PL198402B1 - Maszyna flotacyjna - Google Patents

Abstract

1. Maszyna flotacyjna, w szczególno sci wirnik maszyny flotacyjnej, stosowana w celu rozpraszania powietrza, doprowadzanego przez o s wirnika do otaczaj acej papki, przy czym w wirniku uformowane sa naprzemienne kana ly powietrzne oraz bruzdy na papk e w taki sposób, ze zako nczenia zarówno kana- lów powietrznych, jak i bruzd na papk e, stercz ace na zewn atrz wirnika, tworz a jego zewn etrzn a po- wierzchni e, znamienna tym, ze scianki przewodów powietrznych (3, 15) s a wzajemnie rozbie zne i oddzie- lone od siebie w kierunku na zewn etrz od osi (1, 11) wirnika znajduj acej si e w jego wn etrzu, a ponadto tym, ze kana ly powietrzne (3, 15) rozmieszczone s a w wirniku zasadniczo w jednakowych odst epach, biegn ac wzd lu z promieni od zewn etrznej powierzchni wirnika, przy czym kana ly powietrzne (3, 15) tworz a w srodkowej czesci wirnika przestrze n (6, 17) na papk e, przy czym w przestrzeni tej papka otaczaj aca wirnik wprawiana jest w ruch wzd lu z bruzd (5, 16) znaj- duj acych si e mi edzy kana lami powietrznymi (3, 15). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest maszyna flotacyjna stosowana do oddzielania wartościowych składników zawartych w papce, takich jak koncentraty metali, od pozostałej części materiału. Niniejszy wynalazek dotyczy w szczególności wirnika stosowanego w maszynie flotacyjnej, który to wirnik w trakcie działania maszyny wprawia w ruch papkę doprowadzaną do komory flotacyjnej w maszynie flotacyjnej, przy czym jednocześnie z wykorzystaniem wirnika do papki doprowadzane jest powietrze, co pozwala na przeprowadzenie papki w zawiesinę.

Maszyna flotacyjna stosowana do odzyskiwania wartościowych składników, takich jak koncentraty metali, obejmuje zazwyczaj komorę flotacyjną wyposażoną w otwór wlotowy do podawania papki do jej wnętrza oraz w otwór wylotowy do usuwania z komory materiału nie poddanego flotacji. Powietrze potrzebne do wytworzenia piany doprowadzane jest poprzez pustą oś obrotową, która to oś połączona jest z elementem mieszającym, jaki odpowiada za mieszanie papki w celu utrzymania jej w stanie zawiesiny. W trakcie obracania się mieszacza do papki doprowadzane jest powietrze, w wyniku czego rozpraszane są w niej pęcherzyki powietrza. Co więcej, do komory flotacyjnej doprowadzane są reagenty, jakie przyłączają się na powierzchni wartościowych cząstek odzyskiwanych z papki. Reagenty te nadają wartościowym cząstkom charakter hydrofobowy, wspomagając proces ich przywierania do pęcherzyków powietrza. Z chwilą, gdy wartościowe cząstki przyłączą się do pęcherzyków powietrza, rozpoczynają one ruch ku górze w kierunku wolnej górnej powierzchni komory flotacyjnej, gdzie tworzą stabilną warstwę piany. W przypadku tak zwanej flotacji odwróconej charakter hydrofobowy nadawany jest cząstkom bezwartościowym, zaś materiał wartościowy nie jest poddawany flotacji.

Rozwiązanie przedstawione w niemieckim opisie patentowym nr DE3635642 jest uważane za najbardziej reprezentatywne dla odpowiadającego temu zgłoszeniu stanowi techniki ujawniającemu jednostkę flotacyjną do rudy. Jednostka ta ma komorę flotacyjną z wlotem i wylotem oraz zawiera wirnik napowietrzający osadzony na wydrążonym wale napędowym do którego podłączony jest przewód ze sprężonym powietrzem. Wirnik zawiera skierowany ku górze otwór, górną tarczę pierścieniową /element pokrywowy/ połączony z dolną tarczą poprzez łopatki z których każda składa się z dwóch równoległych płyt ze szczeliną pomiędzy nimi połączoną z wnętrzem wału tak, że łopatki formują powietrzne kanały. Płyty te mogą być promieniowe i prostopadłe do tarcz albo mogą być pod kątem do tarczy. Szlam płynie w przestrzeń między łopatkami, która koresponduje z „rowkami szlamowymi pomiędzy kanałami powietrznymi”. Powietrze może wypływać do przestrzeni między łopatkami. Wirnik skutecznie napowietrza działając ze zmniejszonym zapotrzebowaniem mocy.

