RU2457037C2 - Flotation machine - Google Patents

Flotation machine Download PDF

Info

Publication number
RU2457037C2
RU2457037C2 RU2010142073/03A RU2010142073A RU2457037C2 RU 2457037 C2 RU2457037 C2 RU 2457037C2 RU 2010142073/03 A RU2010142073/03 A RU 2010142073/03A RU 2010142073 A RU2010142073 A RU 2010142073A RU 2457037 C2 RU2457037 C2 RU 2457037C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flotation
chamber
pulp
machine
flotation machine
Prior art date
Application number
RU2010142073/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010142073A (en
Inventor
Альберт Спиридонович Шахматов (UZ)
Альберт Спиридонович Шахматов
Александр Юрьевич Лаутин (RU)
Александр Юрьевич Лаутин
Виктор Маркович Сапожников (RU)
Виктор Маркович Сапожников
Николай Васильевич Токарев (RU)
Николай Васильевич Токарев
Иван Васильевич Олефир (RU)
Иван Васильевич Олефир
Алексей Александрович Марунов (RU)
Алексей Александрович Марунов
Алексей Геннадьевич Семенов (RU)
Алексей Геннадьевич Семенов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Усольмаш" (ОАО "ПО "Усольмаш")
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 Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Усольмаш" (ОАО "ПО "Усольмаш") filed Critical Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Усольмаш" (ОАО "ПО "Усольмаш")
Priority to RU2010142073/03A priority Critical patent/RU2457037C2/en
Publication of RU2010142073A publication Critical patent/RU2010142073A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457037C2 publication Critical patent/RU2457037C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to flotation and may be used for separation of three-phase pulp in metallurgy and chemical industry, as well as treatment of effluents. Proposed machine comprises, at least, one flotation chamber defined by bottom, lengthwise walls and partitions with pulp overflow openings and furnished with pump aeration assembly, frost concentrate collection and discharge assembly arranged at flotation chamber top, as well as initial pulp feed assembly and flotation tailing discharge assembly arranged at flotation machine outlet end. Lengthwise walls are bent in, at least, one point. Note here that distance from machine lengthwise axis to band point exceeds 1/2 of flotation chamber depth. Note also that inclination of lengthwise walls to bottom varies from 5° to 45°; while flotation chamber has mouth arranged at its top in symmetry about machine lengthwise axis. Note also that mouth base width does not exceed flotation chamber depth while its height does not exceed 1/2 of chamber depth.
EFFECT: higher efficiency, quality and yield.
8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения методами флотации и может быть использовано при флотационном разделении трехфазных пульп в угольной, металлургической и химической отраслях промышленности, а также для очистки природных и сточных вод.The invention relates to the field of enrichment by flotation methods and can be used for flotation separation of three-phase pulps in the coal, metallurgical and chemical industries, as well as for the treatment of natural and waste waters.

В настоящее время в области обогащения методами флотации наблюдается тенденция наращивания производительности флотационных машин за счет, как правило, увеличения их габаритов. Это экстенсивный путь в модернизации обогатительного оборудования, так как связан с количественными, а не качественными изменениями в их конструкции: увеличением габаритов, в основном, глубины флотационной камеры, увеличением точек аэрации и т.п. Производительность флотомашины определяется, прежде всего, расходом пульпы в единицу времени: с повышением производительности флотомашины подача пульпы увеличивается, а значит необходимо адекватное увеличение объема аэрирующего воздуха для обеспечения оптимальной степени аэрации пульпы. Для обеспечения этого необходимо повышать мощность аэрирующего устройства и, как следствие, увеличивать глубину камеры флотации. Например, в камерных прямоточных импеллерных флотомашинах, получивших в настоящее время наибольшее распространение, с точки зрения аэрогидродинамики целесообразно поддерживать глубину флотационной камеры в пределах 0,6-1,2 м, но не более 1,5 м, при этом достигается максимальная аэрация пульпы с получением мелкодиспергированных пузырьков воздуха. Для обеспечения работоспособности известных высокопроизводительных машин потребовалось изменение глубины флотационной камеры, в отдельных машинах до 4÷5 м, что снижает эффективность работы флотомашины как в энергетическом и аэрогидродинамическом отношениях, так и в части полноты извлечения целевого продукта.Currently, in the field of enrichment by flotation methods, there is a tendency to increase the productivity of flotation machines due to, as a rule, an increase in their dimensions. This is an extensive way in the modernization of processing equipment, as it is associated with quantitative rather than qualitative changes in their design: an increase in overall dimensions, mainly the depth of the flotation chamber, an increase in aeration points, etc. The productivity of the flotation machine is determined, first of all, by the consumption of pulp per unit time: with an increase in the productivity of the flotation machine, the pulp supply increases, which means that an adequate increase in the volume of aeration air is necessary to ensure the optimal degree of aeration of the pulp. To ensure this, it is necessary to increase the power of the aeration device and, as a result, increase the depth of the flotation chamber. For example, in chamber direct-flow impeller flotation machines, which are currently the most widely used, from the point of view of aerohydrodynamics, it is advisable to maintain the depth of the flotation chamber within 0.6-1.2 m, but not more than 1.5 m, while achieving maximum pulp aeration with obtaining finely dispersed air bubbles. To ensure the operability of known high-performance machines, it was necessary to change the depth of the flotation chamber, in individual machines, to 4 ÷ 5 m, which reduces the efficiency of the flotation machine both in energy and aero-hydrodynamic relations, and in terms of the completeness of extraction of the target product.

В области совершенствования флотационных машин постоянно ведется активная изобретательская работа как в России, так и за рубежом.In the field of improving flotation machines, active inventive work is constantly being carried out both in Russia and abroad.

Так, известна флотационная машина по патенту RU №2162371 «Флотационная машина» (B03D 1/14, дата публикации - 27.01.2001 г., патентообладатель - ООО «Изготовление, внедрение, сервис»). Машина включает камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подвода воздуха. Камера дополнительно снабжена приспособлением для подачи пульпы. Приспособление расположено внутри камеры по ее периметру над статором. Приспособление для подачи пульпы снабжено входным патрубком, а на его поверхности, обращенной внутрь камеры, выполнены равномерно расположенные отверстия. Суммарная площадь отверстий не превышает площади сечения входного патрубка, а высота камеры не менее диаметра основания камеры или диаметра вписанной окружности при квадратном сечении камеры. По мнению авторов это позволяет увеличить вероятность встречи пузырька с минеральной частицей и способствует обрушению случайно захваченной пустой породы.So, the flotation machine according to patent RU No. 2162371 “Flotation machine” is known (B03D 1/14, publication date - January 27, 2001, patent holder - LLC “Production, implementation, service”). The machine includes a chamber, an aeration unit containing an impeller located inside the blade stator, connected to a hollow shaft for air supply. The camera is additionally equipped with a device for feeding pulp. The device is located inside the chamber along its perimeter above the stator. The pulp feed device is provided with an inlet pipe, and uniformly located holes are made on its surface facing the inside of the chamber. The total area of the holes does not exceed the cross-sectional area of the inlet pipe, and the height of the chamber is not less than the diameter of the base of the chamber or the diameter of the inscribed circle with a square section of the chamber. According to the authors, this allows you to increase the likelihood of a bubble meeting with a mineral particle and contributes to the collapse of accidentally captured gangue.

Основным недостатком данной машины является ее высота, соизмеримая или превышающая ширину камеры. Только при выполнении этого условия возможно обеспечение работоспособности машины, возможно наращивание ее производительности.The main disadvantage of this machine is its height, comparable or exceeding the width of the chamber. Only when this condition is met is it possible to ensure the operability of the machine, it is possible to increase its productivity.

К недостаткам также можно отнести то, что в камере создаются в основном радиальные (горизонтальные) потоки пульпы, а это затрудняет взвешивание крупных частиц, особенно по периферии.The disadvantages include the fact that mainly radial (horizontal) pulp flows are created in the chamber, and this makes it difficult to weigh large particles, especially around the periphery.

