами 30, чтобы повысить их чистоту, то есть, чтобы получить более чистый концентрат отделенного материала.The foam support module 14 may also include its own foam washing circuit 54 configured to wash the foams supported by the module elements 30 to improve their purity, that is, to obtain a purer concentrate of the separated material.

Контур 54 промывания пены может включать одно или многие промывные устройства 56, предназначенные для дозирования воды или еще одной подходящей жидкости, в пеноподдерживающие модули 14, например, на различных высотах. Промывные устройства 56 могут быть использованы в дополнение к существующим промывным устройствам, таким как размещенные во флотационных ячейках 112 колонного типа (фиг. 7).The foam washing circuit 54 may include one or more washing devices 56 for dispensing water or another suitable liquid into the foam support modules 14, for example, at different heights. Wash devices 56 can be used in addition to existing wash devices, such as those housed in column-type flotation cells 112 (FIG. 7).

В некоторых описываемых здесь вариантах исполнения, со ссылкой на фиг. 4, пеноподдерживающие модули 14 могут быть оснащены рукоятками 58, ушками или другими элементами, предназначенными для возможности легкого подхватывания и монтажа пеноподдерживающих модулей 14.In some embodiments described herein, with reference to FIGS. 4, the foam support modules 14 may be equipped with handles 58, lugs, or other elements designed to allow the foam support modules 14 to be easily picked up and mounted.

В некоторых описываемых здесь вариантах исполнения, со ссылкой на фиг. 4, пеноподдерживающие модули 14 могут включать опорные элементы 60, предназначенные для соединения пеноподдерживающих модулей 14 с флотационными ячейками 12, 112, 212, например, на концах наружных стенок 16 флотационных ячеек 12, 112, 212 и/или вблизи их, и/или подвешенные поверх пульпы или жидкости. Опорные элементы 60 также могут быть предназначены для соединения друг с другом двух или более пеноподдерживающих модулей 14.In some embodiments described herein, with reference to FIGS. 4, the foam support modules 14 may include support members 60 for connecting the foam support modules 14 to the flotation cells 12, 112, 212, for example, at the ends of the outer walls 16 of the flotation cells 12, 112, 212 and/or near them, and/or suspended over pulp or liquid. The support members 60 may also be configured to connect two or more foam support modules 14 to each other.

Опорные элементы 60 могут включать боковые или угловые выступы, швы, крючки и съемные крепежные элементы, и могут быть размещены на любой высоте пеноподдерживающего модуля 14 для вставления его во флотационную ячейку 12, 112, 212 и/или для связывания с нею, и/или с дополнительным пеноподдерживающим модулем 14, и/или с поддерживающим мостиком 25, и для удерживания его в желательном положении.The support members 60 may include side or corner projections, seams, hooks, and removable fasteners, and may be positioned at any height of the foam support module 14 for insertion into and/or connection with the flotation cell 12, 112, 212. with an additional foam support module 14, and/or with a support bridge 25, and to hold it in the desired position.

Опорные элементы 60 могут быть непосредственно соединены со стенками 16 или с мостиком 25, или они могут быть связаны подходящими опорными структурами 62 и/или соединены с ними, закрепленными внутри обрабатывающей камеры 13 флотационных ячеек 12, 112, 212. Опорные структуры 62 могут быть конфигурированы для поддерживания отдельных модульных элементов 30 и/или пеноподдерживающих модулей 14.The support elements 60 may be directly connected to the walls 16 or the bridge 25, or they may be associated with and/or connected to suitable support structures 62 secured within the processing chamber 13 of the flotation cells 12, 112, 212. The support structures 62 may be configured for supporting individual modular elements 30 and/or foam supporting modules 14.

В некоторых альтернативных вариантах исполнения модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 могут удерживаться флотационными ячейками 12, 112, 212 так, что они могут сво- 8 045025 бодно двигаться в вертикальном направлении, например, с использованием поплавков. При таком техническом решении высота пен может поддерживаться постоянной в структуре 28, независимо от уровня жидкости во флотационной ячейке 12, 112, 212. Могут присутствовать стопорные элементы, предназначенные для ограничения перемещения и для предотвращения повреждения модульными элементами 30 и/или пеноподдерживающими модулями 14 частей флотационных ячеек 12, 112, 212, например, лопастной мешалки или противоизносных покрытий.In some alternative embodiments, the modular elements 30 and/or foam support modules 14 may be supported by flotation cells 12, 112, 212 so that they can move freely in a vertical direction, for example, using floats. With this technical solution, the height of the foams can be maintained constant in the structure 28, regardless of the liquid level in the flotation cell 12, 112, 212. Stop elements may be present to limit movement and to prevent damage to the modular elements 30 and/or the foam supporting modules 14 of the flotation parts cells 12, 112, 212, for example, a paddle mixer or anti-wear coatings.

