RU2125911C1

RU2125911C1 - Method of foam separation and flotation

Info

Publication number: RU2125911C1
Application number: RU97104656A
Authority: RU
Original assignee: Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1999-02-10

Abstract

FIELD: mineral concentration, in particular, flotation methods; may be used in processing of ore and nonmetalliferous materials. SUBSTANCE: method includes conditioning of initial materials with reagents in the presence of surfactants and oily substances; preparation of foam layer by introduction into pulp of foam-forming agent and gas in the form of finely dispersed bulbs; supply of conditioned 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 simultaneous dewatering to obtain solid and liquid phases. Conditioning of initial material with reagents and preparation of foam layer are effected with use of pneumohydraulic aeration where compressed air is preliminarily introduced into pressure water which is used in the form of liquid phase from dewatering of foam with production after pneumohydraulic aeration of finely dispersed gas-water mixture with ultrafine gas-air bubbles, and surfactants and oily substances. Supplied into foam product is coarse-grained product. During conditioning of coarse-grained product, excessive liquid phase of pulp and reagent mixture transform it into fine-grained product. EFFECT: higher technological characteristics of the process due to improvement of conditions for formation of flotocomplexes with high carrying capacity. 3 cl, 3 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] . 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].

Недостатком известного способа является отсутствие в нем ряда последовательных операций, обеспечивающих повышение технологических показателей процесса. В частности в этом способе отсутствуют условия для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью, что связано с отсутствием тонкодисперсных газовых пузырьков. Кроме того, 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. 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, in this method there are no conditions for the formation of flotation complexes with increased bearing capacity, which is associated with the absence of finely dispersed gas bubbles. In addition, 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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пенной сепарации и флотации [2], включающий кондиционирование исходного сырья с реагентами в присутствии поверхностно-активных и маслообразных веществ, 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 пенное слое и в объеме пульпы, получение и удаление пенного и камерного продуктов при одновременном их обезвоживании с получением твердой и жидкой фаз. The closest in technical essence and the achieved result is a method of foam separation and flotation [2], including conditioning the feedstock with reagents in the presence of surface-active and oily substances, 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 on the foam layer and in the volume of the pulp, separation in the foam layer and in the volume of the pulp, receipt and removal of foam and chamber products while their dehydration ivany with obtaining solid and liquid phases.

Данный способ во много 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 тонкодисперсными газовыми и воздушными пузырьками в комплексе с поверхностно-активными и маслообразными веществами и для последующего флотационного разделения частиц различной крупности в ламинарных режимах. This method greatly 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 optimal conditions in aerated pulp and in a foam layer for the formation of flotation complexes with increased load-carrying 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 gas and air bubbles in combination with surfactants and oily substances and for subsequent flotation separation of particles of various sizes in laminar 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 поверхностно-активных и маслообразных веществ, 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 и приготовление пенного слоя осуществляют с использованием пневмогидравлической аэрации, в которой в напорную воду предварительно вводят сжатый воздух, в качестве напорной воды используют жидкую фазу от обезвоживания пенного продукта, с получением после пневмогидравлической аэрации тонкодиспергированной газоводовоздушной смеси со сверхтонкими газовоздушными пузырьками и поверхностно-активными и маслообразными веществами, 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 surface-active and oily substances, 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 of the pulp, separation in the foam layer and in the volume of the pulp, obtaining and removing foam and chamber products while dehydrating them to obtain solid and liquid f az, conditioning the feedstock with reagents and preparing the foam layer is carried out using pneumohydraulic aeration, in which compressed air is preliminarily introduced into the pressure water, the liquid phase from the dehydration of the foam product is used as pressure water, to obtain a fine-dispersed gas-air mixture with ultrathin gas-air mixture after pneumatic aeration with bubbles and surfactants and oily substances, a coarse-grained product is served on the foam layer, with conditions the ionization of which the excess liquid phase of the pulp and the reagent mixture is converted into a fine-grained product.

