RU2086305C1

RU2086305C1 - Device for preparation of pulp for flotation and foam separation

Info

Publication number: RU2086305C1
Application number: RU94043227A
Authority: RU
Original assignee: Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU94043227A

Abstract

FIELD: mineral concentration, particular, pulp preparation for floatation; applicable in treatment of ore and nonmetalliferous raw materials by method of flotation. SUBSTANCE: device includes body with cylindrical chamber and conical bottom plate, inlet of pulp supply, and sands outlet, and tangential water inlet installed in body lower part; installed in body upper part are overflow launder and tight casing with an outlet, expanding recleaning chamber connected to sands outlet and having tightly secured to its bottom plate, devices for trapping heavy fraction made in form of vertical cylinders with conical bottom plates having discharge holes in cone vertexes and tangential branch pipes installed on walls of cylinders at joint with conical bottom plates. Bottom of expanding recleaning chamber is stepped, and devices for trapping heavy fraction are located on each its step. Diameter of cylinder of devices for trapping heavy fraction and step length, on which it is located, correspond to width of bottom plate of expanding recleaning chamber on each its step. Tangential branch pipes installed on walls of cylinders of devices for trapping heavy fraction are arranged in pairs on same diameter on each cylinder and connected by one end of each pair to pulp distributor which is connected to sands outlet, and by the other end, to water supply header. Pulp inlet has, in its lower part, similar device for trapping heavy fraction. Both ends of pair of tangential branch pipes are connected to water-supply header. Expanding recleaning chamber, on the side of wide end, has regulated overflow launder and chute for receiving pulp overflow with fine-grained fraction. Cylinders of device for trapping heavy fraction has annual bead secured to cylinder internal surface at the level of its upper end. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к подготовке пульпы к флотационному процессу, и может быть использовано при обработке рудного и нерудного сырья флотационным способом. The invention relates to the field of mineral processing, namely, the preparation of pulp for the flotation process, and can be used in the processing of ore and non-metallic raw materials by flotation method.

Известно устройство для подготовки пульпы к процессу флотации [1] включающее корпус цилиндро-конической формы с загрузочным и разгрузочными патрубками, регулятор плотности крупнозернистой фракции, распылитель флотационных реагентов и аэратор пульпы, выполненный в виде полой перфорированной трубы, имеющий регулятор забора воздуха и размещенный соосно с корпусом. A device for preparing pulp for the flotation process [1] comprising a cylindrical-conical body with loading and unloading nozzles, a coarse grain density regulator, a flotation reagent atomizer and a pulp aerator, made in the form of a hollow perforated pipe having an air intake regulator and placed coaxially with case.

Недостатком известного устройства [1] является то, что основная масса подаваемых в него флотационных реагентов выводится с крупнозернистыми фракциями и лишь затем, после смешивания крупнозернистой и мелкозернистой фракции пульпы вне устройства обеспечивается перераспределение реагентов между всеми частицами пульпы. Это не позволяет использовать устройство для подготовки пульпы, подлежащей флотационному обогащению в машинах, совмещающих одновременно процессы пенной сепарации и пенной флотации, так как при подачи выходящей с песками из данного устройства крупнозернистой фракции пульпы на пенный слой флотомашины большой избыток реагентов, особенно маслообразных, будет разрушать пенный слой и процесс пенной сепарации не состоится. В то же время в мелкозернистой фракции пульпы, выходящей со сливом устройства, флотационных реагентов будет недостаточно для ведения последующего процесса пенной флотации. Кроме того, предварительная аэрация пульпы в устройстве [1] с использованием принятых в нем конструктивных элементов весьма неэффективна, так как незначительный захват воздушных пузырьков (скорее всего здесь будет недиспергированный воздух), выходящих из полой перфорированной трубы, возможен лишь в центральном патрубке устройства при выходе из корпуса мелкозернистой фракции пульпы и только лишь при условии, что пульпа в патрубке будет идти полным его сечением. Внутри же корпуса устройства [1] центробежные силы не позволят легким воздушным пузырькам (недиспергированному воздуху) проникнуть внутрь вращающейся пульпы в направлении от оси корпуса к его периферии. A disadvantage of the known device [1] is that the bulk of the flotation reagents supplied to it is removed with coarse-grained fractions and only then, after mixing coarse and fine-grained pulp fractions outside the device, redistribution of reagents between all pulp particles is ensured. This does not allow the use of a device for preparing pulp to be flotation enriched in machines that combine both foam separation and foam flotation processes, since when a coarse fraction of pulp leaving the sands from this device is fed to the foam layer of the flotation machine, a large excess of reagents, especially oily ones, will destroy the foam layer and the foam separation process will not take place. At the same time, in the fine-grained fraction of the pulp leaving the drain of the device, flotation reagents will not be enough to conduct the subsequent process of foam flotation. In addition, preliminary aeration of the pulp in the device [1] using the structural elements adopted in it is very inefficient, since insignificant capture of air bubbles (most likely there will be undispersed air) leaving the hollow perforated pipe is possible only in the central pipe of the device at the exit from the body of the fine-grained fraction of the pulp and only on condition that the pulp in the pipe will go its full cross section. Inside the housing of the device [1], centrifugal forces will not allow light air bubbles (undispersed air) to penetrate the rotating pulp in the direction from the axis of the housing to its periphery.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подготовки пульпы к процессу флотации [2] включающее корпус цилиндро-конической формы с загрузочным и разгрузочным патрубками, регулятор плотности крупнозернистой фракции, распылитель реагентов, регулятор забора воздуха, аэратор пульпы, выполненный в виде конической спирали и снабженный лопатками, установленными на его наружной поверхности. The closest in technical essence and the achieved result is a device for preparing the pulp for the flotation process [2] including a cylindrical-conical body with loading and unloading nozzles, a coarse grain density regulator, a reagent atomizer, an air intake regulator, and a pulp aerator made in the form of a conical spirals and equipped with blades mounted on its outer surface.