Также известен патент RU №22894479 «Флотационная машина для пенной сепарации Ячушко» (B03D 1/24, дата публикации - 20.12.2006 г., патентообладатель - Ячушко Эмерик Панкратьевич). Машина включает ванну с продольными желобами для пены, загрузочное устройство, аэролифт с вертикальными перегородками, расстояние между которыми равно 150 мм. Над аэролифтом расположен с зазором отражатель пульпы, разделяющий выходящую из аэролифта аэрированную пульпу на два потока, направляя их на пену во флотационные отделения. Ванна имеет загрузочное устройство и разгрузочный карман, соединенный с желобом для хвостов. Загрузочное устройство состоит из дуговых сит, разделяющих питание на два продукта: надрешетный, содержащий крупные частицы +0,5÷3 мм, и подрешетный, содержащий мелкие частицы, размером -0,5 мм. Надрешетный продукт поступает на пену в машину, а подрешетный продукт через прямоугольное отверстие поступает под пену в объем пульпы в ванне. Аэратор аэролифта расположен под днищем ванны и состоит из коротких вертикальных воздухоподающих трубок, расположенных по продольной оси аэролифта, соединенных с бобышками с внутренней резьбой. Трубки своими бобышками входят через отверстия в днище внутрь ванны на небольшую высоту, в них ввинчиваются сопла Лаваля. Зазор между бобышками и днищем ванны уплотняется. Воздухоподающие трубки соединяются с горизонтальной распределительной трубой, которая через воздухопровод соединяется с ресивером.Also known patent RU No. 22894479 "Flotation machine for foam separation Yachushko" (B03D 1/24, publication date - 12/20/2006, patent holder - Yachushko Emerik Pankratievich). The machine includes a bath with longitudinal foam gutters, a loading device, an airlift with vertical partitions, the distance between which is 150 mm. A slurry reflector is located above the airlift with a gap, which separates the aerated pulp emerging from the airlift into two streams, directing them to the foam in the flotation compartments. The bath has a loading device and an unloading pocket connected to the tail gutter. The loading device consists of arc sieves that divide the food into two products: oversize, containing large particles + 0.5 ÷ 3 mm, and sub-sieve, containing small particles, -0.5 mm in size. The under-sieve product enters the foam into the machine, and the under-sieve product through a rectangular hole enters under the foam into the volume of pulp in the bath. The airlift aerator is located under the bottom of the bath and consists of short vertical air supply tubes located along the longitudinal axis of the airlift connected to bosses with internal thread. Tubes with their bosses enter through the holes in the bottom into the bathtub to a small height, Laval nozzles are screwed into them. The gap between the bosses and the bottom of the bath is sealed. The air supply pipes are connected to a horizontal distribution pipe, which is connected to the receiver through an air pipe.

Автор данной машины ставит главную задачу - улучшить флотацию крупных классов, и достигает этого за счет повышения восходящих скоростей пульпы в камере, снабженной соплами Лаваля. Вызывает сомнение достижение оптимального аэродинамического режима флотации в потоках с высокой кинетической энергией. Также недостатками данной машины являются ее конструктивная сложность и энергозатратность, а также необходимость использования глубоких камер.The author of this machine sets the main task - to improve the flotation of large classes, and achieves this by increasing the ascending speeds of the pulp in a chamber equipped with Laval nozzles. It is doubtful the achievement of the optimal aerodynamic flotation regime in flows with high kinetic energy. Also, the disadvantages of this machine are its structural complexity and energy consumption, as well as the need to use deep cameras.

Также известен патент RU №2235603 «Флотационная пневматическая колонная машина» (B03D 1/24, дата публикации - 10.09.2004 г., патентообладатель - Бензель А.Ф.). Флотационная машина включает корпус, состоящий из верхней расширенной и нижней частей, питающий и два разгрузочных узла, диспергатор воздуха и пеносборник. В верхней части камеры установлены направляющие в двух уровнях. Направляющие первого уровня установлены под углом к диаметральной горизонтальной плоскости питающего узла и обеспечивают изменение гидродинамики пульповоздушной смеси. Направляющие второго уровня установлены выше направляющих первого уровня под углом к плоскости осевого диаметрального сечения колонны, что обеспечивает рассредоточение восходящей пульповоздушной струи и резкое снижение центробежной силы. Техническим результатом внедрения данной машины является повышение извлечения полезного компонента за счет извлечения грубых частиц и сростков крупнее 0,2 мм.Also known patent RU No. 2235603 "Flotation pneumatic column machine" (B03D 1/24, publication date - 09/10/2004, patent holder - Benzel AF). The flotation machine includes a casing consisting of the upper expanded and lower parts, the supply and two discharge units, an air disperser and a foam collector. At the top of the camera, rails are installed in two levels. The guides of the first level are installed at an angle to the diametrical horizontal plane of the supply unit and provide a change in the hydrodynamics of the pulp-air mixture. The guides of the second level are installed above the guides of the first level at an angle to the plane of the axial diametrical section of the column, which ensures the dispersal of the ascending pulp-air stream and a sharp decrease in centrifugal force. The technical result of the introduction of this machine is to increase the extraction of the useful component due to the extraction of coarse particles and aggregates larger than 0.2 mm.

Приведенная конструкция направлена на решение проблемы управления потоками пульпы принудительным изменением гидродинамики пульпы в зависимости от внутрикамерной зоны. Недостатком данной машины является конструктивная сложность выполнения направляющих узлов, предназначенных для управления гидродинамическим режимом работы машины, высокая степень износа направляющих в условиях высокоабразивной среды, а также низкая производительность машины.The above design is aimed at solving the problem of controlling pulp flows by forcibly changing the hydrodynamics of the pulp depending on the intracameral zone. The disadvantage of this machine is the structural complexity of the implementation of the guide nodes designed to control the hydrodynamic mode of operation of the machine, a high degree of wear of the guides in a highly abrasive environment, as well as low productivity of the machine.

Наиболее близким по технической сущности и наличию сходных признаков является техническое решение по патенту RU №2053028 «Флотационная машина» (B03D 1/14, дата публикации - 27.01.1996 г., патентообладатель - Мещеряков Николай Федорович). Данный патент выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).The closest in technical essence and the presence of similar features is the technical solution according to patent RU No. 2053028 “Flotation machine” (B03D 1/14, publication date - 01/27/1996, patent holder - Meshcheryakov Nikolai Fedorovich). This patent is selected as the closest analogue (prototype).

Сущность изобретения по прототипу состоит в следующем: машина включает, по меньшей мере, одну камеру, пустотелый вал, осевой импеллер с лопастями, успокоительные пластины на боковых сторонах камеры, трубу с отверстиями для циркуляции пульпы и приспособления для подачи исходного питания и отвода пенного и камерного продуктов. Лопасти повернуты относительно своих радиальных осей с углом поворота торцевых кромок α=20÷40°. Лопасти выполнены с концевыми верхними выступами. Лопасти выполнены или наклонными к дну, или чередующимися горизонтальными и наклонными; или выполнены из двух участков: прилегающего к валу горизонтального и наклонного. Концевые верхние выступы отогнуты или выполнены в виде пристыкованных пластин, наклоненных навстречу набегающему потоку под углом β=5÷25° с периферийными торцами, параллельными стенкам трубы для циркуляции пульпы. На тыльной стороне лопасти осевого импеллера выполнены воздухопроводящие каналы, сообщающиеся через пустотелый вал с атмосферой.The essence of the invention according to the prototype consists in the following: the machine includes at least one chamber, a hollow shaft, an axial impeller with blades, soothing plates on the sides of the chamber, a pipe with holes for circulating the pulp, and devices for supplying initial power and removing foam and chamber products. The blades are rotated relative to their radial axes with an angle of rotation of the end edges α = 20 ÷ 40 °. The blades are made with end upper protrusions. The blades are made either inclined to the bottom, or alternating horizontal and inclined; or made of two sections: horizontal and inclined adjacent to the shaft. The terminal upper protrusions are bent or made in the form of joined plates inclined towards the incoming flow at an angle β = 5–25 ° with peripheral ends parallel to the walls of the pipe for pulp circulation. On the back side of the axial impeller blade there are air-conducting channels communicating through the hollow shaft with the atmosphere.

