RU2507007C1 - Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end - Google Patents
Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2507007C1 RU2507007C1 RU2012135307/03A RU2012135307A RU2507007C1 RU 2507007 C1 RU2507007 C1 RU 2507007C1 RU 2012135307/03 A RU2012135307/03 A RU 2012135307/03A RU 2012135307 A RU2012135307 A RU 2012135307A RU 2507007 C1 RU2507007 C1 RU 2507007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- flotation
- air
- water
- particles
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности для извлечения из пульп полиметаллических руд легкошламующихся минералов совместно с известными способами флотации или самостоятельно, например, для извлечения драгоценных металлов из хвостов гравитационного обогащения. Кроме того, данное изобретение может быть использовано для обогащения мелко - и тонковкрапленных полиметаллических руд.The invention relates to the beneficiation of minerals by flotation, in particular for the extraction of slurry minerals from polymetallic ores from pulps together with known flotation methods or independently, for example, for the extraction of precious metals from gravity dressing tailings. In addition, this invention can be used to enrich finely and finely disseminated polymetallic ores.
Способ извлечения избранных минералов из рудных пульп напорной флотациейMethod for extracting selected minerals from ore pulps by pressure flotation
Метод флотации основан на элементарном акте прилипания гидрофобизированных частиц избранных минералов к создаваемым в пульпе воздушным пузырькам путем их столкновения, образовавшиеся агрегаты частица - пузырек под действием архимедовой силы всплывают на поверхность пульпы в форме пены с последующим сбросом этой пены в пеносборник. Пена обезвоживается, превращаясь в концентрат извлекаемых минералов, а камерный продукт - обедненная пульпа - сбрасывается в форме хвостов флотации в хвостохранилище [1].The flotation method is based on the elementary act of adhesion of hydrophobized particles of selected minerals to air bubbles created in the pulp by their collision, the resulting particle-bubble aggregates floating under the influence of Archimedean force in the form of foam with the subsequent discharge of this foam into the foam collector. Foam is dehydrated, turning into a concentrate of recoverable minerals, and the chamber product - depleted pulp - is discharged in the form of flotation tailings into the tailings [1].
При этом с помощью богатой гаммы известных флотационных реагентов пульпу перед флотацией обрабатывают требуемыми флотореагентами, превращающими частицы избранных минералов во флотируемые гидрофобные частицы, а частицы остальных минералов превращают в нефлотируемые гидрофильные, легкосмачиваемые водой частицы.In this case, using a rich range of known flotation reagents, the pulp is treated before flotation with the required flotation reagents, converting particles of selected minerals into floatable hydrophobic particles, and particles of other minerals are converted to non-floatable hydrophilic, easily wettable particles.
Затем, диспергируя в пульпе тем или иным методом атмосферный воздух, создают условия для слипания гидрофобизированных частиц с созданными в пульпе воздушными пузырьками. Прилипание гидрофобизированных частиц к пузырькам и удержание их на поверхности пузырька происходит под действием вандерваальсовых сил межмолекулярного взаимодействия, существующих на поверхности частицы и пузырька в форме свободной энергии поверхности, создаваемой нескомпенсированными силами молекул и атомов, лежащих на этой поверхности.Then, dispersing atmospheric air in one way or another in the pulp, conditions are created for the hydrophobized particles to stick together with the air bubbles created in the pulp. Adhesion of hydrophobized particles to the bubbles and their retention on the surface of the bubble occurs under the action of the van der Waals forces of intermolecular interaction existing on the surface of the particle and the bubble in the form of the free energy of the surface created by the uncompensated forces of molecules and atoms lying on this surface.
