RU2207917C2

RU2207917C2 - Aeration unit of floatation machine

Info

Publication number: RU2207917C2
Application number: RU2001118512A
Authority: RU
Inventors: А.М. Гладышев
Original assignee: ОАО "Производственное объединение Усольмаш"
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: concentration of minerals by floatation method; metallurgy; mining, chemical and other industries. SUBSTANCE: proposed aeration unit has shaft on which two impellers are secured at different levels above bottom of machine and are mounted in stators. Stator of upper impeller is additionally provided with disperser made in form of two half-rings and two half-shells welded to them ; surface of half-shells is perforated in staggered order. Outer surface of stator of upper impeller is made in form of two half-shells which are fastened together; their surface is provided with two vertical rows of through holes, five holes in each row; holes are made between adjacent stiffeners of stator; stiffeners are made in form of rectangular plates secured between two rings. Lower impeller is made in form of disk provided with blades secured to it at right angle; blades have V-shaped form in cross section. EFFECT: enhanced efficiency of floatation process. 3 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to mineral processing by flotation, in particular to aeration devices, and can be used in metallurgical, mining, chemical and other industries.

Известен аэратор /1/, включающий полый вал с патрубками для подачи воздуха и установленный на валу полый усеченный конус с отверстием в нижнем основании и выступами и щелями, расположенными равномерно на боковой поверхности конуса у его нижнего основания за выступами, при этом высота щелей составляет не более 1/3 длины выступов. Щели аэратора расположены по образующим усеченного конуса и выполнены высотой не менее 1/6 высоты конуса. Суммарная площадь щелей составляет не менее 30% площади сечения выходного отверстия патрубка для подачи воздуха. Усеченный конус у нижнего основания выполнен с цилиндрической обечайкой. Выступы, за которыми расположены щели, выполнены с разновеликими пазами, расположенными выше щелей. На соседних выступах пазы расположены по высоте в шахматном порядке. Known aerator / 1 /, including a hollow shaft with nozzles for supplying air and mounted on the shaft of a hollow truncated cone with a hole in the lower base and protrusions and slots located evenly on the side surface of the cone at its lower base behind the protrusions, while the height of the slots is not more than 1/3 of the length of the protrusions. The aerator slots are arranged along the generators of the truncated cone and are made not less than 1/6 of the height of the cone. The total area of the slots is at least 30% of the cross-sectional area of the outlet of the nozzle for air supply. The truncated cone at the lower base is made with a cylindrical shell. The protrusions behind which the slots are located are made with different-sized grooves located above the slots. On adjacent ledges, the grooves are staggered in height.

Известен аэрационный узел /2/, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде усеченного полого конуса с выступами на боковой поверхности. Конус обращен меньшим основанием вниз. Импеллер связан с полым валом для подвода воздуха и содержит в верхней части диск с радиальными лопастями. Импеллер в верхней части содержит диск с центральным отверстием и радиальными лопастями. Known aeration node / 2 / containing placed inside the blade stator impeller, made in the form of a truncated hollow cone with protrusions on the side surface. The cone is facing down with a smaller base. The impeller is connected to the hollow shaft for air supply and contains in the upper part a disk with radial blades. The impeller in the upper part contains a disk with a central hole and radial blades.

Известен аэратор /3/, собранный из двух конических обечаек, широкие основания которых обращены навстречу друг другу и соединены фланцами. Общая ось обечаек вертикальна. Отношение высоты конусов к диаметру основания равно 1,5. Между фланцами зажата пористая перегородка из синтетики или металлокерамики. С целью предупреждения прогибов с обеих сторон на перегородку наложены армирующие сетки из нержавеющей проволоки с размером ячеек 0,6-2 мм. К вершине обращенного вниз конуса аэратора приварен осевой патрубок для ввода воздуха или другого газа под напором 0,15-0,25 МПа. В образующую верхней конической обечайки на расстоянии 25-35 мм от перегородки вварен тангенциальный штуцер для подачи исходной пульпы с добавлением флотореагента. Known aerator / 3 /, assembled from two conical shells, the wide bases of which are facing towards each other and are connected by flanges. The common axis of the shells is vertical. The ratio of the height of the cones to the diameter of the base is 1.5. A porous partition made of synthetics or cermets is sandwiched between the flanges. In order to prevent deflections on both sides, reinforcing mesh made of stainless wire with a mesh size of 0.6-2 mm was applied to the partition. An axial nozzle is welded to the top of the aerator cone down to introduce air or other gas under a pressure of 0.15-0.25 MPa. A tangential fitting is welded into the generatrix of the upper conical shell at a distance of 25-35 mm from the partition to supply the original pulp with the addition of a flotation reagent.

