PT1372861E - Máquina de flutuação - Google Patents

Description

DESCRICAO Máquina de flutuação 0 presente invento melhora uma máquina de flutuação que é usada para separar ingredientes valiosos contidos num slurry, tal como concentrados de metal, do resto do material. Em particular, o invento refere-se a um rotor usado numa máquina de flutuação, cujo rotor, quando roda, coloca em movimento o slurry alimentado para a célula de flutuação da máquina de flutuação, e simultaneamente o ar é alimentado para o slurry por meio do rotor para colocar o slurry em suspensão.

Uma máquina de flutuação usada para recuperar ingredientes valiosos, tais como concentrados metálicos, compreende normalmente uma célula de flutuação proporcionada com uma abertura de entrada para alimentar o slurry para a célula, e uma abertura de saída para deixar sair da célula os materiais não flutuantes. 0 ar necessário para criar a espuma é alimentado através de um eixo rotativo oco, cujo eixo está ligado a um elemento de agitação que mistura o slurry para manter o dito slurry em suspensão. Quando o agitador roda, o ar é alimentado para o slurry, e as bolhas de ar são aí dispersas. Para além disso, para a célula de flutuação são alimentados reagentes que se agarram à superfície das partículas valiosas que deveriam ser recuperadas do slurry. Os ditos reagentes tornam as partículas valiosas hidrófobas, e ajudam-nas, assim, a agarrar-se às bolhas de ar. Quando as partículas valiosas se agarram às bolhas de ar, começam a levantar para a superfície superior livre da célula de flutuação, onde formam uma cama de espuma estável. Numa chamada flutuação invertida, os ingredientes sem valor são tornados hidrófobos, em cujo caso o 1 material valioso permanece sem flutuar no processo de flutuação.

Para colocar o slurry contido na célula de flutuação em suspensão, pode ser utilizado, por exemplo, uma combinação rotor-estator descrita na patente dos EUA 4,078,026, onde o ar é alimentado através do eixo oco usado para rodar o rotor, e onde o estator que é proporcionado em torno do rotor guia a circulação da suspensão formada pelo slurry e pelo ar. O ar é alimentado para o slurry através das condutas de ar abertas no rotor. As condutas de ar são concebidas para que comecem directamente na parte central do rotor. Para além disso, o rotor é proporcionado com calhas de slurry, por meio das quais o slurry é colocada em movimento rotativo, vantajoso para a criação da suspensão. No rotor de acordo com a patente dos EUA 4,078,026, as condutas de ar são formadas por aberturas estreitas ou calhas contornadas por paredes paralelas, em cujo caso a alimentação de ar é dirigida para um sector essencialmente estreito. Este tipo de alimentação de ar dificulta a dispersão do ar no slurry, porque amplia a dimensão da bolha e aumenta, assim, a quantidade de ar necessária no processo de flutuação. Além disso, de acordo com o documento DE 36 35 642 C2, é revelada uma máquina de flutuação incluindo um rotor com várias condutas de ar e calhas de slurry que são montadas numa chapa com fundo fechado para que as condutas abram radialmente em relaçao ao rotor. De acordo com os documentos EP 0 593 074 AI e SU 131827 Al, é revelado um dispositivo para dispersar gás no líquido, respectivamente, de acordo com o qual são proporcionados canais de ar em forma de caixa, cujos canais são abertos radialmente para fornecer gás ao líquido. Pelo menos, o documento JP 55-142535 mostra um 2 fornecedor de oxigénio para água que descarrega gás através de vários tubos para um espaço de sucção que é cheio com água. 0 objectivo do invento consiste em reduzir as desvantagens da técnica anterior e realizar um rotor para uma máquina de flutuação avançada, para separar ingredientes valiosos, tais como concentrados de metal, do resto do material, por meio de cujo rotor o ar pode ser disperso no slurry envolvente de uma forma mais eficiente do que previamente, para melhorar a flutuação de ingredientes valiosos. As novas caracteristicas essenciais do invento estão listadas nas reivindicações anexas.