Устройство обладает теми же недостатками, что и устройство [1] с той лишь незначительной разницей, что предварительная аэрация пульпы в нем будет несколько выше за счет выполнения аэратора в виде конической спирали и оснащения его лопатками на наружной поверхности. Однако забор воздуха из атмосферы только за счет разряжения его внутри корпуса устройства при вращении пульпы, а тем более введения его внутрь этой пульпы не могут обеспечить (как в устройстве [2] так и в устройстве [1]) эффективной предварительной аэрации пульпы, позволяющей повысить технологические показатели последующего флотационного процесса. The device has the same disadvantages as the device [1] with the only slight difference that the preliminary aeration of the pulp in it will be slightly higher due to the implementation of the aerator in the form of a conical spiral and equipping it with blades on the outer surface. However, air intake from the atmosphere only due to its discharge inside the device’s body during rotation of the pulp, and even more so when it is introduced inside this pulp, cannot (both in device [2] and device [1]) provide effective preliminary aeration of the pulp, which allows increasing technological indicators of the subsequent flotation process.

Целью изобретения является повышение эффективности подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации за счет улучшения аэрогидродинамического режима перемешивания пульпы с флотационными реагентами и тонкодиспергированными воздушными пузырьками при раздельной обработке и выгрузке крупнозернистой и мелкозернистой фракций пульпы. The aim of the invention is to increase the efficiency of preparing the pulp for the flotation and foam separation process by improving the aero-hydrodynamic mode of mixing the pulp with flotation reagents and finely dispersed air bubbles during separate processing and unloading of coarse and fine-grained pulp fractions.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации, включающее цилиндро-конический корпус, патрубки для подвода пульпы, воды, размещенные соответственно в верхней части корпуса сливной желоб и в вершине конической части патрубок для выгрузки песков, герметичный кожух с патрубком для отвода воздуха, снабжено расширяющейся перечистной камерой, подсоединенной к патрубку для выгрузки песков и имеющей плотно закрепленные в своем днище приспособления для улавливания тяжелой фракции, выполненные в виде вертикально установленных цилиндров с коническими днищами, имеющие выпускные отверстия в вершинах конусов, и тангенциальными патрубками, установленными на стенках цилиндров на стыке с коническими днищами, причем днище расширяющейся перечистной камеры выполнено ступенчатым, а приспособления для улавливания тяжелой фракции размещены на каждой из его ступенек, при этом диаметр цилиндра приспособлений и длина ступеньки, на которой он расположен, соответствуют ширине днища расширяющейся перечистной камеры на каждой из его ступенек, а тангенциальные патрубки установленные на стенках цилиндров приспособлений для улавливания тяжелой фракции, размещены попарно на одном диаметре на каждом из цилиндров и подсоединены одним концом каждой пары к пульпораспределителю, присоединенному к патрубку для выгрузки песков, а другим концом в водоподводящему коллектору, патрубок для подвода пульпы в нижней своей части имеет аналогичное приспособление для улавливания тяжелой фракции, причем оба конца его пары тангенциальных патрубков подсоединены к водоподводящему коллектору, расширяющаяся перечистая камера со стороны широкого торца снабжена регулируемым переливным порогом и течкой для приема слива пульпы с мелкозернистой фракцией, цилиндры приспособлений для улавливания тяжелой фракции имеют кольцевой брут, закрепленный на внутренней поверхности цилиндра на уровне верхнего его торца, внутри корпуса расположены цилиндрические кольца с уменьшающимися сверху вниз диаметрами, радиально установленные с внешней стороны колец пластины, размещенная в нижней части корпуса коническая обечайка и закрепленный за герметичный кожух цилиндр, внутри которого соосно ему с зазором установлен отражатель, выполненный с кольцевым желобом в нижней части и выступом в центре кольцевого желоба, при этом поверхность кольцевого желоба плавно сопряжена с выступом, патрубки для подвода воды установлены тангенциально, а патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха. This goal is achieved by the fact that the device for preparing the pulp for the flotation and foam separation process, including a cylindrical-conical body, nozzles for supplying pulp, water, respectively placed in the upper part of the body drain trough and at the top of the conical part of the pipe for unloading sand, sealed casing with a nozzle for venting, equipped with an expanding cleaning chamber connected to the nozzle for unloading sand and having devices for collecting heavy fractions tightly fixed in its bottom and made in the form of vertically mounted cylinders with conical bottoms, having outlet openings at the tops of the cones, and tangential nozzles mounted on the walls of the cylinders at the junction with the conical bottoms, the bottom of the expanding cleaning chamber made stepwise, and devices for trapping the heavy fraction are placed on each of its steps, while the diameter of the fixture cylinder and the length of the step on which it is located correspond to the width of the bottom of the expanding cleaning chamber on each from its steps, and the tangential nozzles mounted on the cylinder walls of the devices for collecting heavy fractions are placed in pairs on the same diameter on each of the cylinders and are connected at one end of each pair to a distributor attached to the nozzle for unloading the sand, and the other end to the water supply manifold, the nozzle for supplying pulp in its lower part has a similar device for trapping a heavy fraction, and both ends of its pair of tangential pipes are connected to a water supply To the collector, the expanding downstream chamber from the wide end side is equipped with an adjustable overflow threshold and estrus for receiving a pulp discharge with a fine-grained fraction, the cylinders of the heavy fraction collection devices have an annular brutum mounted on the inner surface of the cylinder at the level of its upper end, cylindrical rings are located inside the case with diameters decreasing from top to bottom, radially mounted on the outside of the plate rings, a conical shell located in the lower part of the body, and a cylinder attached to the hermetic casing, inside of which a reflector is installed coaxially with the gap, made with an annular groove in the lower part and a protrusion in the center of the annular groove, while the surface of the annular groove is smoothly mated with the protrusion, the nozzles for water supply are installed tangentially, and the nozzle for drainage air is located at the top of the sealed enclosure.