Действие вандерваальсовых сил начинает проявляться на расстоянии 1000 пм (пикометров 1*10-12 м), а максимальное их действие происходит на расстоянии 500 пм, но дальнейшему сближению реагирующих частиц противодействует отталкивание электронов молекул сближающихся частиц [2].The action of the van der Waals forces begins to appear at a distance of 1000 pm (
Сближению частиц с пузырьком препятствуют гидратные слои на поверхности частицы и пузырька. На пузырьке и на гидрофобизированной частице эти слои тонкие, но, тем не менее, они препятствуют частице достичь области действия вандерваальсовых сил. Для преодоления этого препятствия частице придают движение и за счет возникших инерционных сил движения частица оказывается способной столкнуться с пузырьком и, пробив гидратные слои пузырька и частицы, войти в зону действия вандерваальсовых сил. По имеющимся данным для удержания частицы на пузырьке достаточно пребывания частицы в зоне действия вандерваальсовых сил в течение 0,01-0,001 секунды.The approach of particles to the bubble is prevented by hydration layers on the surface of the particle and the bubble. On the bubble and on the hydrophobized particle, these layers are thin, but, nevertheless, they prevent the particle from reaching the field of action of the van der Waals forces. To overcome this obstacle, the particle is imparted motion and, due to the inertial forces of motion that have arisen, the particle is able to collide with the bubble and break through the hydrated layers of the bubble and particles and enter the zone of action of the van der Waals forces. According to reports, to keep the particle on the bubble, it is enough to stay the particle in the zone of action of the van der Waals forces for 0.01-0.001 seconds.
По мере уменьшения массы гидрофобизированных частиц до размеров менее 0,05 мм инерционные силы таких частиц ослабляются и им становится труднее пробить гидратные слои и элементарный акт флотации таких малых частиц не происходит, поэтому они не флотируются. Следует отметить, что дробление и измельчение руд производят с целью освобождения извлекаемых минералов от сросшейся с ними пустой породы, и чем мельче измельчается руда, тем большая доля минералов оказывается свободной. Особенно большое значение это имеет при обогащении мелковкрапленных и тем более тонковкрапленных руд.As the mass of hydrophobized particles decreases to sizes less than 0.05 mm, the inertial forces of such particles weaken and it becomes more difficult to break through the hydration layers and the elementary act of flotation of such small particles does not occur, therefore, they do not float. It should be noted that the crushing and grinding of ores is carried out in order to liberate the extracted minerals from the waste that has grown together with them, and the finer the ore is crushed, the greater the proportion of minerals that is free. This is especially important in the enrichment of finely disseminated and especially finely disseminated ores.
По изложенным выше причинам переизмельченные частицы, обладающие малой массой и, соответственно, малой инерционной силой, оказываются неспособными пробить гидратные оболочки и соединиться с пузырьком, т.е. оказываются не в состоянии совершить первичный элементарный акт флотации, поэтому они не флотируются и даже осложняют флотацию частиц оптимальных размеров.For the reasons stated above, over-crushed particles, which have a low mass and, accordingly, a low inertial force, are unable to break through the hydration shells and connect to the bubble, i.e. are unable to perform the primary elementary act of flotation, therefore, they do not float and even complicate the flotation of particles of optimal sizes.
В то же время флотация таких частиц имеет особо важное значение при обогащении, например, золотосодержащих песков, в которых значительная часть благородных металлов находится в форме мелких частиц размером менее 0,05 мм, не извлекаемых ни гравитационными, ни флотационными методами. Поэтому ряд источников указывает, что при обогащении таких песков до 50% содержащегося в них золота не извлекается и уходит в хвосты. Именно для таких месторождений требуется способ флотации, при котором воздушные пузырьки избирательно соединялись бы с такими мелкими частицами и выносили их в пенный слой.At the same time, the flotation of such particles is especially important in the enrichment of, for example, gold-containing sands, in which a significant part of the noble metals is in the form of small particles less than 0.05 mm in size, which cannot be recovered by either gravity or flotation methods. Therefore, a number of sources indicate that during the enrichment of such sands up to 50% of the gold contained in them is not extracted and goes into tails. It is for such deposits that a flotation method is required in which air bubbles would selectively combine with such small particles and carry them out into the foam layer.
