RU2150331C1 - Method of mineral flotation - Google Patents

Method of mineral flotation Download PDF

Info

Publication number
RU2150331C1
RU2150331C1 RU99100690A RU99100690A RU2150331C1 RU 2150331 C1 RU2150331 C1 RU 2150331C1 RU 99100690 A RU99100690 A RU 99100690A RU 99100690 A RU99100690 A RU 99100690A RU 2150331 C1 RU2150331 C1 RU 2150331C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bubble
pulp
flotation
vibrations
sound
Prior art date
Application number
RU99100690A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.А. Кондратьев
А.Ю. Колмагорова
Original Assignee
Институт горного дела СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт горного дела СО РАН filed Critical Институт горного дела СО РАН
Priority to RU99100690A priority Critical patent/RU2150331C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150331C1 publication Critical patent/RU2150331C1/en

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: mineral flotation. SUBSTANCE: method may be used in processing of metallic and nonmetalloferrous materials and treatment of industrial sewage water. The method includes conditioning of initial raw material in pulp with reagents, pulp aeration with flotation size bubbles, treatment of pulp with sound vibrations, flotation to obtain concentrate. Pulp is treated with pulses of sound vibrations with frequency band given in the invention description. Pulse duration of sound vibration is from 2 to 4 periods of bubble natural surface-mode waves. Increased selectivity in recovery of useful component and increased quality of obtained concentrate is due to engagement of wider range of bubble sizes in their sound vibration treatment discharge of flotated particles, barren rock from bubble surface. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к флотационному обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке рудного и нерудного сырья, очистке сточных вод промышленных предприятий. The invention relates to flotation concentration of minerals and can be used in the processing of ore and non-metallic raw materials, wastewater treatment of industrial enterprises.

Известен способ флотационного обогащения полезных ископаемых по а.с. СССР N 1554973, B 03 D 1/00, опубликованному 7.04.1990 г. A known method of flotation concentration of minerals by and.with. USSR N 1554973, B 03 D 1/00, published April 7, 1990

В известном способе воздействию звуковых колебаний подвергают объем пульпы, содержащей пузырьки газа. В результате обработки пульпы звуковыми колебаниями с частотой, равной частоте собственных радиально-сферических колебаний пузырьков, минеральные частицы быстрее закрепляются на поверхности пузырьков, что приводит к увеличению скорости минерализации поверхности пузырьков, а следовательно, и всего процесса флотации. Однако эта частота колебаний не совпадает с частотой собственных поверхностных колебаний пузырька и не может изменить форму пузырька, а вызывает лишь изменение его объема. Изменение только объема пузырька не позволит освободиться от частиц пустой породы, тогда как при изменении формы пузырька на его поверхности образуются стоячие волны, пузырек приобретает огранку. Частицы пустой породы при определенных условиях не могут удержаться на колеблющейся поверхности пузырька. Сброс частиц пустой породы с поверхности пузырька и сохранение контакта с частицами полезного минерала улучшает качество концентрата. In the known method, the volume of the pulp containing gas bubbles is exposed to sound vibrations. As a result of processing the pulp by sound vibrations with a frequency equal to the frequency of the intrinsic radial-spherical vibrations of the bubbles, mineral particles are faster fixed on the surface of the bubbles, which leads to an increase in the rate of mineralization of the surface of the bubbles, and therefore the entire flotation process. However, this frequency of oscillations does not coincide with the frequency of natural surface vibrations of the bubble and cannot change the shape of the bubble, but only causes a change in its volume. Changing only the volume of the bubble will not allow you to get rid of particles of waste rock, while when the shape of the bubble changes, standing waves form on its surface, the bubble becomes faceted. Under certain conditions, gangue particles cannot stay on the oscillating surface of the bubble. The discharge of gangue particles from the surface of the bubble and maintaining contact with particles of a useful mineral improves the quality of the concentrate.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является способ флотационного обогащения полезных ископаемых по патенту РФ N 2038856, B 03 D 1/00, 1/02, опубликованному 10.07.1995 г. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed solution is the flotation method of mineral processing according to the patent of the Russian Federation N 2038856, B 03 D 1/00, 1/02, published July 10, 1995.