При создании изобретения авторы исходили из следующего. When creating the invention, the authors proceeded from the following.

Кондиционирование грубозеристой пульпы с реагентами, подлежащей флотационному обогащению в машинах, совмещающих одновременно процессы пенной сепарации и пенной флотации, должно вестись с учетом требований механизма действия реагентов в каждом из этих процессов, и в первую очередь механизма действия маслообразных реагентов, ибо эти реагенты решающим образом влияют на крупность извлекаемых в пенный продукт частиц полезного компонента, а их эффективность в свою очередь во многом зависит от других флотореагентов, в частности от пенообразователей, собирателей и модификаторов флотации. Важно при этом обеспечить, чтобы наиболее крупные и тяжелые частицы обогащаемого материала после качественной их обработки флотацитонными реагентами поступили затем непосредственно на пенный слой, а весь остальной кондиционированный материал был направлен во флотационный процесс в объем аэрированной пульпы. Причем необходимо обеспечить, чтобы избыток свободных маслообразных реагентов не попал на пенный слой вместе с обогащаемым материалом, ибо эти реагенты оказывают на него сильное пеногасящее действие из-за интенсивной коалесценции воздушных пузырьков при контакте с этими реагентами, в результате чего происходит разрушение пенного слоя и выпадение из него частиц полезного компонента, особенно наиболее крупных. В процессе же кондиционирования материала избыток реагентов (превышающий то его количество, которое требуется для покрытия мономолекулярной пленкой поверхности частиц полезного компонента, извлекаемых в пенный продукт) необходим для обеспечения оптимальной их объемной концентрации в жидкой фазе пульпы, без которой не может быть получен положительный технологический эффект в последующем флотационном процессе, особенно для крупных частиц. Для маслообразных реагентов существенным является при этом степень их дисперсности в жидкой фазе пульпы. Чем выше дисперсность и флотационная активность этих реагентов, тем меньшее их количество потребуется для достижения максимального технологического эффекта. Избыток же маслообразных реагентов, полученный после кондиционирования крупнозернистого материала, целесообразно использовать при кондиционировании с реагентами более мелкого материала, имеющего развитую поверхность, а также для обеспечения оптимальной объемной их концентрации в жидкой фазе пульпы, необходимой для формирования конденсированных масляных пленок на поверхности воздушных пузырьков, что весьма важно для интенсификации коалесцентного механизма действия реагентов во флотационном процессе, являющегося определяющим для извлечения крупного зерна как при пенистой сепарации, так и при пенной флотации. Тем самым обеспечивается технологическая утилизация необходимого при кондиционировании крупнозернистых фракций пульпы избытка реагентов, приводящая к получению более высокого технологического эффекта при последующей флотации и пенной сепарации при меньшем потреблении флотационных реагентов, а также к повышению экологической безопасности флотационного процесса. В сочетании же с полным замкнутым циклом водооборота во флотационном переделе и полной утилизации флотационных реагентов этот процесс можно сделать экологически полностью безопасным. Coating of coarse-grained pulp with reagents to be flotation enriched in machines that combine both foam separation and foam flotation processes should be carried out taking into account the requirements of the mechanism of action of the reagents in each of these processes, and first of all the mechanism of action of the oily reagents, because these reagents have a decisive influence the size of the particles of the useful component recovered in the foam product, and their effectiveness, in turn, largely depends on other flotation reagents, in particular on foaming callers, gatherers, and flotation modifiers. It is important at the same time to ensure that the largest and heaviest particles of the material to be enriched after their high-quality treatment with flotation agents are then delivered directly to the foam layer, and all the rest of the conditioned material should be directed into the flotation process into the volume of aerated pulp. Moreover, it is necessary to ensure that the excess of free oily reagents does not get on the foam layer together with the enriched material, because these reagents have a strong antifoam effect on it due to the intense coalescence of air bubbles upon contact with these reagents, resulting in the destruction of the foam layer and precipitation from it particles of a useful component, especially the largest. In the process of conditioning the material, an excess of reagents (exceeding the amount required to cover the surface of the particles of the useful component extracted into the foam product with a monomolecular film) is necessary to ensure their optimal volume concentration in the liquid phase of the pulp, without which a positive technological effect cannot be obtained in the subsequent flotation process, especially for large particles. For oily reagents, the degree of dispersion in the liquid phase of the pulp is essential. The higher the dispersion and flotation activity of these reagents, the smaller their number will be required to achieve the maximum technological effect. The excess of oily reagents obtained after conditioning coarse-grained material, it is advisable to use when conditioning with reagents a finer material having a developed surface, as well as to ensure their optimal volume concentration in the liquid phase of the pulp, necessary for the formation of condensed oil films on the surface of air bubbles, which very important for the intensification of the coalescence mechanism of action of reagents in the flotation process, which is crucial for extraction of coarse grains both in foamy separation and in foamy flotation. This ensures the technological utilization of excess reagents required for conditioning coarse pulp fractions, resulting in a higher technological effect during subsequent flotation and foam separation with less consumption of flotation reagents, as well as to increase the environmental safety of the flotation process. In combination with a complete closed cycle of water circulation in the flotation redistribution and complete utilization of flotation reagents, this process can be made environmentally completely safe.