W celu przeprowadzenia papki zawartej w komorze flotacyjnej w zawiesinę zastosować można przykładowo połączenie wirnik-stojan, jakie opisano w amerykańskim opisie patentowym nr US 4078026, w przypadku którego powietrze doprowadzane jest przez pustą oś wokół której obraca się wirnik, przy czym stojan, jaki znajduje się wokół wirnika, kieruje cyrkulacją zawiesiny utworzonej przez papkę i powietrze. Powietrze doprowadzane jest do papki przewodami powietrznymi znajdującymi się w wirniku. Przewody powietrzne zaprojektowano w taki sposób, że biegną one bezpośrednio od środkowej części wirnika. Co więcej, wirnik wyposażono tu w bruzdy na papkę, z pomocą których paka wprowadzana jest w ruch obrotowy, co jest korzystne w procesie wytwarzania zawiesiny. W przypadku wirnika znanego z amerykańskiego opisu patentowego US 4078026 przewody powietrzne tworzą wąskie szczeliny lub rowki, ograniczone przez równoległe ścianki, tak więc powietrze kierowane jest do zasadniczo wąskiego sektora. Tego rodzaju system zasilania w powietrze utrudnia dyspersję powietrza w papce, jako że wiąże się on ze zwiększeniem rozmiaru pęcherzyków powietrza, a tym samym oznacza konieczność zastosowania większej ilości powietrza w celu przeprowadzenia procesu flotacji.

Celem niniejszego wynalazku jest ograniczenie słabych stron rozwiązań znanych ze stanu techniki oraz przedstawienie maszyny flotacyjnej do wydzielania wartościowych składników, takich jak koncentraty metali, od pozostałej części materiału, przy czym maszyna flotacyjna tego rodzaju wyposażona jest w wirnik, z pomocą którego powietrze może być rozprowadzane w otaczającej papce bardziej skutecznie niż dotąd, co pozwala na usprawnienie flotacji wartościowych składników.

Maszyna flotacyjna, w szczególności wirnik maszyny flotacyjnej, stosowana w celu rozpraszania powietrza, doprowadzanego przez oś wirnika do otaczającej papki, przy czym w wirniku uformowane są naprzemienne kanały powietrzne oraz bruzdy na papkę w taki sposób, że zakończenia zarówno kanałów powietrznych, jak i bruzd na papkę, sterczące na zewnątrz wirnika, tworzą jego zewnętrzną powierzchnię, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że ścianki przewodów powietrznych są wzajemnie rozbieżne i oddzielone od siebie w kierunku na zewnętrz od osi wirnika znajdującej się w jego

PL 198 402 B1 wnętrzu, a ponadto tym, że kanały powietrzne rozmieszczone są w wirniku zasadniczo w jednakowych odstępach, biegnąc wzdłuż promieni od zewnętrznej powierzchni wirnika, przy czym kanały powietrzne tworzą w środkowej części wirnika przestrzeń na papkę, przy czym w przestrzeni tej papka otaczająca wirnik wprawiana jest w ruch wzdłuż bruzd znajdujących się między kanałami powietrznymi.

Przewody powietrzne są podtrzymywane przez elementy pokrywy zainstalowanej w górnej części wirnika.

Długość przewodów powietrznych stanowi 40-60% długości promienia okrągłej pokrywy przymocowanej wokół osi wirnika.

Przedłużenia ścianek przewodów powietrznych przecinają się w środkowej części osi wirnika.

Ścianki przewodów powietrznych są położone względem siebie pod kątem 15-30 stopni.

