RU2100096C1

RU2100096C1 - Method of foam separation and flotation

Info

Publication number: RU2100096C1
Application number: RU96103758A
Authority: RU
Original assignee: Злобин Михаил Николаевич; Злобина Ольга Алексеевна
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: mineral concentration, in particular, flotation; applicable in processing of ore and nonmetalliferous raw materials. SUBSTANCE: method includes conditioning of initial raw material with reagents in the presence of oily reagents; preparation of foam layer by introduction into pulp of foaming agent and gas in form of finely dispersed bubbles; supply of conditioned raw material onto foam layer and into pulp body; separation in foam layer and in pulp body; production and removal of foam and cell products with their concurrent dewatering to obtain solid and liquid phases. Conditioning of initial material with reagents is carried out with use of finely dispersed in aerohydraulic mixture surfactants and oily substances simultaneously with separation of initial material into coarse-grained, medium-grained and fine-grained products. Conditioning of coarse-grained, medium-grained and fine-grained products is effected by jet stirring of pulp with finely dispersed aerohydraulic mixture of water, air, surfactants and oily substances. After this, medium-grained product is supplied for flotation separation to pulp body from below upward in central part of pulp body, in direction of action of Archimedean forces, and fine-grained product is supplied in distributed state over periphery part, at angle to direction of action of Archimedean forces. Liquid phase after dewatering of cell product is supplied together with coarse-grained, medium-grained and fine-grained products for their distribution in pulp. Liquid phase from dewatering of foam product is supplied as pressure water for pneumohydraulic preparation of finely dispersed aerohydraulic mixture of water, air, surfactants and oily substances with subsequent introduction of obtained mixture in form of high-velocity jets into operation of conditioning of initial material with reagents. Supplied onto foam layer is coarse-grained product. Excessive liquid phase of pulp and reagent mixture formed in coarse-grained product conditioning, are transferred to fine-grained product. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при переработке рудного и нерудного сырья. The invention relates to the field of mineral processing, and in particular to flotation concentration methods, and can be used in the processing of ore and non-metallic materials.

Известен способ пенной сепарации, включающий кондиционирование исходного сырья с реагентами, предварительную подготовку пенного слоя путем введения в пульпу пенообразователя и газа в виде пузырьков равного размера, подачу кондиционированного сырья на пенный слой и удаление продуктов разделения [1]
Недостатком известного способа является отсутствие в нем ряда последовательных операций, обеспечивающих повышение технологических показателей процесса. В частности, данный способ не обеспечивает дифференцированного подхода при обогащении фракций материала различной крупности, в нем нет операций для флотационного извлечения частиц полезного компонента из объема аэрированной пульпы, в нем отсутствуют условия для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью и для вторичной минерализации частиц в пенном слое.A known method of foam separation, including conditioning the feedstock with reagents, preliminary preparation of the foam layer by introducing into the pulp a foaming agent and gas in the form of bubbles of equal size, supplying conditioned raw materials to the foam layer and removing separation products [1]
The disadvantage of this method is the lack of a number of sequential operations that provide an increase in technological parameters of the process. In particular, this method does not provide a differentiated approach for the enrichment of fractions of material of various sizes, it does not have operations for flotation extraction of particles of a useful component from the volume of aerated pulp, it does not have conditions for the formation of flotation complexes with increased bearing capacity and for secondary mineralization of particles in the foam layer .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пенной сепарации и флотации, включающий кондиционирование исходного сырья с реагентами в присутствии маслообразных реагентов, приготовление пенного слоя путем введения в пульпу пенообразователя и газа в виде тонкодиспергированных пузырьков, подачу кондиционированного сырья на пенный слой и в объем пульпы, разделение в пенном слое и в объеме пульпы, получение и удаление пенного и камерного продукта при одновременном их обезвоживании с получением твердой и жидкой фаз [2]
Данный способ во многом устраняет недостатки способа [1] Однако и он не лишен недостатков, связанных с отсутствием ряда последовательных операций, обеспечивающих оптимальные условия для извлечения частиц полезного компонента различной крупности из объема аэрированной пульпы, а также для создания в аэрированной пульпе и в пенном слое оптимальных условий для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью, что также ведет к снижению технологических показателей процесса. В нем нет раздельных операций для оптимального перемешивания пульпы с тонкодиспергированными воздушными пузырьками в комплексе с поверхностно-активными и маслообразными веществами и для последующего флотационного разделения частиц различной крупности в отсутствии высокотурбулентных режимов.The closest in technical essence and the achieved result is a method of foam separation and flotation, including conditioning the feedstock with reagents in the presence of oily reagents, preparing a foam layer by introducing into the pulp a foaming agent and gas in the form of finely dispersed bubbles, supplying conditioned raw materials to the foam layer and into the volume pulp, separation in the foam layer and in the volume of pulp, obtaining and removing foam and chamber product while dehydrating them to obtain solid liquid and liquid phases [2]
This method largely eliminates the disadvantages of the method [1] However, it is not without drawbacks associated with the absence of a number of sequential operations providing optimal conditions for the extraction of particles of a useful component of various sizes from the volume of aerated pulp, as well as for creating in aerated pulp and in a foam layer optimal conditions for the formation of flotation complexes with increased bearing capacity, which also leads to a decrease in technological parameters of the process. It does not have separate operations for optimal mixing of pulp with finely dispersed air bubbles in combination with surfactants and oily substances and for subsequent flotation separation of particles of various sizes in the absence of highly turbulent regimes.

Целью изобретения является повышение технологических показателей процесса за счет улучшения условий для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью. The aim of the invention is to improve the technological parameters of the process by improving the conditions for the formation of flotation complexes with high bearing capacity.

Поставленная цель достигается тем, что в способе пенной сепарации и флотации, включающем кондиционирование исходного сырья с реагентами в присутствии маслообразных реагентов, приготовление пенного слоя путем введения в пульпу пенообразователя и газа в виде тонкодиспергированных пузырьков, подачу кондиционированного сырья на пенный слой и в объем пульпы, разделение в пенном слое и в объеме пульпы, получение и удаление пенного и камерного продуктов при одновременном их обезвоживании с получением твердой и жидкой фаз, кондиционирование исходного сырья с реагентами осуществляют с использованием тонкодиспергированных в аэрогидросмеси поверхностно-активных и маслообразных веществ одновременно с разделением исходного сырья на крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый продукты, при этом кондиционирование крупнозернистого, среднезернистого и мелкозернистого продуктов осуществляют струйным перемешиванием пульпы с тонкодиспергированной аэрогидросмесью воды, воздуха, поверхностно-активных и маслообразных веществ, после чего среднезернистый продукт подают на флотационное разделение в объем пульпы снизу вверх в центральной его части в направлении действия архимедовых сил, а мелкозернистый продукт в рассредоточенном виде по периферийной части под углом к ним, жидкую фазу от обезвоживания камерного продукта подают с крупнозернистым, среднезернистым и мелкозернистым продуктами для их распульповки, а жидкую фазу от обезвоживания пенного продукта подают в качестве напорной воды для пневмогидравлического приготовления тонкодиспергированной аэрогидросмеси воды, воздуха, поверхностно-активных и маслообразных веществ с последующим введением полученной смеси в виде высокоскоростных струй в операции кондиционирования исходных продуктов с реагентами, на пенный слой подают крупнозернистый продукт, при кондиционировании которого избыток жидкой фазы пульпы и реагентной смеси переводят в мелкозернистый продукт. This goal is achieved by the fact that in the method of foam separation and flotation, including conditioning the feedstock with reagents in the presence of oily reagents, preparing the foam layer by introducing into the pulp a foaming agent and gas in the form of finely dispersed bubbles, supplying conditioned raw materials to the foam layer and into the volume of the pulp, separation in the foam layer and in the volume of pulp, receipt and removal of foam and chamber products while their dehydration to obtain solid and liquid phases, conditioning feedstock with reagents is carried out using finely dispersed surface-active and oily substances in aerohydrox mixture simultaneously with the separation of the feedstock into coarse-grained, medium-grained and fine-grained products, while conditioning of coarse-grained, medium-grained and fine-grained products is carried out by jet mixing of pulverized with finely divided air -active and oily substances, after which the medium-grained product is served n flotation separation into the pulp volume from the bottom up in its central part in the direction of the action of the Archimedean forces, and the fine-grained product is dispersed along the peripheral part at an angle to them, the liquid phase from the dehydration of the chamber product is fed with coarse, medium-grained and fine-grained products for pulping, and the liquid phase from the dehydration of the foam product is supplied as pressurized water for the pneumohydraulic preparation of finely dispersed aero-hydromixes of water, air, surface-active and oily substances followed by introducing the resulting mixture into a high speed air jets in operation starting materials with reagents in the foam layer serves coarse product during conditioning which excess slurry liquid phase and the reactant mixture was transferred into a fine-grained product.