Предлагаемое устройство для подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации удовлетворяет всем вышеизложенным требованиям, предъявляемым к кондиционированию грубозернистой пульпы, подлежащей флотационному обогащению в машинах, совмещающих одновременно процессы пенной сепарации и пенной флотации. The proposed device for preparing the pulp for the flotation and foam separation process satisfies all the above requirements for conditioning coarse pulp to be flotation enriched in machines that combine foam separation and foam flotation processes at the same time.

Флотационные реагенты в данное устройство необходимо подавать в виде тонкодиспергированной аэрогидросмеси через водоподводящий коллектор, приготовлять которую рационально с использованием пневмогидравлических аэраторов (в конструкцию устройства не входят), в которых тонко диспергируется не только воздух, но и подаваемые маслообразные реагенты. Если же при этом через пневмогидравлические аэраторы подавать и другие флотореагенты, в частности пенообразователь и собиратель, то на выходе из пневмогидравлических аэраторов будет получена высокоактивная во флотационном отношении дисперсная смесь, состоящая из тонкодиспергированных между собой воды, воздуха и флотореагентов. Высокотурбулентный режим движения внутри разделительного приспособления основной камеры обеспечивает при этом тщательное перемешивание флотационных реагентов со всей пульпой, входящей в аппарат. Реагенты же, подаваемые в виде дисперсной аэрогидросмеси в перечистную камеру, целевым образом адресуются для контактирования с наиболее грубозернистой частью пульпы. После обработки такой тонкодисперсной смесью грубозернистой части пульпы последняя в виде пескового продукта должна быть направлена сразу же непосредственно на пенный слой флотомашины, где разделится по принципу пенной сепарации. Пенный слой будет при этом защищен от разрушения его избытком маслообразных реагентов, так как избыток маслообразных и прочих флотационных реагентов в виде активной флотационной дисперсии выводится из перечистной камеры вместе с ее сливом. Слив перечистной камеры объединяется со сливом основной камеры, и затем объединенный слив, как конечный продукт кондиционирования с реагентами мелокозернистой части пульпы, насыщенной тонкодиспергированными флотоактивными пузырьками воздуха, направляется непосредственно во флотомашину в объем аэрированной пульпы, где разделится по принципу пенной флотации. При этом одновременно будет произведена полная технологическая утилизация избытка маслоообразных реагентов, оставшегося после кондиционирования грубозернистой части пульпы. Flotation reagents in this device must be supplied in the form of a finely dispersed aerohydroxy mixture through a water supply manifold, which should be prepared rationally using pneumohydraulic aerators (not included in the design of the device), in which not only air but also supplied oily reagents are finely dispersed. If, however, other flotation reagents, in particular a foaming agent and a collector, are also fed through pneumohydraulic aerators, then a highly active flotation dispersed mixture consisting of finely dispersed water, air and flotation reagents will be obtained at the outlet of the pneumohydraulic aerators. The highly turbulent mode of movement inside the separation device of the main chamber ensures thorough mixing of flotation reagents with the entire pulp entering the apparatus. The reagents supplied in the form of a dispersed aero-hydraulic mixture into the cleaning chamber are targeted for contact with the coarsest part of the pulp. After processing such a finely divided mixture of the coarse-grained part of the pulp, the latter in the form of a sand product should be sent immediately directly to the foam layer of the flotation machine, where it will be divided according to the principle of foam separation. In this case, the foam layer will be protected from destruction by an excess of oily reagents, since the excess of oily and other flotation reagents in the form of an active flotation dispersion is removed from the cleaning chamber together with its discharge. The discharge of the cleaning chamber is combined with the discharge of the main chamber, and then the combined discharge, as the final product of conditioning with reagents of the fine-grained part of the pulp saturated with finely dispersed flotating air bubbles, is sent directly to the flotation machine into the volume of aerated pulp, where it is divided according to the principle of foam flotation. At the same time, a complete technological utilization of the excess oily reagents remaining after conditioning the coarse-grained part of the pulp will be made.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации, на фиг.2 сечение по линии А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a General view of the device for preparing the pulp for the flotation and foam separation process, figure 2 section along the line aa in figure 1.

