RU2162372C1

RU2162372C1 - Flotation machine

Info

Publication number: RU2162372C1
Application number: RU99116238/03A
Authority: RU
Inventors: С.И. Черных; В.В. Коршунов; нов А.Д. Лукь; А.Д. Лукьянов; В.В. Жилин
Original assignee: ДОАО "Институт ГИНЦВЕТМЕТ"; ОАО "Ярославский горно-обогатительный комбинат"
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2001-01-27

Abstract

FIELD: mineral concentration by method of flotation, particularly, flotation devices applicable in coal, metallurgical and chemical industries. SUBSTANCE: flotation machine includes chamber with loading and unloading branch pipes, overflow lip and aerator secured to drive hollow shaft and consisting of rotating rotor inside immovable cylindrical stator having slots on its side surface. Rotor consists of a set of discs of equal diameters with blades attached to disc lower surfaces. Upper and middle discs have blades spiral in shape, and lower disc has curved blades. Middle and lower discs have intake holes located over circumference round hollow shaft and interconnected by branch pipes to form intake channels. In addition, installed on upper end of drive shaft is propeller type air forcing device. Branch pipe for intake of air to aerator has a slide gate. The flotation machine allows to increase efficiency by 5-10% due to considerable intensification of flotation process and reduced consumption by 0.2 kW/h per ton of ore. EFFECT: increased process efficiency and reduced power consumption. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых флотацией и может быть использовано в угольной, химической, металлургической промышленности при переработке руд цветных, благородных и черных металлов. The invention relates to the field of mineral processing by flotation and can be used in the coal, chemical, metallurgical industries in the processing of ores of non-ferrous, noble and ferrous metals.

Известна флотационная машина с полым валом, на котором установлен импеллер, выполненный в виде полых лопастей осевого действия с рядом отверстий на стороне всасывания - снизу лопастей (патент СССР N 249306, кл. B 03 D 1/16, 1966 г.). Known flotation machine with a hollow shaft, on which an impeller is mounted, made in the form of hollow axial-action blades with a number of holes on the suction side - from the bottom of the blades (USSR patent N 249306, class B 03 D 1/16, 1966).

Основным недостатком этой флотомашины является низкая производительность ее импеллера по всасываемому воздуху, что препятствует интенсификации процесса флотации, а увеличение оборотов импеллера для повышения количества всасываемого воздуха повышает энергозатраты и усиливает осевой насосный эффект аэратора, т. е. интенсифицирует циркуляцию пульпы во флотокамере, что ухудшает условия флотации (разрушается флотационный комплекс), а это ведет к снижению технологических показателей. The main disadvantage of this flotation machine is the low capacity of its impeller for intake air, which prevents the flotation process from intensifying, and increasing the speed of the impeller to increase the amount of intake air increases energy consumption and enhances the axial pumping effect of the aerator, i.e., it intensifies pulp circulation in the flotation chamber, which worsens the conditions flotation (the flotation complex is destroyed), and this leads to a decrease in technological indicators.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является флотационная машина, включающая камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэрационный блок, содержащий приводной пустотелый вал с укрепленным на нем устройством для аэрации пульпы (а. с. СССР N 900864, кл. B 03 D 1/14). Устройство для аэрации пульпы состоит из закрепленного на валу приспособления для создания направленных потоков пульпы, заключенное в диффузор, над которым неподвижно установлен диск, а между диском и диффузором также неподвижно расположен узел ввода воздуха, выполненный в виде кольца с внешней круговой щелью. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a flotation machine comprising a chamber with loading and unloading nozzles, an overflow threshold, an aeration unit containing a drive hollow shaft with a device for pulp aeration mounted on it (a.s. USSR No. 900864, CL B 03 D 1/14). The pulp aeration device consists of a device mounted on the shaft for creating directed pulp flows, enclosed in a diffuser, over which the disk is fixedly mounted, and an air inlet unit made in the form of a ring with an external circular gap is also fixed between the disk and the diffuser.

Основным недостатком известной машины является низкая эффективность процесса аэрации вследствие того, что не вся пульпа, выходящая из диффузора, поступает на диск, а следовательно, часть пульпы не контактирует с воздухом, что отрицательно сказывается на технологических показателях (пульпа, непроаэрированная с воздухом, не позволяет флотироваться ценным минералам). The main disadvantage of the known machine is the low efficiency of the aeration process due to the fact that not all pulp leaving the diffuser enters the disk, and therefore, part of the pulp does not come in contact with air, which negatively affects the technological parameters (pulp that is not aerated with air does not allow float valuable minerals).

Кроме того, аэрационный узел данной машины не обеспечивает требуемую диспергацию воздуха, а для подачи принудительного воздуха используется дополнительный источник (например, компрессор или воздуходувка), что увеличивает энергозатраты. In addition, the aeration unit of this machine does not provide the required dispersion of air, and an additional source (for example, a compressor or blower) is used to supply forced air, which increases energy costs.