В первой половине XX века была предпринята попытка использования метода флотации к очистке сточных вод, однако результат их очистки оказался весьма низким. При анализе причин такой низкой степени очистки сточных вод классической флотацией пришли к заключению, что размер флотационных пузырьков составлявший от 1 до 6,4 мм, как оказался, в десятки раз больше размера частиц загрязнений. Снизить размер пузырьков до размера, приближающегося к размерам частиц загрязнений, механическим диспергированием воздуха в сточной воде оказалось невозможным даже теоретически. Тогда вспомнили о законе Генри, открытого Уильямом Генри в 1803 году [2, 3]. Согласно этому закону, растворимость газов в жидкостях, в том числе воздуха в воде прямо пропорциональна давлению этого газа над жидкостью, т.е. во сколько раз увеличивается давление, во столько же раз увеличивается растворимость газа или воздуха в воде в сравнении с его растворимостью в воде, при той же температуре при атмосферном давлении.In the first half of the 20th century, an attempt was made to use the flotation method for wastewater treatment, but the result of their treatment was very low. When analyzing the reasons for such a low degree of wastewater treatment by classical flotation, it was concluded that the size of the flotation bubbles was from 1 to 6.4 mm, as it turned out, was ten times larger than the size of the pollution particles. To reduce the size of the bubbles to a size approaching the size of the particles of contamination, mechanical dispersion of air in wastewater was impossible even theoretically. Then they remembered Henry's law, discovered by William Henry in 1803 [2, 3]. According to this law, the solubility of gases in liquids, including air in water, is directly proportional to the pressure of this gas over the liquid, i.e. how many times the pressure increases, the number of times the solubility of gas or air in water increases in comparison with its solubility in water, at the same temperature at atmospheric pressure.
При снижении давления снижается растворимость газа и водный раствор воздуха, полученный под давлением, оказывается пересыщенным воздухом и неустойчивым при атмосферном давлении. Поэтому, излишний воздух спонтанно (самопроизвольно) начинает переходить из фазы раствора в газовую фазу. Этот фазовый переход осуществляется в форме мельчайших пузырьков, зародыши которых могут избирательно образовываться на гидрофобных частицах загрязнений, и расти на них в результате диффузии воздуха из прилегающего раствора. Это происходит путем сдвигания молекул воды с этой гидрофобной поверхности. А если частиц загрязнений окажется недостаточно, то пузырьки начнут выделяться и в объеме воды. Это обусловлено тем, что на гидрофобной поверхности прилегающие к ней молекулы воды слабо связаны с ней и образовавшиеся на этой поверхности зародыши пузырьков легко сдвигают их, затрачивая малую энергию. В противоположность этому при возникновении зародышей воздуха в объеме воды и их росте им приходится разрывать довольно прочные связи полярных молекул воды друг с другом, затрачивая при этом гораздо большую энергию. Другими словами, работа, совершаемая зародышами воздуха на гидрофобной поверхности, значительно меньше работы по созданию газовой полости в объеме воды. Именно поэтому пузырькам воздуха энергетически выгоднее образовываться избирательно на гидрофобных поверхностях частиц примесей, чем в объеме воды.When the pressure decreases, the solubility of the gas decreases and the aqueous solution of air obtained under pressure is supersaturated with air and unstable at atmospheric pressure. Therefore, excess air spontaneously (spontaneously) begins to move from the solution phase to the gas phase. This phase transition occurs in the form of tiny bubbles, the nuclei of which can selectively form on hydrophobic particles of pollution, and grow on them as a result of diffusion of air from the adjacent solution. This occurs by shifting water molecules from this hydrophobic surface. And if there are not enough particles of pollution, then the bubbles will begin to stand out in the volume of water. This is due to the fact that water molecules adjacent to it on a hydrophobic surface are loosely bound to it, and the nuclei of bubbles formed on this surface easily shift them, spending little energy. In contrast, when air nuclei appear in the volume of water and grow, they have to break rather strong bonds of the polar water molecules with each other, spending much more energy. In other words, the work done by air nuclei on a hydrophobic surface is much less than the work of creating a gas cavity in the volume of water. That is why air bubbles are energetically more profitable to form selectively on the hydrophobic surfaces of impurity particles than in the volume of water.