Высокая аэрированность пульпы обеспечивается совместной работой верхних выступов лопастей и статорных лопаток на циркуляционной трубе. Эффективное взвешивание твердых частиц в камере достигается наклоном лопастей импеллера к дну камеры, обеспечивающих создание направленных радиально-осевых потоков в донной части. При необходимости повышения аэрированности пульпы осевой импеллер выполняется с лопастями, снабженными воздухопроводными каналами на их тыльной стороне для засасывания атмосферного воздуха через отверстия в пустотелом валу и ступице к концам лопастей в зону разрежений, возникающих за лопастями при их движении. Выбрасываемые импеллером аэрированные потоки пульпы в донной части камеры преобразуются в восходящие, их вращательное движение внутри камеры устраняется статорными лопатками и успокоительными пластинами на боковых стенках камеры. При движении аэрированных потоков вверх минерализованные пузырьки всплывают на поверхность пульпы, формируя пенный слой, удаляемый самотеком или принудительно. Деаэрированные потоки пульпы через отверстия переливаются в циркуляционную трубу в зону импеллера и процесс повторяется. По мере поступления новых порций исходной пульпы происходит ее вытеснение в последующую камеру через придонные окна, где процесс кондиционирования и флотации продолжается. Разгрузка камерного продукта (хвостов) производится из последней камеры флотомашины.High pulp aeration is ensured by the joint work of the upper protrusions of the blades and stator blades on the circulation pipe. Effective weighing of solid particles in the chamber is achieved by tilting the impeller blades to the bottom of the chamber, ensuring the creation of directed radial-axial flows in the bottom. If it is necessary to increase the aeration of the pulp, the axial impeller is carried out with blades equipped with air ducts on their rear side to suck in atmospheric air through openings in the hollow shaft and the hub to the ends of the blades into the rarefaction zone arising behind the blades during their movement. The aerated pulp streams emitted by the impeller in the bottom of the chamber are converted into ascending ones, their rotational movement inside the chamber is eliminated by stator vanes and soothing plates on the side walls of the chamber. When aerated flows move upward, mineralized bubbles float to the surface of the pulp, forming a foam layer that is removed by gravity or by force. Deaerated pulp flows through openings are poured into the circulation pipe into the impeller zone and the process repeats. As new portions of the initial pulp arrive, it is displaced into the subsequent chamber through the bottom windows, where the conditioning and flotation process continues. The unloading of the chamber product (tails) is carried out from the last chamber of the flotation machine.

За счет конструктивных особенностей (конструкция импеллера, наличие центральной циркуляционной трубы с лопатками, наличие успокоительных приспособлений на межкамерных стенках) в приведенной флотомашине решается проблема упорядочения и управления потоками пульпы с целью повышения ее аэрированности и снижения неэффективных потерь энергии потока: создаются радиальноосевые потоки в донной части, преобразующиеся в восходящие потоки, которые через отверстия в центральной циркуляционной трубе переносятся в зону импеллера и процесс повторяется, обеспечивая циркуляцию потока от центра к периферии и обратно. В условиях организованных, стабильных во времени турбулентных потоков проходит наиболее полная минерализация пузырьков и снижается вероятность деминерализации до выхода в пенный продукт.Due to the design features (the impeller design, the presence of a central circulation pipe with blades, the presence of soothing devices on the interchamber walls) in the given flotation machine, the problem of streamlining and controlling pulp flows is solved in order to increase its aeration and reduce ineffective flow energy losses: radial axial flows are created in the bottom part that are converted into ascending flows, which are transferred through the holes in the central circulation pipe to the impeller zone and the process is repeated ryaetsya, providing a circulation flow from the center to the periphery and back. Under the conditions of organized, time-stable turbulent flows, the most complete mineralization of the bubbles takes place and the probability of demineralization before entering the foam product is reduced.

Вместе с тем, флотомашина по прототипу имеет ряд существенных недостатков:However, the prototype flotation machine has a number of significant disadvantages:

- для создания необходимого насосного эффекта, обеспечения достаточной аэрированности и гомогенизации флотируемой пульпы требуется увеличение скорости вращения импеллера и соответственно увеличение глубины флотационной камеры. За счет предлагаемой конструкции импеллеров возможно создание высокой турбулентности потоков лишь в донной части камеры, так как в условиях вертикальности продольных стенок по мере продвижения пульпы вверх турбулентность и аэрированность пульпы будет снижаться. Таким образом, наибольшая степень аэрированности пульпы наблюдается лишь в области импеллера. При этом не обеспечивается флотация крупных фракций извлекаемого продукта, так как при вращении аэратора в зоне диспергирования воздуха концентрируются мелкие классы (размером 50-74 мкм), которые захватываются пузырьками воздуха и извлекаются затем из камеры в виде пенного продукта. Крупные классы частиц (размером 0,1-0,3 мм и более) не попадают в зону эффективного диспергирования воздуха, а отбрасываются центробежной силой к вертикальным стенкам камера, оседают на дно и транспортируются с хвостами. Другими словами не все частицы, находящиеся в донной части, вовлекаются в процесс перемешивания и диспергации, что снижает эффективность флотации в целом;- to create the necessary pumping effect, to ensure sufficient aeration and homogenization of the flotated pulp, an increase in the speed of rotation of the impeller and, accordingly, an increase in the depth of the flotation chamber are required. Due to the proposed design of the impellers, it is possible to create high turbulence of flows only in the bottom of the chamber, since in the conditions of verticality of the longitudinal walls as the pulp moves upward, the turbulence and aeration of the pulp will decrease. Thus, the greatest degree of pulp aeration is observed only in the impeller region. At the same time, flotation of large fractions of the recovered product is not ensured, since when the aerator rotates, small classes (50-74 μm in size) are concentrated in the air dispersion zone, which are captured by air bubbles and then removed from the chamber as a foam product. Large classes of particles (0.1-0.3 mm or more in size) do not fall into the zone of effective dispersion of air, but are discarded by centrifugal force to the vertical walls of the chamber, settle to the bottom and transported with tails. In other words, not all particles located in the bottom are involved in the mixing and dispersion process, which reduces the overall flotation efficiency;

- при движении трехфазных потоков вверх вдоль вертикальных продольных стенок камеры наблюдается интенсификация процесса коалесценции пузырьков и их распределение по объему восходящего потока, в результате за счет уменьшая силы отрыва частиц от пузырьков снижается извлечение целевого продукта в пенный концентрат;- when three-phase flows move upward along the vertical longitudinal walls of the chamber, intensification of the bubble coalescence process and their distribution over the volume of the upward flow are observed; as a result, by reducing the force of separation of particles from the bubbles, the target product is extracted into the foam concentrate;

- как отмечалось выше, повышение мощности узла аэрации вынуждает увеличивать глубину камеры флотации, поэтому машина по прототипу может быть использована только в достаточно высоких цехах;- as noted above, increasing the power of the aeration unit forces to increase the depth of the flotation chamber, so the prototype machine can only be used in sufficiently high workshops;

- расширение диапазона крупности флотируемых материалов осуществляется только за счет конструктивных особенностей аэратора, весьма сложного и неэффективного устройства, которое не позволяет получать достаточные показатели по извлечению флотируемого минерала в концентрат, при невысоком качестве последнего. Необходимо также отметить сложность и высокую стоимость изготовления узла аэрации;- expanding the range of sizes of floated materials is carried out only due to the design features of the aerator, a very complex and inefficient device that does not allow to obtain sufficient indicators for the extraction of floated mineral in concentrate, with a low quality of the latter. It should also be noted the complexity and high cost of manufacturing an aeration unit;

- наличие внутри флотационной камеры дополнительных конструкционных элементов (перфорированного циркуляционного стакана с лопатками, успокоительных пластин) в условиях работы с абразивными средами приводит к их значительному износу, что, в свою очередь, требует значительных затрат на текущий и капитальный ремонт машины;- the presence inside the flotation chamber of additional structural elements (perforated circulation cup with vanes, soothing plates) in working conditions with abrasive media leads to significant wear, which, in turn, requires significant costs for maintenance and overhaul of the machine;

- наличие успокоительных пластин, расположенных на боковых стенках камеры, приводит к неэффективным потерям кинетической энергии восходящих потоков пульпы, снижая энергетическую эффективность работы флотомашины.- the presence of soothing plates located on the side walls of the chamber, leads to inefficient losses of kinetic energy of the ascending pulp flows, reducing the energy efficiency of the flotation machine.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности флотомашины, повышение степени извлечения целевого продукта, а также повышение качества получаемого концентрата.The objective of the proposed technical solution is to increase the productivity of the flotation machine, increasing the degree of extraction of the target product, as well as improving the quality of the resulting concentrate.

Техническим результатом от внедрения предлагаемого изобретения является - повышение взвешивающей способности машины за счет оптимизации гидродинамики трехфазных потоков пульпы, повышение степени аэрированности пульпы, повышение степени диспергирования воздуха. При этом снижается удельный расход электроэнергии на флотацию, снижаются металлоемкость и высота машины, а значит, снижается себестоимость флотомашины и затраты на ее текущий и капитальный ремонт.The technical result from the implementation of the invention is to increase the weighing ability of the machine by optimizing the hydrodynamics of three-phase pulp flows, increasing the degree of pulp aeration, increasing the degree of dispersion of air. At the same time, the specific energy consumption for flotation is reduced, the metal consumption and height of the machine are reduced, which means that the cost of the flotation machine and the costs of its current and overhaul are reduced.