В известном способе, включающем кондиционирование исходного сырья с реагентами, аэрацию пульпы пузырьками газа обычной флотационной крупности, обработку пульпы звуковыми колебаниями, флотацию и получение концентрата, пульпу обрабатывают звуковыми колебаниями с частотой, равной частоте одной из первых гармоник поверхностных колебаний пузырьков, а интенсивность колебаний определяют по формуле

Figure 00000003

где c - скорость звука в обрабатываемой жидкости, м/с;
A - амплитуда колебаний излучателя, м;
σ - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;
φ - коэффициент объемного газосодержания;
R - радиус преобладающих в газожидкостной смеси пузырьков, м;
n - номер гармоники поверхностных колебаний пузырьков, n = 2,3,4-10.In the known method, including conditioning the feedstock with reagents, aeration of the pulp with gas bubbles of conventional flotation size, processing the pulp with sound vibrations, flotation and concentrate production, the pulp is treated with sound vibrations with a frequency equal to the frequency of one of the first harmonics of the surface vibrations of the bubbles, and the vibration intensity is determined according to the formula
Figure 00000003

where c is the speed of sound in the treated fluid, m / s;
A is the oscillation amplitude of the emitter, m;
σ is the coefficient of surface tension, N / m;
φ is the coefficient of volumetric gas content;
R is the radius of the bubbles prevailing in the gas-liquid mixture, m;
n is the harmonic number of the surface vibrations of the bubbles, n = 2,3,4-10.

Известный способ обеспечивает измельчение пузырьков, что увеличивает скорость флотации. The known method provides grinding bubbles, which increases the speed of flotation.

К недостаткам данного способа следует отнести то, что звуковые колебания подают на одной частоте, и в процессе флотационного обогащения воздействуют на пузырьки узкого интервала размеров. Пузырьки других размеров, частота собственных колебаний которых отличается от частоты подаваемых звуковых колебаний, в значительно меньшей степени подвергаются дроблению. The disadvantages of this method include the fact that sound vibrations are fed at the same frequency, and in the process of flotation enrichment act on the bubbles of a narrow size range. Bubbles of other sizes, the frequency of natural vibrations of which differs from the frequency of the supplied sound vibrations, are much less crushed.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение селективности извлечения полезного компонента и получение более качественного концентрата за счет задействования более широкого интервала размеров пузырьков при их звуковой обработке и сброса сфлотированных частиц пустой породы с поверхности пузырька. The technical problem solved by the invention is to increase the selectivity of the extraction of the useful component and to obtain a better concentrate due to the use of a wider range of bubble sizes during their sound processing and discharge of flotted gangue particles from the surface of the bubble.

Поставленная задача достигается тем, что в способе флотационного обогащения полезных ископаемых, включающем кондиционирование исходного сырья в пульпе с реагентами, аэрацию пульпы пузырьками газа флотационной крупности, обработку пульпы звуковыми колебаниями, флотацию и получение концентрата, согласно изобретению пульпу обрабатывают импульсами звуковых колебаний в диапазоне частот от

Figure 00000004

до
Figure 00000005

где fmin - минимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
σ - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;
ρ - плотность жидкости, кг/м3;
Rmax - максимальный радиус пузырька, м;
n - номер гармоники поверхностных колебаний пузырька, n = 2, 3, 4;
fmax - максимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
Rmin - минимальный радиус пузырька, м, при этом продолжительность каждого импульса звуковых колебаний составляет от 2 до 4 периодов собственных поверхностных колебаний пузырька.The problem is achieved in that in the method of flotation concentration of minerals, including conditioning the feedstock in a pulp with reagents, aeration of the pulp with gas bubbles of flotation size, processing the pulp with sound vibrations, flotation and concentrate production, according to the invention, the pulp is treated with sound vibrations in the frequency range from
Figure 00000004

before
Figure 00000005

where f min is the minimum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
σ is the coefficient of surface tension, N / m;
ρ is the density of the liquid, kg / m 3 ;
R max - the maximum radius of the bubble, m;
n is the harmonic number of the surface vibrations of the bubble, n = 2, 3, 4;
f max - the maximum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
R min - the minimum radius of the bubble, m, while the duration of each pulse of sound vibrations is from 2 to 4 periods of intrinsic surface vibrations of the bubble.