В некоторых вариантах исполнения, которые могут быть объединены со всеми описываемыми здесь вариантами исполнения, пеноподдерживающие модули на одной или многих боковых стенках 36 кожуха 38 могут быть оснащены боковыми дверцами 57, предназначенными для возможности удаления концентрата из пеноподдерживающего модуля 14, если последний оказывается засоренным и препятствует надлежащему протеканию пен и концентрата в сторону верхнего края 39. Тем самым в случае, что пеноподдерживающий модуль 14 становится заблокированным, можно будет продолжать использование разделительного устройства 10 как традиционную флотационную ячейку 12, 112, 212.In some embodiments, which may be combined with all of the embodiments described herein, the foam support modules on one or more side walls 36 of the casing 38 may be provided with side doors 57 designed to allow concentrate to be removed from the foam support module 14 if it becomes clogged and obstructs proper flow of foams and concentrate towards the upper edge 39. Thus, in the event that the foam support module 14 becomes blocked, it will be possible to continue to use the separating device 10 as a traditional flotation cell 12, 112, 212.

Фигуры 5а-5с применимы для описания различных способов сбора пен на верхнем крае 39 пеноподдерживающего модуля 14.Figures 5a-5c are useful for describing various methods for collecting foam at the top edge 39 of the foam support module 14.

Пены могут быть собраны, например, переливом в подходящие коллекторы 44, которые затем отводятся через сборный трубопровод 46 (фиг. 5а), или через выпускное отверстие из коллектора 44 в размещенный ниже контейнер, сборник или резервуар (фиг. 5b).The foams may be collected, for example, by overflowing into suitable manifolds 44, which are then discharged through a collection line 46 (FIG. 5a), or through an outlet from the manifold 44 into an underlying container, reservoir, or reservoir (FIG. 5b).

В некоторых возможных вариантах пены могут быть собраны и выведены непосредственно через один или многие сборные трубопроводы 48, размещенные на вершинах пеноподдерживающих модулей 14 (фиг. 5с).In some embodiments, the foams may be collected and discharged directly through one or more collection lines 48 located on top of the foam support modules 14 (FIG. 5c).

Сборные трубопроводы 46 и/или 48 могут быть соединены с соответствующими пеносборниками 26 флотационных ячеек 12, 112, 212.Collection lines 46 and/or 48 may be connected to corresponding skimmers 26 of flotation cells 12, 112, 212.

Фиг. 6 приведена для описания примерного варианта исполнения группы 100, включающей многочисленные разделительные устройства 10, каждое из которых включает флотационную ячейку 12, например, механическую ячейку (некоторые части которой, например, лопастная мешалка, не показаны для ясности), и пеноподдерживающий модуль 14, соединенные друг с другом для обеспечения возможности протекания между ними пульпы и гидрофобного материала.Fig. 6 is provided to describe an exemplary embodiment of an array 100 including multiple separating devices 10, each of which includes a flotation cell 12, such as a mechanical cell (some portions of which, such as the paddle agitator, are not shown for clarity), and a foam support module 14, connected with each other to allow pulp and hydrophobic material to flow between them.

Было экспериментально продемонстрировано, что производительность процесса возрастает, когда гидрофобный материал, извлеченный из группы флотационных ячеек 12, 112, 212, подается непосредственно в пены предшествующих флотационных ячеек 12, 112, 212 для рециркуляции собранного в них концентрата.It has been experimentally demonstrated that process throughput increases when hydrophobic material recovered from a bank of flotation cells 12, 112, 212 is fed directly into the froths of preceding flotation cells 12, 112, 212 to recycle the concentrate collected therein.

Техническая проблема, возникавшая в промышленных установках согласно прототипу, фактически состоит в невозможности достижения глубины пены, которая будет позволять рециркуляцию собранного концентрата непосредственно в пены, не говоря уже о последующем выбрасывании в отходы все еще присутствующего в них гидрофильного материала.The technical problem encountered in industrial installations according to the prototype is, in fact, the impossibility of achieving a depth of foam that would allow recycling of the collected concentrate directly into the foams, not to mention the subsequent disposal of the hydrophilic material still present therein.