Powierzchnia wypływu powietrza z kanałów powietrznych względem papki rozciąga się równomiernie wzdłuż całej wysokości wirnika, począwszy od pokrywy, na dolnej części wirnika skończywszy.

Pokrywa wyposażona jest korzystnie w kanały, którymi dostarczane jest powietrze poprzez oś wirnika do przewodów powietrznych wirnika.

Poniżej pokrywy w wirniku znajduje się system kanałów powietrznych, podłączony korzystnie do pokrywy, stanowiąc odrębny element względem pokrywy, przy czym powietrze dostarczane wzdłuż osi wirnika jest wprowadzane w ruch w kierunku przewodów powietrznych w wirniku.

Przynajmniej jeden z kanałów, w których odbywa się cyrkulacja powietrza między osią wirnika a przewodami powietrznymi, ma przynajmniej jeden otwór służący do przekazywania powietrza do przestrzeni, który znajduje się w środkowej części wirnika.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w widoku od dołu korzystne wykonanie wynalazku, fig. 2 - schematycznie widok przekroju wzdłuż linii A-A wykonania uwidocznionego na fig. 1, fig. 3 - schematycznie w widoku od dołu kolejne korzystne wykonanie wynalazku, fig. 4 - schematycznie widok przekroju wzdłuż linii B-B wykonania uwidocznionego na fig. 3, fig. 5 - wyniki testów porównawczych na osi współrzędnych ilość powietrza - moc mieszania dla typowego wirnika oraz wirnika według niniejszego wynalazku.

Zgodnie z tym, co pokazano na fig. 1 i 2, wokół osi 1 maszyny flotacyjnej rozmieszczono zasadniczo okrągłą pokrywę 2. W pokrywie 2 przyłączone są przewody powietrzne 3 wirnika, jakie biegną od zewnętrznej krawędzi pokrywy 2 wzdłuż promieni w kierunku osi 1 wirnika na długości stanowiącej około 50% promienia pokrywy 2. Przeciwległe ścianki przewodu powietrznego 3 skierowane są ku środkowej części osi wirnika 1 w taki sposób, że ścianki tworzą kąt 20 stopni. Wewnątrz pokrywy 2 rozmieszczone są kanały 4, którymi przenoszone jest powietrze dostarczane wzdłuż osi 1 wirnika do przewodów powietrznych 3. Elementy znajdujące się wewnątrz wirnika między przewodami powietrznymi 3 tworzą bruzdy 5, przeznaczone na papkę. Bruzdy 5 łączą się ze sobą za pośrednictwem przestrzeni 6 na papkę znajdującej się w środkowej części wirnika.

Zgodnie z rozwiązaniem przedstawionym na fig. 3 i 4, wewnątrz pokrywy 12 znajdującej się wokół osi 11 wirnika przyłączono element kontrolny 13 powietrza doprowadzanego do wirnika wzdłuż osi 11. Element kontrolny 13 wyposażono w kanały 14 przenoszące i rozprowadzające powietrze od osi 11 wirnika do przewodów powietrznych 15. Przewody powietrzne 15 odpowiadają, zarówno pod względem budowy oraz kształtu, rozwiązaniu widocznemu na fig. 1 i 2. Przestrzenie pozostawione między przewodami powietrznymi 15 stanowią bruzdy 16 na papkę, wzdłuż których papka otaczająca wirnik przenoszona jest do przestrzeni 17 pozostawionej między przewodami powietrznymi 15 w wirniku oraz w kierunku osi 11 wirnika i dalej na zewnątrz.