Технический результат достигается тем, что во флотационной машине, состоящей, по меньшей мере, из одной флотационной камеры, ограниченной днищем, продольными и межкамерными стенками с окнами для перелива пульпы, и снабженной узлом аэрации пульпы, узлом для сбора и отвода пенного концентрата, расположенным в верхней части флотационной камеры, а также, узлом подачи исходной пульпы и узлом отвода хвостов флотации, расположенным в выходном торце флотационной машины, продольные стенки выполнены с перегибом, по меньшей мере, в одной точке, причем расстояние от продольной оси флотационной машины до точки перегиба больше 1/2 глубины флотационной камеры, при этом угол наклона продольных стенок к днищу выполнен в пределах 5÷45°; флотационная камера снабжена горловиной, расположенной в ее верхней части симметрично продольной оси флотационной машины, причем ширина основания горловины не более глубины флотационной камеры, а высота горловины не более 1/2 глубины флотационной камеры. Внутри камеры на продольных стенках выполнено нарифление, а форма продольных стенок может быть выполнена вариантно, например:The technical result is achieved in that in a flotation machine, consisting of at least one flotation chamber, bounded by a bottom, longitudinal and inter-chamber walls with windows for pulp overflow, and equipped with a pulp aeration unit, a unit for collecting and discharging foam concentrate located in the upper part of the flotation chamber, as well as the feed pulp feed unit and the flotation tail removal unit located at the output end of the flotation machine, the longitudinal walls are bent at least at one point, m away from the longitudinal axis of the flotation machine to the inflection point is greater than half the depth of the flotation cell, wherein the angle of inclination of the longitudinal walls to the bottom is in the range 5 ÷ 45 °; the flotation chamber is equipped with a neck located in its upper part symmetrically to the longitudinal axis of the flotation machine, the width of the base of the neck not more than the depth of the flotation chamber, and the height of the neck not more than 1/2 of the depth of the flotation chamber. Inside the chamber, longitudinal alignment is performed on the longitudinal walls, and the shape of the longitudinal walls can be made variant, for example:

- либо продольные стенки в нижней и верхней частях относительно перегиба выполнены с кривизной;- either the longitudinal walls in the lower and upper parts relative to the inflection are made with curvature;

- либо продольные стенки в нижней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в верхней части с кривизной;- either the longitudinal walls in the lower part before the bend are made in the form of an inclined plane, and in the upper part with curvature;

- либо продольные стенки в верхней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в нижней части с кривизной;- either the longitudinal walls in the upper part before the bend are made in the form of an inclined plane, and in the lower part with curvature;

- либо продольные стенки в нижней и верхней частях выполнены в виде наклонных плоскостей, соединенных вертикальной полосой.- either the longitudinal walls in the lower and upper parts are made in the form of inclined planes connected by a vertical strip.

Возможна вариантность формы днища, например: днище камеры может быть плоским или выполнено с кривизной.Variations in the shape of the bottom are possible, for example: the bottom of the chamber can be flat or made with curvature.

Техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The technical essence of the invention is as follows.

Флотационная машина по предлагаемому техническому решению является симметричной относительно продольной оси конструкцией. Узел аэрации пульпы расположен по продольной оси машины, что обеспечивает образование идентичных потоков пульпы в направлении от центра к продольным стенкам камеры. Продольные стенки камеры выполнены с перегибом по меньшей мере в одной точке, причем расстояние от продольной оси флотационной машины до точки перегиба больше 1/2 высоты флотационной камеры. Как один из вариантов выполнения заявленной формы продольной стенки - эллипсовидная форма. В точке перегиба, согласно энциклопедическому словарю Брокгауза и Эфрона (Санкт-Петербург, 1890-1907 гг.), кривая переходит с одной стороны касательной на другую, соответственно поток пульпы при его движении вверх в точке перегиба меняет свое направление на противоположное - от продольной стенки к центру. Таким образом, в верхней центральной части флотационной камеры сталкиваются равнозначные турбулентные встречные потоки пульпы, благодаря чему происходит взаимное гашение турбулентности встречных потоков.According to the proposed technical solution, the flotation machine is a design symmetrical with respect to the longitudinal axis. The pulp aeration unit is located along the longitudinal axis of the machine, which ensures the formation of identical pulp flows in the direction from the center to the longitudinal walls of the chamber. The longitudinal walls of the chamber are made with an inflection at least at one point, and the distance from the longitudinal axis of the flotation machine to the inflection point is greater than 1/2 of the height of the flotation chamber. As one of the embodiments of the claimed shape of the longitudinal wall is an elliptical shape. At the inflection point, according to the Brockhaus and Efron Encyclopedic Dictionary (St. Petersburg, 1890-1907), the curve passes from one side of the tangent to the other, so the pulp flow when it moves upward at the inflection point changes its direction from the longitudinal wall to the center. Thus, in the upper central part of the flotation chamber, equivalent turbulent oncoming pulp flows collide, due to which mutual damping of turbulence of oncoming flows occurs.

В точке перегиба продольных стенок происходит плавный, без удара, поворот потока, за счет чего минерализация пузырьков воздуха не только не снижается, но имеет место ее увеличение. Это обусловлено тем, что при изменении направления движения турбулентного потока (при закручивании потока) происходит дополнительная аэрация пульпы, а также повышается диспергация воздушных пузырьков, что значительно увеличивает вероятность контакта и закрепления гидрофобных частиц, в том числе и крупных. Изменение направления потока позволяет также интенсифицировать процесс соударения частиц с пузырьками.At the inflection point of the longitudinal walls, the flow turns smoothly, without impact, due to which the mineralization of air bubbles not only does not decrease, but its increase takes place. This is due to the fact that when the direction of movement of the turbulent flow changes (when the flow swirls), additional pulp aeration occurs, and the dispersion of air bubbles also increases, which significantly increases the likelihood of contact and fixing of hydrophobic particles, including large ones. Changing the direction of flow also allows you to intensify the process of collision of particles with bubbles.

Для повышения степени аэрирования и диспергирования пульпы на продольных стенках камеры выполнено нарифление. Выступы (нарифления) на продольной стенке способствуют, во-первых, дополнительной диспергации воздушных пузырьков, что повышает устойчивость восходящих потоков пульпы, увеличивая эффективность флотации предлагаемой машины, во-вторых, флотации крупных частиц. Генерация дополнительных мелких пузырьков воздуха на продольных стенках способствует восходящему движению уже образовавшихся аэрофлокул полезного компонента, увеличивая их подъемную силу, при этом повышается устойчивость агрегатов к разрушению и опаданию гидрофобных частиц. При использовании флотомашины предлагаемой конструкции возможен переход на более крупный материал без изменения мощности аэраторов.To increase the degree of aeration and dispersion of the pulp on the longitudinal walls of the chamber performed arithmetic. The protrusions (curvature) on the longitudinal wall contribute, firstly, to additional dispersion of air bubbles, which increases the stability of the ascending pulp flows, increasing the flotation efficiency of the proposed machine, and secondly, the flotation of large particles. The generation of additional small air bubbles on the longitudinal walls promotes the upward movement of the already formed aeroflocs of the useful component, increasing their lifting force, while increasing the stability of the aggregates to the destruction and decay of hydrophobic particles. When using the flotation machine of the proposed design, it is possible to switch to a larger material without changing the power of the aerators.

Предлагаемое решение позволяет повысить степень аэрированности пульпы и степень диспергирования пузырьков воздуха без дополнительных затрат энергии, используя и преобразуя исходную энергию восходящего потока. Отсутствие успокоительных элементов внутри камеры позволяет снизить неэффективные потери энергии потока, вызванные резким торможением об успокоительные элементы.The proposed solution allows to increase the degree of aeration of the pulp and the degree of dispersion of air bubbles without additional energy costs, using and transforming the initial energy of the upward flow. The absence of soothing elements inside the chamber allows to reduce inefficient losses of flow energy caused by sharp braking on soothing elements.

Высокая степень аэрированности пульпы способствует повышению производительности флотомашины, снижая время флотации пульпы.A high degree of pulp aeration helps to increase the productivity of the flotation machine, reducing pulp flotation time.