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

Для оптимизации любого разделительного процесса необходимо обеспечить условия максимально возможного снижения его турбулентности. Аэрогидродинамический режим флотационного процесса можно значительно улучшить, если отделить друг от друга зоны перемешивания пульпы при ее интенсивном насыщении воздушными пузырьками посредством пневмогидравлических аэраторов и зоны непосредственного флотационного разделения компонентов этой пульпы. При флотационном обогащении материала широкого диапазона крупности необходимо при этом обеспечить дифференцированный подход к фракциям питания различной крупности. Для высокопроизводительных процессов, где поток вводимого питания весьма велик, существенным для снижения турбулентности пульпы в таком процессе, а именно в разделительных его зонах, является максимальное рассредоточение вводимого питания, а также способ его введения во флотационный процесс в зависимости от крупности обогащаемого материала. To optimize any separation process, it is necessary to provide the conditions for the maximum possible reduction in its turbulence. The aerohydrodynamic regime of the flotation process can be significantly improved if the mixing zones of the pulp are separated from each other when it is saturated with air bubbles by means of pneumohydraulic aerators and the zone of direct flotation separation of the components of this pulp. In the flotation enrichment of a material with a wide range of particle sizes, it is necessary to provide a differentiated approach to food fractions of various sizes. For high-performance processes, where the feed feed stream is very large, it is essential to reduce pulp turbulence in such a process, namely in its separation zones, is the maximum dispersion of the feed input, as well as the method of its introduction into the flotation process, depending on the size of the material being enriched.

Что касается наиболее крупной и тяжелой части питания, то, как показывает опыт широкого промышленного применения процесса пенной сепарации и пневматической флотации, она должна подаваться во флотационный процесс по принципу пенной сепарации на поверхность пенного слоя при максимальном рассредоточении минеральных зерен между собой и с минимальным количеством жидкой фазы пульпы. При этом вектор скорости подаваемого питания должен быть направлен вдоль поверхности пенного слоя в сторону выгрузки пенного продукта. Это соответствует требованиям механизма процесса пенной сепарации. As for the largest and heaviest part of the food, experience of widespread industrial use of the process of foam separation and pneumatic flotation shows that it should be fed into the flotation process on the principle of foam separation on the surface of the foam layer with the maximum dispersion of mineral grains among themselves and with a minimum amount of liquid pulp phases. In this case, the velocity vector of the supplied power should be directed along the surface of the foam layer towards the discharge of the foam product. This complies with the requirements of the mechanism of the foam separation process.

Грубозернистый материал меньшей крупности должен подаваться во флотационный процесс по оси камеры аппарата, где этот процесс реализуется, снизу вверх в виде хорошо перемешанной и достаточно сильно аэрированной пульпы с тем, чтобы вектор скорости этого аэрированного потока пульпы совпадал с вектором архимедовых сил. Это соответствует условиям флотации более крупных минеральных зерен полезного компонента из объема аэрированной пульпы. Coarse-grained material of a smaller size should be fed into the flotation process along the axis of the apparatus chamber, where this process is realized, from the bottom up in the form of a well mixed and sufficiently strongly aerated pulp so that the velocity vector of this aerated pulp stream coincides with the vector of Archimedean forces. This corresponds to the flotation conditions of larger mineral grains of the useful component from the volume of aerated pulp.

Питание, содержащее мелкозернистую и шламистую фракции, целесообразно подавать в виде тщательно перемешанной и сильно аэрированной пульпы в наиболее рассредоточенном виде по периферии нижней части флотационной камеры. Для исключения механического выноса в пенный слой гидрофильных частиц мелких и шламистых фракций вектор скорости подачи во флотационный процесс питания данной крупности не должен совпадать с вектором архимедовых сил. It is advisable to supply food containing fine-grained and slimy fractions in the form of carefully mixed and highly aerated pulp in the most dispersed form along the periphery of the lower part of the flotation chamber. In order to exclude mechanical removal of small and slimy fractions of hydrophilic particles of hydrophilic particles into the foam layer, the feed rate vector into the flotation process of feeding this size should not coincide with the Archimedean force vector.

Для повышения качества флотационного концентрата и снижения его выхода целесообразно обеспечить во флотационном процессе условия эффективной вторичной минерализации частиц в пенном слое, а также условия внутрикамерных очистных и перечистных операций. To improve the quality of the flotation concentrate and reduce its yield, it is advisable to ensure in the flotation process the conditions for effective secondary mineralization of particles in the foam layer, as well as the conditions of in-chamber treatment and cleaning operations.

Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемый процесс пенной сепарации и флотации, реализованный в пневматических флотационных машинах колонного типа, с предварительной подготовкой обогащаемого материала в аппаратах для фракционирования и одновременного его кондиционирования с флотационными реагентами. All of these requirements are met by the proposed foam separation and flotation process implemented in column-type pneumatic flotation machines, with preliminary preparation of the enriched material in fractionation apparatus and its simultaneous conditioning with flotation reagents.

Предложенный способ пенной сепарации и флотации предусматривает раздельное получение оборотных вод от обезвоживания пенного и камерного продуктов. Но, в отличие от прототипа, жидкую фазу от обезвоживания пенного продукта в данном способе подают в качестве напорной воды для пневмогидравлического приготовления тонкодиспергированной аэрогидросмеси воды, воздуха, поверхностно-активных и маслообразных веществ с последующим введением полученной смеси в виде высокоскоростных струй в операции кондиционирования исходных продуктов с реагентами. В этом случае получается аэрогидросмесь тонкодиспергированных между собой воды, воздуха, поверхностно-активных и маслообразных веществ, высокоактивная во флотационном отношении, которая при контакте с частицами полезного компонента обеспечивает быструю коалесценцию закрепившихся на этих частицах воздушных пузырьков, обеспечивая тем самым повышенную несущую способность образованных флотокомплексов. Этому во многом способствует то, что распульповка обогащаемых продуктов производится жидкой фазой пульпы, полученной от обезвоживания камерного продукта, где концентрация этих веществ значительно ниже, чем в жидкой фазе, полученной от обезвоживания пенного продукта. The proposed method of foam separation and flotation provides for separate production of recycled water from dehydration of foam and chamber products. But, unlike the prototype, the liquid phase from the dehydration of the foam product in this method is supplied as pressurized water for pneumohydraulic preparation of a finely dispersed aero-hydro mixture of water, air, surface-active and oily substances, followed by the introduction of the resulting mixture in the form of high-speed jets in the conditioning operation of the starting products with reagents. In this case, an aerohydro mixture of finely dispersed water, air, surfactants and oily substances is obtained, highly flotation-active, which, when in contact with particles of a useful component, ensures rapid coalescence of air bubbles fixed on these particles, thereby providing increased load-bearing capacity of the formed flotation complexes. This is largely facilitated by the fact that the pulp extraction of fortified products is carried out by the liquid phase of the pulp obtained from dehydration of the chamber product, where the concentration of these substances is much lower than in the liquid phase obtained from dehydration of the foam product.