Обработка пульпы в интервале частот от fmin до fmax при выбранной длительности импульса расширяет интервал размеров пузырьков, участвующих в интенсификации процесса флотации и приводит к сбросу частиц пустой породы с колеблющейся поверхности пузырька. Это повышает селективность извлечения полезного компонента и обеспечивает получение более качественного концентрата.Processing the pulp in the frequency range from f min to f max for a selected pulse duration extends the range of bubble sizes involved in the intensification of the flotation process and leads to the discharge of waste rock particles from the vibrating surface of the bubble. This increases the selectivity of the recovery of the useful component and provides a better concentrate.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежом, на котором изображена схема установки для реализации предлагаемого способа флотационного обогащения полезных ископаемых. Она состоит из корпуса 1 с крышкой 2, внутрь которого помещены излучатели 3 звуковых колебаний, соединенные токоподводящей шиной 4 с фильтрами 5 частот, широкополосного генератора 6 звуковых импульсов и преобразователей 7 электрических колебаний в механические. The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and a drawing, which shows a diagram of an installation for implementing the proposed method of flotation concentration of minerals. It consists of a housing 1 with a cover 2, inside of which are placed emitters 3 of sound vibrations connected by a current-carrying bus 4 with filters of 5 frequencies, a broadband generator 6 of sound pulses and converters 7 of electrical vibrations into mechanical ones.

Способ реализуют следующим образом. Исходное сырье кондиционируют с реагентами, проводят аэрацию пульпы пузырьками газа обычной для механических машин флотационной крупности от Rmin = 0,2 мм до Rmax = 1,5 мм. При этом в камере происходит процесс минерализации пузырьков и вынос минеральной нагрузки в пенный слой, то есть флотация.The method is implemented as follows. The feedstock is conditioned with reagents, aeration of the pulp is carried out with gas bubbles of flotation size conventional for mechanical machines from R min = 0.2 mm to R max = 1.5 mm. At the same time, the process of bubble mineralization and the removal of the mineral load into the foam layer, i.e. flotation, takes place in the chamber.

В процессе флотации от широкополосного генератора 6 подают звуковые импульсы через фильтры 5 частот в пульпу. При этом частоты колебаний подаваемых импульсов совпадают с частотами собственных поверхностных колебаний пузырьков и находятся в диапазоне от

Figure 00000006

до
Figure 00000007

где fmin - минимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
σ - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;
ρ - плотность жидкости, кг/м3;
Rmax - максимальный радиус пузырька, м;
n - номер гармоники поверхностных колебаний пузырька, n = 2, 3, 4;
fmax - максимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
Rmin - минимальный радиус пузырька, м.In the process of flotation from the broadband generator 6, sound pulses are fed through frequency filters 5 to the pulp. In this case, the vibration frequencies of the supplied pulses coincide with the frequencies of the natural surface vibrations of the bubbles and are in the range from
Figure 00000006

before
Figure 00000007

where f min is the minimum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
σ is the coefficient of surface tension, N / m;
ρ is the density of the liquid, kg / m 3 ;
R max - the maximum radius of the bubble, m;
n is the harmonic number of the surface vibrations of the bubble, n = 2, 3, 4;
f max - the maximum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
R min - the minimum radius of the bubble, m

