RO112478B1 - Celula de flotație - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la o celulă de flotație destinată concentrării substanțelor minerale utile, la care, în mod obișnuit, se utilizează colectori nepolari, precum și substanțelor greu flotabile. In cadrul celulei de flotație, conform invenției, emulsionarea uleiului nepolar este realizată cu ajutorul unui dispozitiv denumit cicloemulsionator (A) care, prin construcție și mod de alimentare cu tulbureală, asigură clasarea materialului din alimentare, emulsionarea colectorului nepolar și stabilizarea acestuia cu particule ultrafine, hidrofobizate în prealabil cu colectori ionici. Viteza curentului de tulbureală ce iese din cicloemulsionator (A) asigură aspirarea aerului atmosferic necesar flotației, care este, la rândul lui, emulsionat în camera de amestec a ejectorului (B). Curgerea emulsionată, din tubul central (C), a fluidului quadrifazic, asigură adeziunea particulelor hidrofobe la bulele de gaz. Destinarea amestecului din tubul central are loc prin imersia acestuia în volumul celulei (D) în care se formează stratul de spumă mineralizată. Invenția prezintă avantajul unui utilaj complex pentru metoda specială de flotație cu uleiuri nepolare, asigurând un consum minim de energie, fiind o celulă de flotație cu autoerație, dar fără nici o piesă în mișcare, adaptabilă la cuvele mașinilor mecanice și pneumo-mecanice existente, permițând, de asemenea, extinderea domeniului granulometric și mineralogic a materialului supus flotației.

Description

Invenția se referă la o celulă de flotație, destinată concentrării substanțelor minerale utile, la care, în mod obișnuit, se utilizează colectori nepolari, precum și a celor greu flotabile.

In scopul desfășurării procedeului special de flotație cu uleiuri nepolare, în prezent se utilizează celule obișnuite de flotație, în care colectorul nepolar se dozează sub formă de emulsie, pregătită în prealabil în dispozitive de dispersare mecanică, ultrasonică, emulgatoare cu jet ș.a.

In vederea concentrării prin flotație a minereurilor greu flotabile /ultrafine și ușor oxidabile, se folosesc celule de flotație speciale, cum ar fi, coloana scurtă tip Jameson, în care alimentarea se face sub presiune, ceea ce asigură în același timp autoaerația celulei.

Dezavantajele soluțiilor cunoscute prezentate constau în realizarea flotației prin trei operații distincte: emulsionare, dozare și flotația propriu-zisă, acestea desfășurându-se în tot atâtea utilaje. La acestea se adaugă: consumuri mari de energie, necesitatea stabilizării emulsiilor cu emulgatori lichizi sau solizi, operațiune ce reduce eficiența acțiunii colectorului nepolar în procesul de flotație. De asemenea, dezavantajul celulei tip Jameson constă în aceea că, în scopul realizării autoaerației, tulbureala, condiționată în prealabil cu reactivi care constituie “curentul principal”, se introduce sub presiune mare, sub formă de jet laminar, în ejectorul ce asigură aspirarea aerului necesar flotației.

Celula de flotație, conformă invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că, pentru obținerea emulsiei de uleiuri nepolare, se utilizează un cicloemulsionator care asigură realizarea, în același timp, a următoarelor operații distincte: clasarea materialului solid din tulbureala de flotație, emulsionarea uleiului nepolar și stabilizarea emulsiei cu fracțiunea ultrafină de material solid hidrofobizatîn prealabil. Alimentarea tangențială la presiune joasă și construcția cavității interioare a cicloemulsionatorului asigură accelerarea curentului de tulbureală și, implicit, creșterea presiunii dinamice până la valori suficient de mari pentru asigurarea autoeraței, eliminând, în același timp, dezavantajul alimentării la presiuni înalte.

Desfășurarea în cascadă a operațiunilor de clasare, emulsionare uleiul nepolar și stabilizare a emulsiei cu particule ultrafine de material este posibilă datorită construcției cicloemulsionatorului, alcătuit din două trepte injector-ejector, efectele scontate fiind posibile datorită alimentării tangențiale sub presiune (0,7 ... 1 atm), totul decurgând în câmp centrifugal.

Evacuarea din cicloemulsionator se constituie într-un curent principal rotativ care, ajuns într-un ejector ce joacă rolul unui compresor cu jet, face posibilă aspirarea curentului secundar de aer atmosferic, ceea ce conduce la formarea în difuzorul ejectorului a unei emulsii polifazice (solid-apă-aer-ulei), această curgere emulsionată făcând posibilă realizarea flotației, prin aderarea particulelor hidrofobizate și a agregatelor ulei-particule la bulele de gaz protejate deja cu învelișul hidratat datorită dozării spumantului simultan cu curentul de aer aspirat.

Agregatele bule-particule ce iau naștere într-un tub central de adeziune sunt antrenate în stratul de spumă ce ocupă o mare parte din volumul celulei propriu-zise de flotație, iar produsul neflotat este evacuat continuu pe la baza acesteia. Avantajele aplicării soluției conform invenției sunt:

- efectuarea în cadrul unui singur utilaj a tuturor operațiunilor ce compun procedeul special de flotație cu uleiuri nepolare (emulsionare colectori nepolari, stabilizare a emulsiilor, floculare selectivă, autoaerație și flotație propriu-zisă) care, în procedeele existente se realizează în utilaje distincte;

- productivitate mare pe seama reducerii timpului de flotație;

- reducerea gradului de oxidare a particulelor ultrafine a minereurilor neferoase, prin realizarea unui timp de flotație de ordinul secundelor;

- selectivitate ridicată a procesului;

- posibilitatea lărgirii intervalului granulometric a materialului supus flotației;

RO 112478 Bl

- lipsa oricăror piese în mișcare;

- reducerea la minimum a parametrilor de reglaj;

- construcția modulară care permite întreținerea și manipularea ușoară;

- reducerea consumului de energie;

- soluția propusă este adaptabilă la cuvele mașinilor mecanice și pneumomecanice existente în instalațiile de preparare din țară;

- permite dispunerea celulelor în circuit de flotație cu circulația liberă a tulburelii și a produselor intermediare.