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

В промышленно освоенных пневматических флотационных машинах использование пневмогидравлических аэраторов наряду с насыщением пульпы тонкодисперсными воздушными пузырьками позволяет одновременно интенсивно насыщать ее и сверхтонкими газовоздушными пузырьками, выделяющимися из газонасыщенной водовоздушной среды высокого давления, переходящей в виде высокоскоростной струи аэраторов непосредственно в объем пульпы, находящейся в камере машины при атмосферном давлении. Пузырьки такого размера аналогично тому, как это происходит при ионной флотации, легко адсорбируются на своей поверхности гидрофобные соединения, находящиеся в пульпе в виде молекул поверхностно-активных и маслообразных веществ, которые обеспечивают флотацию находящихся в этой же пульпе гидрофобных и гидрофобизированных минералов. В результате такой адсорбции сверхтонкие воздушные пузырьки легко закрепляются на поверхности флотируемых минералов, способствуя, с одной стороны, быстрому и надежному закреплению на этой же поверхности более крупных воздушных пузырьков, а с другой стороны, увеличению скорости коалесценции уже закрепившихся воздушных пузырьков. В итоге наличие сверхтонких воздушных пузырьков во флотационной пульпе обеспечивает, с одной стороны, условия эффективной флотации наиболее мелких и шламистых частиц обогащаемого материала, с другой стороны, за счет быстрого и надежного закрепления более крупных воздушных пузырьков и их последующей коалесценции на поверхности крупных гидрофобных и гидрофобизированных частиц, обеспечивает повышение крупности извлекаемых в пену частиц полезного компонента из объема аэрированной пульпы. Учитывая при этом, что в машинах данного типа успешно реализован также процесс пенной сепарации, обеспечивающий эффективное флотационное выделение наиболее крупных и тяжелых частиц полезного компонента, то станет очевидным, что такие машины могут успешно применяться для флотационного обогащения материала весьма широкого диапазона крупности при однократном его прохождении через камеру машины. In industrially developed pneumatic flotation machines, the use of pneumohydraulic aerators along with the saturation of the pulp with fine air bubbles allows it to simultaneously intensively saturate it with ultrathin gas-air bubbles released from a gas-saturated high-pressure air medium, passing in the form of a high-speed jet of aerators directly into the volume of the pulp located in the machine’s chamber atmospheric pressure. Bubbles of this size, similarly to what happens during ionic flotation, easily absorb hydrophobic compounds in the pulp in the form of molecules of surface-active and oily substances that provide flotation of hydrophobic and hydrophobized minerals in the same pulp. As a result of such adsorption, ultrathin air bubbles are easily fixed on the surface of floated minerals, contributing, on the one hand, to fast and reliable fixation of larger air bubbles on the same surface, and, on the other hand, to increase the coalescence rate of already fixed air bubbles. As a result, the presence of ultrathin air bubbles in the flotation pulp provides, on the one hand, the conditions for efficient flotation of the smallest and most slimy particles of the enriched material, on the other hand, due to the fast and reliable fixation of larger air bubbles and their subsequent coalescence on the surface of large hydrophobic and hydrophobized particles, provides an increase in the size of the particles of the useful component extracted into the foam from the volume of aerated pulp. Taking into account the fact that in machines of this type a foam separation process has also been successfully implemented, which ensures effective flotation separation of the largest and heaviest particles of a useful component, it will become obvious that such machines can be successfully used for flotation enrichment of a material of a very wide range of fineness with a single passage through the car’s camera.

Насыщение пульпы сверхтонкими газовоздушными, пузырьками, выделяющимися из газонасыщенной водовоздушной среды высокого давления, можно значительно интенсифицировать при условии, если насыщение пульпы воздушными пузырьками посредством пневмогидравлической аэрации осуществлять после предварительного введения в напорную воду такой аэрации сжатого воздуха, который интенсивно растворяется в воде при более высоком ее давлении. Во флотационном процессе в этом случае резко интенсифицируется коалесцентный механизм действия реагентов, который обеспечивает надежное извлечение крупных минеральных зерен как непосредственно пенным слоем, так и при флотации из объема аэрированной пульпы. Значительно интенсифицируется при этом флотация наиболее мелких и шламистых частиц полезного компонента. В конечном итоге за счет улучшения условий для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью повышаются технологические показатели процесса. The saturation of the pulp with ultrathin gas-air bubbles released from a gas-saturated high-pressure air-water medium can be significantly intensified provided that the pulp is saturated with air bubbles by means of pneumohydraulic aeration after the preliminary injection of compressed air into the pressure water, which intensively dissolves in the water at a higher pressure pressure. In the flotation process, in this case, the coalescence mechanism of the action of the reagents is sharply intensified, which ensures reliable extraction of large mineral grains both directly by the foam layer and during flotation from the volume of aerated pulp. At the same time, the flotation of the smallest and slimiest particles of the useful component is intensified. Ultimately, due to improved conditions for the formation of flotation complexes with increased bearing capacity, the technological parameters of the process are increased.