Устройство для подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации включает корпус 1 с цилиндрической камерой 2 и коническим днищем 3. Корпус 1 установлен вертикально на раме 4 посредством элементов 5. В нижней части корпуса 1 расположены патрубок 6 для подвода пульпы и патрубок 7 для выгрузки песков. На корпусе 1 классификатора тангенциально установлены патрубки 8 для подвода воды в среднюю его часть. В верхней части корпуса 1 установлены сливной желоб 9 со сливным патрубком 10 и патрубок 11 для отвода воздуха. Соосно внутри корпуса 1 расположены цилиндрические кольца 12 с уменьшающимися сверху вниз диаметрами. Кольца 12 установлены с зазором 13 друг к другу и образуют разделительное приспособление 14. Внутри корпуса 1 радиально расположены пластины 15. В нижней части корпуса 1 с зазором к днищу 3 установлена коническая обечайка 16 с износостойкой футеровкой 17 на ее внутренней поверхности. К нижней части конической обечайки 16 прикреплена цилиндрическая обечайка 18, установленная с зазором к днищу 3 и патрубку 6 для подвода пульпы. В верхней части корпуса 1 соосно ему установлен цилиндр 19 с износостойкой футеровкой 20 с его внешней и внутренней стороны. Над цилиндром 19 установлен герметичный кожух 21, причем патрубок 11 для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха 21. Пластины 15 расположены с внешней стороны колец 12. Внутри цилиндра 19 соосно ему с зазором установлен отражатель 22. Он выполнен с кольцевым желобом 23 в нижней части и выступом 24 в центре кольцевого желоба 23, причем поверхность кольцевого желоба 23 плавно сопряжена с выступом 24. Отражатель 22 выполнен из износостойкого материала, например из полиуретана. Он закреплен на основании 25 посредством резьбового соединения 26. Основание 25 приварено к герметичному кожуху 21 радиальными ребрами 27. A device for preparing the pulp for the flotation and foam separation process includes a housing 1 with a cylindrical chamber 2 and a conical bottom 3. The housing 1 is mounted vertically on the frame 4 by means of elements 5. In the lower part of the housing 1 there is a pipe 6 for supplying pulp and a pipe 7 for unloading sand . On the housing 1 of the classifier tangentially installed nozzles 8 for supplying water to its middle part. In the upper part of the housing 1 there is a drain trough 9 with a drain pipe 10 and a pipe 11 for venting air. Coaxially inside the housing 1 are cylindrical rings 12 with diameters decreasing from top to bottom. The rings 12 are installed with a gap 13 to each other and form a separation device 14. Inside the housing 1, plates 15 are radially arranged. In the lower part of the housing 1 with a gap to the bottom 3 there is a conical shell 16 with a wear-resistant lining 17 on its inner surface. A cylindrical shell 18 is attached to the lower part of the conical shell 16, which is installed with a gap to the bottom 3 and a pipe 6 for supplying pulp. In the upper part of the housing 1, a cylinder 19 is installed coaxially with the wear-resistant lining 20 from its outer and inner sides. An airtight casing 21 is installed above the cylinder 19, the nozzle 11 for venting air is located in the upper part of the airtight casing 21. The plates 15 are located on the outer side of the rings 12. A reflector 22 is installed coaxially with the gap. It is made with an annular groove 23 in the lower part and a protrusion 24 in the center of the annular groove 23, the surface of the annular groove 23 smoothly mating with the protrusion 24. The reflector 22 is made of a wear-resistant material, for example, polyurethane. It is fixed to the base 25 by means of a threaded connection 26. The base 25 is welded to the sealed casing 21 with radial ribs 27.

К камере 2 за патрубок 7 для выгрузки песков присоединена расширяющаяся перечистная камера 28 со ступенчатым днищем 29, на каждой ступени которого плотно закреплены приспособления 30 для улавливания тяжелой фракции. Приспособления 30 выполнены в виде вертикально установленных цилиндров 31 с коническими днищами 32, имеющими выпускные отверстия 33 в вершинах конусов, и тангенциальными патрубками 34, установленными на стенках цилиндров 31 на стыке с коническими днищами 32. Диаметр цилиндра 31 приспособлений 3 и длина ступеньки, на которой он закреплен, соответствуют ширине днища 29 расширяющейся перечистной камеры 28 на каждой из его ступенек. Тангенциальные патрубки 34, установленные на стенках цилиндров 31 приспособлений 3 для улавливания тяжелой фракции, размещены попарно на одном диаметре на каждом из цилиндров 31 и подсоединены одним концом каждой пары к пульпораспределителю 35, присоединенному к патрубку 7 для выгрузки песков, а другим концом к водоподводящему коллектору 36. Цилиндры 31 приспособлений 3 для улавливания тяжелой фракции имеют кольцевой бурт 37, закрепленный на внутренней поверхности цилиндров на уровне верхних их торцов. Расширяющаяся перечистная камера 28 со стороны широкого торца снабжена регулируемым переливным порогом 38 и течкой 39 для приема слива пульпы с мелкозернистой фракцией, имеющей патрубок 40 для вывода этого слива из аппарата. Патрубок 6 для подвода пульпы в нижней своей части имеет аналогичное приспособление 41 для улавливания тяжелой фракции, причем оба конца его пары тангенциальных патрубков 34 присоединены к водоподводящему коллектору 36. Водоподводящий коллектор 36 расположен с наклоном в сторону цилиндрической камеры 2 и выше уровня переливного порога 38 и соединен с тангенциальными патрубками 34 посредством патрубков 42. An expanding cleaning chamber 28 with a stepped bottom 29 is attached to the chamber 2 behind the nozzle 7 for unloading the sands, on each stage of which the devices 30 for trapping the heavy fraction are tightly fixed. The devices 30 are made in the form of vertically mounted cylinders 31 with conical bottoms 32 having outlet openings 33 at the tops of the cones and tangential nozzles 34 mounted on the walls of the cylinders 31 at the junction with the conical bottoms 32. The diameter of the cylinder 31 of the devices 3 and the length of the step on which it is fixed, correspond to the width of the bottom 29 of the expanding cleaning chamber 28 on each of its steps. The tangential nozzles 34 mounted on the walls of the cylinders 31 of the heavy fraction trapping devices 3 are placed in pairs on the same diameter on each of the cylinders 31 and are connected at one end of each pair to a distributor 35 connected to the nozzle 7 for unloading the sands and the other end to the water supply manifold 36. The cylinders 31 of the devices 3 for collecting heavy fractions have an annular shoulder 37, mounted on the inner surface of the cylinders at the level of their upper ends. The expanding cleaning chamber 28 on the wide end side is equipped with an adjustable overflow threshold 38 and estrus 39 for receiving a pulp discharge with a fine-grained fraction having a pipe 40 for withdrawing this drain from the apparatus. The pipe 6 for supplying the pulp in its lower part has a similar device 41 for trapping the heavy fraction, and both ends of its pair of tangential pipes 34 are connected to the water supply manifold 36. The water supply manifold 36 is inclined towards the cylindrical chamber 2 and above the level of the overflow threshold 38 and connected to the tangential nozzles 34 by means of nozzles 42.