Предлагаемая флотационная машина значительно интенсифицирует процесс флотации за счет увеличения степени аэрации пульпы, эффективной диспергации воздуха и активного перемешивания пульповоздушной смеси. The proposed flotation machine significantly intensifies the flotation process by increasing the degree of pulp aeration, effective dispersion of air and active mixing of the pulp-air mixture.

Указанный технический результат достигается тем, что в флотационной машине, включающей камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэрационный блок, содержащий приводной пустотелый вал с укрепленным на нем устройством для аэрации пульпы, по предлагаемому решению на верхнем конце приводного пустотелого вала дополнительно установлено пропеллерное воздухонагнетательное устройство, загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэрационный блок снабжен шиберной заслонкой, а устройство для аэрации пульпы включает цилиндрический статор с прорезями на боковой поверхности и ротор, состоящий из набора дисков равных диаметров с рабочими элементами, выполненными в виде криволинейных лопаток, закрепленных на размещенных одна под другой поверхностях дисков, при этом верхний и средний диски снабжены лопатками в форме спирали, а нижний диск снабжен дугообразно изогнутыми лопатками, кроме того, средний и нижний диски сообщаются каналами, проходящими через выполненные в них заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг пустотелого вала. The specified technical result is achieved in that in a flotation machine including a chamber with loading and unloading nozzles, an overflow threshold, an aeration unit containing a drive hollow shaft with a pulp aeration device mounted on it, according to the proposed solution, a propeller is additionally installed on the upper end of the drive hollow shaft an air discharge device, a loading nozzle for introducing air into the aeration unit is equipped with a slide gate, and the device for pulp aeration includes a cylindrical stator with slots on the side surface and a rotor, consisting of a set of disks of equal diameters with working elements made in the form of curved blades mounted on the surfaces of the disks placed one below the other, with the upper and middle disks provided with spiral-shaped vanes and the lower disk equipped with arcuate curved blades, in addition, the middle and lower discs are communicated by channels passing through the intake holes made in them, located around the circumference around the hollow shaft.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. The essence of the claimed invention is as follows.

Установка на загрузочном патрубке шиберной заслонки позволяет регулировать подачу воздуха для наиболее эффективной диспергации пульпы, а пропеллерное воздухонагнетательное устройство, установленное на валу, позволяет машине работать с постоянным числом оборотов. На практике по мере износа рабочих узлов и нарушении гидродинамики аэрационного узла за счет снижения всасывания воздуха для увеличения подачи воздуха увеличивают число оборотов вала. При этом наблюдается повышенная интенсивность перемешивания пульпы при относительно низкой ее аэрации, что отрицательно влияет на процесс флотации из-за появления фонтанов, разрушающих образование на поверхности пенного слоя. The installation of a slide gate valve on the loading nozzle allows you to adjust the air supply for the most effective dispersion of the pulp, and the propeller air blower installed on the shaft allows the machine to work with a constant speed. In practice, as the working units wear out and the hydrodynamics of the aeration unit break due to a decrease in air intake to increase air supply, the number of shaft revolutions increases. At the same time, an increased intensity of pulp mixing at a relatively low aeration is observed, which negatively affects the flotation process due to the appearance of fountains that destroy the formation of a foam layer on the surface.

Заявляемая конструкция аэратора обеспечивает высокоэффективное диспергирование воздуха и смешение его с обрабатываемой пульпой в результате создания трех интенсивных потоков, где средний поток создается выбрасыванием воздуха через полый вал с помощью пропеллерного нагнетательного устройства, а верхний и нижний потоки, окаймляющие поток воздуха, создаются собственно лопатками. Контакт воздуха с пульпой осуществляется на выходе с дисков, образовавшаяся пульповоздушная смесь смесь ударяется о решетку статора, где происходит дополнительное диспергирование. Весь объем пульпы проходит через аэратор, т.е. отсутствуют "мертвые зоны" (не проаэрированная пульпа). The inventive design of the aerator provides highly efficient dispersion of air and mixing it with the treated pulp as a result of creating three intense flows, where the average flow is generated by expelling air through the hollow shaft using a propeller discharge device, and the upper and lower flows bordering the air flow are created by the blades themselves. Air contact with the pulp is carried out at the outlet from the disks, the resulting pulp-air mixture, the mixture strikes the stator grating, where additional dispersion occurs. The entire volume of pulp passes through the aerator, i.e. there are no "dead zones" (non-aerated pulp).

Выполнение лопаток в виде спирали позволяет интенсивнее отбрасывать пульпу от центра к периферии диска, а лопатки нижнего диска, выполненные дугообразно изогнутыми, препятствуют осаждению и накоплению крупных песков в подымпеллерном пространстве и поддерживают их во взвешенном состоянии в объеме камеры. The implementation of the blades in the form of a spiral allows you to more intensively cast the pulp from the center to the periphery of the disk, and the blades of the lower disk, made curved arcuate, prevent the deposition and accumulation of large sands in the podpeller space and support them in suspension in the chamber volume.