Таким условиям удовлетворяет предлагаемый процесс пенной сепарации и флотации, реализуемый в пневматических флотационных машинах колонного типа, с предварительной подготовкой обогащаемого материала в аппаратах для фракционирования и одновременного его кондиционирования с флотационными реагентами. Such conditions are satisfied by the proposed process of foam separation and flotation, which is implemented in pneumatic flotation machines of the column type, with preliminary preparation of the enriched material in fractionation apparatuses and its simultaneous conditioning with flotation reagents.

Предлагаемый 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 подают в данном способе в качестве напорной воды для пневмогидравлического приготовления тонкодиспергированной газоводовоздушной смеси со сверхтонкими газовоздушными пузырьками и поверхностно-активными и маслообразными веществами, предварительно введя в напорную воду сжатый воздух, и только после этого полученную смесь вводят в операции кондиционирования исходных продуктов с реагентами и для аэрации пульпы и приготовления пенного слоя. В этом случае получается аэрогидросмесь с тонко- и сверхтонкодиспергированными газовоздушной фазой и поверхностно-активными и маслообразными веществами, высокоактивная во флотационном отношении. Такая смесь при контакте с частицами полезного компонента обеспечивает быструю коалесценцию закрепившихся на этих частицах газовых и воздушных пузырьков, обеспечивая тем самым повышенную несущую способность образованных флотокомплексов. Этому способствует то, что распульповка обогащаемых продуктов производится жидкой фазой пульпы, полученной от обезвоживания камерного продукта, где концентрация таких 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 is supplied in this method as pressurized water for the pneumohydraulic preparation of a finely dispersed gas-air mixture with ultrafine gas-air bubbles and surface-active and oily substances, having previously introduced compressed air into the pressure water, and only after that received compressed air the mixture is introduced into the conditioning operations of the starting products with reagents and for aeration of the pulp and preparation of the foam layer. In this case, an aerohydro mixture with a finely and ultrafine dispersed gas-air phase and surface-active and oily substances is obtained, highly active in flotation. Such a mixture, upon contact with particles of a useful component, provides rapid coalescence of gas and air bubbles fixed on these particles, thereby providing increased load-bearing capacity of the formed flotation complexes. This is facilitated by the fact that the extraction of the enriched products is carried out by the liquid phase of the pulp obtained from dehydration of the chamber product, where the concentration of such substances is much lower than in the liquid phase obtained from dehydration of the foam product.

На фиг. 1 дан поперечный разрез флотационной машины; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - разрез узла 1. In FIG. 1 is a cross-sectional view of a flotation machine; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 - section of the node 1.

Способ пенной сепарации и флотации реализуется в пневматических флотационных машинах колонного типа, оснащенных пневмогидравлическими аэраторами и имеющими приспособления для раздельной подачи крупнозернистого и мелкозернистого питания. Подготовку питания осуществляют в устройствах для подготовки пульпы к флотации и пенной сепарации, позволяющих фракционировать исходный материал и одновременно обрабатывать флотационными реагентами, например, по патенту Российской Федерации N 2038863, кл. B 03 1/14, 09.07.95. The method of foam separation and flotation is implemented in pneumatic column flotation machines equipped with pneumohydraulic aerators and having devices for separate supply of coarse-grained and fine-grained feed. Food preparation is carried out in devices for preparing pulp for flotation and foam separation, which allow fractionation of the starting material and simultaneously process flotation reagents, for example, according to the patent of the Russian Federation N 2038863, cl. B 03 1/14, 07/09/95.