Горловина камеры, предназначенная для сбора пенного концентрата, также расположена симметрично относительно продольной оси камеры. У основания горловины, за счет взаимного гашения встречных идентичных потоков, пульпа имеет незначительную турбулентность и высокую степень аэрированности, что обеспечивает практически полную сохранность закрепления крупных гидрофобных частиц на пузырьках воздуха и быстрый вывод всех минерализованных пузырьков в восходящий пенный слой с последующим его удалением из горловины в виде пенного концентрата.The neck of the chamber, designed to collect foam concentrate, is also located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the chamber. At the base of the neck, due to mutual damping of identical identical flows, the pulp has insignificant turbulence and a high degree of aeration, which ensures the almost complete preservation of the attachment of large hydrophobic particles to air bubbles and the rapid removal of all mineralized bubbles into the ascending foam layer with its subsequent removal from the neck into in the form of foamy concentrate.

К тому же, выполнение горловины в зоне наиболее спокойных потоков пульпы обеспечивает наиболее полное оседание частиц пустой породы, механически захваченных восходящими турбулентными потоками пульпы в донной части камеры. Активизации процесса разделения гидрофобных и механически захваченных частиц пустой породы обеспечивает дополнительную очистку концентрата. Совмещение флотационного и классифицирующего эффекта в зоне горловины повышает качество пенного продукта. Чтобы обеспечить эффективный отвод концентрата из флотомашины, высота горловины в предлагаемом решении не должна превышать половину высоты флотационной камеры.In addition, the execution of the neck in the zone of the calmest pulp flows provides the most complete sedimentation of gangue particles mechanically captured by ascending turbulent pulp flows in the bottom of the chamber. The intensification of the process of separation of hydrophobic and mechanically trapped gangue particles provides additional purification of the concentrate. The combination of flotation and classification effect in the neck area improves the quality of the foam product. To ensure efficient removal of concentrate from the flotation machine, the neck height in the proposed solution should not exceed half the height of the flotation chamber.

Нисходящий неаэрированный поток пульпы перемещается через межкамерные окна в последующую камеру.The downward non-aerated pulp stream moves through the inter-chamber windows into the subsequent chamber.

Степень закручивания потока определяется соотношением габаритных размеров камеры, а именно соотношением ширины камеры в точках перегиба к глубине камеры, при этом ширина всегда больше глубины. Например, при высоте камеры от 0,6 м до 1,5 м оптимальное соотношение этих размеров - более 1,2. Выполнение продольных стенок камеры согласно предлагаемому изобретению позволяет создавать мелкие флотационные машины с погружением аэраторных устройств на оптимальную с точки зрения аэрогидродинамики глубину, при которой достигается максимальная аэрация пульпы и получение мелкодиспергированных пузырьков воздуха. Повышение турбулентности в донной части камеры флотации за счет уменьшения ее высоты позволяет устранить забивание и засорение днища, а также устранить процесс коалесценции пузырьков. Повышение турбулентности и диспергирования пузырьков позволяет производить доизвлечение труднофлотируемых фракций зерен минералов крупностью менее 10 микрон.The degree of twisting of the flow is determined by the ratio of the overall dimensions of the chamber, namely, by the ratio of the width of the chamber at the inflection points to the depth of the chamber, and the width is always greater than the depth. For example, with a camera height of 0.6 m to 1.5 m, the optimal ratio of these sizes is more than 1.2. The implementation of the longitudinal walls of the chamber according to the invention allows to create small flotation machines with immersion aerator devices to the optimum depth from the point of view of aerohydrodynamics, at which maximum pulp aeration is achieved and finely dispersed air bubbles are obtained. Increased turbulence in the bottom of the flotation chamber by reducing its height eliminates clogging and clogging of the bottom, as well as eliminates the process of coalescence of bubbles. The increase in turbulence and dispersion of the bubbles allows retrieval of hard-floated fractions of mineral grains with a particle size of less than 10 microns.

Таким образом, используя предлагаемое техническое решение, обеспечивается возможность создания высокопроизводительных флотационных машин с шириной и длиной камер, в несколько раз превышающих общепринятую аэрогидродинамически целесообразную глубину (не более 1,5 м). Это обеспечит создание машин любой заданной объемной производительности по пульпе (не менее 2 м3 пульпы в минуту на 1м3 объема камеры машины) с минимальным временем пребывания пульпы в камерах машины (не более 0,5 мин.).Thus, using the proposed technical solution, it is possible to create high-performance flotation machines with a width and length of chambers several times greater than the generally accepted aero-hydrodynamically appropriate depth (not more than 1.5 m). This will ensure the creation of machines of any given volumetric capacity on the pulp (at least 2 m 3 pulp per minute per 1 m 3 of the machine chamber volume) with a minimum residence time of the pulp in the machine chambers (no more than 0.5 min.).

Для различных типов обогащаемого материала в предлагаемом решении предусмотрено изготовление машин с различным углом наклона продольных стенок к днищу: в пределах 5÷45°. При изменении угла подъема пульпы в нижней части камеры, изменяются аэрогидродинамические характеристики потоков по высоте камеры флотации. Оптимальный угол наклона продольной стенки подбирается конкретно для каждого материала по результатам лабораторных испытаний.For various types of enriched material, the proposed solution provides for the manufacture of machines with different angles of inclination of the longitudinal walls to the bottom: within 5 ÷ 45 °. With a change in the elevation angle of the pulp in the lower part of the chamber, the aero-hydrodynamic characteristics of the flows along the height of the flotation chamber change. The optimal angle of inclination of the longitudinal wall is selected specifically for each material according to the results of laboratory tests.

В предлагаемой формуле изобретения заявлены следующие отличительные от прототипа признаки:In the proposed claims claimed the following distinctive features from the prototype signs:

- продольные стенки выполнены с перегибом, по меньшей мере, в одной точке;- the longitudinal walls are made with inflection, at least at one point;

- расстояние от продольной оси флотационной машины до точки перегиба больше 1/2 глубины флотационной камеры;- the distance from the longitudinal axis of the flotation machine to the inflection point is greater than 1/2 of the depth of the flotation chamber;

- угол наклона продольных стенок к днищу выполнен в пределах 5÷45°;- the angle of inclination of the longitudinal walls to the bottom is made within 5 ÷ 45 °;

- флотационная камера снабжена горловиной;- the flotation chamber is equipped with a neck;

- горловина расположена в верхней части камеры симметрично продольной оси флотационной машины;- the neck is located in the upper part of the chamber symmetrically to the longitudinal axis of the flotation machine;

- ширина основания горловины не более глубины флотационной камеры, а высота не более 1/2 глубины флотационной машины;- the width of the base of the neck is not more than the depth of the flotation chamber, and the height is not more than 1/2 of the depth of the flotation machine;

- внутри камеры на продольных стенках выполнено нарифление;- inside the chamber on the longitudinal walls made arithmetic;

- днище камеры выполнено или плоским, или с кривизной;- the bottom of the chamber is made either flat or with curvature;

- продольные стенки в нижней и верхней частях относительно перегиба выполнены с кривизной;- the longitudinal walls in the lower and upper parts relative to the inflection are made with curvature;

- продольные стенки в нижней части до перегиба могут быть выполнены в виде наклонной плоскости, а в верхней части с кривизной;- the longitudinal walls in the lower part before the bend can be made in the form of an inclined plane, and in the upper part with curvature;

- продольные стенки в верхней части до перегиба могут быть выполнены в виде наклонной плоскости, а в нижней части с кривизной;- longitudinal walls in the upper part before the bend can be made in the form of an inclined plane, and in the lower part with curvature;

- продольные стенки в нижней и верхней частях выполнены в виде наклонных плоскостей, соединенных вертикальной полосой.- the longitudinal walls in the lower and upper parts are made in the form of inclined planes connected by a vertical strip.

Наличие в предлагаемом техническом решении перечисленных выше признаков, отличных от признаков ближайшего аналога, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».The presence in the proposed technical solution of the above signs that are different from the signs of the closest analogue allows us to conclude that it meets the condition of patentability “novelty”.

С целью определения «уровня техники» был проведен поиск по патентной и научно-технической литературе. Проведенный анализ показал, что на момент подачи заявки на изобретение не известно устройство, характеризуемое всей совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретения, хотя отдельные признаки заявляемой флотационной машины известны.In order to determine the “prior art”, a search was conducted on patent and scientific and technical literature. The analysis showed that at the time of filing the application for the invention is not known a device characterized by the entire set of features set forth in the claims, although some features of the claimed flotation machine are known.