Ближайшим аналогом является аэрационный узел /4/ флотационной машины "Денвер-М" (США), содержащий смонтированные на валу два импеллера. Нижний импеллер имеет большой диаметр и расположен на глубине 800 мм, а второй на глубине 1200 мм от верха камеры. Аэрация пульпы обеспечивается засасыванием воздуха из атмосферы или подачей от воздуходувки через центральную трубу в зону верхнего импеллера. Пульповоздушная смесь, выбрасываемая центробежным импеллером, частично увлекается осевым импеллером вниз, тем самым в нижней части флотационной камеры обеспечивается перемешивание и аэрация пульпы. Блок импеллера машины крепится к опорной раме на четырех болтах. The closest analogue is the aeration unit / 4 / of the Denver-M flotation machine (USA), which contains two impellers mounted on the shaft. The lower impeller has a large diameter and is located at a depth of 800 mm, and the second at a depth of 1200 mm from the top of the chamber. Aeration of the pulp is provided by suction of air from the atmosphere or from the blower through a central pipe into the zone of the upper impeller. The pulp-air mixture emitted by the centrifugal impeller is partially carried away by the axial impeller downward, thereby mixing and aeration of the pulp is provided in the lower part of the flotation chamber. The impeller unit of the machine is attached to the support frame with four bolts.

Недостатком известных устройств является то, что при таком исполнении аэрационного узла не обеспечивается высокая производительность по диспергации воздуха. A disadvantage of the known devices is that with such a design of the aeration unit, high air dispersion performance is not provided.

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэрационного узла флотационной машины, позволяющего повысить эффективность флотационного процесса. The task of the invention is the creation of an aeration unit of a flotation machine, which allows to increase the efficiency of the flotation process.

Поставленная задача решается тем, что в известном аэрационном узле, содержащем вал, на котором крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры, дополнительно к статору верхнего импеллера установлен диспергатор, выполненный в виде двух полуколец, соединенных между собой, и приваренных к ним двух полуобечаек, поверхность которых максимально перфорирована в шахматном порядке, причем наружная поверхность статора верхнего импеллера представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой, поверхность которых имеет два вертикальных ряда по пять сквозных отверстий, между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора, выполненными в виде пластин прямоугольной формы, закрепленных между двух колец, при этом нижний импеллер выполнен в виде диска с присоединенными к нему под прямым углом лопатками, имеющими в поперечном сечении V-образную форму. The problem is solved in that in the known aeration unit containing a shaft on which two impellers are mounted at different levels from the bottom of the machine, installed in the stators, in addition to the stator of the upper impeller, a disperser is installed, made in the form of two half rings interconnected and welded to them are two half-shells, the surface of which is maximally perforated in a checkerboard pattern, and the outer surface of the stator of the upper impeller is two half-shells fastened together, the surface of Orykh has two vertical rows of five through holes, between each two adjacent stator stiffeners, made in the form of rectangular plates fixed between two rings, while the lower impeller is made in the form of a disk with vanes attached to it at right angles and having transverse V-shaped section.

Общая схема аэрационного узла показана на фиг.1, разрез А-А; на фиг.2 - вид сверху верхнего импеллера; на фиг.3 - разрез нижнего импеллера. The general scheme of the aeration unit is shown in Fig. 1, section AA; figure 2 is a top view of the upper impeller; figure 3 is a section of the lower impeller.

Аэрационный узел содержит верхний и нижний уровни диспергирования пульпы, установленные на воздухораспределительной трубе 1. The aeration unit contains the upper and lower levels of dispersion of the pulp mounted on the air distribution pipe 1.

В нижней части воздухораспределительной трубы установлен лопастной импеллер 2. Импеллер представляет собой диск, соединенный с воздухораспределительной трубой и присоединенные к нему радиально под прямым углом лопатки. В поперечном сечении лопатки имеют V-образную форму. Описанная боковая поверхность лопаток представляет собой усеченный эллиптический параболоид. Импеллер опущен в лопастной статор 3. Статор 3 представляет собой кольцо, к которому перпендикулярно радиально привариваются лопатки. In the lower part of the air distribution pipe, a blade impeller 2 is installed. The impeller is a disk connected to the air distribution pipe and blades attached radially at right angles to it. In cross section, the blades are V-shaped. The described lateral surface of the blades is a truncated elliptical paraboloid. The impeller is lowered into the blade stator 3. The stator 3 is a ring to which the blades are radially welded perpendicularly.

В средней части на воздухораспределительной трубе закреплен второй лопастной импеллер 4, находящийся в стакане перфорированного статора 5. Для увеличения диспергации имеется дополнительная насадка на статор - диспергатор 6. Вся конструкция защищена от абразивного и коррозионного износа. In the middle part, on the air distribution pipe, a second vane impeller 4 is fixed, which is located in the glass of the perforated stator 5. To increase dispersion, there is an additional nozzle on the stator - dispersant 6. The whole structure is protected from abrasive and corrosion wear.