Возврат во флотационный процесс жидкой фазы пульпы, особенно от обезвоживания пенного продукта, обеспечивает одновременно и возврат в процесс основной массы маслообразных реагентов и ПАВ, так как они концентрируются преимущественно на разделе фаз. Коль скоро в пенный продукт воздушных пузырьки выносят не только полезный компонент обогащаемого материала, но и основную часть маслообразных реагентов и ПАВ, включая как пенообразователи, так и гетерополярные вещества, особенно те из них, которые обладают собирательными и пенообразующими свойствами одновременно, и, учитывая, что не все из них отработали полностью при флотации полезного компонента, то становится очевидным, что оборотные воды от обезвоживания пенного продукта следует рассматривать как дополнительный и весьма существенный источник реагентов, применяемых в конкретном флотационном процессе, технологическая утилизация которых ведет к повышению качественных показателей флотационного процесса, а заодно и к повышению экологической безопасности процесса. The return to the flotation process of the liquid phase of the pulp, especially from the dehydration of the foam product, provides at the same time the return to the process of the bulk of the oily reagents and surfactants, since they concentrate mainly on phase separation. Since air bubbles carry not only a useful component of the enriched material into the foam product, but also the bulk of the oily reagents and surfactants, including both foaming agents and heteropolar substances, especially those that have collective and foaming properties at the same time, and, considering Since not all of them worked out completely during the flotation of the useful component, it becomes obvious that the circulating water from the dehydration of the foam product should be considered as additional and very significant th source reagents used in a particular flotation process, recycling process which leads to increased quality parameters of the flotation process, and simultaneously to improve the environmental safety of the process.

Как показала многолетняя практика использования монокамерных пневматических флотационных машин в алмазодобывающей промышленности, необходимым и обязательным условием для успешной флотации полезного компонента в крупном зерне из аэрированной пульпы, а также удержания наиболее крупных частиц в пенном слое, является максимальное проявление коалесцентного механизма действия реагентов, при котором интенсивное слияние воздушных пузырьков между собой происходит только лишь на поверхности извлекаемых частиц при полном отсутствии или незначительном уровне коалесценции их во всей массе аэрированной пульпы и пенного слоя. Аэрация пульпы должна быть при этом наиболее тонкодисперсной, ибо только в этом случае возможно максимальное насыщение пульпы воздушными пузырьками при наибольшей плотности среды, в которой происходит всплытие флотокомплексов. При такой ситуации создаются благоприятные условия для флотации частиц полезного компонента широкого диапазона крупности, так как именно тонкодисперсные пузырьки воздуха, равномерно и в большом количестве рассеянные в пульпе, легко при определенных условиях выседают и закрепляются на гидрофобной поверхности частиц любой крупности. Интенсивное же слияние воздушных пузырьков в более крупные пузырьки на поверхности извлекаемых частиц обеспечивает (наряду с наибольшей плотностью среды) повышенную подъемную силу, необходимую для флотации крупных минеральных зерен полезного компонента из объема аэрированной пульпы и удержания наиболее крупных частиц в пенном слое, состоящем из мелкодисперсных пузырьков и, в силу этого, имеющем более высокую в сравнении с крупнопузырчатой пеной плотность. As the long-standing practice of using single-chamber pneumatic flotation machines in the diamond mining industry has shown, a necessary and mandatory condition for the successful flotation of a useful component in large grains from aerated pulp, as well as for retaining the largest particles in the foam layer, is the maximum manifestation of the coalescence mechanism of the reactants, in which the intensive the merging of air bubbles between themselves occurs only on the surface of the particles being recovered in the complete absence or not a significant level of their coalescence in the entire mass of aerated pulp and foam layer. In this case, pulp aeration should be the most finely dispersed, because only in this case is pulp saturated with air bubbles at the highest density of the medium in which the floatation complexes float. In this situation, favorable conditions are created for the flotation of particles of a useful component of a wide range of particle sizes, since it is precisely the fine air bubbles that are evenly and in large quantities scattered in the pulp that easily, under certain conditions, settle out and fix on the hydrophobic surface of particles of any size. The intense merging of air bubbles into larger bubbles on the surface of the particles to be extracted provides (along with the highest density of the medium) the increased lifting force necessary for the flotation of large mineral grains of the useful component from the volume of aerated pulp and the retention of the largest particles in the foam layer, consisting of finely divided bubbles and, therefore, having a higher density in comparison with coarse bubble foam.

Предлагаемый способ пенной сепарации и флотации за счет значительного улучшения гидродинамики флотационного процесса еще в большей степени, чем прототип, реализует преимущества коалесцентного механизма действия реагентов в этом процессе. The proposed method of foam separation and flotation due to a significant improvement in the hydrodynamics of the flotation process even more than the prototype, realizes the advantages of the coalescence mechanism of action of the reagents in this process.

Пример конкретного выполнения изобретения. An example of a specific implementation of the invention.

Способ пенной сепарации и флотации реализуется в пневматических флотационных машинах колонного типа, оснащенных пневмогидравлическими аэраторами и имеющими приспособления для раздельной подачи крупнозернистого, среднезернистого и мелкозернистого питания. Подготовку питания осуществляют в устройствах для подготовки пульпы к флотации и пенной сепарации, позволяющих фракционировать исходный материал и одновременно пофракционно обрабатывать флотационными реагентами. The method of foam separation and flotation is implemented in pneumatic column flotation machines equipped with pneumohydraulic aerators and having devices for separate feeding of coarse-grained, medium-grained and fine-grained food. Food preparation is carried out in devices for preparing pulp for flotation and foam separation, allowing fractionation of the starting material and at the same time fractionally processing with flotation reagents.

Изобретение поясняется фиг. 1 7. The invention is illustrated in FIG. 1 7.

По одному из вариантов устройств для подготовки пульпы к флотации и пенной сепарации (фиг. 1) основная камера 1 гидравлического классификатора, использованного в качестве такого устройства, дополнена сообщающейся с ней через патрубок 2 для выгрузки песков перечистной камерой 3 с расположенной в вертикальном направлении сливной трубой 4, имеющей выход на уровне переливного края основной камеры. При введении в полученную таким образом систему сообщающихся сосудов (через сливную трубу) аэрогидросмеси с тонкодиспергированным воздухом образуется интенсивный восходящий аэролифтный поток, позволяющий удалить мелкозернистые фракции из пескового продукта. According to one embodiment of the device for preparing pulp for flotation and foam separation (Fig. 1), the main chamber 1 of the hydraulic classifier used as such a device is supplemented by a cleaning chamber 3 communicating with it through the nozzle 2 for unloading the sands and a drain pipe located in the vertical direction 4, having an exit at the level of the overflow edge of the main chamber. When airborne mixtures with finely dispersed air are introduced into the system of communicating vessels (through a drain pipe) in this way, an intensive ascending airlift stream is formed, which allows you to remove fine-grained fractions from the sand product.

По другому варианту (фиг. 2) камера 1 гидравлического классификатора дополнена сообщающейся с ней через патрубок 2 для выгрузки песков расширяющейся перечистной камерой 3 со ступенчатым днищем 4. На каждой ступеньке днища вертикально установлены цилиндры 5, имеющие выпускные отверстия в конических днищах 6 и тангенциально расположенные в боковых стенках загрузочные патрубки 7 и 8, предназначенные, соответственно, для подачи перечищаемого продукта и воды из коллектора 9. According to another variant (Fig. 2), the hydraulic classifier chamber 1 is supplemented by an expanding cleaning chamber 3 with a stepped bottom communicating with it through a pipe 2 for unloading sands 4. Cylinders 5 are vertically installed on each bottom step, having outlet openings in the conical bottoms 6 and are tangentially located in the side walls of the loading nozzles 7 and 8, respectively, designed to supply the cleaned product and water from the collector 9.