Пеноподдерживающий модуль 14 обеспечивает возможность формирования глубоких пен в силу эффекта стенки, и затем подачи гидрофобного материала непосредственно в пены, как изображено в фиг. 6, который в качестве примера показывает, как концентрат вовлекается в рециркуляцию непосредственно из одного пеноподдерживающего модуля 14 в еще один между флотационной ячейкой 12 и предшествующей ячейкой, посредством контура 52 рециркуляции пены.The foam support module 14 allows deep foams to be formed by wall effect, and then hydrophobic material to be supplied directly into the foams, as shown in FIG. 6, which shows by way of example how concentrate is recycled directly from one foam support module 14 to another between flotation cell 12 and the preceding cell, via foam recirculation loop 52.

Например, пульпа подается в первую флотационную ячейку 12 на левой стороне (стрелка IN), в которой происходит первое разделение между пеной и пульпой, затем пены, удерживающие гидрофобный материал, будут подниматься вверх, тогда как пена, содержащая гидрофильный материал, будет подводиться в следующую флотационную ячейку 12 (стрелка D), чтобы быть подвергнутой дополнительной обработке в процессе разделения. Наконец, когда достигается последняя флотационная ячейка 12 в серии или группе системы 100, будет окончательно выведен вытекающий поток, содержащий почти исключительно гидрофильный материал (стрелка OUT1).For example, the pulp is fed into the first flotation cell 12 on the left side (arrow IN), in which the first separation between foam and pulp occurs, then the foams holding the hydrophobic material will rise up, while the foam containing the hydrophilic material will be fed into the next flotation cell 12 (arrow D) to be further processed during the separation process. Finally, when the last flotation cell 12 in the series or group of system 100 is reached, an effluent containing almost exclusively hydrophilic material will be finally removed (arrow OUT1).

Вместо этого пены, содержащие отделенный гидрофобный материал, будут следовать обратным путем, поскольку они будут выводиться из верха последней флотационной ячейки 12 через сборный трубопровод 48 и вовлекаться в рециркуляцию в пены, собранные в пеноподдерживающем модуле 14 предшествующей флотационной ячейки, через контур 52 рециркуляции пены, и так далее, пока они не возвратятся в пеноподдерживающий модуль 14 первой флотационной ячейки 12, из которой отделенный концентрат будет извлечен (стрелка OUT2).Instead, the froths containing the separated hydrophobic material will follow the reverse path as they are discharged from the top of the last flotation cell 12 through the collection line 48 and recirculated into the froths collected in the upstream flotation cell froth support module 14 through the froth recirculation loop 52. and so on until they return to the foam support module 14 of the first flotation cell 12, from which the separated concentrate will be recovered (arrow OUT2).

В общем и целом, или предпочтительно частично, рециркуляция материала, всплывающего в пеноподдерживающих модулях 14, также может быть выполнена по-разному с использованием насоса или эрлифта. Кроме того, может быть сделан выбор, проводить ли рециркуляцию только концентрата, собранного в модулях 14, или же всего количества образованной (плавающей) пены.In general, or preferably in part, recycling of the material floating in the foam support modules 14 can also be accomplished in various ways using a pump or an airlift. In addition, a choice can be made whether to recycle only the concentrate collected in the modules 14 or the entire amount of foam generated.

Ясно, что подача этого типа также может проводиться между различными группами 100, не обязательно между флотационными ячейками 12 одной и той же группы 100.It will be clear that this type of feeding can also be carried out between different groups 100, not necessarily between flotation cells 12 of the same group 100.

Флотационные ячейки 12, 112, 212 обычно соединены в группы 100 во флотационной установке, и могут действовать как флотационные ячейки 12, 112, 212 черновой, очистительной или чистовойFlotation cells 12, 112, 212 are typically arranged in groups 100 in a flotation unit, and may act as roughing, refining, or finishing flotation cells 12, 112, 212

- 9 045025 группы. Например, они могут быть конфигурированы для проведения первого чернового разделения гидрофильных и гидрофобных материалов, или последующих стадий разделения для извлечения дополнительного гидрофобного материала из вытекающего потока, и/или для удаления любого гидрофильного материала, который все еще может присутствовать в концентрате, полученном из предшествующих флотационных ячеек 12, 112, 212.- 9 045025 groups. For example, they may be configured to perform a first rough separation of hydrophilic and hydrophobic materials, or subsequent separation steps to recover additional hydrophobic material from the effluent, and/or to remove any hydrophilic material that may still be present in the concentrate obtained from upstream flotation tanks. cells 12, 112, 212.