Колонная пневматическая флотационная машина (фиг. 1-3) состоит из флотационной камеры 1 с патрубком 2 для вывода хвостов, выполненной в виде расширяющегося вверх конусообразного сосуда с раструбом в верхней части. По периферии верхней части флотационной камеры 1 закреплен пеносборный желоб 3 с патрубком 4 для вывода пенного продукта. На уровне верхнего края флотационная камера 1 имеет дискообразную соосно расположенную щелевидную просеивающую поверхность 5 с сечением щелей 6, увеличивающимся от оси флотационной камеры, над которой соосно расположено приспособление 7 для подачи крупнозернистого питания на пенный слой, выполненное в виде пустотелого кольца 8 с тангенциально расположенными по диаметру кольца входными патрубками 9. Пустотелое кольцо 8 в нижней части внешней стенки 10 имеет щелевидный выход 11 из внутренней своей полости непосредственно на щелевидную просеивающую поверхность 5, а в верхней части внутренней стенки 12 экранированный сверху и сбоку кольцеобразным козырьком 13 кольцевой проход 14. Внешняя стенка 10 в нижней части непосредственно над щелевидным выходом 11 выполнена конусообразной. По оси камеры 1 размещено приспособление 15 для загрузки мелкозернистой пульпы, выполненное в виде вертикально расположенного цилиндра 16, стенками которого служит внутренняя стенка 12 пустотелого кольца 8. К нижнему торцу цилиндра 16 присоединен выполненный в виде эжектора трубообразный смеситель 17, опирающийся на стенки камеры 1 посредством радиальных ребер 18 и 19. Над приспособлением 15 для загрузки мелкозернистой пульпы соосно закреплен пневмогидравлический аэратор 20. Под трубообразным смесителем 17 соосно размещен с кольцевым зазором 21 параболический отражатель 22, открытой своей частью обращенный во встречном к пневмогидравлическому аэратору 20 направлении и опирающийся через радиальные ребра 23 на стенки камеры 1. Параболический отражатель 22 для сохранения своей конфигурации при эксплуатации машин выполнен из износостойкого материала, например из силицированного графита, металлокерамики или полиуретана. Диаметр торцевой части параболического отражателя 20 превышает диаметр трубообразного смесителя 17. Column pneumatic flotation machine (Fig. 1-3) consists of a flotation chamber 1 with a pipe 2 for output tails, made in the form of a cone-shaped vessel expanding upwards with a bell in the upper part. On the periphery of the upper part of the flotation chamber 1, a foam collecting chute 3 is fixed with a pipe 4 for outputting the foam product. At the level of the upper edge, the flotation chamber 1 has a disk-shaped coaxially located slit-like screening surface 5 with a section of slots 6 increasing from the axis of the flotation chamber, above which is coaxially arranged a device 7 for supplying coarse-grained food to the foam layer, made in the form of a hollow ring 8 with tangentially arranged along the diameter of the ring by the inlet 9. The hollow ring 8 in the lower part of the outer wall 10 has a slit-like outlet 11 from its internal cavity directly to the slit-like gap ivayuschuyu surface 5 and in the upper part of the inner wall 12 of the top shield and the side visor 13, the annular passage 14. The annular outer wall 10 in the lower part directly above the exit slit 11 is tapered. A device 15 for loading fine-grained pulp made in the form of a vertically arranged cylinder 16, the walls of which is the inner wall 12 of the hollow ring 8, is placed along the axis of the chamber 1. A pipe-shaped mixer 17, which is made in the form of an ejector, is supported on the lower end of the cylinder and rests on the walls of the chamber 1 by radial ribs 18 and 19. Above the device 15 for loading the fine-grained pulp, a pneumohydraulic aerator 20 is coaxially fixed under the pipe-shaped mixer 17 coaxially placed with an annular gap of 21 p an arabolic reflector 22, open with its part facing in the opposite direction to the pneumohydraulic aerator 20 and resting on the walls of the chamber 1 through radial ribs 23. The parabolic reflector 22 is made of wear-resistant material, for example, siliconized graphite, cermet, or polyurethane, to maintain its configuration when operating machines. The diameter of the end of the parabolic reflector 20 exceeds the diameter of the tube-shaped mixer 17.