Внутри цилиндров 5 образуется вращающийся поток пульпы, в котором происходит разделение материала на легкую и тяжелую фракции. Тяжелая фракция, двигающаяся в периферийной части вращающегося потока, перемещается вдоль цилиндров к коническим днищам 6 и выгружается из аппарата в виде пескового продукта. Основной поток пульпы, содержащий мелкозернистые частицы, поднимается вверх к днищу расширяющейся перечистной камеры 3 и далее по ее днищу в направлении переливного порога. Увеличение диаметра цилиндров 5 в направлении движения потока пульпы по перечистной камере 3 позволяет получать промежуточные по крупности (среднезернистые) фракции исходного питания. Inside the cylinders 5, a rotating pulp stream is formed in which the material is divided into light and heavy fractions. The heavy fraction moving in the peripheral part of the rotating flow moves along the cylinders to the conical bottoms 6 and is discharged from the apparatus in the form of a sand product. The main pulp stream containing fine-grained particles rises up to the bottom of the expanding cleaning chamber 3 and further along its bottom in the direction of the overflow threshold. An increase in the diameter of the cylinders 5 in the direction of flow of the pulp through the purging chamber 3 makes it possible to obtain intermediate in size (medium-grained) fractions of the initial feed.

Данные аппараты эффективны в качестве устройств для подготовки пульпы к флотации и пенной сепарации. Флотационные реагенты вводят в аппараты в виде тонко диспергированной аэрогидросмеси непосредственно через пневмогидравлические аэраторы (фиг. 1), или предварительно подготовленные с использованием пневмогидравлических аэраторов через водоподводящий коллектор 9 (фиг. 2). Высокотурбулентный режим движения пульпы внутри основной камеры аппарата обеспечивает эффективное перемешивание флотационных реагентов с пульпой. Реагенты, подаваемые в виде аэрогидросмеси в перечистную камеру аппаратов, предназначены для контактирования с грубозернистой частью пульпы (крупнозернистой и среднезернистой). These devices are effective as devices for preparing pulp for flotation and foam separation. Flotation reagents are introduced into the apparatus in the form of a finely dispersed aerohydro mixture directly through pneumohydraulic aerators (Fig. 1), or previously prepared using pneumohydraulic aerators through a water supply manifold 9 (Fig. 2). The highly turbulent mode of movement of the pulp inside the main chamber of the apparatus provides effective mixing of flotation reagents with the pulp. Reagents supplied in the form of aerohydro mixture to the cleaning chamber of the apparatus are intended for contact with the coarse-grained part of the pulp (coarse-grained and medium-grained).

Аппарат, представленный на фиг. 1, используется в пневматическими флотационными машинами колонного типа, имеющими приспособления для деления питания, подаваемого в объем аэрированной пульпы, на среднезернистую и мелкозернистую фракции (см. например, патент РФ N 2011413, Бюл. 1994, N 8). Аппарат на фиг. 2 не требует этого, так как в нем получаются все необходимые фракции, которые подаются в пневматическую флотационную машину, представленную на фиг. 3 7 (фронтальный разрез, вид сверху и сбоку, узлы 1 и 2 на фиг. 3). The apparatus shown in FIG. 1, is used in pneumatic column flotation machines having devices for dividing the power supplied to the volume of aerated pulp into medium-grained and fine-grained fractions (see, for example, RF patent N 2011413, Bull. 1994, N 8). The apparatus of FIG. 2 does not require this, since it produces all the necessary fractions that are fed to the pneumatic flotation machine shown in FIG. 3 7 (frontal section, top view and side view, nodes 1 and 2 in Fig. 3).

Колонная пневматическая флотационная машина состоит из флотационной камеры 1 с днищем 2. С целью снижения коалесценции воздушных пузырьков в объеме пульпы, камера выполнена в виде расширяющегося вверх конусообразного сосуда с раструбом в верхней части. По периферии верхней части камеры закреплен пеносборный желоб 3 с патрубком 4 для вывода пенного продукта. В нижней части камеры, по ее оси установлен трубообразный смеситель 5, выполненный в виде расширяющегося вверх конусообразного сосуда, с размещенным в нижней его части патрубок 6 для подвода грузозернистой пульпы. На уровне верхнего края флотационная камера имеет соосно расположенную дискообразную щелевидную просеивающую поверхность 7 с сечением целей 8, увеличивающимся от оси камеры. Над ней соосно расположено приспособление 9 для подачи крупнозернистого питания на пенный слой, выполненное в виде пустотелого кольца 10 с тангенциально расположенными по диаметру кольца входными патрубками 11. Кольцо с внешней стороны в нижней части имеет щелевидный выход 12 из внутренней своей полости непосредственно на щелевидную просеивающую поверхность. В нижней части флотационная камера имеет равномерно размещенные по ее периметру в шахматном порядке загрузочные окна 13, вокруг которых на боковых стенках камеры закреплено приспособление 14 для загрузки тонкозернистой пульпы, выполненное в виде кольцеобразной смесительной камеры 15 с распределительным коллектором 16 и патрубками 17 для приема пульпы. Смесительная камера снабжена в верхней своей части пневмогидравлическими аэраторами 18, равномерно размещенными по ее периметру в кольцеобразном блоке 19. В верхней части флотационной камеры по ее оси установлено аэрирующее приспособление 20, выполненное в виде полого конуса 21, состоящего из набора конических колец 22, установленных с зазором 23 между собой и частично входящих друг в друга. Диаметр конических колец уменьшается в направлении днища флотационной камеры. Со стороны широкой своей части полый конус имеет последовательно размещенные в две ступени по его оси пневмогидравлические аэраторы 24 и 25. В нижней части у днища флотационная камера имеет разгрузочное приспособление 26 с патрубком 27 для выгрузки камерного продукта, имеющим регулируемую задвижку 28. Над патрубком размещен направленный вверх в сторону пеносборного желоба пульпоотвод 29, имеющий у верхнего своего края пульпоприемник 30, снабженный внутри регулируемой заслонкой 31 и патрубком 32 для выгрузки тонкозернистых хвостов в виде пульпы. A column pneumatic flotation machine consists of a flotation chamber 1 with a bottom 2. In order to reduce the coalescence of air bubbles in the pulp volume, the chamber is made in the form of a conical vessel expanding upwards with a bell in the upper part. On the periphery of the upper part of the chamber a foam collecting chute 3 is fixed with a pipe 4 for outputting the foam product. In the lower part of the chamber, along its axis, a pipe-shaped mixer 5 is installed, made in the form of a cone-shaped vessel expanding upwards, with a pipe 6 located in its lower part for supplying a cargo-grained pulp. At the level of the upper edge, the flotation chamber has a coaxially located disk-shaped slit-like screening surface 7 with a cross section of targets 8 increasing from the axis of the chamber. Above it is coaxially arranged a device 9 for supplying coarse-grained food to the foam layer, made in the form of a hollow ring 10 with inlet pipes tangentially spaced along the diameter of the ring 11. The ring from the outside in the lower part has a slit-like outlet 12 from its internal cavity directly onto the slit-like screening surface . In the lower part, the flotation chamber has loading windows 13 evenly spaced around its perimeter in a checkerboard pattern, around which on the side walls of the chamber there is a device 14 for loading fine-grained pulp, made in the form of an annular mixing chamber 15 with a distribution manifold 16 and nozzles 17 for receiving pulp. The mixing chamber is equipped in its upper part with pneumohydraulic aerators 18, evenly spaced around its perimeter in an annular block 19. In the upper part of the flotation chamber, aeration device 20 is installed along its axis, made in the form of a hollow cone 21, consisting of a set of conical rings 22 installed with a gap 23 between themselves and partially entering each other. The diameter of the conical rings decreases in the direction of the bottom of the flotation chamber. From the side of its wide part, the hollow cone has pneumohydraulic aerators 24 and 25 sequentially arranged in two stages along its axis. In the lower part near the bottom, the flotation chamber has a discharge device 26 with a pipe 27 for unloading the chamber product with an adjustable valve 28. A directional valve is placed above the pipe up to the side of the foam collecting chute, a pulp outlet 29 having a pulp receiver 30 at its upper edge, provided inside with an adjustable shutter 31 and a pipe 32 for unloading fine-grained tails in the form of a pulp .