В некоторых описываемых здесь альтернативных вариантах исполнения, со ссылкой на фиг. 7, устройство 10 включает флотационную ячейку 112 колонного типа, включающую обрабатывающую камеру 13, образованную наружными стенками 16 и донной стенкой 17, и предназначенную для содержания пульпы и проведения отделения гидрофильного материала от гидрофобного материала.In some alternative embodiments described herein, with reference to FIGS. 7, apparatus 10 includes a column-type flotation cell 112 including a processing chamber 13 formed by outer walls 16 and bottom wall 17 for containing pulp and performing separation of hydrophilic material from hydrophobic material.

Флотационная ячейка 112 колонного типа включает впускное отверстие 18 для введения пульпы или жидкости, и выпускное отверстие 20 для выведения вытекающего потока.Column-type flotation cell 112 includes an inlet 18 for introducing slurry or liquid, and an outlet 20 for removing effluent.

Как правило, флотационная ячейка 112 колонного типа включает также генератор 21 воздушных пузырьков, предназначенный для формирования пузырьков желательного размера внутри обрабатывающей камеры 13.Typically, the column flotation cell 112 also includes an air bubble generator 21 for generating bubbles of a desired size within the processing chamber 13.

Кроме того, флотационная ячейка 112 колонного типа включает промывное устройство 23, которое подает воду в противотоке относительно пен, чтобы стимулировать соскальзывание любого гидрофильного материала, оставшегося на воздушных пузырьках, в сторону дна 17.In addition, the column-type flotation cell 112 includes a rinsing device 23 that supplies water in countercurrent to the froths to encourage any hydrophilic material remaining on the air bubbles to slide toward the bottom 17.

В некоторых описываемых здесь вариантах исполнения, со ссылкой на фиг. 7, пеноподдерживающие модули 14 могут быть размещены так, чтобы покрывать, целиком ли или частично, верхнюю поверхность флотационной ячейки 112. Пеноподдерживающие модули 14 могут быть либо введены в обрабатывающую камеру 13 (на левой стороне в фиг. 7), либо прикреплены к верхней части наружных стенок 16 (на правой стороне в фиг. 7), так, что они будут все еще в сообщении по текучей среде с обрабатывающей камерой 13. Между соседними пеноподдерживающими модулями 14 могут быть предусмотрены проточные каналы 64 для пены, чтобы транспортировать пены в сторону коллекторов 44 и/или к дополнительным коллекторам.In some embodiments described herein, with reference to FIGS. 7, foam support modules 14 may be positioned to cover, in whole or in part, the top surface of flotation cell 112. Foam support modules 14 can either be inserted into the processing chamber 13 (on the left side in FIG. 7) or attached to the top outer walls 16 (on the right side in FIG. 7) so that they are still in fluid communication with the treatment chamber 13. Foam flow channels 64 may be provided between adjacent foam support modules 14 to transport the foam toward the headers. 44 and/or to additional collectors.

Когда пеноподдерживающие модули 14 выступают вверх из обрабатывающей камеры 13, будет увеличиваться общий объем устройства 10, тем самым улучшая его производительность.As the foam support modules 14 protrude upward from the processing chamber 13, the overall volume of the device 10 will increase, thereby improving its performance.

В качестве примера, при допущении, что необходимо генерировать 3 м пен во флотационной ячейке 112 колонного типа, которая имеет высоту 6,5 м, которая обычно работает с образованием пен с высотой приблизительно 0,5 м, полезный объем жидкости во флотационной ячейке 112 будет сокращен до всего 3 м, то есть, наполовину. Если пеноподдерживающий модуль 14 выступает из флотационной ячейки 112, 2,5 м пен могут быть сформированы снаружи флотационной ячейки 112, в то же время сохраняя постоянным среднее время пребывания пульпы или жидкости, создавая тем самым в шесть раз более высокие пены.As an example, assuming that it is necessary to generate 3 m of foam in a column-type flotation cell 112 that has a height of 6.5 m, which typically operates to generate foam with a height of approximately 0.5 m, the useful volume of liquid in the flotation cell 112 will be reduced to only 3 m, that is, by half. If the foam support module 14 protrudes from the flotation cell 112, 2.5 m of foams can be formed on the outside of the flotation cell 112 while keeping the average residence time of the slurry or liquid constant, thereby creating six times higher foams.