При частоте подаваемых импульсов fmin = 79 Гц и номере гармоники n = 2 задействуют пузырьки больших размеров с радиусом Rmax = 1,5 мм. При этом сила прилипания частиц пустой породы к пузырьку оказывается меньше силы отрыва, и пузырек освобождается от частиц пустой породы. При частоте подаваемых колебаний fmax = 10247 Гц и номере гармоники n = 2 задействуют пузырьки малых размеров с радиусом Rmin = 0,2 мм. Таким образом, при диапазоне частот от fmin = 79 Гц до fmax = 10247 Гц обрабатывают пузырьки обычной для механических машин флотационной крупности с радиусом от Rmin = 0,2 мм до Rmax = 1,5 мм. В результате подавляющее большинство пузырьков, образующихся в камере флотомашины, участвует в процессе селективной минерализации. Пузырьки с радиусом менее 0,2 мм и более 1,5 мм встречаются в камере механической флотомашины в очень малом количестве и не оказывают заметного влияния на флотационный процесс. Поэтому обработка звуковыми колебаниями таких пузырьков нецелесообразна.When the frequency of the supplied pulses f min = 79 Hz and the harmonic number n = 2, large bubbles with a radius R max = 1.5 mm are used. In this case, the sticking force of the gangue particles to the bubble is less than the separation force, and the bubble is freed from the gangue particles. When the frequency of the supplied oscillations f max = 10247 Hz and the harmonic number n = 2, small bubbles with a radius R min = 0.2 mm are used. Thus, in the frequency range from f min = 79 Hz to f max = 10247 Hz, the bubbles of flotation size conventional for mechanical machines with a radius from R min = 0.2 mm to R max = 1.5 mm are processed. As a result, the vast majority of bubbles formed in the chamber of the flotation machine are involved in the process of selective mineralization. Bubbles with a radius of less than 0.2 mm and more than 1.5 mm are found in the chamber of a mechanical flotation machine in a very small amount and do not significantly affect the flotation process. Therefore, the processing of sound vibrations of such bubbles is impractical.

В конструкциях камер других флотомашин диапазон размеров пузырьков может быть другим и, следовательно, диапазон частот подаваемых импульсов будет другим. In the designs of the chambers of other flotation machines, the range of bubble sizes may be different and, therefore, the frequency range of the supplied pulses will be different.

При длительности каждого импульса, равной 2 и более периодов собственных поверхностных колебаний пузырька, на его поверхности образуется стоячая волна, пузырек приобретает огранку, форма которой зависит от номера гармоники. Поверхность пузырька начинает колебаться, в результате чего происходит сброс прикрепившихся к пузырьку частиц пустой породы. В то же время сброса частиц полезного компонента не происходит, поскольку сила прилипания частиц к пузырьку, характеризуемая краевым углом смачивания, различна для этих веществ. With a duration of each pulse equal to 2 or more periods of natural surface vibrations of the bubble, a standing wave forms on its surface, the bubble acquires a faceting, the shape of which depends on the harmonic number. The surface of the bubble begins to oscillate, resulting in the discharge of particles of gangue attached to the bubble. At the same time, the release of particles of the useful component does not occur, since the adhesion force of the particles to the bubble, characterized by the contact angle, is different for these substances.

Если длительность подаваемого импульса составляет один и менее периода собственных поверхностных колебаний пузырька, то происходит образование стоячей волны с малой амплитудой, то есть резонансного роста амплитуды при этом не происходит. При такой амплитуде сброса частиц пустой породы с поверхности пузырька не происходит. If the duration of the supplied pulse is one or less of the period of natural surface vibrations of the bubble, then a standing wave with a small amplitude is formed, that is, there is no resonant increase in amplitude. With such an amplitude, there is no discharge of gangue particles from the surface of the bubble.

Если длительность подаваемого импульса звуковых колебаний составит 5 и более периодов собственных поверхностных колебаний пузырька, то время обработки пульпы импульсами в диапазоне частот от fmin до fmax значительно увеличивается. Это может привести к тому, что пузырьки не всех размеров, находящиеся в объеме пульпы у излучателей, будут обрабатываться, так как объем пульпы у излучателей постоянно обновляется. В результате часть пузырьков окажется неозвученной. Это, в свою очередь, приводит к нарушению селекции процесса.If the duration of the supplied pulse of sound vibrations is 5 or more periods of intrinsic surface vibrations of the bubble, then the processing time of the pulp by pulses in the frequency range from f min to f max significantly increases. This can lead to the fact that bubbles of not all sizes located in the pulp volume of the emitters will be processed, since the pulp volume of the emitters is constantly updated. As a result, some of the bubbles will turn out to be unannounced. This, in turn, leads to a violation of the selection process.

Данный способ позволит улучшить качество концентрата и повысить селективность извлечения полезного компонента из пульпы. This method will improve the quality of the concentrate and increase the selectivity of extracting the useful component from the pulp.

