RU2061554C1

RU2061554C1 - Flotation machine

Info

Publication number: RU2061554C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Антипенко; Л.П. Ильюченко; В.С. Красицкий; В.И. Петушенко
Original assignee: Кузнецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт углеобогащения
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: mineral concentration; ore flotation. SUBSTANCE: flotation machine includes chamber accommodating aerator mounted on shaft. Aerator consists of disk in form of truncated cone with its small base facing upward and blades attached to disk lower side and formed from trapezoidal plates installed with gap, disk with circulating hole located under aerator, stator located around the aerator on the disk located under aerator. Machine has vertical tube located coaxially with shaft with a spaced relation. Tube upper end is fixed to shaft. Tube lower end is secured to aerator disk. Aerator disk above interblade space has holes for pulp circulation inside the chamber. Ratio between the depth of immersion of aerator and its height amounts from 3.0 to 4.5. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обогащения полезных ископаемых методом флотации и предназначено для использования в угольной, металлургической и химической отраслях промышленности. The invention relates to a device for mineral processing by flotation and is intended for use in the coal, metallurgical and chemical industries.

Известна флотационная машина типа OK (см. Н.Ф.Мещеряков "Флотационные машины и аппараты", изд. "Недра", 1982, с.132). Недостатком этой флотационной машины является то, что в импеллер через полые лопасти принудительно подается воздух, а это дополнительные затраты энергии. При работе такого импеллера в эту же зону поступает пульпа, что снижает аэрационную способность импеллера и его производительность. Known flotation machine type OK (see NF Meshcheryakov "Flotation machines and apparatus", ed. "Nedra", 1982, p.132). The disadvantage of this flotation machine is that air is forced into the impeller through hollow blades, and this is an additional energy cost. During the operation of such an impeller, pulp enters the same zone, which reduces the aeration ability of the impeller and its performance.

Известен механический аэратор для флотационной машины (а.с. N 406578, кл. В 03 D 1/14), включающий верхний и нижний диски и лопасти между ними. Диски выполнены в виде усеченных конусов и снабжены наружными лопастями. Known mechanical aerator for a flotation machine (a.s. N 406578, class B 03 D 1/14), including the upper and lower discs and blades between them. The disks are made in the form of truncated cones and equipped with external blades.

Недостатком известного устройства является совместная подача в зону аэратора пульпо-воздушной смеси, расположение перфорации на дисках исключает возможность реверсивности движения вала и тем самым способствует быстрому износу лопастей, что, в свою очередь, понижает способность аэратора к самовсасыванию воздуха. A disadvantage of the known device is the joint supply of a pulp-air mixture to the aerator zone, the location of the perforation on the disks eliminates the possibility of reversal of the shaft movement and thereby contributes to the rapid wear of the blades, which, in turn, reduces the ability of the aerator to self-priming air.

Известен аэрационный блок (а.с. N 1200989, кл. В 03 D 1/14), включающий аэратор, верхний и нижний диски, выполненные в виде усеченных конусов с отверстиями, лопасти и ребра установленные на обоих дисках. С целью повышения производительности за счет раздельной подачи воздуха и пульпы, под нижним диском аэратора установлен подаэраторный диск в виде усеченного конуса с отверстиями. Лопасти аэратора выполнены полыми и ступенчатыми. На нижнем диске аэратора расположены с двух сторон ребер отверстия. Known aeration unit (AS N 1200989, class B 03 D 1/14), including an aerator, upper and lower disks made in the form of truncated cones with holes, blades and ribs mounted on both disks. In order to increase productivity due to the separate supply of air and pulp, a sub-aerator disk in the form of a truncated cone with holes is installed under the lower aerator disk. The aerator blades are hollow and stepped. On the lower aerator disk, holes are located on both sides of the ribs.