В нижней части трубообразного смесителя на уровне патрубка для подвода грубозернистой пульпы закреплена приемная камера 33 с патрубками 34 для подвода аэрированной жидкости, к которым присоединены аэрационные камеры 35, выполненные в виде полых усеченных конусов 36, симметрично расположенных по отношению к патрубку 6 под одинаковым углом к вертикали. Со стороны верхних больших оснований полых усеченных конусов аэрационные камеры снабжены водоподводящими патрубками 37 и последовательно размещенными в две ступени пневмогидравлическими аэраторами 38 и 39, с выходными отверстиями, направленными в сторону днища приемной камеры через внутреннее сечение патрубков 34. При этом оси этих пневмогидравлических аэраторов при зеркальном отражении от днища приемной камеры направлены во внутреннюю полость трубообразного смесителя снизу вверх и пересекаются в точке, расположенной на его оси (фиг. 4). Внутренние полости аэрационных камер сопряжены с внутренней полостью трубообразного смесителя посредством радиально установленных трубок 40. Это необходимо для того, чтобы накапливающиеся в верхних частях аэрационных камер воздушные пузырьки могли беспрепятственно перейти в трубообразный смеситель. Для этого трубки имеют наклон в сторону аэрационных камер. Для снижения помех при оседании хвостовых частиц во флотационной камере и их выгрузке трубки уплощены в вертикальной плоскости. Для вывода из трубообразного смесителя и приемной камеры случайных инородных предметов в ее днище установлен патрубок 41. In the lower part of the tube-shaped mixer, at the level of the nozzle for supplying coarse-grained pulp, a receiving chamber 33 is fixed with nozzles 34 for supplying aerated liquid, to which aeration chambers 35 are attached, made in the form of hollow truncated cones 36, symmetrically located with respect to the nozzle 6 at the same angle to verticals. From the side of the upper large bases of the hollow truncated cones, the aeration chambers are equipped with water supply pipes 37 and sequentially placed in two stages by pneumohydraulic aerators 38 and 39, with outlet openings directed towards the bottom of the receiving chamber through the internal section of the pipes 34. Moreover, the axes of these pneumohydraulic aerators with a mirror reflection from the bottom of the receiving chamber are directed into the inner cavity of the pipe-shaped mixer from the bottom up and intersect at a point located on its axis (Fig. 4). The internal cavities of the aeration chambers are interfaced with the internal cavity of the tube-shaped mixer by means of radially mounted tubes 40. This is necessary so that the air bubbles accumulating in the upper parts of the aeration chambers can freely pass into the pipe-shaped mixer. For this, the tubes have a slope towards the aeration chambers. To reduce interference during the settling of the tail particles in the flotation chamber and their discharge, the tubes are flattened in a vertical plane. To output random foreign objects from the tube-shaped mixer and the receiving chamber, a pipe 41 is installed in its bottom.

Кольцеобразный блок 19 имеет кольцевые баллон 42 для сжатого воздуха и коллектор 43 для напорной воды, при этом пневмогидравлические 18 аэраторы размещены внутри этого коллектора (фиг. 6). Пневмогидравлические аэраторы имеют свой корпус 44, плотно (на сварке) вмонтированный в стенку кольцеобразного блока. В корпусе имеется входная 45 и выходная 46 втулки, выполненные из износостойкого материала, например, из силицированного графита или металлокерамики, имеющие осевые отверстия 47. Выходная втулка имеет в осевом отверстии уширение 48 с тангенциальными проходами 49. Втулки закреплены в корпусе резьбовыми крышками 50 через эластичную прокладку 51. В корпусе выполнена кольцевая канавка 52, сообщенная через отверстие 53 с внутренней полостью баллона и через тангенциальные проходы и уширение с осевым отверстием. Кольцевой баллон для сжатого воздуха снабжен воздухоподводящим патрубком 54, а кольцевой коллектор для напорной воды водоподводящим патрубком 55 и люками 56 с герметичными крышками 57, расположенными на верхней его стенке напротив каждого единичного пневмогидравлического аэратора, предназначенными для замены изнашивающихся частей аэраторов. The annular block 19 has an annular cylinder 42 for compressed air and a manifold 43 for pressure water, while the pneumohydraulic 18 aerators are located inside this collector (Fig. 6). Pneumohydraulic aerators have their own body 44, tightly (for welding) mounted in the wall of the ring-shaped block. In the housing there is an inlet 45 and an outlet 46 bushings made of wear-resistant material, for example, of siliconized graphite or cermets, having axial holes 47. The output sleeve has a broadening 48 in the axial hole with tangential passages 49. The bushings are fixed in the housing with threaded covers 50 through an elastic gasket 51. An annular groove 52 is made in the housing, which is communicated through an opening 53 with the internal cavity of the container and through tangential passages and broadening with an axial hole. The annular cylinder for compressed air is equipped with an air supply pipe 54, and an annular manifold for pressure water with a water supply pipe 55 and hatches 56 with sealed covers 57 located on its upper wall opposite each individual pneumohydraulic aerator, designed to replace wearing parts of aerators.

Загрузочные окна 13 в боковых стенках флотационной камеры выполнены в виде треугольников с вершиной, направленной вверх, при этом размеры треугольников монотонно уменьшаются от ряда к ряду в направлении снизу вверх. Такая форма и расположение окон обеспечивают, с одной стороны, беспрепятственный проход минеральных зерен и воздушных пузырьков с пульпой из кольцеобразной смесительной камеры во флотационную камеру и, с другой стороны, обеспечивают снижение турбулентности в зоне флотации, сохраняя ее в смесительной камере 15, где она необходима для тщательного перемешивания материала с воздушными пузырьками. The loading windows 13 in the side walls of the flotation chamber are made in the form of triangles with an apex pointing upward, while the dimensions of the triangles monotonically decrease from row to row in the direction from the bottom up. This shape and arrangement of the windows provide, on the one hand, the unhindered passage of mineral grains and air bubbles with pulp from the annular mixing chamber to the flotation chamber and, on the other hand, reduce turbulence in the flotation zone, while maintaining it in the mixing chamber 15, where it is needed for thorough mixing of the material with air bubbles.

Конические кольца полого конуса аэрирующего приспособления 20 закреплены на диске 58 щелевидной просеивающей поверхности посредством радиально установленных ребер 59. На этом же диске закреплены пневмогидравлические аэраторы 24 и 25. Оси их совпадают с осью полого конуса, а выходные отверстия направлены в вершину этого конуса, где концентрично размещен параболический отражатель 60, выполненный из износостойкого материала, например, из силицированного графита, металлокерамики или полиуретана. Отражатель помещен в съемный обтекатель 61, закрепленный за конусообразный фланец 62, приваренный к ребрам 59. The conical rings of the hollow cone of the aerating device 20 are mounted on the disk 58 of the slit-like screening surface by means of radially mounted ribs 59. The pneumohydraulic aerators 24 and 25 are fixed on the same disk. Their axes coincide with the axis of the hollow cone, and the outlet openings are directed to the top of this cone, where it is concentric placed parabolic reflector 60 made of wear-resistant material, for example, of siliconized graphite, cermet or polyurethane. The reflector is placed in a removable fairing 61, mounted on a conical flange 62, welded to the ribs 59.