Claims (1)

Способ флотационного обогащения полезных ископаемых, включающий кондиционирование исходного сырья в пульпе с реагентами, аэрацию пульпы пузырьками газа флотационной крупности, обработку пульпы звуковыми колебаниями, флотацию и получение концентрата, отличающийся тем, что пульпу обрабатывают импульсами звуковых колебаний в диапазоне частот от
Figure 00000008

до
Figure 00000009

где fmin - минимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
σ - - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;
ρ - плотность жидкости, кг/м3;
Rmax - максимальный радиус пузырька, м;
n - номер гармоники поверхностных колебаний пузырька, n = 2,3,4;
fmax - максимальная частота поверхностных колебаний пузырька, Гц;
Rmin - минимальный радиус пузырька, м,
при этом продолжительность каждого импульса звуковых колебаний составляет от 2 до 4 периодов собственных поверхностных колебаний пузырька.The flotation method of mineral processing, including conditioning the feedstock in a pulp with reagents, aeration of the pulp with gas bubbles of flotation size, processing the pulp with sound vibrations, flotation and concentrate production, characterized in that the pulp is treated with pulses of sound vibrations in the frequency range from
Figure 00000008

before
Figure 00000009

where f min is the minimum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
σ - is the surface tension coefficient, N / m;
ρ is the density of the liquid, kg / m 3 ;
R max - the maximum radius of the bubble, m;
n is the harmonic number of the surface vibrations of the bubble, n = 2,3,4;
f max - the maximum frequency of surface vibrations of the bubble, Hz;
R min - the minimum radius of the bubble, m,
the duration of each pulse of sound vibrations is from 2 to 4 periods of intrinsic surface vibrations of the bubble.
RU99100690A 1999-01-10 1999-01-10 Method of mineral flotation RU2150331C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99100690A RU2150331C1 (en) 1999-01-10 1999-01-10 Method of mineral flotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99100690A RU2150331C1 (en) 1999-01-10 1999-01-10 Method of mineral flotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150331C1 true RU2150331C1 (en) 2000-06-10

Family

ID=20214641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99100690A RU2150331C1 (en) 1999-01-10 1999-01-10 Method of mineral flotation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150331C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4741839A (en) Ultrasonic vibrator tray processes and apparatus
US5087379A (en) Ultrasonic vibrator tray processes
US4919807A (en) Ultrasonic vibrator tray apparatus
CA2213212C (en) Beneficiation of ore and coal with ultrasound
US5897772A (en) Multi-stage flotation column
US4659458A (en) Apparatus and method for froth flotation employing rotatably mounted spraying and skimming means
RU2150331C1 (en) Method of mineral flotation
Alp et al. Investigation of the processing of colemanite tailings by ultrasonic sound waves
FR2338745A1 (en) Granular minerals continuous purificn. - by subjecting a mixt. of water and a mineral to ultra-sonic waves
RU2236305C1 (en) Method of floatation concentration of minerals
Stoev et al. Vibroacoustic improvements of froth flotation
RU2167000C1 (en) Method for flotation of mineral resources
RU2307711C1 (en) Method for flotation concentration of minerals
RU2379118C1 (en) Different density particles flotation method and vibration flotation machine for its execution
RU2309801C1 (en) Method of floatation concentration of minerals
RU2254170C2 (en) Method of floatation separation of finely dispersed minerals and floatation machine for realization of this method
Tao et al. Enhanced fine coal beneficiation using ultrasonic energy
RU2243824C1 (en) Method of concentration of minerals
CN117597197A (en) Mineral processing method and system using ultrasonic waves for flotation froth
FI20030589A (en) Foam separation method and apparatus and use of a helical rotor mixer
UA121340C2 (en) METHOD OF DISPOSAL OF TECHNOGENIC WASTE AND TAILS
SU1144727A1 (en) Method of extracting cryolite from rare-metal raw material
JPH0728960Y2 (en) Floating solid-liquid separation device using underwater aeration device
SU1391711A1 (en) Method of washing loose materials
SU869819A1 (en) Vibration flotation machine