Недостатком известного устройства является наличие нижнего диска аэратора. Во время работы аэратора между нижним диском и подаэраторным диском накапливается шлам (твердые частицы), что вызывает дебаланс и нестабильность работы. A disadvantage of the known device is the presence of a lower aerator disk. During operation of the aerator, sludge (solid particles) accumulates between the lower disk and the sub-aerator disk, which causes unbalance and instability of operation.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является флотационная машина (а.с. N 1586782, кл. В 03 D 1/14), включающая камеру, внутри которой расположен закрепленный на валу аэратор, состоящий из диска в виде обращенного вверх меньшим основанием усеченного конуса и закрепленных на нижней стороне диска лопастей из установленных с зазором трапециевидных пластин и подаэраторный диск с циркуляционным отверстием, отличающаяся тем, что за счет оптимизации его гидро- и аэродинамического режима, машина снабжена размещенными на подаэраторном диске вокруг аэратора стержнями, высота которых увеличивается в направлении от аэратора, при этом высота наименьшего стержня равна высоте прилежащей стороне лопасти аэратора, а уровень расположения верхней точки наибольшего стержня совпадает с уровнем расположения меньшего основания диска аэратора, вал выполнен полым, причем полость вала сообщена с полостями лопастей, оборудованными трапециевидными пластинами. Of the known devices, the closest in technical essence and the achieved result is a flotation machine (a.s. N 1586782, class B 03 D 1/14), including a chamber, inside of which is located an aerator mounted on a shaft, consisting of a disk in the form of upward facing the smaller base of the truncated cone and the blades fixed on the lower side of the disk from the trapezoidal plates installed with a gap and a sub-aerator disk with a circulation hole, characterized in that by optimizing its hydro- and aerodynamic regime, the machine is equipped with the rods are placed on the subaerator disk around the aerator, the height of which increases in the direction from the aerator, while the height of the smallest rod is equal to the height of the adjacent side of the aerator blade, and the location level of the upper point of the largest rod coincides with the location level of the smaller base of the aerator disk, the shaft is hollow, moreover the cavity of the shaft is communicated with the cavities of the blades equipped with trapezoidal plates.

Недостатком данного устройства является то, что через полый вал не обеспечивается оптимальная аэрация для процесса флотации. В результате чего падает производительность флотационной машины и ухудшаются технологические показатели: выход концентрата и его качество. Отсутствует внутрикамерная циркуляция через аэратор и, кроме этого, при разработке типоразмера машины для создания высокой аэрационной способности необходимо обусловить отношение глубины погружения аэратора и его высоты. The disadvantage of this device is that through the hollow shaft does not provide optimal aeration for the flotation process. As a result, the productivity of the flotation machine decreases and the technological indicators deteriorate: the yield of concentrate and its quality. There is no intra-chamber circulation through the aerator and, in addition, when developing the machine size for creating a high aeration ability, it is necessary to determine the ratio of the depth of immersion of the aerator and its height.

Эта цель достигается тем, что машина снабжена вертикальной трубой, расположенной коаксиально валу с зазором, верхний конец трубы неподвижно закреплен на валу, а нижний в диске аэратора, сообщающийся с полостями лопастей, причем в диске аэратора над межлопастным пространством выполнены отверстия для внутрикамерной циркуляции пульпы и отношение глубины погружения аэратора к его высоте составляет (равно) 3,0-3,5. This goal is achieved by the fact that the machine is equipped with a vertical pipe coaxial to the shaft with a clearance, the upper end of the pipe is fixedly mounted on the shaft, and the lower end in the aerator disk communicating with the cavity of the blades, and in the aerator disk above the interscapular space there are holes for intracameral pulp circulation and the ratio of the depth of immersion of the aerator to its height is (equal to) 3.0-3.5.

В прототипе (а. с. N 1586782, кл. В 03 D 1/14) и предлагаемой флотационной машине общие признаки: диск аэратора и подаэраторный диск выполнены в виде усеченных конусов, наличие лопастей из установленных с зазором трапециевидных пластин, подаэраторный диск с отверстием, статор, расположенный вокруг аэратора на подаэраторном диске. In the prototype (a.s. N 1586782, class B 03 D 1/14) and the proposed flotation machine, common features: aerator disk and sub-aerator disk are made in the form of truncated cones, the presence of blades from trapezoidal plates installed with a gap, a sub-aerator disk with a hole , a stator located around the aerator on a sub-aerator disk.

Существенными отличиями предлагаемого устройства от прототипа являются:
вертикальная труба, расположенная коаксиально валу с зазором;
отверстия для внутрикамерной циркуляции пульпы выполнены в диске и расположены над межлопастным пространством;
отношение глубины погружения аэратора к высоте его составляет 3,0-3,5.Significant differences of the proposed device from the prototype are:
vertical pipe, coaxial to the shaft with a gap;
openings for intracameral circulation of the pulp are made in the disk and are located above the inter-blade space;
the ratio of the depth of immersion of the aerator to its height is 3.0-3.5.

Эти отличия позволили увеличить аэрационную способность машины, улучшить гидроаэродинамический режим работы, повысить производительность машины и улучшить качественно-количественные показатели процесса флотации: выход флотоконцентрата, его зольность и зольность отходов, сократить потери горючей массы в отходах флотации. These differences made it possible to increase the aeration ability of the machine, improve the hydro-aerodynamic mode of operation, increase the productivity of the machine and improve the qualitative and quantitative indicators of the flotation process: the output of the floc concentrate, its ash content and ash content of the waste, and reduce the loss of combustible mass in the flotation waste.