Пневмогидравлический аэратор 24 первой ступени (аналогично пневмогидравлический аэратор 38 аэрационных камер) имеет трубчатый корпус 63 (фиг. 3 и 7) с водоподводящим 64 и воздухоподводящим 65 штуцерами, к которым посредством резьбовых соединений присоединены водоподводящий 66 и воздухоподводящий 67 гибкие рукава. Аэратор имеет резьбовое соединение 68 для сочленения его через диск 58 с пневмогидравлическим аэратором 25 второй ступени, который также как и пневмогидравлический аэратор 39, представляет собой форсунку 69, выполненную из конусообразного набора коаксиально расположенных пустотелых колец 70 с щелевидными выходами 71, установленных с зазором 72 между собой и соединенных друг с другом радиальными ребрами 73. Форсунка помещена в цилиндрический кожух 74, имеющий по всему нижнему торцу фланец 75. Сверху кожух закрыт крышкой 76, к нижней поверхности которой приварены радиальные ребра 73. Крышка имеет осевое резьбовое отверстие 77, к которому через эластичную прокладку 78 прикручивается пневмогидравлический аэратор 24 первой ступени. Сквозь крышку внутрь цилиндрического кожуха подведены водоподводящий 79 и воздухоподводящий 80 патрубки, предназначенные для питания пневмогидравлического аэратора второй ступени напорной водой и сжатым воздухом. Воздухоподводящий патрубок посредством трубок 81 сообщен с внутренней полостью пустотелых колец. Крышка посредством болтов плотно прижата к диску. Цилиндрический кожух приварен к диску и к радиальным ребрам 59. Вокруг кожуха диск и крышка имеют отверстия 82 для вывода воздуха, скапливающегося в верхней части внутренней полости конуса. Нижнее пустотелое кольцо форсунки опирается на фланец 75. The pneumatic-hydraulic aerator 24 of the first stage (similarly to the pneumatic-hydraulic aerator 38 of the aeration chambers) has a tubular body 63 (Figs. 3 and 7) with a water supply 64 and air supply 65 fittings, to which water supply 66 and air supply 67 flexible hoses are connected by threaded connections. The aerator has a threaded connection 68 for articulating it through a disk 58 with a pneumatic-hydraulic aerator 25 of the second stage, which, like the pneumatic-hydraulic aerator 39, is a nozzle 69 made of a cone-shaped set of coaxially arranged hollow rings 70 with slot-shaped exits 71, installed with a gap 72 between themselves and connected to each other by radial ribs 73. The nozzle is placed in a cylindrical casing 74, having a flange 75 all over the lower end. The casing is closed by a cover 76 from above, to the lower surface of which radial ribs 73 are welded to the swarm. The cover has an axial threaded hole 77 to which a pneumohydraulic aerator 24 of the first stage is screwed through an elastic gasket 78. A water supply 79 and air supply 80 nozzles for supplying the second stage pneumohydraulic aerator with pressurized water and compressed air are brought through the cover into the cylindrical casing. The air inlet pipe through the tubes 81 is in communication with the inner cavity of the hollow rings. The cover is tightly pressed against the disk by means of bolts. A cylindrical casing is welded to the disk and to the radial ribs 59. Around the casing, the disk and cover have openings 82 for the output of air accumulating in the upper part of the inner cavity of the cone. The lower hollow ring of the nozzle rests on the flange 75.

Аэрирующее приспособление посредством радиальных ребер 83 опирается на стенки раструба флотационной камеры. The aerating device by means of radial ribs 83 rests on the walls of the flotation chamber bell.

При работе машины флотационную камеру 1 заполняют водой с пенообразователем. Одновременно в пневмогидравлические аэраторы под давлением через водоподводящие и воздухоподводящие патрубки и гибкие рукава подают воду и воздух. Во флотационной камере образуется аэрогидросмесь с тонкодиспергированным воздухом, а на ее поверхности образуется пенный слой, который при достижении аэрогидросмесью уровня верхней кромки камеры переливается в пеносборный желоб 3. When the machine is operating, the flotation chamber 1 is filled with water with a foaming agent. At the same time, air and water are supplied to pneumohydraulic aerators under pressure through water supply and air supply pipes and flexible hoses. In the flotation chamber, an aero-hydromix with finely dispersed air is formed, and on its surface a foam layer is formed, which, when the aero-hydromix reaches the level of the upper edge of the chamber, is poured into a foam collection channel 3.

Тонкую диспергацию воздуха в жидкости осуществляют следующим образом. При продавливании напорной воды из кольцевого коллектора 43 через осевые отверстия входной и выходной втулок пневмогидравлических аэраторов 18 в уширении осевого отверстия выходной втулки за счет высокоскоростной струи создается эжектирующий эффект, отсасывающий воздух из объема уширения. Одновременно в уширение через тангенциальные проходы, кольцевую канавку и отверстия 53 поступает сжатый воздух из баллона 42, который компенсирует его убыль при струйном эжектировании. В результате на выходе из пневмогидравлических аэраторов формируется высокоскоростная струя воды с тонкодиспергированным в ней воздухом. Тонкой его диспергации способствует тангенциальный ввод сжатого воздуха и уширение, создающий в нем высокоскоростной воздушных вихрь. При выходе из пневмогидравлического аэратора высокоскоростная струя аэрированной жидкости создает в кольцеобразной смесительной камере 15 наряду с аэрацией вводимой пульпы также эффект весьма интенсивного струйного ее перемешивания с тонкодиспергированными воздушными пузырьками. Fine dispersion of air in a liquid is as follows. When forcing pressure water from the annular manifold 43 through the axial openings of the inlet and outlet bushings of the pneumohydraulic aerators 18 in the broadening of the axial bore of the outlet sleeve due to the high-speed jet, an ejection effect is created that draws air from the broadening volume. At the same time, compressed air from the cylinder 42 enters the broadening through the tangential passages, the annular groove and the openings 53, which compensates for its loss during jet ejection. As a result, a high-speed jet of water with finely dispersed air is formed at the outlet of the pneumatic-hydraulic aerators. Its fine dispersion is facilitated by the tangential introduction of compressed air and broadening, creating a high-speed air vortex in it. When leaving the pneumatic-hydraulic aerator, a high-speed jet of aerated liquid creates in the annular mixing chamber 15, along with aeration of the introduced pulp, the effect of its very intense jet mixing with finely dispersed air bubbles.

Пневмогидравлические аэраторы 24 и 38 первой ступени аэрации в аэрирующем приспособлении и в аэрационных камерах работают аналогично пневмогидравлическим аэраторам 18. Выходящая из осевого отверстия пневмогидравлических аэраторов 24 и 38 струя аэрированной жидкости с высокой скоростью входит в осевое отверстие пневмогидравлических аэраторов 25 и 39 второй ступени и создает сильную эжекцию во внутренней полости форсунки. Проходя первое по ходу своего движения пустотелое кольцо форсунки, эта высокоскоростная струя аэрогидросмеси эжектирует жидкость на внутренней полости кожуха 74 через зазор 72 и воздух из внутренней полости пустотелого кольца 70 через щелевой выход 71. К поверхности этой струи аэрогидросмеси за счет эжекции поочередно послойно прибавляются новые порции жидкости и воздуха из последующих зазоров и щелевых выходов. В результате этого многократного контакта жидкой и газообразной фаз образуется факел тонкодиспергированных между собой воды и воздуха, выходящий из отверстия крайнего наибольшего кольца 70 и обеспечивающий генерирование большого количества аэрогидросмеси во внутренней полости конуса 21 аэрирующего приспособления и аэрационных камер. При необходимости пневматическая флотационная машина может эксплуатироваться при работе аэрирующих приспособлений и аэрационных камер только с пневмогидравлическими аэраторами 24 и 38 первой ступени. Pneumohydraulic aerators 24 and 38 of the first aeration stage in the aerating device and in the aeration chambers operate similarly to pneumohydraulic aerators 18. A stream of aerated liquid leaving the axial hole of the pneumohydraulic aerators 24 and 38 enters the axial bore of the pneumohydraulic aerators 25 and 39 of the second stage and creates a strong ejection in the internal cavity of the nozzle. Passing the nozzle’s hollow ring, the first in the course of its movement, this high-speed jet of air-fluid mixture ejects liquid on the internal cavity of the casing 74 through the gap 72 and air from the internal cavity of the hollow ring 70 through the slot exit 71. New portions are added layer-by-layer to the surface of this stream of the air-gas mixture due to ejection. liquid and air from subsequent gaps and slotted outlets. As a result of this repeated contact of the liquid and gaseous phases, a torch of finely dispersed water and air is formed, exiting from the aperture of the extreme largest ring 70 and generating a large amount of aerohydro mixture in the inner cavity of the cone 21 of the aeration device and aeration chambers. If necessary, the pneumatic flotation machine can be operated with aerating devices and aeration chambers only with pneumohydraulic aerators 24 and 38 of the first stage.