Так известно выполнение продольных стенок флотационной машины не вертикальными, а с кривизной по ряду патентов:So it is known that the longitudinal walls of the flotation machine are not vertical, but with curvature according to a number of patents:

1. Флотационная камера с поперечным сечением в форме кругового сегмента известна:1. A flotation chamber with a cross section in the form of a circular segment is known:

- японский патент JP2010043374 (дата публикации 2010-02-25, B03D 1/02), в котором заявлена флотационная камера, имеющая в поперечном сечении круговой сегмент (хорда вверху);- Japanese patent JP2010043374 (publication date 2010-02-25, B03D 1/02), in which a flotation chamber is declared having a circular segment in cross section (chord at the top);

- немецкий патент DE3120202 «Способ удаления краски из отходов бумаги флотацией» (дата публикации 1982-12-09, D21B1/32, заявитель «VOITH PATENT GMBH»). Заявлена флотационной камеры, имеющая в поперечном сечении круговой сегмент (хорда внизу).- German patent DE3120202 "Method for removing paint from paper waste by flotation" (publication date 1982-12-09, D21B1 / 32, applicant "VOITH PATENT GMBH"). A flotation chamber is declared having a circular segment in cross section (chord below).

2. Флотационная камера с поперечным сечением в форме круга известна:2. A flotation chamber with a cross-section in the shape of a circle is known:

- английский патент GB2108858 «Инжектор» (публикация 1983-05-25, B01F 3/04, заявитель «VOITH PATENT GMBH»);- English patent GB2108858 "Injector" (publication 1983-05-25, B01F 3/04, applicant "VOITH PATENT GMBH");

- немецкий патент DE3634903 «Флотационная машина» (дата публикации 1988-04-28, B03D 1/24, заявитель «VOITH PATENT GMBH»). Данная машина помимо поперечного сечения в форме круга характеризуется наличием двух симметричных инжекторов в камере и удалением пенного продукта через трубу, расположенную в зоне флотационной камеры вертикально по центру машины.- German patent DE3634903 "Flotation machine" (publication date 1988-04-28, B03D 1/24, applicant "VOITH PATENT GMBH"). This machine, in addition to a circular cross-section, is characterized by the presence of two symmetric injectors in the chamber and the removal of the foam product through a pipe located vertically in the center of the flotation chamber in the zone of the flotation chamber.

3. Флотационная камера с поперечным сечением в форме эллипса известна:3. A flotation chamber with an elliptical cross-section is known:

- европейский патент ЕР2202003 «Флотационный способ очистки и аппарат для его реализации» (дата публикации 2010-06-30, B01F 3/04, заявитель - «VOITH PATENT GMBH»), в котором заявлена флотационной камеры в виде эллипса в поперечном сечении. Инжектор расположен со смещением от центра камеры к эллипсовидной продольной стенке, противоположной стенке с устройством для разгрузки пенного продукта;- European patent EP2202003 "Flotation method of cleaning and apparatus for its implementation" (publication date 2010-06-30, B01F 3/04, the applicant - "VOITH PATENT GMBH"), which declared the flotation chamber in the form of an ellipse in cross section. The injector is located offset from the center of the chamber to an ellipsoid longitudinal wall opposite the wall with a device for unloading the foam product;

- немецкий патент DE4309918 «Флотационная камера с инжектором, обеспечивающим оптимальное количество пузырьков воздуха для флотации» (дата публикации 1994-09-15, B01D 17/035, заявитель - «VOITH PATENT GMBH»). Форма и компоновка флотационной камеры аналогична предыдущему патенту.- German patent DE4309918 "Flotation chamber with an injector that provides the optimal number of air bubbles for flotation" (publication date 1994-09-15, B01D 17/035, the applicant is "VOITH PATENT GMBH"). The shape and layout of the flotation chamber is similar to the previous patent.

- немецкий патент DE 102008056040 «Способ извлечения загрязняющих веществ из водных суспензий, особенно отходов производства бумаги» ((дата публикации 2010-05-06, B03D 1/20, заявитель - «VOITH PATENT GMBH»). Форма и компоновка флотационной камеры аналогична предыдущему патенту.- German patent DE 102008056040 "Method for the extraction of contaminants from aqueous suspensions, especially paper waste" ((publication date 2010-05-06, B03D 1/20, applicant - "VOITH PATENT GMBH"). The shape and layout of the flotation chamber is similar to the previous one patent.

4. Флотационная камера с одной вертикальной боковой стенкой, а другой выпуклой известна:4. A flotation chamber with one vertical side wall and the other convex is known:

- патент US 2010/0108584 «Флотационная камера» (дата публикации 6 мая 2010 г., B03D 1/26, заявитель -ACQUA & CO.S.R.L/(IT). Одна из боковых стенок камеры выполнена с кривизной, что в совокупности с предложенной конструкцией аэратора обеспечивает горизонтальное движение потока в донной части и подъем потока вдоль изогнутой боковой стенки с изменением движения потока в противоположную сторону. С помощью направляющей стенки, установленной внутри камеры в верхней ее части, поток пенного концентрата направляется в зону отвода концентрата, а деаэрированный поток пульпы направляется в зону аэрации.- patent US 2010/0108584 "Flotation chamber" (publication date May 6, 2010, B03D 1/26, the applicant-ACQUA & CO.SRL/(IT). One of the side walls of the chamber is made with curvature, which in conjunction with the proposed the aerator design provides horizontal flow movement in the bottom and flow rise along the curved side wall with the flow moving in the opposite direction.With a guide wall installed inside the chamber in its upper part, the foam concentrate flow is directed to the concentrate discharge zone, and the deaerated bullet flow Py is sent to the aeration zone.

Из приведенных патентов видим, что наибольшую активность в области разработки разнообразных форм флотационных камер проявляют немецкие разработчики: заявитель - «VOITH PATENT GMBH». Их флотационные машины адаптированы к бумагоделательной промышленности и используются, в основном, для удаления краски, загрязнений при переработке макулатурной бумаги.From the above patents, we see that the German developers are most active in the development of various forms of flotation chambers: the applicant is VOITH PATENT GMBH. Their flotation machines are adapted to the paper industry and are used mainly to remove paint and impurities from the recycling of recycled paper.

Также известен международный патент WO 2010/026289 «Флотационный метод очистки и аппарат для его осуществления» (B03D 1/02, дата международной публикации - 11 марта 2010 г.), в котором флотационная камера снабжена горловиной, симметрично расположенной относительно оси аппарата. Горловина имеет ширину меньше ширины флотационной камеры.Also known international patent WO 2010/026289 "Flotation method of cleaning and apparatus for its implementation" (B03D 1/02, date of international publication - March 11, 2010), in which the flotation chamber is equipped with a neck, symmetrically located relative to the axis of the apparatus. The neck has a width less than the width of the flotation chamber.

А.с. СССР №1717239 «Пневматическая колонная флотационная машина» (дата публикации - 07.03.92 г., B03D 1/24), в котором флотомашина снабжена пеноприемником с расширением в виде двух усеченных пирамид, соединенных большими основаниями с возможностью изменения высоты и сечения пеноприемника для обеспечения требуемой удельной поверхности пенного слоя расходу пульпы.A.S. USSR No. 1717239 "Pneumatic column flotation machine" (publication date 03/07/92, B03D 1/24), in which the flotation machine is equipped with a foam receiver with expansion in the form of two truncated pyramids connected by large bases with the possibility of changing the height and cross section of the foam receiver to provide the required specific surface of the foam layer to the flow of pulp.

Известна также камера с расширением в виде двух усеченных конусов по а.с. СССР №297396 «Колонная флотационная машина» (дата публикации 11.03.1971 г., B03D 1/24), предназначенная для сбора пенного продукта.Also known is a camera with an extension in the form of two truncated cones along the A.S. USSR No. 297396 "Column flotation machine" (publication date 03/11/1971, B03D 1/24), designed to collect foam product.

По патенту RU №2275968 «Пневматическая флотационная машина» (дата публикации 10.05.2006 г., B03D 1/24, патентообладатель ГОУ ВПО «Московский государственный институт стали и сплавов») известен признак - наличие пеноотстойника, установленного в верхней части флотационной камеры для усиления вторичной концентрации и снижения содержания воды в пенном слое за счет увеличения времени разрушения пены.According to patent RU No. 2275968 "Pneumatic flotation machine" (publication date 05/10/2006, B03D 1/24, patent holder of GOU VPO "Moscow State Institute of Steel and Alloys"), a sign is known - the presence of a foam sump installed in the upper part of the flotation chamber for reinforcement secondary concentration and reduction of water content in the foam layer by increasing the time of destruction of the foam.