Na fig. 5 zaprezentowano zestawienie dla wirnika maszyny flotacyjnej według wynalazku oraz dla wirnika typowej maszyny flotacyjnej. Fig. 5 prezentuje, że bez udziału powietrza intensywność procesu mieszania oraz pobór energii w przypadku wirnika znanego ze stanu techniki są o 10-20% wyższe niż w przypadku wirnika według wynalazku. Po doprowadzeniu powietrza, czego wymaga zwykły proces flotacji (ilość powietrza Jg 1,0 - 2,0 cm/s), stosunek ten jest odwrócony, to jest wirnik według wynalazku odznacza się intensywnością mieszania wyższą o 20-30% niż w przypadku mechanizmu znanego ze stanu techniki. Zgodnie z praktycznym rozwiązaniem oznacza to, że w razie zastosowania wirnika według wynalazku maszyna flotacyjna wyposażona być może w silnik o 10-20% mniejszy, a mimo to intensywność procesu mieszania w zwykłych warunkach wzrasta o 20-30%. Inna możliwość przewiduje, że w sytuacji gdy intensywność procesu mieszania dla wirnika znanego ze stanu techniki jest dostateczna, zaś dodatkowa energia mieszania nie wiąże się z dalszymi korzyściami, maszyna flotacyjna według wynalazku wyposażona być może w silnik mniejszy o 30-40% niż w przypadku rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Claims (9)

1. Maszyna flotacyjna, w szczególności wirnik maszyny flotacyjnej, stosowana w celu rozpraszania powietrza, doprowadzanego przez oś wirnika do otaczającej papki, przy czym w wirniku uformowane są naprzemienne kanały powietrzne oraz bruzdy na papkę w taki sposób, że zakończenia zarówno kanałów powietrznych, jak i bruzd na papkę, sterczące na zewnątrz wirnika, tworzą jego zewnętrzną powierzchnię, znamienna tym, że ścianki przewodów powietrznych (3, 15) są wzajemnie rozbieżne i oddzielone od siebie w kierunku na zewnętrz od osi (1, 11) wirnika znajdującej się w jego wnętrzu, a ponadto tym, że kanały powietrzne (3, 15) rozmieszczone są w wirniku zasadniczo w jednakowych odstępach, biegnąc wzdłuż promieni od zewnętrznej powierzchni wirnika, przy czym kanały powietrzne (3, 15) tworzą w środkowej części wirnika przestrzeń (6, 17) na papkę, przy czym w przestrzeni tej papka otaczająca wirnik wprawiana jest w ruch wzdłuż bruzd (5, 16) znajdujących się między kanałami powietrznymi (3, 15).

2. Maszyna według zastrz. 1, znamienna t^i^, że przewody powietrzne (3, 15) są podtrzymywane przez elementy pokrywy (2, 12) zainstalowanej w górnej części wirnika.

3. Maszyna według zas^z. 1 albo 2, znamienna tym, że długość przewodów powieerznych (3, 15) stanowi 40-60% długości promienia okrągłej pokrywy (2, 12) przymocowanej wokół osi (1, 11) wirnika.

4. Maszyna według 1 albo 2, znamienna tym, że przedłużenia ścianek przewodów powietrznych (3, 15) przecinają się w środkowej części osi (1, 11) wirnika.

5. Maszyna według zastrz. 4, znamienna tym, że ścianki powietrznych (3, 15) są położone względem siebie pod kątem 15-30 stopni.

6. Maszyna wedługzastrz. 1 albo 2, tym, że powierzchnia wypływu powierza z kanałów powietrznych (3, 15) względem papki rozciąga się równomiernie wzdłuż całej wysokości wirnika, począwszy od pokrywy (2, 12), na dolnej części wirnika skończywszy.

7. Maszyna według zastrz. 3, znamienna t^i^, że pokrywa (2, 12) wyposażona (est korzystnie w kanały (4), którymi dostarczane jest powietrze poprzez oś wirnika (1, 11) do przewodów powietrznych (3, 15) wirnika.

8. Maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że poniżej pokrywy ((^, 12) w wirniku znajduje się system kanałów powietrznych (14), podłączony korzystnie do pokrywy (2, 12), stanowiąc odrębny element względem pokrywy (2, 12), przy czym powietrze dostarczane wzdłuż osi (1, 11) wirnika jest wprowadzane w ruch w kierunku przewodów powietrznych (3, 15) w wirniku.

9. Maszyna według zastrz. 7 albo 8, znamienna tym, że przynajmniej (eden z kanałów (4, 14), w których odbywa się cyrkulacja powietrza między osią (1, 11) wirnika a przewodami powietrznymi (3, 15), ma przynajmniej jeden otwór służący do przekazywania powietrza do przestrzeni (6, 17), który znajduje się w środkowej części wirnika.