Верхний импеллер 4 представляет собой гильзу. По наружной поверхности гильзы нарезаны пазы, в которых радиально крепятся лопатки. Статор 5 выполнен из двух колец, между которыми радиально закреплены ребра жесткости, представляющие собой пластины прямоугольной формы. Наружная поверхность статора представляет собой две полуобечайки, скрепленные между собой посредством болтового соединения. Поверхность полуобечайки имеет сквозные отверстия, распределенные между каждыми двумя соседними ребрами жесткости статора в строгом порядке: два вертикальных ряда по 5 отверстий. The upper impeller 4 is a sleeve. Grooves are cut along the outer surface of the liner, in which the blades are radially attached. The stator 5 is made of two rings, between which stiffeners are radially fixed, which are rectangular plates. The outer surface of the stator is two half-shells fastened together by means of a bolted connection. The half-shell surface has through holes distributed between each two adjacent stator stiffeners in a strict order: two vertical rows of 5 holes.

Следующей ступенью диспергации пульпы служит диспергатор 6. Он представляет собой два полукольца, соединенных между собой при помощи болтов и приваренных к ним двух полуобечаек, также крепящихся между собой при помощи болтового соединения. Поверхность полуобечаек максимально перфорирована в шахматном порядке. The next stage of pulp dispersion is dispersant 6. It consists of two half rings interconnected by bolts and two half shells welded to them, also fastened to each other by bolt connection. The surface of the half shells is maximally perforated in a checkerboard pattern.

Воздух подается в пульпу через центральное отверстие диска нижнего импеллера. Пульпа нижних слоев отбрасывается лопатками нижнего импеллера на лопатки статора, дополнительно при этом диспергируясь. Air is supplied to the pulp through the center hole of the lower impeller disk. The pulp of the lower layers is discarded by the blades of the lower impeller onto the stator blades, while further dispersing.

Аэрационный узел работает следующим образом. Aeration unit operates as follows.

При вращении воздухораспределительной трубы 1 с импеллером 2 в нижнем уровне пульпы происходит следующий процесс. Подающийся через полый вал воздух попадает на рабочие лопатки нижнего импеллера, диспергируется ими и отбрасывается на лопасти статора, где образуется пульповоздушная смесь. Воздух подается в пульпу через центральное отверстие диска импеллера. Пульпа нижних слоев отбрасывается лопатками импеллера на лопатки статора, дополнительно при этом диспергируясь. Полученная пульповоздушная смесь частично поднимается на поверхность, а частично попадает в зону верхнего импеллера. When rotating the air distribution pipe 1 with the impeller 2 in the lower pulp level, the following process occurs. The air supplied through the hollow shaft enters the working blades of the lower impeller, is dispersed by them and is thrown onto the stator blades, where a pulp-air mixture is formed. Air is supplied to the pulp through the central hole of the impeller disk. The pulp of the lower layers is discarded by the impeller blades on the stator blades, while further dispersing. The resulting slurry-air mixture partially rises to the surface, and partially falls into the zone of the upper impeller.

В зоне верхнего импеллера происходит следующее. In the area of the upper impeller, the following occurs.

При его вращении в межкольцевом пространстве статора образуется область пониженного давления, а у стенок статора область повышенного давления. Пульпа из средних слоев устремляется внутрь межкольцевого пространства между импеллером и статором. Лопатками импеллера пульпа разбрасывается на ребра статора, дополнительно диспергируется и просачивается вследствие избыточного давления у стенок отдельными струями через отверстия статора, а затем дополнительно диспергируется через отверстия диспергатора. When it is rotated, a region of reduced pressure is formed in the inter-annulus of the stator, and a region of increased pressure near the stator walls. The pulp from the middle layers rushes into the inter-ring space between the impeller and the stator. With the impeller’s blades, the pulp is scattered on the stator ribs, it is additionally dispersed and seeps due to excessive pressure at the walls with separate jets through the stator holes, and then it is additionally dispersed through the holes of the dispersant.

Аэрационный узел позволяет значительно повысить степень диспергации пульпы за счет значительного интенсифицирования процесса флотации. Aeration unit can significantly increase the degree of dispersion of the pulp due to the significant intensification of the flotation process.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Патент РФ 2158186, B 03 D 1/14, 2000 г.Sources of information taken into account:
1. RF patent 2158186, B 03 D 1/14, 2000

2. Патент РФ 2095153, B 03 D 1/14, 1993 г. 2. RF patent 2095153, B 03 D 1/14, 1993

3. Патент США 5341938, B 03 D 1/14, B 03 D 1/02, 1994 г. 3. US patent 5341938, B 03 D 1/14, B 03 D 1/02, 1994

4. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины М., из-во "Недра" 1972 г., с.62-63. 4. Meshcheryakov N.F. Flotation machines M., because of the "Nedra" 1972, S. 62-63.

Claims

Aeration unit containing a shaft on which two impellers are mounted at different levels from the bottom of the machine, installed in the stators, characterized in that in addition to the stator of the upper impeller a disperser is installed, made in the form of two half rings interconnected, and two half shells welded to them , the surface of which is maximally perforated in a checkerboard pattern, the outer surface of the stator of the upper impeller being two half-shells fastened together, the surface of which has two vertical a row of five through holes between each two adjacent stator stiffeners made in the form of rectangular plates fixed between two rings, while the lower impeller is made in the form of a disk with vanes attached to it at right angles and having a V-shape in cross section .