Высокоскоростная струя воды с тонкодиспергированным в ней воздухом, выходящая из осевого отверстия пневмогидравлического аэратора 24, и факел тонкодиспергированных между собой воды и воздуха ударяются в параболический отражатель 60 в износостойкую его часть и отражаются от него. Двигаясь в результате этого по внутренней поверхности полого конуса и выходя через зазоры между коническими кольцами, аэрогидросмесь поднимается, скользя по внешней поверхности конических колец и омывая их. Этот поток аэрогидросмеси объединяется с потоком аэрогидросмеси, генерируемым в аэрационных камерах пневмогидравлическими аэраторами 38 и 39 и выходящим через трубообразный смеситель. К общему потоку аэрогидросмеси присоединяется аэрированный поток жидкости, идущий через загрузочные окна из кольцеобразной смесительной камеры от пневмогидравлических аэраторов 18, формируя внутреннюю аэрогидродинамику потоков жидкости во флотационной камере. A high-speed jet of water with finely dispersed air in it, leaving the axial bore of a pneumohydraulic aerator 24, and a torch of finely dispersed water and air between them hit the parabolic reflector 60 into its wear-resistant part and are reflected from it. Moving as a result of this along the inner surface of the hollow cone and exiting through the gaps between the conical rings, the aerohydro mixture increases, sliding along the outer surface of the conical rings and washing them. This aero-fluid mixture stream is combined with the aero-fluid mixture stream generated in the aeration chambers by pneumohydraulic aerators 38 and 39 and exiting through a tube-shaped mixer. An aerated fluid stream is connected to the general aero-fluid mixture flow through the loading windows from the annular mixing chamber from the pneumohydraulic aerators 18, forming the internal aero-hydrodynamics of the fluid flows in the flotation chamber.

После формирования во флотационной камере аэрогидродинамических потоков жидкости и создания пенного слоя на поверхности аэрированной жидкости в питающие патрубки подают флотационную пульпу, предварительно обработанную флотационными реагентами, причем в патрубки 11 приспособления для подачи крупнозернистого питания на пенный слой подают самую крупную и тяжелую фракцию питания, в патрубок 6 для подвода грубозернистой пульпы через трубообразный смеситель подают средние по крупности и плотности фракции питания, а в патрубки 17 приспособления для загрузки тонкозернистой пульпы подают самые мелкие и легкие фракции питания, включая и шламистые. After the formation of aerohydrodynamic fluid flows in the flotation chamber and the creation of a foam layer on the surface of the aerated liquid, a flotation pulp pretreated with flotation reagents is fed into the supply pipes, and the largest and heaviest feed fraction is fed into the pipes 11 of the device for supplying coarse-grained food to the foam layer, into the pipe 6 for supplying coarse-grained pulp through a pipe-shaped mixer serves medium by size and density of the food fraction, and in the nozzles 17 The smallest and lightest food fractions, including slimy ones, are fed to load fine-grained pulp.

Из патрубка 6 для подвода грубозернистой пульпы грубозернистая часть питания поступает в виде пульпы в приемную камеру трубообразного смесителя. Также с обеих сторон от входящего потока грубозернистой пульпы вводится через патрубки 34 из аэрационных камер сильно аэрированная жидкость с генерируемыми в ней посредством последовательно размещенных в две ступени пневмогидравлических аэраторов 38 и 39 тонкодисперсными воздушными пузырьками. При этом вводимые потоки сильно аэрированной жидкости ударяются с двух сторон в днище приемной камеры, отражаются от него и вместе с потоком грубозернистой пульпы входят в трубообразный смеситель в направлении снизу вверх. В приемной камере происходит интенсивное перемешивание грубозернистой пульпы с находящимися в аэрированной жидкости тонкодиспергированными воздушными пузырьками, с последующим вводом полученной аэрогидросмеси через трубообразный смеситель во флотационную камеру вдоль ее оси в направлении действия архимедовых сил. При этом не происходит забивания отверстий пневмогидравлических аэраторов 38 и 39 зернистой массой, так как они расположены вне зоны непосредственного перемешивания пульпы и аэрированной жидкости, находясь выше этой зоны в верхней части аэрационных камер, куда дополнительно вводится жидкость (жидкая фаза пульпы) через водоподводящий патрубок 37. Скапливающиеся в верхних частях аэрационных камер воздушные пузырьки выводятся в трубообразный смеситель через трубки 40. Флотация трубозернистых частиц полезного компонента происходит в потоке сильно аэрированной пульпы, движущемся в направлении архимедовых сил, что обеспечивает их высокое извлечение и повышает технологические показатели процесса. From the pipe 6 for supplying coarse-grained pulp, the coarse-grained part of the feed enters in the form of pulp into the receiving chamber of a pipe-shaped mixer. Also, on both sides of the incoming coarse pulp stream, highly aerated liquid is introduced through the nozzles 34 from the aeration chambers with the fine-dispersed air bubbles generated in it by successive pneumatic aerators 38 and 39 in two stages. In this case, the introduced streams of strongly aerated liquid hit from both sides in the bottom of the receiving chamber, are reflected from it and together with the coarse-grained pulp stream enter the pipe-shaped mixer in the direction from the bottom up. Intensive mixing of coarse-grained pulp with finely dispersed air bubbles located in the aerated liquid occurs, followed by the introduction of the obtained aerohydro mixture through a tube-shaped mixer into the flotation chamber along its axis in the direction of action of the Archimedean forces. At the same time, the holes of the pneumohydraulic aerators 38 and 39 are not clogged with granular mass, since they are located outside the zone of direct mixing of the pulp and aerated liquid, being above this zone in the upper part of the aeration chambers, where additional liquid (liquid phase of the pulp) is introduced through the water supply pipe 37 The air bubbles that accumulate in the upper parts of the aeration chambers are discharged into the tube-shaped mixer through tubes 40. The flotation of pipe-grained particles of the useful component occurs in a stream highly aerated pulp moving in the direction of the Archimedean forces, which ensures their high extraction and increases the technological parameters of the process.

Из патрубков 17 для приема пульпы тонкозернистая часть питания через распределительный коллектор поступает в виде пульпы в кольцеобразную смесительную камеру. Туда же в виде высокоскоростных струй поступает из сопел пневмогидравлических аэраторов 18 сильно аэрированная жидкость с тонкодиспергированными воздушными пузырьками. Посредством этих струй производится интенсивное перемешивание пульпы в смесительной камере с одновременным ее насыщением тонкодиспергированными воздушными пузырьками. После этого полученная аэрогидросмесь в рассредоточенном виде вводится в нижнюю периферийную часть флотационной камеры через загрузочные окна. Траектория введения этой части пульпы во флотационную камеру не совпадает с направлением архимедовых сил. Это исключает возможность механического выноса частиц пустой породы в пенный слой и повышает технологические показатели процесса флотации. From the nozzles 17 for receiving the pulp, the fine-grained part of the power through the distribution manifold enters in the form of pulp in an annular mixing chamber. There, in the form of high-speed jets, highly aerated liquid with finely dispersed air bubbles comes from the nozzles of pneumohydraulic aerators 18. Through these jets, the pulp is intensively mixed in the mixing chamber while it is saturated with finely dispersed air bubbles. After that, the obtained aerohydro mixture in dispersed form is introduced into the lower peripheral part of the flotation chamber through loading windows. The trajectory of introducing this part of the pulp into the flotation chamber does not coincide with the direction of the Archimedean forces. This eliminates the possibility of mechanical removal of waste rock particles into the foam layer and increases the technological parameters of the flotation process.