Формирование более глубоких пен также стимулируется, когда пеноподдерживающие модули 14 погружены под пены. Более того, модули 14 могут гасить турбулентности и волны, которые могут возникать, если вдувается слишком много воздуха. Благодаря подавлению волн модули 14 позволяют работать с очень неглубокими пенами, поскольку пульпа или жидкость не будет выводиться непосредственно в концентрат.The formation of deeper foams is also stimulated when the foam support modules 14 are submerged under the foams. Moreover, the modules 14 can dampen turbulence and waves that can occur if too much air is blown in. Thanks to wave suppression, the modules 14 allow very shallow foams to be handled since the slurry or liquid will not be discharged directly into the concentrate.

Фиг. 8 полезна для описания схематического вида сверху устройства 10 для разделения частиц, которое включает флотационную ячейку 112 колонного типа, поверхность которой почти полностью покрыта многочисленными пеноподдерживающими модулями 14, поперечное сечение которой в этом случае представляет собой сектор круглого венца. Согласно этому техническому решению, пеноподдерживающие модули 14 имеют поперечное сечение в виде сектора круга и размещаются соединенными друг с другом в форме круглых венцов.Fig. 8 is useful for describing a schematic top view of a particle separation apparatus 10 that includes a column-type flotation cell 112, the surface of which is almost completely covered by multiple foam support modules 14, the cross-section of which in this case is a sector of a circular rim. According to this technical solution, the foam-supporting modules 14 have a cross-section in the form of a sector of a circle and are placed connected to each other in the form of round rims.

В некоторых описываемых здесь альтернативных вариантах исполнения, со ссылкой на фиг. 9, устройство 10 включает центробежную флотационную ячейку 212, включающую обрабатывающую камеру 13, образованную наружными боковыми стенками 16 и верхними стенками 19, и предназначенную для отделения гидрофильного материала от гидрофобного материала. Пульпа или жидкость подается через отверстие 18, и вытекающий поток выводится через выпускное отверстие 20. Обрабатывающая камера 13 может иметь цилиндрическую форму в ее верхней части и форму усеченного конуса, сужающегося в ее нижней части в сторону выпускного отверстия 20.In some alternative embodiments described herein, with reference to FIGS. 9, apparatus 10 includes a centrifugal flotation cell 212 including a processing chamber 13 formed by outer side walls 16 and top walls 19 for separating hydrophilic material from hydrophobic material. The pulp or liquid is introduced through the opening 18 and the effluent is discharged through the outlet 20. The processing chamber 13 may have a cylindrical shape at its top and a truncated cone shape tapering at its bottom towards the outlet 20.

Пузырьки будут подниматься к верхней части флотационной ячейки 212 и, когда они достигают определенной высоты внутри обрабатывающей камеры 13, они будут стремиться падать обратно вниз в подходящие пеносборники 26, размещенные внутри обрабатывающей камеры 13.The bubbles will rise to the top of the flotation cell 212 and, when they reach a certain height within the processing chamber 13, they will tend to fall back down into suitable skimmers 26 located within the processing chamber 13.

В этом техническом решении один или многие модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 могут быть прикреплены к верхней стенке 19 флотационной ячейки 212, например, присоединением опорного элемента 40 к несущей структуре 62. Запорный элемент 66, предназначенный для закрывания горловины пеносборника 26, также может быть присоединен к несущей структуре 62 и/или к опорному элементу 40, чтобы понуждать все пузырьки подниматься вверх к пеноподдерживающему модулю 14.In this solution, one or more modular elements 30 and/or foam support modules 14 can be attached to the top wall 19 of the flotation cell 212, for example, by attaching a support element 40 to the support structure 62. A closure element 66 for closing the mouth of the skimmer 26 is also may be attached to the support structure 62 and/or to the support member 40 to cause any bubbles to rise upward toward the foam support module 14.

