RU2250140C1

RU2250140C1 - Method of aeration of liquids

Info

Publication number: RU2250140C1
Application number: RU2004112499/03A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Казаков (RU); В.Д. Казаков; М.Ю. Толстой (RU); М.Ю. Толстой; В.В. Хан (RU); В.В. Хан; В.В. Кочержинский (RU); В.В. Кочержинский; А.В. Куртин (RU); А.В. Куртин; С.И. Кантарович (RU); С.И. Кантарович; А.В. Орлов (RU); А.В. Орлов; М.И. Паутов (RU); М.И. Паутов
Original assignee: Иркутский государственный технический университет (ГОУ ИрГТУ)
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-04-20

Abstract

FIELD: mining; pulp and paper industry and other industries; methods of aeration of liquids.

SUBSTANCE: the invention covers the methods of aeration of liquids and may be used for aeration of a pulp before a flotation, in particular, at preparation of circulating water for a flotation concentration of minerals, at processing the ore and nonmetallic raw material, and also for a floatation purification of industrial waste waters in pulp and paper industry and other branches of engineering. The method allows to increase a degree of aeration of a pulp. The method provides for feeding of a pulp and air into an aerator located in a container. Before feeding to an aerator the pulp under hydrostatic pressure is fed to filtration. The pulp is fed into an aerator having connecting pipes for feeding of a pulp and air, an exhaust nozzle and a partition with an aperture coaxial to the connecting pipe for feeding of the pulp and to the exhaust nozzle. The connecting pipe for feeding an air is located behind the partition on the course of the pulp movement and perpendicularly to the axis of the aperture in the partition. The distance between the partition and an inlet opening of the exhaust nozzle is equal to a diameter of the exhaust nozzle, and the length of an exhaust nozzle and the diameter of the opening in the partition are in the ratio to the diameter of the exhaust nozzle as from 3:1 up to 10:1.

EFFECT: the invention ensures an increased degree of aeration of a pulp.

2 dwg

Description

Изобретение относится к способам аэрации жидкости и может быть использовано для аэрации пульпы перед флотацией, в частности, при подготовке оборотной воды для флотационного обогащения полезных ископаемых, при переработке рудного и нерудного сырья, а также для дотационной очистки сточных вод, в целлюлозно-бумажной промышленности и других областях техники.The invention relates to methods of aeration of a liquid and can be used for aeration of pulp before flotation, in particular, in the preparation of recycled water for flotation concentration of minerals, in the processing of ore and non-metallic materials, as well as for subsidized wastewater treatment, in the pulp and paper industry and other areas of technology.

Известен способ аэрации пульпы перед флотацией, в котором аэрация пульпы осуществляется при помощи насоса и двух эжекторов [1].A known method of aeration of the pulp before flotation, in which aeration of the pulp is carried out using a pump and two ejectors [1].

Недостатком известного способа является невысокая степень извлечения флотируемого продукта, обусловленная низкой аэрированностью пульпы, вызванной расположением эжекторов вне камеры флотации.The disadvantage of this method is the low degree of extraction of the floated product, due to the low aeration of the pulp caused by the location of the ejectors outside the flotation chamber.

Наиболее близким к предложенному является способ аэрации пульпы перед флотацией, включающий подачу пульпы и воздуха в аэратор, расположенный в емкости, имеющей цилиндры с конусообразным торцом, направленным навстречу питанию. На первом цилиндре расположены отверстия в один ряд, на другом - в два ряда в шахматном порядке и меньшего диаметра, чем в первом. Пульпа, проходя через отверстия в цилиндрах, насыщается воздухом [2].Closest to the proposed one is a method of aeration of the pulp before flotation, including the supply of pulp and air to the aerator located in a container having cylinders with a conical end facing towards the feed. The first cylinder has openings in one row, on the other - in two rows in a checkerboard pattern and of smaller diameter than in the first. Pulp passing through holes in the cylinders is saturated with air [2].

Недостатком наиболее близкого аналога также является невысокая степень извлечения флотируемого продукта, обусловленная несовершенной конструкцией аппарата, в котором осуществляется аэрирование.The disadvantage of the closest analogue is also the low degree of extraction of the floated product, due to the imperfect design of the apparatus in which aeration is carried out.