Quando se separam ingredientes valiosos do resto do material por meio de flutuação numa máquina de flutuação incluindo um rotor de acordo com o invento, o slurry alimentado para a célula de flutuação da máquina de flutuação é colocado em movimento por meio de um rotor disposto na ponta de um eixo oco. 0 rotor é proporcionado alternadamente com condutas de ar e calhas de slurry, para que a superfície exterior do rotor seja formada pelas extremidades das ditas condutas de ar e calhas de slurry projectadas para fora do rotor. A superfície exterior do rotor é concebida para que o diâmetro da superfície exterior diminua em relação ao eixo do rotor quando se afasta do eixo. No rotor, as condutas de ar são instaladas no rotor a distâncias essencialmente iguais, radialmente da superfície exterior do rotor, para que as condutas de ar formem na parte central do rotor um espaço para o slurry, em cujo espaço o slurry deve ser levado a circular livremente ao longo das calhas de slurry proporcionadas entre as condutas de ar. Para além disso, as paredes da conduta de ar são mutuamente divergentes e separadas na direcção que avança para fora a partir da parte central do rotor. Assim, o ar proveniente das condutas de ar encontra o slurry envolvendo o rotor na área que 3 é maior do que na técnica anterior, em cujo caso o ar é disperso mais eficientemente no slurry envolvente.

Numa máquina de flutuação incluindo um rotor de acordo com o invento, as condutas de ar do rotor, destinadas a dispersar ar para o slurry envolvente, são suportadas por meio de um elemento de tampa disposto na parte superior do rotor. 0 elemento de tampa está ainda fixo em torno do eixo do rotor, com vantaqem com forma circular. Além disso, as condutas de ar estão ligadas entre si por meio do dito elemento de tampa disposto na parte superior do rotor. 0 elemento de tampa é proporcionado, com vantagem, com canais através dos quais o ar fornecido ao rotor através do eixo oco é levado a circular da parte central do rotor para as suas condutas de ar. Os canais que vão da parte central do rotor para as condutas de ar podem também ser feitos para que, por baixo do elemento de tampa, seja instalado um sistema de canal de ar que é fixo, com vantagem, ao elemento de tampa, mas separado do dito elemento de tampa. Pelo menos um dos canais proporcionados para a circulação de ar pode também ser proporcionado com pelo menos uma abertura disposta na parte central do rotor, ou na proximidade da parte central, para que quando circule através da dita abertura, o ar seja conduzido para o espaço concebido para o slurry que é proporcionado na parte central do rotor. Assim, o ar é levado a dispersar também nesta área.

De acordo com o invento, as condutas de ar do rotor da máquina de flutuação são instaladas no rotor a distâncias essencialmente iguais entre si, de uma forma radial começando na superfície exterior do rotor, para que, de acordo com uma forma de realização, o comprimento das condutas de ar corresponda a 40-60% do raio do elemento de tampa proporcionado na parte superior do rotor. As paredes da conduta de ar são 4 mutuamente divergentes, e são direccionadas, com vantagem, para o eixo do rotor, para que as extensões de parede possam cruzar-se no ponto central do eixo do rotor. Assim, as paredes da conduta de ar formam um ângulo de 15-30°. Para além disso, as condutas de ar são concebidas para que a superfície de descarga da conduta de ar em relação ao slurry se estenda de uma forma essencialmente uniforme ao longo de toda a altura do rotor, desde o elemento de tampa até à parte inferior. Assim, o ar pode ser alimentado através das condutas para o slurry, que é colocado num movimento radial na calha de slurry do rotor, essencialmente ao longo de toda a altura do rotor.

As calhas de slurry proporcionadas no rotor da máquina de flutuação de acordo com o invento enchem essencialmente o volume restante do rotor que é deixado após as condutas de ar do rotor e as condutas de ar proporcionadas no elemento de tampa ou na proximidade do elemento de tampa. Assim, o slurry envolvendo o rotor pode circular através das aberturas deixadas entre as condutas de ar directamente para a parte central do rotor, ou da parte central para a superfície exterior do rotor, em cujo caso o slurry no rotor pode avançar na direcção radial do rotor para o comprimento de toda a distância radial, o que significa que a eficiência na agitação é melhorada. A circulação de slurry essencialmente livre na direcção radial para o centro do rotor ou para fora a partir do centro melhora a mistura do slurry envolvendo o rotor, e reduz, assim, a potência necessária para agitar o slurry. O invento está descrito em maior detalha abaixo, com referência aos desenhos anexos, em que a figura 1 é uma ilustração esquemática de uma forma de realização preferida do invento, vista por baixo, 5 a figura 2 é uma ilustração esquemática da forma de realização da figura 1, vista a partir da direcção B-B, a figura 3 mostra resultados de teste nas coordenadas quantidade de ar - potência de agitação, quando se compara um rotor convencional com o rotor de acordo com o presente invento.