На этой основе был создан способ флотации частиц загрязнений, осуществленный в запатентованном устройстве для очистки сточных вод методом напорной флотации [4]. По этому способу сточная вода насыщалась воздухом под давлением, создаваемым двумя последовательно соединенными насосами роторного типа. Первый насос всасывал воду и дозированное количество воздуха, а второй насос перемешивал воду с воздухом, повышая одновременно давление, т.е. сатурировал сточную воду при давлении, регулируемом регулятором давления типа предохранительного клапана. Сатурированная вода через регулятор давления сбрасывалась в открытую флотокамеру, где давление снижалось до атмосферного и происходил процесс, описанный выше. Образовавшиеся агрегаты частица - пузырек под действием архимедовой силы всплывали в пенный слой, сбрасываемый в пеносборник, а осветленная вода из донного патрубка сбрасывалась самотеком через сифон. Недостаток этого способа заключался в том, что роторные насосы диспергировали частицы загрязнений, а это снижало их флотируемость. Кроме того, роторы насосов засаливались и на них наматывались волокнистые примеси, что снижало их работоспособность. В довершение к этому скорость всплывания образовавшихся агрегатов частица - пузырек была очень низкой.On this basis, a method for flotation of contaminant particles was created, implemented in a patented device for wastewater treatment by pressure flotation [4]. In this method, the wastewater was saturated with air under pressure created by two rotary-type pumps connected in series. The first pump sucked in water and a metered amount of air, and the second pump mixed water and air, simultaneously increasing the pressure, i.e. saturated the wastewater at a pressure regulated by a pressure regulator such as a safety valve. Saturated water through the pressure regulator was discharged into an open flotamok, where the pressure decreased to atmospheric and the process described above occurred. The resulting particle – bubble aggregates, under the action of Archimedean force, floated into the foam layer discharged into the foam collector, and clarified water from the bottom nozzle was discharged by gravity through a siphon. The disadvantage of this method was that the rotary pumps dispersed the particles of contaminants, and this reduced their floatability. In addition, the rotors of the pumps were salted and fibrous impurities were wound on them, which reduced their performance. To top it off, the rate of emergence of the formed particle - bubble aggregates was very low.
Позже эти недостатки были устранены в созданном новом способе, использованном в новом устройстве для очистки сточных вод напорной флотацией, защищенном патентом на полезную модель [5]. По этому способу воздухом насыщалась в блоке сатурации часть очищенной воды, которая затем смешивалась со сточной водой в эжекторе, и полученная смесь флотировалась в флотокамере, в которой был организован ток флотируемой смеси снизу вверх, облегчавший и ускорявший всплытие сфлотированных примесей в пенный слой.Later, these shortcomings were eliminated in the created new method used in the new device for wastewater treatment by pressure flotation, protected by a patent for a utility model [5]. According to this method, part of the purified water was saturated in the saturation block with air, which was then mixed with waste water in the ejector, and the resulting mixture was floated in a flotation chamber, in which the flow of the floated mixture was organized from the bottom up, facilitating and accelerating the floating of impurities into the foam layer.
Недостатком этого способа для его использования в процессе извлечения тонких гидрофобных частиц минералов из рудной пульпы напорной флотацией является его неспособность в таком состоянии флотировать рудную пульпу.The disadvantage of this method for its use in the process of extracting thin hydrophobic particles of minerals from ore pulp by pressure flotation is its inability to float ore pulp in this state.
Ведущие специалисты в области флотации И. Свен-Нельсон и В.И.Классен [6, 7] установили, что при работе механических флотомашин в пульпе создаются значительные перепады давления и возникают области с повышенным и пониженным давлением.Leading specialists in the field of flotation I. Sven-Nelson and V.I. Klassen [6, 7] established that during the operation of mechanical flotation machines in the pulp significant pressure drops are created and areas with high and low pressure arise.
В соответствии с законом Генри, в областях с повышенным давлением воздух растворяется в пульпе, а в зонах с пониженным давлением выделяется из пульпы в форме мельчайших зародышей пузырьков, возникающих на гидрофобной поверхности мелких частиц. Эти пузырьки на поверхности частиц выступают в роли сильногидрофобных выступов, что «катализирует» прилипание этих частиц к поверхности более крупных пузырьков, облегчая их всплытие и повышая тем самым скорость флотации. Но наиболее важное значение обнаруженный факт такого образования агрегатов частица - пузырек имеет для флотации мелких безынерционных частиц, не способных самостоятельно прилипать к пузырькам воздуха флотационных размеров.In accordance with Henry's law, in areas with high pressure, air dissolves in the pulp, and in areas with low pressure it is released from the pulp in the form of tiny nuclei of bubbles that appear on the hydrophobic surface of small particles. These bubbles on the surface of the particles act as highly hydrophobic protrusions, which "catalyzes" the adhesion of these particles to the surface of larger bubbles, facilitating their ascent and thereby increasing the speed of flotation. But the most important fact is the fact that the particle — the bubble — has such formation of aggregates. It has a flotation for small inertialess particles that are not able to adhere independently to flotation-sized air bubbles.