Задачей изобретения является повышение степени извлечения флотируемого продукта.The objective of the invention is to increase the degree of extraction of the floated product.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении степени аэрирования пульпы.The technical result provided by the invention is to increase the degree of aeration of the pulp.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации пульпы перед флотацией, включающем подачу пульпы и воздуха в аэратор, расположенный в емкости, согласно изобретению перед подачей в аэратор пульпу под гидростатическим давлением подают на фильтрацию, при этом подачу пульпы осуществляют в аэратор, имеющий патрубки для подачи пульпы и воздуха, выпускную насадку и перегородку с отверстием, соосным патрубку для подачи пульпы и выпускной насадке, причем патрубок для подачи воздуха расположен после перегородки по ходу движения пульпы и перпендикулярно оси отверстия в перегородке, расстояние между перегородкой и входным отверстием выпускной насадки равно диаметру выпускной насадки, а отношение длины выпускной насадки и диаметра в перегородке к диаметру выпускной насадки равно от 3:1 до 10:1.The technical result is achieved by the fact that in the method of aeration of the pulp before flotation, including the supply of pulp and air to the aerator located in the container, according to the invention, before the pulp is fed to the aerator, the pulp under hydrostatic pressure is fed to the filtration, while the pulp is supplied to the aerator having nozzles for pulp and air supply, an exhaust nozzle and a partition with an opening coaxial to the pulp nozzle and an exhaust nozzle, the nozzle for air supply being located after the partition along the bullets py and perpendicular to the axis of the hole in the partition, the distance between the partition and the inlet of the outlet nozzle is equal to the diameter of the outlet nozzle, and the ratio of the length of the nozzle and the diameter in the partition to the diameter of the outlet nozzle is from 3: 1 to 10: 1.

Подача пульпы под гидростатическим давлением на фильтрацию перед подачей ее в аэратор позволяет удалить из нее большую часть труднофлотируемых крупных частиц, затрудняющих дальнейшее аэрирование пульпы.Submission of the pulp under hydrostatic pressure to the filtration before feeding it to the aerator allows you to remove from it most of the hard-floating large particles that impede further aeration of the pulp.

Подача пульпы в аэратор, имеющий патрубки для подачи пульпы и воздуха, выпускную насадку и перегородку с отверстием, соосным патрубкам для подачи пульпы и воздуха, позволяет эффективнее насыщать пульпу воздухом.The supply of pulp to the aerator, which has nozzles for supplying pulp and air, an outlet nozzle and a baffle with an opening, coaxial nozzles for supplying pulp and air, allows more efficient saturation of the pulp with air.

Расположение патрубка для подачи воздуха после перегородки по ходу движения пульпы и перпендикулярно оси отверстия в перегородке, выполнение расстояния между перегородкой и входным отверстием выпускной насадки равным диаметру выпускной насадки, и выполнение отношения длины выпускной насадки и диаметра отверстия в перегородке к диаметру выпускной насадки равным от 3:1 до 10:1 позволяет оптимизировать процесс аэрации и обеспечить высокую степень аэрации пульпы.The location of the nozzle for supplying air after the partition along the pulp and perpendicular to the axis of the hole in the partition, making the distance between the partition and the inlet of the outlet nozzle equal to the diameter of the outlet nozzle, and making the ratio of the length of the outlet nozzle and the diameter of the hole in the partition to the diameter of the outlet nozzle equal to 3 : 1 to 10: 1 allows you to optimize the aeration process and provide a high degree of pulp aeration.

Оптимизация конструктивных параметров аэратора позволяет потоку воздуха обжатием потока пульпы создать режим кавитации течения потока, который затем переходит в пленочно-диспергированный режим течения жидкости и воздуха в выпускной насадке. Данный режим течения позволяет дополнительно увеличить расход воздуха до образования в выпускной насадке скачка уплотнения, после прорыва которого скорость потока на выходе из выпускной насадки достигает сверхзвукового значения. Увеличение расхода воздуха при таком режиме потока позволит сохранить диаметр пузырьков воздуха флотационной крупности, что, в свою очередь, приведет к повышению извлечения при флотации.Optimization of the design parameters of the aerator allows the air stream to compress the pulp stream to create a cavitation mode of the flow stream, which then goes into a film-dispersed mode of flow of liquid and air in the exhaust nozzle. This flow mode allows you to further increase the air flow until a shock wave forms in the exhaust nozzle, after a breakthrough of which the flow velocity at the outlet of the exhaust nozzle reaches a supersonic value. An increase in air flow rate under this flow regime will allow maintaining the diameter of the air bubbles of flotation size, which, in turn, will lead to an increase in extraction during flotation.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана схема цепи аппаратов установки, в которой он осуществляется, на фиг.2 - продольный разрез аэратора.The method is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a circuit diagram of the apparatus of the installation in which it is carried out, in Fig.2 is a longitudinal section of an aerator.