Пневмогидравлический аэратор 20 имеет корпус 24 с водоподводящим 25 и воздухоподводящим 26 штуцерами, к которым посредством резьбовых соединений присоединены водоподводящий 27 и воздухоподводящий 28 гибкие рукава. В корпусе 24 размещены входная 29 и выходная 30 втулки, выполненные из износостойкого материала, например, из силицированного графита или металлокерамики, имеющие осевые отверстия 31. Выходная втулка 30 имеет в осевом отверстии 31 участок 32 большего диаметра с тангенциальными проходами 33. Втулки 29 и 30 закреплены в корпусе 24 резьбовым водоподводящим штуцером 25 через эластичную прокладку 34. В корпусе 24 выполнена кольцевая канавка 35, сообщенная с одной стороны через отверстия 36 в корпусе 24 с воздухоподводящим штуцером 26, с другой - через тангенциальные проходы 33 и участок 32 с осевым отверстием 31. Пневмогидравлический аэратор 20 посредством фланцевого резьбового соединения 37 прикреплен через эластичную прокладку 38 к приспособлению 15. Pneumohydraulic aerator 20 has a housing 24 with water supply 25 and air supply 26 fittings, to which water supply 27 and air supply 28 flexible hoses are connected via threaded connections. In the housing 24 there are input 29 and output 30 bushings made of wear-resistant material, for example, of siliconized graphite or cermets, having axial holes 31. The output sleeve 30 has a larger diameter portion 32 in the axial hole 31 with tangential passages 33. Bushings 29 and 30 fixed in the housing 24 by a threaded water supply fitting 25 through an elastic gasket 34. An annular groove 35 is made in the housing 24, communicated on the one hand through openings 36 in the housing 24 with the air supply fitting 26, and on the other through the tangential nye passages 33 and a portion 32 with an axial hole 31. Pneumohydraulic aerator 20 by a threaded connection flange 37 is attached through an elastic gasket 38 to the device 15.

Приспособление 15 для загрузки мелкозернистой пульпы снабжено кольцеобразной приемной камерой 38 с входным патрубком 39, расположенной над приспособлением 7 для подачи крупнозернистого питания на пенный слой. Внутренние полости кольцеобразной приемной камеры 38, приспособления 7 для подачи крупнозернистого питания на пенный слой и приспособления 15 для загрузки мелкозернистой пульпы сопряжены между собой посредством кольцевых проходов 40 и 14. Кольцевой проход 40 в приспособление 7 для подачи крупнозернистого питания из кольцеобразной приемной камеры 38 выполнен в днище камеры 38 и примыкает к ее внутренней боковой стенке, а диаметр кольцеобразного козырька 13 превышает внутренний диаметр кольцеобразной приемной камеры 38, что обеспечивает равномерное поступление мелкозернистой пульпы из кольцеобразной приемной камеры 38 и из приспособления 7 для подачи крупнозернистого питания непосредственно в приспособление 15 для загрузки мелкозернистой пульпы. The device 15 for loading fine-grained pulp is equipped with an annular receiving chamber 38 with an inlet pipe 39 located above the device 7 for supplying coarse-grained food to the foam layer. The internal cavities of the annular receiving chamber 38, the device 7 for supplying coarse-grained food to the foam layer and the device 15 for loading the fine-grained pulp are interconnected by ring passages 40 and 14. The annular passage 40 into the device 7 for supplying coarse-grained power from the annular receiving chamber 38 is made in the bottom of the chamber 38 and adjacent to its inner side wall, and the diameter of the annular peak 13 exceeds the inner diameter of the annular receiving chamber 38, which ensures even the small intake of fine-grained pulp from the annular receiving chamber 38 and from the device 7 for supplying coarse-grained food directly to the device 15 for loading fine-grained pulp.