Использование в заявляемом решении новой совокупности известных и неизвестных признаков позволяет создать флотационную машину более высокого уровня: высокопроизводительную, со значительно меньшей глубиной по сравнению с известными флотационными машинами аналогичной производительности, позволяющую повысить извлечение целевого продукта, в том числе из пульп с содержанием крупных фракций. Причем машина может изготавливаться в широком диапазоне типоразмеров с учетом реальных требований заказчика.The use in the claimed solution of a new combination of known and unknown features allows you to create a flotation machine of a higher level: high-performance, with much less depth compared to known flotation machines of similar productivity, which allows to increase the extraction of the target product, including from pulps containing large fractions. Moreover, the machine can be manufactured in a wide range of sizes, taking into account the real requirements of the customer.

Опытно-промышленные испытания подтвердили, что предлагаемая флотационная машина позволяет повысить извлечение целевого продукта за счет повышения эффективности флотации как мелких, так и крупных фракций из донной части машины и увеличить ее надежность и долговечность за счет оптимизации аэродинамического режима, обеспеченного предлагаемой конструкцией машины.Pilot tests have confirmed that the proposed flotation machine allows to increase the extraction of the target product by increasing the efficiency of flotation of both small and large fractions from the bottom of the machine and to increase its reliability and durability by optimizing the aerodynamic regime provided by the proposed machine design.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условиям патентоспособности: «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».The foregoing allows us to conclude that the proposed solution meets the conditions of patentability: “inventive step” and “industrial applicability”.

Предлагаемое изобретение поясняется следующим графическим изображением:The invention is illustrated by the following graphic depiction:

фиг.1 - поперечное сечение флотационной камеры. В целом флотационная машина не показана, так как согласно формуле изобретения она состоит, по меньшей мере, из одной флотационной камеры, причем камеры идентичны по своей конструкции. Узел для отвода пенного концентрата, узел подачи исходной пульпы и узел отвода хвостов флотации на графическом изображении также не показаны, так как их конструктивное исполнение не является объектом защиты в данном техническом решении.figure 1 is a cross section of a flotation chamber. In general, the flotation machine is not shown, since according to the claims it consists of at least one flotation chamber, the chambers being identical in design. The node for the removal of foam concentrate, the feed unit for the initial pulp and the unit for the removal of flotation tailings are also not shown in the graphic image, since their design is not the object of protection in this technical solution.

Заявляемая флотомашина включает:The inventive flotation machine includes:

- узел подачи исходной пульпы (на фиг.1 не показан);- the feed unit of the original pulp (figure 1 is not shown);

- узел отвода хвостов флотации, расположенный в выходном торце флотомашины (на фиг.1 не показан);- node removal of the flotation tailings, located in the output end of the flotation machine (not shown in figure 1);

- узел отвода пенного концентрата (на фиг.1 не показан);- node removal of foam concentrate (figure 1 is not shown);

- по меньшей мере, одну флотационную камеру 1, ограниченную днищем 2, продольными 3 и межкамерными 4 стенками. В межкамерной стенке 4 выполнено окно 5 для перелива пульпы. Камера снабжена узлом аэрации пульпы 6 и горловиной 7, расположенной в ее верхней части симметрично продольной оси флотационной машины. Продольные стенки 3 выполнены с перегибом в точке «А», причем расстояние (L) от продольной оси флотационной машины до точки перегиба «А» больше 1/2 глубины флотационной камеры (Н). Угол наклона (α) продольных стенок 3 к днищу 2 выполнен в пределах 5÷45°. Ширина основания (m) горловины 7 не более глубины (Н) флотационной камеры 1, а высота (h) горловины 7 не более 1/2 глубины (Н) флотационной камеры 1.- at least one flotation chamber 1, limited by the bottom 2, longitudinal 3 and interchamber 4 walls. In the inter-chamber wall 4, a window 5 for overflowing the pulp is made. The chamber is equipped with a pulp aeration unit 6 and a neck 7 located in its upper part symmetrically to the longitudinal axis of the flotation machine. The longitudinal walls 3 are made with an inflection at point “A”, and the distance (L) from the longitudinal axis of the flotation machine to the inflection point “A” is greater than 1/2 of the depth of the flotation chamber (N). The angle of inclination (α) of the longitudinal walls 3 to the bottom 2 is made within 5 ÷ 45 °. The width of the base (m) of the neck 7 is not more than the depth (H) of the flotation chamber 1, and the height (h) of the neck 7 is not more than 1/2 of the depth (H) of the flotation chamber 1.

Внутри флотационной камеры 1 на продольных стенках 3 выполнено нарифление 8.Inside the flotation chamber 1 on the longitudinal walls 3, a flashing 8 is made.

На фиг.1 представлена камера 1 с плоским днищем 2. Возможно выполнение днища 2 с кривизной.Figure 1 presents the camera 1 with a flat bottom 2. Perhaps the implementation of the bottom 2 with curvature.

Выполнение продольных стенок 3 вариантно:The implementation of the longitudinal walls 3 optionally:

- продольные стенки 3 в нижней части от днища до точки перегиба «А» выполнены с кривизной и в верхней части от точки перегиба до горловины также с кривизной, при этом днище выполнено плоским (Фиг.1);- the longitudinal walls 3 in the lower part from the bottom to the inflection point "A" are made with curvature and in the upper part from the inflection point to the neck also with curvature, while the bottom is made flat (Figure 1);

- продольные стенки 3 в нижней части от днища до точки перегиба «А» выполнены с кривизной и в верхней части от точки перегиба до горловины также с кривизной, при этом днище выполнено с кривизной (Фиг.2);- the longitudinal walls 3 in the lower part from the bottom to the inflection point "A" are made with curvature and in the upper part from the inflection point to the neck also with curvature, while the bottom is made with curvature (Figure 2);

- продольные стенки 3 в нижней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в верхней части с кривизной (Фиг.3);- the longitudinal walls 3 in the lower part to the inflection are made in the form of an inclined plane, and in the upper part with curvature (Figure 3);

- продольные стенки 3 в верхней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в нижней части с кривизной (Фиг.4);- longitudinal walls 3 in the upper part to the inflection are made in the form of an inclined plane, and in the lower part with curvature (Figure 4);

- продольные стенки 3 в нижней и верхней частях выполнены в виде наклонных плоскостей, соединенных вертикальной полосой 10 (Фиг.5).- longitudinal walls 3 in the lower and upper parts are made in the form of inclined planes connected by a vertical strip 10 (Figure 5).

Работа флотационной машины осуществляется следующим образом.The operation of the flotation machine is as follows.

Через узел подачи в флотационную машину поступает исходная двухфазная пульпа (жидкое+твердое). Во флотационной камере 1 с помощью узла аэрации 6 исходная пульпа переходит в состояние трехфазной системы (жидкое+твердое+газ). Узел аэрации пульпы 6 расположен симметрично относительно продольной оси машины, что обеспечивает образование двух идентичных потоков пульпы в направлении от центра к продольным стенкам камеры 3. Аэрированная пульпа под действием центробежных сил отбрасывается к продольным стенкам 3, одновременно поднимаясь вверх как за счет аэрации воздухом, так и за счет выполнения нижней части продольных стенок с подъемом (наклоном к горизонту). Поток пульпы при его движении вверх в точке перегиба «А» меняет свое направление на противоположное - от продольной стенки к центру с подъемом, причем движение вдоль продольной стенки 3 осуществляется плавно беспрепятственно. В верхней центральной части флотационной камеры сталкиваются два равнозначных турбулентных встречных потока пульпы, благодаря чему происходит взаимное гашение турбулентности встречных потоков. Пенный концентрат 9 беспрепятственно всплывает вверх и собирается в горловине 7, а оттуда самопроизвольно или принудительно направляется в узел отвода пенного концентрата (узел не показан на прилагаеиых фигурах). Деаэрированная пульпа самопроизвольно опускается вниз и под действием непрерывно поступающей исходной пульпы перетекает через окно 5 в следующую флотационную камеру.Through the feed unit, the initial two-phase pulp (liquid + solid) enters the flotation machine. In flotation chamber 1, using the aeration unit 6, the initial pulp passes into the state of a three-phase system (liquid + solid + gas). The aeration unit of the pulp 6 is located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the machine, which ensures the formation of two identical pulp flows in the direction from the center to the longitudinal walls of the chamber 3. The aerated pulp under the action of centrifugal forces is thrown to the longitudinal walls 3, while rising up due to aeration by air, and due to the implementation of the lower part of the longitudinal walls with the rise (tilt to the horizon). The flow of pulp during its movement upward at the inflection point “A” changes its direction to the opposite - from the longitudinal wall to the center with the rise, and the movement along the longitudinal wall 3 is smoothly unhindered. Two equivalent turbulent oncoming pulp flows collide in the upper central part of the flotation chamber, due to which mutual turbulence of the oncoming flows is mutually quenched. Foam concentrate 9 floats up unhindered and collects in the neck 7, and from there spontaneously or forcibly goes to the foam concentrate discharge unit (the unit is not shown in the attached figures). Deaerated pulp spontaneously lowers down and under the action of a continuously incoming source pulp flows through window 5 into the next flotation chamber.