Запорный элемент 66 может быть конфигурирован так, чтобы переключаться из положения закры- 10 045025 той горловины в положение открытой горловины, и в закрытом положении он может опираться на упорные элементы 68, которые присутствуют в пеносборнике 26.The closure member 66 may be configured to switch from a closed neck position to an open neck position and, in the closed position, may be supported by stop members 68 that are present in the sump 26.

Из приведенного выше описания можно понять, что своеобразие изобретения состоит в использовании одного или многих модульных элементов 30 и/или пеноподдерживающих модулей 14, которые являются подвижными и/или съемными во время флотационного процесса, что создает возможность удаления их из разделительной ячейки 12, 112, 212, даже когда последняя работает.From the above description it can be understood that the originality of the invention lies in the use of one or more modular elements 30 and/or foam support modules 14, which are movable and/or removable during the flotation process, which makes it possible to remove them from the separation cell 12, 112, 212, even when the latter is working.

С одной стороны, это позволяет проводить работы по техническому обслуживанию, очистке и замене модульных элементов 30 или модулей 14; с другой стороны, это также позволяет отбирать образцы пены, осажденной на таких модулях.On the one hand, this allows maintenance work, cleaning and replacement of modular elements 30 or modules 14; on the other hand, it also makes it possible to sample the foam deposited on such modules.

Фактически пена, задерживаемая модульными элементами 30 или модулями 14, может быть отобрана, когда они были подняты (поплавками или оператором), или извлечены из ячейки 12, 112, 212; затем такая пена может быть проанализирована (например, в лаборатории или визуально оператором) для получения полезной информации об ее составе, чистоте, и т.д., каковая информация позволит отслеживать ход процесса разделения и производить любые необходимые изменения, если обнаруживаются любые отклонения в отношении желательных условий.In fact, foam retained by the modular elements 30 or modules 14 can be collected when they are lifted (by floats or by an operator) or removed from the cell 12, 112, 212; such foam can then be analyzed (for example, in a laboratory or visually by an operator) to obtain useful information about its composition, purity, etc., which information will allow the progress of the separation process to be monitored and any necessary changes made if any deviations in relation to desired conditions.

В этом плане нужно подчеркнуть, что для изобретения важно, чтобы модульные элементы 30 и/или пеноподдерживающие модули 14 были доступны снаружи флотационной ячейки 12, 112, 212; действия с ними предпочтительно могут производиться сверху оператором или с помощью подъемного устройства (крана, мостового крана, или тому подобного): это обусловливается тем, что разделительная ячейка 12 предпочтительно открыта сверху.In this regard, it must be emphasized that it is important for the invention that the modular elements 30 and/or the foam support modules 14 are accessible from the outside of the flotation cell 12, 112, 212; they can preferably be handled from above by an operator or by means of a lifting device (crane, overhead crane, or the like): this is due to the fact that the separating cell 12 is preferably open from above.

Ясно, что описанные здесь устройство и способ разделения частиц могут претерпеть изменения и/или добавления частей, без выхода за пределы области настоящего изобретения.It is clear that the particle separation apparatus and method described herein may undergo modifications and/or additions of parts without departing from the scope of the present invention.

Также понятно, что, хотя настоящее изобретение было описано здесь со ссылкой на некоторые конкретные примеры, квалифицированный специалист в этой области технологии непременно придумает многие другие эквивалентные варианты исполнения устройства и способа для разделения частиц, имеющие признаки, изложенные в пунктах формулы изобретения, и тем самым находящиеся в пределах определяемого ими объема правовой охраны.It is also understood that although the present invention has been described herein with reference to certain specific examples, one skilled in the art will certainly come up with many other equivalent embodiments of a particle separation apparatus and method having the features set forth in the claims, and thereby located within the scope of legal protection determined by them.

Список условных обозначений:List of symbols:

- устройство для флотационного разделения;- device for flotation separation;

- механическая флотационная ячейка;- mechanical flotation cell;

- обрабатывающая камера;- processing chamber;

- пеноподдерживающий модуль;- foam supporting module;

- наружные стенки;- external walls;

- донная стенка;- bottom wall;

- впускное отверстие;- inlet;

- верхние наружные стенки;- upper outer walls;

- выпускное отверстие;- outlet;

- генератор воздушных пузырьков;- air bubble generator;

- лопастная мешалка;- paddle mixer;

- промывные устройства;- washing devices;

- двигатель;- engine;

- мостик;- bridge;

- пеносборники;- foam collectors;