Устройство для подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации работает следующим образом. A device for preparing the pulp for the flotation process and foam separation works as follows.

Пульпа, содержащая твердые частицы различной крупности и плотности, поступает в цилиндрическую камеру 2 через патрубок 6 для подвода пульпы. Одновременно через патрубки 8 подается вода, содержащая флотационные реагенты, а через водоподводящий коллектор 36 подается высокоактивная во флотационном отношении дисперсная смесь, состоящая из тонкодиспергированных между собой воды, воздуха и флотореагентов. При этом последняя поступает в цилиндрическую камеру 2 с исходным питанием через приспособление 41 для улавливания тяжелой фракции, а в расширяющуюся перечистную камеру 28 через приспособления 30, проходя по патрубкам 42 и тангенциальным патрубкам 34 из водоподводящего коллектора 36. Высокотурбулентный режим движения пульпы внутри разделительного приспособления 14 основной камеры 2 обеспечивает тщательное перемешивание тонкодиспергированных флотационных реагентов со всей пульпой, входящей в аппарат. Камера 2 заполняется пульпой до уровня верхней кромки, после чего пульпа переливается в сливной желоб 9. The pulp containing solid particles of various sizes and densities enters the cylindrical chamber 2 through the pipe 6 for supplying the pulp. At the same time, water containing flotation reagents is supplied through nozzles 8, and a highly active dispersion mixture consisting of finely dispersed water, air and flotation reagents is supplied through a water supplying collector 36. In this case, the latter enters the cylindrical chamber 2 with the initial power supply through the device 41 for collecting heavy fractions, and into the expanding cleaning chamber 28 through the devices 30, passing through the nozzles 42 and the tangential nozzles 34 from the water supply manifold 36. Highly turbulent pulp movement inside the separation device 14 the main chamber 2 provides for thorough mixing of finely dispersed flotation reagents with all the pulp entering the apparatus. The chamber 2 is filled with pulp to the level of the upper edge, after which the pulp is poured into the drain trough 9.

Поднимаясь вверх после выхода из патрубка 6 для подвода пульпы, поток пульпы с флотационными реагентами встречается с отражателем 22, который плавно изменяет его траекторию на обратное движение с кольцевым охватом подводящего потока пульпы. В результате трения пограничных слоев двух встречных потоков пульпы происходит первоначальное гашение турбулентности ее движения и одновременное тщательное перемешивание пульпы с флотационными реагентами. Вредные парогазовыделения от реагентов локализуют при этом посредством герметичного кожуха 21 и выводят через патрубок 11 для отвода воздуха, который подключают к системе вытяжной вентиляции. Отражатель 22 препятствует при этом попаданию пульпы в патрубок 11. Износостойкость материала, из которого он выполнен, обеспечивает при этом поддержание его конфигурации при длительной эксплуатации аппарата. Rising up after leaving the pipe 6 for pulp supply, the pulp stream with flotation reagents meets the reflector 22, which smoothly changes its path to the reverse movement with an annular coverage of the pulp feed stream. As a result of friction of the boundary layers of two oncoming pulp flows, the turbulence of its movement is initially suppressed and the pulp is thoroughly mixed with flotation reagents. Harmful vapor and gas emissions from the reactants are localized in this case by means of a sealed casing 21 and removed through the pipe 11 to exhaust air, which is connected to the exhaust ventilation system. The reflector 22 prevents the pulp from entering the pipe 11. The wear resistance of the material from which it is made, while maintaining its configuration during prolonged use of the apparatus.