В случае вынужденной или аварийной остановки флотомашины осадок слоя песка около нижнего диска образуется небольшим по высоте и рыхлым, легко распульповывается за счет дугообразных лопастей нижнего диска и быстро восстанавливается рабочий режим. In the event of a forced or emergency shutdown of the flotation machine, the sediment of the sand layer near the lower disk is formed small in height and friable, it is easy to pulp due to the arched blades of the lower disk and the operating mode is quickly restored.

Кроме того, криволинейные лопатки имеют большую обтекаемость и легко приводятся во вращение через приводной вал. In addition, curved blades have a large streamlining and are easily driven into rotation through the drive shaft.

На фиг. 1 показана флотационная машина, общий вид; на фиг. 2 ротор, вид в изометрии. In FIG. 1 shows a flotation machine, a general view; in FIG. 2 rotor, isometric view.

Флотационная машина включает камеру 1 с загрузочными и разгрузочными патрубками, привод 2, закрепленное на пустотелом валу пропеллерное воздухонагнетательное устройство 4, вращающийся ротор 5 внутри неподвижного цилиндрического статора 6, имеющего прорези на боковой поверхности. Ротор включает диски 7, 8 и 9 с лопатками, укрепленными на их нижних поверхностях, при этом диски 7 и 8 имеют лопатки спиралевидной формы 10, а диск 9 имеет лопатки дугообразно изогнутые 11. На дисках 8 и 9 выполнены заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг полого вала, которые соединяются патрубками, образуя каналы 12. Загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэрационный блок снабжен шиберной заслонкой 13. The flotation machine includes a chamber 1 with loading and unloading nozzles, a drive 2, a propeller air-blowing device 4 mounted on a hollow shaft, a rotating rotor 5 inside a stationary cylindrical stator 6, having slots on the side surface. The rotor includes disks 7, 8 and 9 with blades mounted on their lower surfaces, while the disks 7 and 8 have spiral-shaped blades 10, and the disk 9 has arched curved blades 11. On the disks 8 and 9, there are intake holes located around the circumference around the hollow shaft, which are connected by nozzles, forming channels 12. The loading nozzle for introducing air into the aeration unit is equipped with a slide gate 13.

Флотационная машина работает следующим образом. Flotation machine operates as follows.

При включении привода 2 вращается полый вал 3 с ротором 5. Воздух, проникающий через загрузочный патрубок, снабженный шиберной заслонкой 13, нагнетается с помощью пропеллерного устройства 4 через пустотелый вал 3 в ротор 5 и выбрасывается между его дисками 8 и 9. Дугообразно изогнутые лопатки 11 отбрасывают пульпу в направлении, близком к касательной диска 9. Через заборные каналы 12 пульпа засасывается снизу диска 9, создавая под ним восходящий поток, и поступает под диск 7 на спиралевидные лопатки 10, которые вытесняют ее в направлении, близком к касательной диска 7. На выходе с дисков пульпа контактирует с воздухом, насыщаясь тонкодисперсными пузырьками. Дополнительный эффект диспергации и перемешивания достигается при прохождении пульповоздушной смеси через решетку статора 6. When the drive 2 is turned on, the hollow shaft 3 rotates with the rotor 5. The air penetrating through the loading nozzle equipped with a slide gate 13 is pumped with the help of the propeller device 4 through the hollow shaft 3 into the rotor 5 and is ejected between its discs 8 and 9. Arc-shaped curved blades 11 discard the pulp in a direction close to the tangent of the disk 9. Through the intake channels 12, the pulp is sucked from the bottom of the disk 9, creating an upward flow under it, and enters under the disk 7 on the spiral-shaped blades 10, which displace it in a direction close to ka dyatelnogo disk 7. At the exit of the disks, the pulp is in contact with air, saturated with fine bubbles. An additional effect of dispersion and mixing is achieved when passing the pulp-air mixture through the grating of the stator 6.

Конструктивные особенности флотационной машины позволяют увеличить технологическую эффективность ее работы на 5 - 10%, снизить расход электроэнергии на 0,2 кВт/ч на 1 т руды, использовать ее для флотационного обогащения различных видов минерального сырья. The design features of the flotation machine allow to increase the technological efficiency of its work by 5 - 10%, to reduce the energy consumption by 0.2 kW / h per 1 ton of ore, to use it for flotation concentration of various types of mineral raw materials.

Claims

A flotation machine including a chamber with loading and unloading nozzles, an overflow threshold, an aeration unit containing a drive hollow shaft with a device for pulp aeration mounted on it, characterized in that an air-driven propeller device is additionally installed on the upper end of the drive shaft, and a loading nozzle for introducing air into the aeration unit is equipped with a slide gate, and the pulp aeration device includes a cylindrical stator with slots on the side surface and a rotor consisting of one of a set of disks of equal diameters with working elements made in the form of curved blades mounted on the surfaces of the disks placed one below the other, with the upper and middle disks provided with spiral-shaped vanes, and the lower disk with arcuate curved blades, the middle and lower disks communicate channels passing through the intake holes made in them, located around the circumference around the hollow shaft.