- устройство для введения воздуха;- device for introducing air;

- внутренняя структура;- internal structure;

- модульные элементы;- modular elements;

а - модульные стенки;a - modular walls;

b - модульные стенки;b - modular walls;

с - соединительные модульные элементы;c - connecting modular elements;

- боковые стенки;- side walls;

- нижний край;- bottom edge;

- кожух;- casing;

- верхний край;- top edge;

- опорный элемент;- supporting element;

- стопорный элемент;- locking element;

- коллекторы;- collectors;

- сборный трубопровод;- collection pipeline;

- трубопроводы;- pipelines;

- генераторы пузырьков;- bubble generators;

- контур рециркуляции пены;- foam recirculation circuit;

- контур промывания пены;- foam washing circuit;

- промывное устройство;- washing device;

--

Claims (8)

57 - дверцы;57 - doors; 58 - рукоятки;58 - handles; 60 - опорные элементы;60 - supporting elements; 62 - опорные структуры;62 - support structures; 64 - проточные каналы для пены;64 - flow channels for foam; 112 - флотационная ячейка колонного типа;112 - column-type flotation cell; 212 - центробежная флотационная ячейка;212 - centrifugal flotation cell; А1 - размер;A1 - size; А2 - размер;A2 - size; B1 - размер;B1 - size; B2 - размер;B2 - size; D - стрелка;D - arrow; h1 - расстояние;h1 - distance; h2 - расстояние;h2 - distance; α - угол;α - angle; IN - впускной канал для пульпы;IN - inlet channel for pulp; OU T1 - выпускной канал для вытекающего потока;OU T1 - outlet channel for outflow; OU T2 - выпускной канал для концентрата.OU T2 - outlet channel for concentrate. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для флотационного разделения, содержащее:1. A device for flotation separation, containing: разделительную флотационную ячейку (12; 112; 212), оснащенную обрабатывающей камерой (13), внутрь которой может быть введен поток жидкости, содержащий материал, подлежащий разделению;a separation flotation cell (12; 112; 212) equipped with a processing chamber (13), into which a liquid stream containing the material to be separated can be introduced; и одно или более устройств (21, 27) для введения и/или генерирования воздушных пузырьков, для проведения флотационного разделения гидрофобного материала и гидрофильного материала, отличающееся тем, что указанное устройство содержит по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент (30), с возможностью снятия связанный с разделительной флотационной ячейкой (12; 112; 212), так что по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент (30) может быть удален, чтобы отобрать образцы пены или провести работы по техническому обслуживанию, очистке или замене, и тому подобному, во время процесса разделения, и причем по меньшей мере один модульный пеноподдерживающий элемент (30) содержит модульные стеночные элементы (30а, 30b), размещенные параллельно или в поперечных направлениях с образованием структуры (28) в форме трехмерной решетки.and one or more devices (21, 27) for introducing and/or generating air bubbles, for carrying out flotation separation of hydrophobic material and hydrophilic material, characterized in that said device contains at least one modular foam supporting element (30), with the possibility of removal associated with the separation flotation cell (12; 112; 212), so that at least one modular foam support element (30) can be removed to take foam samples or carry out maintenance work, cleaning or replacement, and the like, during separation process, and wherein the at least one modular foam support element (30) comprises modular wall elements (30a, 30b) arranged in parallel or transverse directions to form a structure (28) in the form of a three-dimensional lattice. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модульные элементы (30), связаны друг с другом с образованием внутренней структуры (28) пеноподдерживающего модуля (14), предназначенного для создания дополнительных опорных поверхностей для пен, причем указанный пеноподдерживающий модуль (14) является подвижным и/или съемным во время процесса разделения.2. The device according to claim 1, characterized in that the modular elements (30) are connected to each other to form an internal structure (28) of a foam support module (14) designed to create additional supporting surfaces for foams, wherein said foam support module (14 ) is movable and/or removable during the separation process. 3. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанные модульные пеноподдерживающие элементы (30) имеют, в виде спереди, овальную, круглую, квадратную, многоугольную, правильную или неправильную форму, или любую другую возможную форму, и что указанные модульные элементы (30) имеют плоскую и/или изогнутую форму.3. The device according to any of the preceding claims, characterized in that said modular foam support elements (30) have, in front view, oval, round, square, polygonal, regular or irregular shape, or any other possible shape, and that said modular elements (30) have a flat and/or curved shape. 