При работе машины флотационную камеру 1 заполняют водой с пенообразователем. Одновременно в пневмогидравлический аэратор 20 под давлением через водоподводящий 25 и воздухоподводящий 26 штуцера и гибкие рукава 27 и 28 подают воду и воздух. При этом в напорную воду предварительно вводят сжатый воздух для его растворения. В питающие патрубки 9 и входной патрубок 39 подают флотационную пульпу, предварительно обработанную флотационными реагентами. Из патрубка 9 крупнозернистая пульпа тангенциально вводится в пустотелое кольцо 8 приспособления 7 для подачи крупнозернистого питания на пенный слой. Под действием пары сил двух потоков, так как патрубки 9 расположены по диаметру кольца 8, пульпа приобретает вращательное движение внутри кольца. После раскручивания пульпы крупнозернистая ее фракция, двигаясь под действием центробежных сил по конусообразной поверхности внешней стенки 10 кольца 8, выгружается в сгущенном виде из кольца через щелевидный выход 11, расположенный в нижней его части, непосредственно на щелевидную просеивающую поверхность 5 с сечением щелей 6, увеличивающимся от оси флотационной камеры 1, где происходит рассредоточение частиц по площади и между собой. Оставшаяся мелкозернистая фракция пульпы вместе с ее жидкой фазой выгружается из пустотелого кольца 8 через экранированный сверху и сбоку кольцеобразным козырьком 13 кольцевой проход 14 и поступает в приспособление 15 для загрузки мелкозернистой пульпы. Туда же в рассредоточенном виде поступает из кольцеобразной приемной камеры 38 через кольцевой проход 40 мелкозернистая пульпа, вводимая в машину через входной патрубок 39. Из приспособления 15 мелкозернистая пульпа через выполненный в виде эжектора трубообразный смеситель 17 поступает в объем камеры 1. Во флотационной камере 1 образуется аэрогидросмесь с тонкодиспергированным воздухом, а на ее поверхности образуется пенный слой, который 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, water and air are supplied to the pneumohydraulic aerator 20 under pressure through the water supply 25 and air supply 26 fittings and flexible hoses 27 and 28. In this case, compressed air is preliminarily introduced into pressure water to dissolve it. In the supply pipe 9 and the inlet pipe 39 serves flotation pulp, pre-treated with flotation reagents. From the nozzle 9, the coarse-grained pulp is tangentially introduced into the hollow ring 8 of the device 7 for supplying coarse-grained food to the foam layer. Under the action of a pair of forces of two flows, since the nozzles 9 are located along the diameter of the ring 8, the pulp acquires a rotational movement inside the ring. After unwinding the pulp, its coarse fraction, moving under the action of centrifugal forces along the conical surface of the outer wall 10 of the ring 8, is discharged in a condensed form from the ring through a slit-like outlet 11 located in its lower part, directly onto the slit-like screening surface 5 with a section of slots 6 increasing from the axis of the flotation chamber 1, where there is a dispersal of particles over the area and between each other. The remaining fine-grained fraction of the pulp together with its liquid phase is discharged from the hollow ring 8 through the annular passage 14 shielded from above and from the side by an annular peak 13 and enters the device 15 for loading the fine-grained pulp. There, in a dispersed form, a fine-grained pulp introduced into the machine through an inlet pipe 39 enters from the annular receiving chamber 38 through the annular passage 40. From the device 15, the fine-grained pulp through the tube-shaped mixer 17 made in the form of an ejector enters the chamber 1. In the flotation chamber 1, air-fluid mixture with finely dispersed air, and on its surface a foam layer forms, which overflows into the foam collection trench 3.

Тонкую и сверхтонкую диспергацию воздуха в пульпе осуществляют следующим образом. При продавливании напорной воды с растворенным в ней воздухом через осевое отверстие 31 входной 29 и выходной 30 втулок пневмогидравлического аэратора 20 в участке 32 осевого отверстия 31 втулки 30 за счет высокоскоростной струи жидкости создается эжектирующий эффект, отсасывающий воздух из объема его участка 32 большего диаметра. Одновременно в участок 32 через тангенциальные проходы 33, кольцевую канавку 35, отверстие 36 в корпусе 24, штуцер 26 и гибкий рукав 28 поступает сжатый воздух, который компенсирует его убыль из этого участка при струйном эжектировании. В результате на выходе из сопла пневмогидравлического аэратора 20 формируется высокоскоростная струя воды с тонкодиспергированным в ней воздухом. Тонкой его диспергации способствует тангенциальный ввод сжатого воздуха в участок 32 большего диаметра, создающий в нем высокоскоростной воздушный вихрь, через центр которого проходит высокоскоростная струя воды. Выходящая с большой скоростью из сопла пневмогидравлического аэратора 20 струя аэрированной жидкости высокого давления поступает в приспособление 15 для загрузки мелкозернистой пульпы, где пульпа находится при атмосферном давлении. При резком сбросе давления газовая и воздушная фаза выделяется из аэрированной жидкости в виде сверхтонких пузырьков и насыщает ими флотационную пульпу. Скоростная струя высокого давления увлекает за собой мелкозернистую пульпу, поступающую в приспособление 15 из кольцевого выхода 14 приспособления 7, дополнительно эжектируя и диспергируя при этом атмосферный воздух. Thin and ultrafine dispersion of air in the pulp is as follows. When forcing pressure water with air dissolved in it through the axial hole 31 of the inlet 29 and output 30 of the pneumatic-hydraulic aerator 20 bushings in the portion 32 of the axial hole 31 of the sleeve 30 due to the high-speed jet of liquid, an ejection effect is created that draws air from the volume of its larger portion 32. At the same time, compressed air enters the portion 32 through the tangential passages 33, the annular groove 35, the hole 36 in the housing 24, the nozzle 26, and the flexible sleeve 28, which compensates for its loss from this portion during jet ejection. As a result, at the exit of the nozzle of the pneumohydraulic aerator 20, a high-speed jet of water with finely dispersed air is formed in it. Its thin dispersion is facilitated by the tangential introduction of compressed air into the larger diameter portion 32, creating a high-speed air vortex in it, through the center of which a high-speed water jet passes. The high-pressure aerated liquid jet exiting from the nozzle of the pneumatic-hydraulic aerator 20 enters the device 15 for loading fine-grained pulp, where the pulp is at atmospheric pressure. With a sharp pressure drop, the gas and air phases are released from the aerated liquid in the form of ultrathin bubbles and saturate the flotation pulp with them. A high-pressure high-velocity jet carries with it a fine-grained pulp entering the device 15 from the annular outlet 14 of the device 7, additionally ejecting and dispersing atmospheric air.