Из входных патрубков 11 крупнозернистая часть питания в виде пульпы тангенциально вводится в пустотелое кольцо 10 приспособления для подачи крупнозернистого питания. Под действием пары сил двух потоков пульпы, так как патрубки 11 расположены по диаметру кольца, пульпа приобретает вращательное движение внутри пустотелого кольца. После раскручивания под действием центробежных сил она по касательной выгружается из кольца через щелевидный выход 12 непосредственно на щелевидную просеивающую поверхность, где происходят рассредоточение частиц по площади и между собой и поступление на поверхность пены, проходящей между щелей 8 в направлении к пеносборному желобу. Таким образом крупные частицы питания в рассредоточенном виде поступают на поверхность пены сверху. Гидрофобные и гидрофобизированные частицы полезного компонента удерживаются при этом пенным слоем и выносятся вместе с ним и с флотированными из объема пульпы частицами в пеносборный желоб, откуда выгружаются через патрубок для вывода пенного продукта. Гидрофильные частицы пустой породы проходят сквозь пену в объем флотационной камеры, опускаются на наклонные стенки камеры, скользят по ним вниз и попадают в поток аэрированной пульпы, выходящей из кольцеобразной смесительной камеры через загрузочные окна. Оставшиеся в них частицы полезного компонента вместе с такими же частицами мелкозернистых фракций направляются при этом в центральную часть камеры в восходящий поток аэрированной пульпы, выходящей из трубообразного смесителя. Внутрикамерная циркуляция пульпы обеспечивает возможность повторного извлечения частиц полезного компонента, случайно выпавших из пенного слоя, не достигнув пеносборного желоба. Конфигурация флотационной камеры, выполненной в виде расширяющегося вверх конусообразного сосуда с раструбом в верхней своей части, играет при этом существенную роль. Частицы полезного компонента флотируются в потоке аэрированной пульпы и поступают в движущийся к пеносборному желобу пенный слой. Частицы пустой породы оседают на днище флотационной камеры и грубозернистая их часть через патрубок 27 выгружается из машины. Выгрузка управляется при этом посредством регулируемой задвижки. Мелкозернистая и шламистая часть пустой породы вместе с жидкой фазой пульпы поднимается по пульпоотводу, поступает в пульпоприемник и выгружается из него через патрубок для выгрузки тонкозернистых хвостов в виде пульпы. Выгрузка ее управляется при этом посредством регулируемой заслонки, с помощью которой обеспечивается также поддержание уровня пульпы во флотационной камере. From the inlet pipes 11, the coarse-grained portion of the food in the form of pulp is tangentially introduced into the hollow ring 10 of the device for supplying coarse-grained food. Under the action of a pair of forces of two streams of pulp, since the nozzles 11 are located along the diameter of the ring, the pulp acquires rotational motion inside the hollow ring. After spinning under the action of centrifugal forces, it is tangentially discharged from the ring through the slit-like outlet 12 directly to the slit-like sieving surface, where particles are dispersed over the area and between each other and foam enters the surface passing between the slots 8 in the direction of the foam gutter. Thus, large particles of nutrition in dispersed form enter the surface of the foam from above. The hydrophobic and hydrophobized particles of the useful component are retained by the foam layer and are carried out together with it and with particles floated from the pulp volume into the foam collecting trough, from where they are discharged through the pipe to discharge the foam product. Hydrophilic gangue particles pass through the foam into the volume of the flotation chamber, fall onto the inclined walls of the chamber, slide down them and fall into the stream of aerated pulp leaving the annular mixing chamber through loading windows. The particles of the useful component remaining in them, together with the same particles of fine-grained fractions, are then sent to the central part of the chamber in an upward flow of aerated pulp leaving the tube-shaped mixer. Intracameral pulp circulation provides the possibility of re-extraction of particles of a useful component that accidentally precipitated from the foam layer without reaching the foam collecting chute. The configuration of the flotation chamber, made in the form of a cone-shaped vessel expanding upwards with a bell in its upper part, plays an essential role. Particles of the useful component are floated in the stream of aerated pulp and enter the foam layer moving towards the foam collecting trough. Particles of waste rock settle on the bottom of the flotation chamber and their coarse-grained part is discharged from the machine through a pipe 27. Unloading is controlled by means of an adjustable gate valve. The fine-grained and sludge part of the gangue, together with the liquid phase of the pulp, rises along the pulp outlet, enters the pulp receiver and is discharged from it through a pipe to discharge fine-grained tailings in the form of pulp. At the same time, its discharge is controlled by means of an adjustable damper, with the help of which the pulp level in the flotation chamber is also maintained.

Подача оборотных вод, полученных от обезвоживания пенного продукта, совместно с маслообразными реагентами и ПАВ в пневмогидравлические аэраторы способствует более тонкому диспергированию и стабилизации воздушных пузырьков в момент их диспергирования. На выходе из пневмогидравлических аэраторов часть реагентов переходит с поверхности пузырьков в жидкую фазу пульпы, которая имеет более низкую концентрацию этих веществ за счет того, что во флотационный процесс при распульповке обогащаемых продуктов поступает вода от обезвоживания камерного продукта, обедненного поверхностно-активными веществами и не имеющая маслообразных реагентов. Это в свою очередь (за счет интенсификации коалесцентных явлений на поверхности извлекаемых частиц) обеспечивает формирование флотокомплексов с повышенной несущей способностью и в конечном итоге повышает технологические показатели флотационного процесса. The supply of circulating water obtained from the dehydration of the foam product, together with oily reagents and surfactants in pneumohydraulic aerators contributes to a finer dispersion and stabilization of air bubbles at the time of dispersion. At the outlet of the pneumohydraulic aerators, part of the reagents passes from the surface of the bubbles to the liquid phase of the pulp, which has a lower concentration of these substances due to the fact that water from dehydration of the chamber product depleted of surface-active substances and not having oily reagents. This, in turn (due to the intensification of coalescence phenomena on the surface of recoverable particles), ensures the formation of flotation complexes with increased bearing capacity and ultimately increases the technological parameters of the flotation process.

Claims

1. The method of foam separation and flotation, including conditioning the feedstock with reagents in the presence of oily reagents, preparing a foam layer by introducing into the pulp a foaming agent and gas in the form of finely divided bubbles, supplying conditioned raw materials to the foam layer and into the volume of the pulp, separation in the foam layer and in the volume of pulp, receiving and removing foam and chamber products while simultaneously dehydrating them to obtain solid and liquid phases, characterized in that the conditioning of the feedstock with the agents are carried out using finely dispersed surface-active and oily substances finely dispersed in the air-gas mixture simultaneously with the separation of the feedstock into coarse-grained, medium-grained and fine-grained products, while coarse-grained, medium-grained and fine-grained products are conditioned by spray mixing of pulp with finely dispersed, finely dispersed, air-dispersed water. oily substances, after which the medium-grained product is served on flotation times separation into the pulp volume from the bottom up in its central part in the direction of the action of Archimedean forces, and the fine-grained product dispersed along the peripheral part at an angle to them, the liquid phase from the dehydration of the chamber product is fed with coarse, medium-grained and fine-grained products for pulping, and the liquid the phase from the dehydration of the foam product is supplied as pressurized water for the pneumohydraulic preparation of finely dispersed aero-hydromixes of water, air, surface-active and oily in further with the subsequent introduction of the resulting mixture in the form of high-speed jets in the conditioning operation of the starting products with reagents.

2. The method according to claim 1, characterized in that a coarse-grained product is supplied to the foam layer, upon conditioning of which the excess liquid phase of the pulp and the reagent mixture is transferred to a fine-grained product.