4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанные модульные элементы (30) имеют постоянное или переменное сечение вдоль продольной и/или поперечной протяженности.4. A device according to any of the preceding claims, characterized in that said modular elements (30) have a constant or variable cross-section along the longitudinal and/or transverse extent. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанная структура (28) представляет собой сетку или решетку, или структуру, имеющую тороидальную форму или форму круглого венца, или трехмерную структуру, имеющую любую форму, конфигурированную для создания проточных объемов и дополнительных опорных поверхностей для поддерживания пен и стимулирования течения их вверх.5. A device according to any of the preceding claims, characterized in that said structure (28) is a mesh or lattice, or a structure having a toroidal or circular crown shape, or a three-dimensional structure having any shape, configured to create flow volumes and additional supporting surfaces to support foams and stimulate their upward flow. 6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один модульный элемент (30) и/или пеноподдерживающий модуль (14) содержит устройство (50) для генерирования и/или введения пузырьков, выполненное с возможностью формирования и/или введения воздушных пузырьков, чтобы усиливать общее течение пузырьков и стимулировать рост и стабильность пен в устройстве.6. A device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said at least one modular element (30) and/or foam supporting module (14) contains a device (50) for generating and/or introducing bubbles, configured to forming and/or introducing air bubbles to enhance the overall flow of bubbles and stimulate the growth and stability of foams in the device. 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один модульный элемент (30) и/или пеноподдерживающий модуль (14) содержит контур (52) рециркуляции пены, предназначенный для обеспечения возможности рециркуляции концентрата в пенах.7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said at least one modular element (30) and/or foam support module (14) contains a foam recirculation circuit (52) designed to enable the recirculation of concentrate in foams . 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один модульный элемент (30) и/или пеноподдерживающий модуль (14) содержит одно или более промывные устройства (56), выполненные с возможностью подачи воды и/или жидкости на различных высотах внутри указанного пеноподдерживающего модуля (14).8. A device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said at least one modular element (30) and/or foam supporting module (14) contains one or more flushing devices (56) configured to supply water and /or liquids at different heights inside said foam support module (14). --
EA201891390 2015-12-11 2016-12-06 DEVICE AND METHOD OF SEPARATION BY FOAM EA045025B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102015000082442 2015-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA045025B1 true EA045025B1 (en) 2023-10-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1735070B1 (en) Separator device
CA2790751A1 (en) Improved induced-gas flotation cell with horizontal flow
CN109070097B (en) Apparatus and method for froth separation
US20140190897A1 (en) Enhanced separation of nuisance materials from wastewater
KR20200090430A (en) Dissolved air floatation apparatus using vortex
US8173017B2 (en) Single-cell mechanical flotation system
FI75280C (en) KOLONNFLOTATIONSFOERFARANDE OCH -ANORDNING.
KR102406062B1 (en) Seaweed cleaning device of removable microplastic
WO2008137006A1 (en) Skim tank configurations and methods
JP4825850B2 (en) Floating separator, rectifier, and split cell for rectifier
EA045025B1 (en) DEVICE AND METHOD OF SEPARATION BY FOAM
KR101715564B1 (en) Flotation device using high efficiency tank for dissolving a gases into liquids
JP3811887B2 (en) Cleaning processing equipment
CN107614115B (en) Flotation plant and use thereof, method for replacing a flotation cell in a cell module and method for replacing a module
KR200494191Y1 (en) Bubble Generator for Water Treatment System
JP6283892B1 (en) Cleaning processing equipment
EP3294458B1 (en) A flotation tank, a tank module and its uses and a method of replacing the flotation tank
CN112159004A (en) Environment-friendly oil collecting device for chemical machinery
CN115135401B (en) Foam product is defoamed
WO2017194294A1 (en) Device and method for purification of wastewater
CN103225021A (en) Dust extraction apparatus
WO2016181020A1 (en) A flotation tank and its uses, a tank module, a flotation plant, a method of manufacturing and replacing the flotation tank, a method of manufacturing the tank module, and methods of maintenance of the flotation plant
WO2011028159A1 (en) A separator for separating particles from a flow, use of such a separator and a method to separate particles from a flow
CA2371840A1 (en) Agitated counter current flotation apparatus
WO2016181026A1 (en) A tank module and its uses, a flotation plant, a method of changing of the tank module and a method of changing the self-supporting tank