Se prezintă în continuare un exmeplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 τ 4, care reprezintă:

- fig.1, schema de ansamblu a celulei de flotație;

-fig.2, reprezentare în perspectivă și secțiune prin cicloemulsionatorul A;

-fig.3, secțiune longitudinală prin ejectorul B și tubul central de adeziune C;

-fig.4, secțiune prin dispozitivul de evacuare a produsului neflotat..

Celula de flotație conformă invenției se ocmpune din patru subansamble A, B, C și D indisolubil legate, în vederea realizării scopului propus.

Cicloemulsionatorul A din punct de vedere constructiv se compune dintr-o manta cilindro-conică 1, continuată cu injectorul 2. Pentru accelerarea curentului de tulbureală alimentat tangențial prin conducta 3, în interiorul părții cilindrice se dispune o piesă 4 a cărei curbură este stabilită după legea de variație a înălțimii straturilor coaxiale de fluid în mișcare. Cladarea materialului se realizează datorită prezentei confuzorului 5 care se poate asimila cu tuburile de sifonare a hidrocicloanelor convenționale, cu deosebirea că atât produsul fin separat, cât și produsul grosier, se evacuează pe la baza aparatului; produsul fin prin partea cilindrică 6 a confuzorului, produsul grosier prin interspațiul concentric dintre 6 și 2. Reglajul pe verticală a confuzorului 5 permite modificarea dimensiunii de separare, pe de o parte, și a depresiunii create în camera de amestec cu secțiune constantă 7, pe de altă parte.

Prezența în confuzorul 5 a injectorului dublu 8 și 9 dă posibilitatea aspirării unei cantități de aer prin orificiile 10, care ajuns în spațiul dintre 8 și 9, asigură depresiunea necesară antrenării uleiului nepolar prin orificiul 11 al injectorului interior 9.

Prin construcție ambele injectoare permit reglaje pe verticală, în vederea asigurării regimurilor optime de depresiune necesară aspirării uleiului și aerului.

In camera de amestec 12 are loc o primă rupere a șuviței de ulei, care, împreună cu aerul, întâlnește curentul rotativ de tulbureală cu material ultrafin și în camera de amestec 7 se realizează emulsionarea uleiului și stabilizarea acestuia cu particule ultrafine hidrofobizate în prealabil cu colector ionic. Acest fenomen, similar unei floculări selective, este extrem de favorabil în procesul de flotație.

Emulsia astfel formată, părăsește camera de amestec cu secțiune constantă 7 sub formă de con rotitor, interferându-se cu curentul purtător de particule grobe.

Tot acest amestec quadrifazic constituie curentul principal care se injectează în ejectorul B. Ejectorul B, funcționând pe principiul compresoarelor cu jet, asigură aspirarea aerului necesar flotației propriu-zise, prin orificiile 13 practicate în tubul de adeziune C. Realizarea unei curgeri emulsionate în tubul central de adeziune C este asigurată de camera de amestec 14 și difuzorul 15 prin regimul adecvat de viteză a celor doi curenți de fluid (principal și secundar), în prezența reactivului spumant.

In tubul central de adeziune C, dimensionat corespunzător, are loc flotația propriu-zisă, prin adeziunea particulelor hidrofobizate în prealabil, la bulele de gaz.

înălțimea tubului, adâncimea de imersare în cuva celulei de flotație D, forma și dimensiunea acesteia, fac posibilă obținerea timpului minim necesar realizării flotației.

Trecerea de la regim dinamic la regim de curgere laminară ascendentă dă posibilitatea realizării unui strat de

RO 112478 Bl spumă mineralizată care se evacuează continuu prin jgheabul circular 16. Pentru creșterea selectivității procesului, se utilizează apă de spălare prin stropitorul

17. Produsul neflotat este evacuat din 5 celulă prin intermediul dispozitivului reglabil

18. Prezența inelului de cauciuc 19 permite reglarea concentrică a secțiunii de evacuare prin intermediul șurubului de strângere 20. io

Claims (1)

1. Celulă de flotație, alcătuită dintr-un ejector, tub central de adeziune și cuva propriu-zisă, caracterizată prin aceea că, este prevăzută cu un cicloemulsionator (A), ce are în componența sa un subansamblu de două trepte injector-ejector, perechile de piese confuzor-injector (5 și

   8) respectiv (8 și 9), înseriate, asigurând desfășurarea în cascadă a operațiunilor de clasare a materialului solid din curentul principal de tulbureală accelerat datorită alimentării tangențiale și profilului interior al aparatului, absorbția colectorului nepolar, emulsionarea și stabilizarea acestuia cu particule ultrafine de material hidrofobizate în prealabil, prezența cicloemulsionatorului (A) în ansamblul celulei de flotație asigurând desfășurarea întregului proces prin aceea că, evacuarea din acesta se constituie într-un curent principal rotativ, accelerat de cca 5 ori față de viteza din alimentare al ejectorului (B), ceea ce determină aspirarea din atmosferă a aerului necesar și suficient realizării flotației în continuare în tubul central de adeziune (C) și cuva de flotație (D) în care se separă produsele finale, concentratul și sterilul.