В цилиндре 16 приспособления 15 происходят смешение потоков и выравнивание их скоростей, после чего объединенный поток направляется в диффузор трубообразного смесителя 17, где происходит преобразование его кинетической энергии в потенциальную энергию сжатого потока, который ударяет в параболический отражатель 22. Последний изменяет траекторию входящего потока аэрированной пульпы на обратную с формированием более рассредоточенной кольцевой его конфигурации при входе через кольцевой зазор 21 во флотационную камеру 1. При этом вектор скорости этого аэрированного потока пульпы совпадает с вектором архимедовых сил, что соответствует условиям флотации более крупных минеральных зерен полезного компонента из объема аэрированной пульпы. В трубообразном смесителе 17 наряду с интенсивной аэрацией вводимой пульпы происходит также весьма интенсивное ее перемешивание с тонко- и сверхтонкодиспергированными газовыми и воздушными пузырьками. После ввода такой аэрированной пульпы во флотационную камеру 1 в ней формируются оптимальная внутренняя аэрогидродинамика потоков жидкости, флотокомплексы с повышенной несущей способностью, а также направленное движение пенного слоя от места загрузки на него через щели 6 щелевидной просеивающей поверхности 5 крупнозернистой фракции питания до пеносборного желоба 3. 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 сфлотированными из объема пульпы частицами в пеносборный желоб 3, откуда выгружаются через патрубок 4 для вывода пенного продукта. Гидрофильные частицы пустой порода проходят сквозь пену в объем флотационной камеры 1, опускаются на наклонные стенки камеры 1, скользят по ним вниз и попадают в зону восходящего потока аэрированной пульпы, выходящей из кольцевого зазора 21. Этот поток захватывает пульпу из камеры, формируя внутрикамерную ее циркуляцию, которая обеспечивает возможность повторного извлечения частиц полезного компонента, случайно выпавших из пенного слоя, не достигнув пеносборного желоба 3. Конфигурация флотационной камеры 1, выполненной в виде расширяющегося вверх конусообразного сосуда с раструбом в верхней своей части, способствует внутрикамерной циркуляции. Частицы полезного компонента флотируются в потоке аэрированной пульпы и поступают в движущийся к пеносборному желобу 3 пенный слой. Частицы пустой породы оседают по стенке флотационной камеры 1 и выгружаются из машины через патрубок 2. In the cylinder 16 of the device 15, flows are mixed and their velocities are equalized, after which the combined stream is directed to the diffuser of the tube-shaped mixer 17, where its kinetic energy is converted into the potential energy of the compressed stream, which strikes the parabolic reflector 22. The latter changes the path of the incoming stream of the aerated pulp to the opposite with the formation of a more dispersed annular configuration at the entrance through the annular gap 21 into the flotation chamber 1. Moreover, the vector will soon The content of this aerated pulp stream coincides with the vector of Archimedean forces, which corresponds to the flotation conditions of larger mineral grains of the useful component from the volume of aerated pulp. In the tube-shaped mixer 17, along with intensive aeration of the introduced pulp, its very intensive mixing with finely and ultrafine dispersed gas and air bubbles also takes place. After such aerated pulp is introduced into flotation chamber 1, optimal internal aerohydrodynamics of fluid flows, flotation complexes with increased bearing capacity, as well as directed movement of the foam layer from the loading point through it through slots 6 of the slit-like screening surface 5 of the coarse-grained feed fraction to the foam collecting gutter 3 are formed in it. 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 the particles flotted from the volume of the pulp into the foam collecting trough 3, from where they are discharged through the pipe 4 to withdraw the foam product. Hydrophilic waste rock particles pass through the foam into the volume of the flotation chamber 1, fall onto the inclined walls of the chamber 1, slide down them and fall into the upward flow zone of the aerated pulp leaving the annular gap 21. This flow captures the pulp from the chamber, forming its intracameral circulation , which provides the possibility of re-extraction of particles of a useful component that accidentally fell out of the foam layer, without reaching the foam collecting trough 3. The configuration of the flotation chamber 1, made in the form of expanding pivoting up a conical vessel with a bell in its upper part, it promotes intracameral circulation. Particles of the useful component are floated in the stream of aerated pulp and enter the 3 foam layer moving towards the foam collecting chute. Particles of waste rock settle on the wall of the flotation chamber 1 and are discharged from the machine through the pipe 2.