В известном техническом решении (а.с. N 1200989, кл. В 03 D 1/14) имеются диск аэратора и подаэраторный диск, выполненные в виде усеченных конусов, наличие лопастей. In the known technical solution (A.S. N 1200989, class B 03 D 1/14) there is an aerator disk and a sub-aerator disk made in the form of truncated cones, the presence of blades.

В техническом решении (а. с. N 406578, кл. В 03 D 1/14) также имеются верхний и нижний диски, выполненные в виде усеченных конусов, и боковая поверхность усеченных конусов в зоне разрежения выполнена перфорированной. In the technical solution (a.s. N 406578, class B 03 D 1/14) there are also upper and lower disks made in the form of truncated cones, and the lateral surface of the truncated cones in the rarefaction zone is perforated.

Однако, в аналогах отсутствует вертикальная труба, расположенная коаксиально валу с зазором, которая нижним концом закреплена в диске аэратора, а верхний конец неподвижно закреплен на валу, и на диске аэратора выполнены отверстия для пульпы, сообщающиеся с межлопастным пространством. Очень важным отличием от аналогов в предлагаемом устройстве определено соотношение глубины погружения аэратора к его высоте в камере флотомашины. However, in the analogs there is no vertical pipe located coaxially to the shaft with a gap, which is fixed at its lower end to the aerator disk, and its upper end is fixed to the shaft, and pulp holes are made on the aerator disk that communicate with the inter-blade space. A very important difference from analogues in the proposed device is the ratio of the depth of immersion of the aerator to its height in the chamber of the flotation machine.

Эти существенные отличия предлагаемого изобретения способствуют увеличению аэрационной способности флотационной машины, которая равна 0,5-0,6 м³/мин на м³ объема камеры. Это лучшее достижение аэрационной способности механической флотационной машины в отечественной и зарубежной практике.These significant differences of the present invention increase the aeration ability of the flotation machine, which is equal to 0.5-0.6 m ³ / min per m ^{3 the} volume of the chamber. This is the best achievement of the aeration ability of a mechanical flotation machine in domestic and foreign practice.

Кроме этих отличий предлагаемый аэрационный блок применим для флотационной машины с различным объемом камер. In addition to these differences, the proposed aeration unit is applicable to a flotation machine with various chamber volumes.

Из анализа известных патентных источников и другой литературы не выявлена флотационная машина, снабженная вращающейся вместе с валом вертикальной трубой и аэратором, расположенным в камере при соотношении глубины погружения к диаметру аэратора, равном 3-3,5 раз. An analysis of known patent sources and other literature did not reveal a flotation machine equipped with a vertical pipe rotating together with the shaft and an aerator located in the chamber with a ratio of immersion depth to the diameter of the aerator equal to 3-3.5 times.

Таким образом, предлагаемая флотационная машина обладает существенными отличиями и полезностью. Thus, the proposed flotation machine has significant differences and usefulness.

На фиг. 1 приведен схематично поперечный разрез камеры флотационной машины; на фиг. 2 вид сверху аэратора. In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the chamber of a flotation machine; in FIG. 2 top view of the aerator.

Флотационная машина состоит из камеры 1, пеносъемников 2, аэратора 3, лопастей 4, вертикальной трубы 5, расположенной коаксиально валу 6 с зазором 7 между валом и стенками трубы, закрепленной вверху с валом опорными устройствами 8, а внизу в диск 9 аэратора 3 и сообщающаяся с зазором между пластин 10 лопасти 4. В диске аэратора расположены отверстия 11, сообщающиеся с межлопастным пространством 12 для пульпы. The flotation machine consists of a chamber 1, foamers 2, aerator 3, blades 4, a vertical pipe 5 located coaxially to the shaft 6 with a gap 7 between the shaft and the walls of the pipe, mounted at the top with the shaft by supporting devices 8, and below into the disk 9 of the aerator 3 and communicating with a gap between the plates 10 of the blade 4. In the aerator disk, holes 11 are located, communicating with the inter-blade space 12 for the pulp.

Снизу аэратора установлен подаэраторный диск 13, выполненный в виде усеченного конуса с отверстием 14, которое обращено ко дну камеры флотомашины. Вокруг аэратора расположен статор 15, выполненный в виде стержней. Beneath the aerator, a sub-aerator disk 13 is installed, made in the form of a truncated cone with an opening 14, which faces the bottom of the chamber of the flotation machine. Around the aerator is a stator 15, made in the form of rods.