После гашения турбулентности движения пульпы внутри разделительного приспособления 14 последняя через зазоры 13 поступает в нижнюю часть камеры 2. При этом происходит дальнейшее снижение турбулентности движения потока пульпы, чему способствует наличие пластин 15, расположенных в радиальных плоскостях с внешней стороны цилиндрических колец 12. В результате этого в зону классификации, расположенную с внешней стороны колец 12, пульпа приходит в более спокойном виде с упорядоченным движением потока. Между цилиндром 19 и стенками камеры 2 движение пульпы окончательно ламинаризируется и в нем происходит гидравлическое разделение твердых частиц в восходящем потоке жидкости. Твердые частицы мелкозернистой фракции пульпы, обработанные флотационными реагентами, переливаются с жидкой фазой через кромку камеры 2 в сливной желоб 9 и из него через сливной патрубок 1 выгружаются из аппарата. Твердые частицы крупнозернистой фракции осаждаются на коническую обечайку 16, скользя по поверхности обечайки под действием силы тяжести, попадают в зазор между цилиндрической обечайкой 18 и патрубком 6 для подвода пульпы, где происходит отделение твердых частиц крупнозернистой фракции от твердых частиц мелкозернистой фракции за счет восходящего потока жидкости из патрубков 8. Твердые частицы крупнозернистой фракции обмываются водой, содержащей флотационные реагенты, и выгружаются из камеры 2 в виде песков через патрубок 7, чему способствует тангенциальный подвод воды в зону выгрузки песков. After quenching the turbulence of the pulp inside the separator 14, the latter through the gaps 13 enters the lower part of the chamber 2. This further reduces the turbulence of the pulp flow, which is facilitated by the presence of plates 15 located in radial planes on the outside of the cylindrical rings 12. As a result, in the classification zone, located on the outer side of the rings 12, the pulp comes in a more relaxed form with an ordered flow movement. Between the cylinder 19 and the walls of the chamber 2, the movement of the pulp is finally laminarized and in it there is a hydraulic separation of solid particles in an upward fluid flow. Solid particles of the fine-grained fraction of the pulp treated with flotation reagents are poured with the liquid phase through the edge of the chamber 2 into the drain chute 9 and from it through the drain pipe 1 are discharged from the apparatus. The solid particles of the coarse fraction are deposited on the conical shell 16, sliding on the surface of the shell under the influence of gravity, fall into the gap between the cylindrical shell 18 and the pipe 6 for supplying pulp, where the separation of solid particles of the coarse fraction from the solid particles of the fine fraction due to the upward flow of liquid from the nozzles 8. The solid particles of the coarse-grained fraction are washed with water containing flotation reagents and discharged from the chamber 2 in the form of sands through the nozzle 7, which can A tangential supply of water to the sand discharge zone is required.

Выходя из камеры 2 через патрубок 7, твердые частицы крупнозернистой фракции вместе с жидкой фазой пульпы, содержащей флотационные реагенты, и с еще присутствующими в песковом продукте мелкозернистыми фракциями поступают в виде гидросмеси в расширяющуюся перечистную камеру 28. При этом из патрубка 7 гидросмесь, содержащая флотореагенты, поступает вначале в пульпораспределитель 35, а затем через тангенциальные патрубки 34 в приспособления 30 для улавливания тяжелой фракции. В эти же приспособления с противоположной стороны через диаметрально расположенные тангенциальные патрубки 34 из водоподводящего коллектора 36 одновременно подают воду с высокоактивной во флотационном отношении дисперсной смесью, состоящей из тонкодиспергированных между собой воды, воздуха и флотореагентов. Под действием пары сил двух жидких потоков гидросмеси и воды с флотореагетами, тангенциально входящих в приспособления 3, внутри цилиндров 31 создается интенсивный вращающийся поток пульпы, в котором происходит эффективное центробежное разделение материала на легкую и тяжелую фракции при одновременной обработке последней высокоактивной флотационной дисперсией. Тяжелая фракция материала, обработанная реагентами, перемещается по стенкам цилиндра 31 и коническому днищу 32 и выгружается из аппарата через отверстия 33 в виде пескового продукта и направляется непосредственно на пенный слой флотомашины для разделения по принципу пенной сепарации. Остальной поток пульпы, содержащий мелокозернистые и шламистые преимущественно легкие частицы, а также утилизированный избыток флотационных реагентов, вращаясь, поднимается вверх по цилиндру 31 к днищу 29 расширяющейся перечистной камеры 28 и движется по днищу 29 в направлении переливного порога 38. При этом производится одновременная обработка материала высокоактивной флотационной дисперсией. Ступенчатое исполнение днища 29 и расширение перечистной камеры 28 обеспечивают поступательное движение потока пульпы. Увеличение диаметра цилиндров 31 в направлении движения потока пульпы по перечистной камере 28 обеспечивает при этом надежное улавливание тяжелой фракции более мелких классов крупности. Расположенные внутри цилиндров 31 на уровне верхнего их торца кольцевые бурты 37 препятствуют механическим потерям тяжелой фракции с легкими продуктами. Переливающаяся через порог 38 пульпа, содержащая легкие мелкие и шламистые частицы, обработанные реагентами, поступает в течку 39 и выводится из аппарата через патрубок 40. Эта часть мелкозернистой пульпы объединяется с основным его потоком, выходящим из сливного патрубка 1, и как конечный продукт кондиционирования с реагентами мелкозернистой части пульпы, насыщенной тонкодиспергированными флотоактивными пузырьками воздуха, направляется непосредственно во флотомашину в объем аэрированной пульпы, где разделится по принципу пенной флотации. При этом одновременно будет произведена полная технологическая утилизация избытка маслообразных реагентов, оставшегося после кондиционирования грубозернистой части пульпы. Leaving the chamber 2 through the nozzle 7, the solid particles of the coarse-grained fraction together with the liquid phase of the pulp containing flotation reagents, and with the fine-grained fractions still present in the sand product enter the expanding cleaning chamber 28 as a hydraulic mixture. In this case, the hydraulic mixture containing flotation reagents from the nozzle 7 first enters the directional control valve 35, and then through the tangential nozzles 34 into the device 30 for trapping the heavy fraction. On the opposite side, these devices are also supplied with diametrically arranged tangential nozzles 34 from the water supplying collector 36 and water with a highly flotation-dispersed dispersed mixture consisting of finely dispersed water, air and flotation reagents. Under the action of a pair of forces of two liquid streams of slurry and water with flotation reactors tangentially included in devices 3, an intensive rotating pulp stream is created inside the cylinders 31, in which effective centrifugal separation of the material into light and heavy fractions occurs while simultaneously processing the last highly active flotation dispersion. The heavy fraction of the material treated with the reagents moves along the walls of the cylinder 31 and the conical bottom 32 and is discharged from the apparatus through openings 33 in the form of a sand product and sent directly to the foam layer of the flotation machine for separation by the principle of foam separation. The rest of the pulp stream, containing fine-grained and slimy predominantly light particles, as well as a disposed excess of flotation reagents, rotates, rises up the cylinder 31 to the bottom 29 of the expanding scrub chamber 28 and moves along the bottom 29 in the direction of the overflow threshold 38. At the same time, the material is processed simultaneously highly active flotation dispersion. The stepwise design of the bottom 29 and the expansion of the cleaning chamber 28 provide the forward movement of the pulp stream. An increase in the diameter of the cylinders 31 in the direction of flow of the pulp along the cleaning chamber 28 ensures reliable collection of the heavy fraction of finer fineness classes. The circular collars 37 located inside the cylinders 31 at the level of their upper end prevent the mechanical losses of the heavy fraction with light products. The pulp overflowing through threshold 38, containing light small and slimy particles treated with reagents, enters the estrus 39 and is discharged from the apparatus through the pipe 40. This part of the fine-grained pulp is combined with its main stream exiting the drain pipe 1, and as the final conditioning product with reagents of the fine-grained part of the pulp saturated with finely dispersed flotation air bubbles is sent directly to the flotation machine into the volume of aerated pulp, where it is divided according to the principle of foam flotation ui. At the same time, a complete technological utilization of the excess oily reagents remaining after conditioning the coarse-grained part of the pulp will be made.