Na forma de realização das figuras 1 e 2, num elemento de tampa 12 que está disposto em torno do eixo do rotor 11, está fixo um elemento de controlo 13 para o ar fornecido ao rotor através do eixo 11. 0 elemento de controlo de ar 13 é proporcionado com canais 14 para conduzir ar, e para 0 distribuir do eixo do rotor 11 para as condutas de ar 15. Ao elemento de tampa 12 estão ainda fixas as condutas de ar de rotor 15 que se estendem, começando no bordo exterior do elemento de tampa 12, radialmente para o eixo do rotor 11 ao longo de um comprimento que constitui cerca de 50% do comprimento do raio do elemento de tampa 12. As paredes opostas da conduta de ar 15 são dirigidas para a parte central do eixo do rotor 11, pelo que as paredes formam, em conjunto, um ângulo de 20°. Os espaços deixados entre as condutas de ar 15 formam as calhas de slurry do rotor 16, através das quais o slurry envolvendo o rotor é transportado para o espaço 17 deixado entre as condutas de ar de rotor 15 e o eixo do rotor 11 e ainda mais para fora.

Na figura 3, o rotor de uma máquina de flutuação de acordo com o invento é comparado com o rotor de uma máquina de flutuação convencional. Na figura 3 pode observar-se que, sem ar, a eficiência de agitação e o consumo de energia com um rotor da técnica anterior é 10-20% mais do que com o rotor do presente invento. Quando o ar é alimentado para a área 6 necessária por meio de um processo de flutuação normal (quantidade de ar Jg 1,0 - 2,0 cm/s), a relação é invertida, pelo que o rotor de acordo com o invento agita-se 20-30% mais eficientemente do que o mecanismo de acordo com a técnica anterior. Numa aplicação prática, isto significa que quando se usa o rotor de acordo com o invento, a máquina de flutuação pode ser proporcionada com um motor que é 10-20% mais pequeno, e mesmo assim a eficiência de agitação na área normal de utilização aumenta em 20-30%. Outra possibilidade assenta no facto de que se a eficiência de agitação de um rotor da técnica anterior for suficiente, e mais agitação não gerar qualquer vantagem adicional, a máquina de flutuação de acordo com o invento pode ser proporcionada com um motor que é mesmo 30-40% mais pequeno do que nos arranjos da técnica anterior.

Lisboa, 11 de Junho de 2012. 7

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Rotor destinado a dispersar ar numa máquina de flutuação através do eixo do rotor para o slurry envolvente, em cujo rotor são formadas alternadamente condutas de ar (15) e calhas de slurry (16), para que as extremidades de ambas as condutas de ar e calhas de slurry formem o perímetro exterior do rotor, no qual as condutas de ar (15) estão dispostas no rotor a distâncias essencialmente iquais enquanto formam um espaço (17) para o slurry na parte central do rotor cujo espaço é aberto para o slurry envolvendo o rotor por meio das calhas de slurry (16) proporcionadas entre as condutas de ar (15), respectivamente, em que as condutas de ar do rotor são suportadas por meio de um elemento de tampa (12) disposto na parte superior do rotor, e em que está instalado um sistema de canal de ar (14) por baixo do elemento de tampa (12) através do qual o ar fornecido através do eixo do rotor (11) pode ser feito escoar para as condutas de ar do rotor (15), em que as condutas de ar têm paredes direitas na direcção radial e estão dispostas simetricamente em torno do eixo central e formando radialmente para fora espaços divergentes, respectivamente, caracterizado por os bordos exteriores das ditas paredes direitas terem uma superfície curva ao longo de toda a altura do rotor, respectivamente, estendendo-se desde o perímetro exterior do elemento de tampa (12) para o espaço do slurry (17) de tal forma que o diâmetro exterior do rotor diminui uniformemente para baixo de forma axial. 1
2. 2. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o comprimento das condutas de ar (15) representar 40-60% do comprimento do raio do elemento de tampa circular (12) fixo em torno do eixo do rotor (11).
3. 3. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as extensões imaginárias das paredes das condutas de ar (15) se cruzarem no eixo do rotor (11).
4. 4. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por as paredes das condutas de ar (15) formarem em conjunto um ângulo de 15 - 30°.
5. 5. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1-4, caracterizado por pelo menos um dos canais de circulação (14) concebido para a circulação de ar proveniente do eixo do rotor (11) para as condutas de ar (15) ser proporcionado com pelo menos uma abertura para conduzir o ar para o espaço (17) que está disposto para o slurry na parte central do rotor. Lisboa, 11 de Junho de 2012. 2 1/2

   τ Fig.;1 17 16

   Fig. 2 B-B 15 2/2 Potência kW

   Fig.3 Jg cm/s