Флотационная машина работает следующим образом. При вращении вала 6 вместе с вертикальной трубой 5, закрепленной в верху с валом опорными устройствами 8, а внизу в диске 9 в зоне аэратора 3 внутри лопастей 4 и межлопастном пространстве 12 создается разрежение, куда снизу через отверстие 14 засасывается пульпа, а через зазор 7 из вертикальной трубы 5 засасывается воздух, который поступает в зазор между пластин 10 лопасти 4. На выходе из аэратора через канал, образованный нижними кромками лопастей и подаэраторным диском 13 происходит перемешивание пульпы и воздуха. Кроме этого возможна внутрикамерная циркуляция пульпы через отверстия 11, которые также сообщаются с межлопастным пространством 12 для пульпы. Образованная пульповоздушная смесь далее поступает на статор 15, который способствует дополнительному перемешиванию пульпы с воздухом. Flotation machine operates as follows. When the shaft 6 is rotated together with a vertical pipe 5 fixed at the top with the supporting devices 8, and lower in the disk 9 in the area of the aerator 3 inside the blades 4 and the inter-blade space 12, a vacuum is created where the pulp is sucked in from below through the hole 14, and through the gap 7 air is drawn in from the vertical pipe 5, which enters the gap between the plates 10 of the blade 4. At the outlet of the aerator, through the channel formed by the lower edges of the blades and the sub-aerator disk 13, the pulp and air are mixed. In addition, intra-chamber pulp circulation through the openings 11, which also communicate with the inter-blade space 12 for the pulp, is possible. Formed pulp-air mixture then enters the stator 15, which contributes to the additional mixing of the pulp with air.

Аэрационная способность флотационной машины зависит от глубины погружения аэратора в камере флотационной машины. Экспериментально установлено, что оптимальный гидроаэродинамический режим флотации обеспечивается при соотношении глубины погружения Н аэратора и к его высоте h, равной 3-3,5•H/h 3-3,5. При таком соотношении удельный расход воздуха составил 0,5-0,6 м³/ мин на м³ объема камеры.The aeration ability of the flotation machine depends on the depth of immersion of the aerator in the chamber of the flotation machine. It was experimentally established that the optimal hydroaerodynamic regime of flotation is ensured when the ratio of the immersion depth H of the aerator and its height h is 3-3.5 • H / h 3-3.5. With this ratio, the specific air flow rate was 0.5-0.6 m ³ / min per m ³ of chamber volume.

Техническое решение по а. с. N 1586782 было использовано при создании экспериментального образца флотационной машины, которая установлена и испытана на ГОФ "Томусинская" ПО "Кузбассуглеобогащение". Производительность машины составила 45 т/ч. Technical Solution a. from. N 1586782 was used to create an experimental model of the flotation machine, which was installed and tested at the Tomusinskaya GOF PO Kuzbassugleobogobenchenie. The productivity of the machine was 45 t / h.

При использовании предлагаемой флотационной машины выход флотоконцентрата увеличится на 0,6% и составит 94,2% против 93,6% При работе флотации 6000 часов в год переработка шлама составит:
45 x 6000 270000 тонн
Выпуск флотоконцентрата составит:
270000 x 0,06 16200 тонн
Стоимость одной тонны концентрата с учетом фактического качества по золе и влаге составляет 45,8 руб. за одну тонну.When using the proposed flotation machine, the output of the flotation concentrate will increase by 0.6% and will be 94.2% against 93.6%. When the flotation operation is 6000 hours per year, the processing of sludge will be:
45 x 6000 270,000 tons
The production of flotation concentrate will be:
270,000 x 0.06 16,200 tons
The cost of one ton of concentrate, taking into account the actual quality of ash and moisture, is 45.8 rubles. for one ton.

Экономический эффект от реализации дополнительно полученного концентрата составит:
45,8 x 16200 741960 руб. 742 тыс.руб.The economic effect of the sale of additionally obtained concentrate will be:
45.8 x 16200 741960 rub. 742 thousand rubles

Claims

A flotation machine including a chamber, inside of which there is an aerator mounted on a shaft, consisting of a disk in the form of a truncated cone facing upwards with a smaller base and blades fixed from the trapezoidal plates mounted with a gap, a sub-aerator disk with a circulation hole, a stator located around the aerator on the sub-aerator disk, characterized in that the machine is equipped with a vertical pipe located coaxial to the shaft with a clearance, the upper end of the vertical pipe is fixedly fixed flax on the shaft, and the bottom in the aerator disk, and in the aerator disk above the inter-blade space, holes are made for the intracameral circulation of the pulp, and the ratio of the depth of immersion of the aerator to its height is from 3.0 to 3.5.