Наиболее крупные и тяжелые частицы материала улавливаются и обрабатываются высокоактивной флотационной дисперсией уже при поступлении питания в аппарат через патрубок 6 для подвода пульпы посредством аналогичного приспособления 41 для улавливания тяжелой фракции, установленного в нижней части патрубка 6. Вращательное движение пульпы в нем создается парой сил двух потоков жидкости с флотоактивной дисперсией, вводимой внутрь этого приспособления через тангенциальные патрубки 34 из водоподводящего коллектора 36. The largest and heaviest particles of material are captured and processed by highly active flotation dispersion when power is supplied to the apparatus through the nozzle 6 for supplying the pulp using a similar device 41 for trapping the heavy fraction installed in the lower part of the nozzle 6. The rotational movement of the pulp in it is created by a pair of forces of two streams liquid with flotation dispersion introduced into this device through the tangential nozzles 34 of the water supply manifold 36.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения условий аэрогидродинамического режима перемешивания пульпы с флотационными реагентами и тонкодиспергированными воздушными пузырьками при раздельной обработке и выгрузке крупнозернистой и мелкозернистой фракций пульпы повысить эффективность подготовки пульпы к процессу флотации и пенной сепарации и, следовательно, повысить эффективность этих флотационных процессов. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow improving the efficiency of preparing the pulp for the flotation and foam separation and, therefore, by improving the conditions of the aerohydrodynamic regime of mixing pulp with flotation reagents and finely dispersed air bubbles during separate processing and unloading of coarse and fine-grained pulp fractions increase the efficiency of these flotation processes.

Claims

1. A device for preparing pulp for flotation and foam separation, including a cylinder-conical housing, a pipe for supplying pulp, located respectively in the upper part of the housing drain trough and at the top of the conical part of the pipe for unloading sand, characterized in that it is equipped with tangential pipes for water supply , a hermetic casing with a pipe for venting, an expanding cleaning chamber connected to the pipe for unloading sand, and fixed to the bottom of the expanding cleaning chamber and connected with the lower part of the pipe for supplying pulp with heavy fraction trapping devices made in the form of vertically mounted cylinders with conical bottoms having outlet openings at the tops of the cones, while tangential pipes for water supply are installed on the cylinder walls at the junction with the conical bottoms, the bottom expanding the cleaning chamber is made stepped, and devices for trapping the heavy fraction are placed on each of its steps, while the cylinder diameter and the length of the step, on the second one, they are equal to the width of the bottom of the expanding cleaning chamber on each of its steps, and the tangential pipes mounted on the cylinder walls of the expanding cleaning chamber are placed in pairs on each of the cylinders and are connected at one end of each pair to a distributor attached to the pipe for unloading the sands, and the other end to the water supply manifold, while both ends of the tangential nozzles of the device for trapping the heavy fraction of the nozzle for supplying pulp are connected to the water to the supplying collector, and the expanding cleaning chamber from the wide end side is made with an adjustable overflow threshold and estrus for receiving a pulp discharge with a fine-grained fraction, the cylinders of the heavy fraction collection devices have an annular collar fixed on the inner surface of the cylinder at the level of the upper end.

2. The device according to claim 1, characterized in that there are cylindrical rings with diameters decreasing from top to bottom, radially mounted on the outside of the plate rings, a conical shell located in the lower part of the body and a cylinder fixed to the hermetic casing, inside of which is aligned with a gap is installed reflector made with an annular groove in the lower part and a protrusion in the center of the annular groove, while the surface of the annular groove smoothly mates with the protrusion, the pipe for supplying water is installed s tangentially, and an outlet for removing air located in the upper part of the sealed housing.