Предлагаемая флотационная машина является качественно новым оборудованием, так как позволяет в корне изменить технологию флотации, создавая возможность управления турбулентными потоками внутри камер флотации. При этом предлагаемое техническое решение предельно просто в реализации и позволяет достичь максимального извлечения целевого продукта в концентрат, а также получить концентрат с максимальной очисткой, возможной для флотационного обогащения. Предлагаемая флотомашина позволяет расширить диапазон крупности твердой фазы исходной пульпы и, что не маловажно, может быть устанавлена в низких производственных цехах.The proposed flotation machine is a qualitatively new equipment, as it allows you to radically change the flotation technology, creating the ability to control turbulent flows inside the flotation chambers. Moreover, the proposed technical solution is extremely simple to implement and allows to achieve the maximum extraction of the target product in the concentrate, as well as to obtain the concentrate with the maximum purification possible for flotation enrichment. The proposed flotation machine allows you to expand the range of fineness of the solid phase of the original pulp and, not least, can be installed in low production workshops.

Опытно-промышленные испытания подтвердили эффективность работы данной машины. ОАО «ПО «Усольмаш» готов сотрудничать с заинтересованными лицами в части изготовления любого типоразмера флотационной машины по предлагаемому решению.Pilot tests have confirmed the effectiveness of this machine. Usolmash Production Association OJSC is ready to cooperate with interested parties in the manufacture of any type of flotation machine according to the proposed solution.

Claims (8)

1. Флотационная машина, состоящая, по меньшей мере, из одной флотационной камеры, ограниченной днищем, продольными и межкамерными стенками с окнами для перелива пульпы, и снабженная узлом аэрации пульпы, узлом для сбора и отвода пенного концентрата, расположенным в верхней части флотационной камеры, а также узлом подачи исходной пульпы и узлом отвода хвостов флотации, расположенным в выходном торце флотационной машины, отличающаяся тем, что продольные стенки выполнены с перегибом, по меньшей мере, в одной точке, причем расстояние от продольной оси флотационной машины до точки перегиба больше ½ глубины флотационной камеры, при этом угол наклона продольных стенок к днищу выполнен в пределах 5÷45°; флотационная камера снабжена горловиной, расположенной в ее верхней части симметрично продольной оси флотационной машины, причем ширина основания горловины не более глубины флотационной камеры, а высота горловины не более 1/2 глубины флотационной камеры.1. A flotation machine, consisting of at least one flotation chamber, bounded by a bottom, longitudinal and interchamber walls with pulp overflow windows, and equipped with a pulp aeration unit, a unit for collecting and discharging foam concentrate located in the upper part of the flotation chamber, as well as a feed unit for the initial pulp and a flotation tail removal unit located at the output end of the flotation machine, characterized in that the longitudinal walls are bent at least at one point, the distance from the longitudinal hydrochloric flotation machine axis to the inflection point is greater than ½ the depth of the flotation cell, wherein the angle of inclination of the longitudinal walls to the bottom is in the range 5 ÷ 45 °; the flotation chamber is equipped with a neck located in its upper part symmetrically to the longitudinal axis of the flotation machine, the width of the base of the neck not more than the depth of the flotation chamber, and the height of the neck not more than 1/2 the depth of the flotation chamber. 2. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что продольные стенки в нижней и верхней частях относительно перегиба выполнены с кривизной.2. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the longitudinal walls in the lower and upper parts relative to the bend are made with curvature. 3. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что продольные стенки в нижней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в верхней части с кривизной.3. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the longitudinal walls in the lower part before the bend are made in the form of an inclined plane, and in the upper part with curvature. 4. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что продольные стенки в верхней части до перегиба выполнены в виде наклонной плоскости, а в нижней части с кривизной.4. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the longitudinal walls in the upper part before the bend are made in the form of an inclined plane, and in the lower part with a curvature. 5. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что продольные стенки в нижней и верхней частях выполнены в виде наклонных плоскостей, соединенных вертикальной полосой.5. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the longitudinal walls in the lower and upper parts are made in the form of inclined planes connected by a vertical strip. 6. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что внутри камеры на продольных стенках выполнено нарифление.6. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the inside of the chamber on the longitudinal walls made arithmetic. 7. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что днище камеры выполнено плоским.7. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the bottom of the chamber is made flat. 8. Флотационная машина по п.1, отличающаяся тем, что днище камеры выполнено с кривизной. 8. The flotation machine according to claim 1, characterized in that the bottom of the chamber is made with curvature.
RU2010142073/03A 2010-10-13 2010-10-13 Flotation machine RU2457037C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010142073/03A RU2457037C2 (en) 2010-10-13 2010-10-13 Flotation machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010142073/03A RU2457037C2 (en) 2010-10-13 2010-10-13 Flotation machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010142073A RU2010142073A (en) 2012-04-20
RU2457037C2 true RU2457037C2 (en) 2012-07-27

Family

ID=46032316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010142073/03A RU2457037C2 (en) 2010-10-13 2010-10-13 Flotation machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457037C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728909C1 (en) * 2019-07-29 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение") Flotation machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092769A2 (en) * 1982-04-22 1983-11-02 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation separation apparatus
SU1093356A1 (en) * 1979-03-12 1984-05-23 Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов Foam separation machine
SU1316699A1 (en) * 1985-06-26 1987-06-15 Карагандинское Производственное Объединение По Добыче Угля "Карагандауголь" Flotation machine
RU2053028C1 (en) * 1992-01-31 1996-01-27 Мещеряков Николай Федорович Flotation machine
RU2162371C1 (en) * 2000-06-22 2001-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Изготовление, внедрение, сервис" Flotation machine
RU2289479C9 (en) * 2005-04-06 2007-06-10 Эмерик Панкратьевич Ячушко Floatation machine for foamy separation
US20100108584A1 (en) * 2007-04-20 2010-05-06 Acqua & Co. S.R.L. Dissolved air flotation unit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1093356A1 (en) * 1979-03-12 1984-05-23 Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов Foam separation machine
EP0092769A2 (en) * 1982-04-22 1983-11-02 Dorr-Oliver Incorporated Improved flotation separation apparatus
SU1316699A1 (en) * 1985-06-26 1987-06-15 Карагандинское Производственное Объединение По Добыче Угля "Карагандауголь" Flotation machine
RU2053028C1 (en) * 1992-01-31 1996-01-27 Мещеряков Николай Федорович Flotation machine
RU2162371C1 (en) * 2000-06-22 2001-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Изготовление, внедрение, сервис" Flotation machine
RU2289479C9 (en) * 2005-04-06 2007-06-10 Эмерик Панкратьевич Ячушко Floatation machine for foamy separation
US20100108584A1 (en) * 2007-04-20 2010-05-06 Acqua & Co. S.R.L. Dissolved air flotation unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728909C1 (en) * 2019-07-29 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение") Flotation machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010142073A (en) 2012-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0272107B1 (en) Aeration apparatus
CN110787914B (en) Flotation cell
CN210646840U (en) Flotation cell and flotation line
CN210965531U (en) Flotation cell and flotation line
CN210474319U (en) Flotation cell and flotation line
RU2457037C2 (en) Flotation machine
AU2019100828A4 (en) Flotation line
US9266121B2 (en) Flotation machine rotor
EP0800422A1 (en) Flotation cell crowder device
RU2254170C2 (en) Method of floatation separation of finely dispersed minerals and floatation machine for realization of this method
GB2114469A (en) Flotation apparatus
AU611115B2 (en) Aeration apparatus
RU2038863C1 (en) Device for preparation of pulp to flotation and froth separation
EA040070B1 (en) FLOTATION CHAMBER
EA040012B1 (en) FLOTATION CHAMBER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131014

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150927

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161014