Установка для осуществления способа включает приемную емкость 1 для исходной пульпы, блок фильтрации 2, аэратор 3, флотационную камеру 4.Installation for implementing the method includes a receiving tank 1 for the original pulp, a filtration unit 2, an aerator 3, a flotation chamber 4.

Аэратор включает корпус 5, имеющий патрубок для подачи пульпы 6, выпускную насадку 7, патрубок для подачи воздуха 8 и перегородку 9 с отверстием, соосным патрубку 6 и выпускной насадке 7. Расстояние Н между перегородкой 9 и входным отверстием выпускной насадки 7 равно диаметру d выпускной насадки, а длина L выпускной насадки и диаметр D отверстия в перегородке относятся к диаметру d выпускной насадки от 3:1 до 10:1.The aerator includes a housing 5 having a nozzle for feeding the pulp 6, an outlet nozzle 7, a nozzle for supplying air 8 and a partition 9 with an opening, a coaxial nozzle 6 and an outlet nozzle 7. The distance H between the partition 9 and the inlet of the outlet nozzle 7 is equal to the diameter d of the outlet nozzles, and the length L of the outlet nozzle and the diameter D of the hole in the partition refer to the diameter d of the outlet nozzle from 3: 1 to 10: 1.

Способ осуществляется следующим образом. Исходная пульпа поступает в приемную емкость 1, расположенную выше блока фильтрации 2. Часть загрязняющих примесей оседает в емкости 1 и удаляется. Оставшаяся пульпа под гидростатическим напором поступает в блок фильтрации 2, в котором удаляется большая часть труднофлотируемых крупных частиц, затрудняющих дальнейшее аэрирование пульпы. После блока фильтрации 2 осветленная пульпа самотеком поступает в аэратор 3, расположенный во флотационной камере 4. В аэраторе 3 пульпа через патрубок 6 для подачи пульпы поступает в корпус 5 и через отверстие в перегородке 9 в следующую часть корпуса 5, где поток пульпы обжимается потоком воздуха из патрубка 8 для подачи воздуха. Пульпа, обжатая воздухом, поступает в выпускную насадку 7, где происходит формирование пузырьков флотационной крупности. Пульповоздушная смесь выходит из аэратора и поступает во флотационную камеру 4, где происходит флотация с выделением флотируемого продукта в виде пены.The method is as follows. The original pulp enters the receiving tank 1, located above the filtration unit 2. Part of the contaminants settles in the tank 1 and is removed. The remaining pulp under hydrostatic pressure enters the filtration unit 2, in which most of the hard-to-float large particles that impede further pulp aeration are removed. After filtration unit 2, the clarified pulp flows by gravity into the aerator 3 located in the flotation chamber 4. In the aerator 3, the pulp through the nozzle 6 for feeding the pulp enters the housing 5 and through the hole in the partition 9 into the next part of the housing 5, where the pulp stream is crimped by an air stream from pipe 8 for air supply. The pulp, compressed by air, enters the exhaust nozzle 7, where the formation of bubbles of flotation size occurs. Pulp-air mixture leaves the aerator and enters the flotation chamber 4, where flotation occurs with the release of the floated product in the form of foam.

Способ позволяет достичь максимального соотношения объемов газ-жидкость при сохранении размеров пузырьков воздуха, необходимых для флотации, что обеспечивает высокое извлечение флотируемого продукта.The method allows to achieve the maximum ratio of gas-liquid volumes while maintaining the size of the air bubbles necessary for flotation, which ensures high recovery of the floated product.

Источники информации:Sources of information:

1. Авторское свидетельство СССР №971482, кл. B 03 D 1/14, опубл. 10.11.1982.1. USSR copyright certificate No. 971482, cl. B 03 D 1/14, publ. 11/10/1982.

2. Патент РФ №2152827, кл. B 03 D 1/14, опубл. 20.07.2000.2. RF patent No. 2152827, cl. B 03 D 1/14, publ. 07/20/2000.

Claims

The method of aeration of the pulp before flotation, including the supply of pulp and air to the aerator located in the tank, characterized in that before the pulp is fed to the aerator under hydrostatic pressure, it is filtered, and the pulp is fed to an aerator having nozzles for supplying pulp and air, an outlet nozzle and a partition with an opening coaxial to the pulp supply nozzle and an exhaust nozzle, the air nozzle being located after the partition along the pulp and perpendicular to the axis of the hole in the block ke, the distance between the partition and the inlet of the discharge nozzle is the diameter of the outlet nozzle, and the ratio of the discharge nozzle length and diameter of the hole in the septum to the outlet nozzle diameter is from 3: 1 to 10: 1.