Подача в пневмогидравлические аэраторы оборотных вод, полученных от обезвоживания пенного продукта совместно с маслообразными реагентами и ПАВ, и насыщение их при высоком давлении сжатым воздухом способствуют наиболее тонкому диспергированию и стабилизации газовых и воздушных пузырьков в момент их выделения из аэрированной жидкости и при диспергировании воздуха. На выходе из пневмогидравлических аэраторов часть реагентов переходит с поверхности пузырьков на гидрофобную поверхность частиц полезного компонента и 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. Использование водной фазы в качестве напорной воды с растворенным в ней воздухом при пневмогидравлической аэрации обеспечивает интенсивное насыщение пульпы мельчайшими газовыми пузырьками, необходимыми для быстрого и надежного их закрепления на гидрофобной поверхности извлекаемых частиц, а также интенсифицирует адсорбционные процессы во флотационной пульпе, что в условиях повышенной коалесценции пузырьков, уже закрепившихся на поверхности этих частиц, и формирования в результате этого флотокомплексов с повышенной несущей способностью повышает технологические показатели флотационного процесса. The supply to the pneumohydraulic aerators of circulating water obtained from the dehydration of the foam product together with oily reagents and surfactants, and their saturation at high pressure with compressed air, contribute to the finest dispersion and stabilization of gas and air bubbles at the time of their separation from the aerated liquid and when the air disperses. At the outlet of the pneumohydraulic aerators, part of the reagents passes from the surface of the bubbles to the hydrophobic surface of the particles of the useful component and 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 depleted chamber product enters the flotation process during pulping of enriched products surfactants 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. The use of the aqueous phase as pressurized water with air dissolved in it during pneumohydraulic aeration provides intensive saturation of the pulp with the smallest gas bubbles necessary for their fast and reliable fixation on the hydrophobic surface of the extracted particles, and also intensifies the adsorption processes in the flotation pulp, which in conditions of increased coalescence bubbles, already fixed on the surface of these particles, and the formation of flotation complexes with an increased bearing capacity as a result of this osty increases the technological parameters of the flotation process.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет за счет улучшения условий для формирования флотокомплексов с повышенной несущей способностью повысить технологические показатели процесса. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype allows by improving the conditions for the formation of flotation complexes with high load-bearing ability to increase the technological parameters of the process.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1426638, кл. B 03 1/02, 1986, бюл. 1993, N 36.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR N 1426638, cl. B 03 1/02, 1986, bull. 1993, N 36.

2. Патент Российской Федерации N 2002512, кл. B 03 1/0, B 7/00, 1991, бюл. 1993, N 41-42, 15.11.93. 2. Patent of the Russian Federation N 2002512, cl. B 03 1/0, B 7/00, 1991, bull. 1993, N 41-42, 11/15/93.

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 eagentami and preparation of the foam layer is performed using a fluid aeration in which the pressure in the water pre-compressed air is introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid phase is used as the pressure water from the dehydration of the foam product to produce a fine-dispersed gas-air mixture with ultrathin gas bubbles and surface-active and oily substances after pneumohydraulic aeration.

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