Такие частицы имеют гидрофобную поверхность, обладают развитой поверхностью, поэтому имеется большая вероятность выделения на их гидрофобной поверхности растворенного в воде воздуха, а это облегчает их прилипание к крупным транспортирующим пузырькам.Such particles have a hydrophobic surface, have a developed surface, therefore there is a high probability of release of air dissolved in water on their hydrophobic surface, and this facilitates their adhesion to large transporting bubbles.
Описанные свойства отложения зародышей пузырьков воздуха, растворенного в пульпе на мелких частицах с гидрофобной поверхностью, легли в основу создания флотационных машин с изменяемым давлением: вакуумных и так называемых компрессионных. В первом случае использовался способ вакуумирования, а во втором в пульпе растворяли воздух под давлением [8]. Затем давление снижали и в пульпе, на гидрофобной поверхности частиц возникали микропузырьки воздуха, способствовавшие выносу на поверхность этих частиц минералов в пенный слой. Однако в связи с большими конструктивными сложностями оба способа не нашли практического применения во флотационном обогащении руд.The described properties of the deposition of nuclei of air bubbles dissolved in a pulp on small particles with a hydrophobic surface formed the basis for the creation of flotation machines with variable pressure: vacuum and so-called compression. In the first case, the evacuation method was used, and in the second, air was dissolved in the pulp under pressure [8]. Then the pressure was reduced in the pulp, air microbubbles appeared on the hydrophobic surface of the particles, contributing to the removal of minerals to the surface of these particles in the foam layer. However, due to great structural difficulties, both methods have not found practical application in flotation ore processing.
Основными трудностями и недостатками в способах создания микропузырьков воздуха за счет активного перемешивания пульпы является слишком малый удельный выход этих пузырьков, а в предложенном способе вакуумирования флотации, особенно при требуемой большой производительности флотомашин, повышение удельного выхода пузырьков оказалось практически невыполнимым. Такие же трудности возникали при аппаратном оформлении компрессорных машин. Во-первых, пассивный процесс насыщения пульпы воздухом без ее перемешивания очень длительный, а во-вторых, объем флотомашин, работающих под давлением, не может быть малым, а при требуемом умножении объема аппарата на давление, достигающее 1000 дм3*кг/см2, он подпадает под жесткий контроль контролирующего ведомства «Котлонадзор», требующего особых условий эксплуатации такого оборудования, при достижении указанного параметра 1000 дм3*кг/см2.The main difficulties and shortcomings in the methods for creating air microbubbles due to the active mixing of the pulp are the too low specific yield of these bubbles, and in the proposed method of evacuation of flotation, especially with the required high productivity of flotation machines, the increase in the specific yield of bubbles turned out to be practically impossible. The same difficulties arose in the hardware design of compressor machines. Firstly, the passive process of saturating the pulp with air without mixing it is very long, and secondly, the volume of flotation machines operating under pressure cannot be small, and with the required multiplication of the volume of the apparatus by a pressure reaching 1000 dm 3 * kg / cm 2 , it falls under the strict control of the control department "Kotlonadzor", which requires special operating conditions for such equipment, upon reaching the specified parameter 1000 dm 3 * kg / cm 2 .
Из этих способов лишь так называемый компрессионный метод нашел применение, но не в обогащении, а для очистки сточных вод под названием «напорная флотация», описанный выше. Мы посчитали, что отдельные элементы способа напорной флотации могут быть использованы и в процессах флотационного обогащения руд.Of these methods, only the so-called compression method has found application, but not in enrichment, but for wastewater treatment under the name “pressure flotation” described above. We calculated that certain elements of the pressure flotation method can also be used in the flotation ore concentration processes.
Как известно, метод классической флотации базируется на осуществлении первичного акта флотации, заключающегося в образовании легкого, всплывающего в пульпе агрегата частица - пузырек. Этот агрегат возникает в результате столкновения частиц избранных минералов с пузырьком воздуха. При достаточной инерции частица пробивает тонкие гидратные слои на своей гидрофобизированной поверхности и на поверхности пузырька и, достигнув области действия вандерваальсовых сил, закрепляется на пузырьке, образуя всплывающий агрегат частица - пузырек.As is known, the classical flotation method is based on the implementation of the primary flotation act, which consists in the formation of a lung, a particle - bubble aggregate floating up in the pulp. This aggregate results from the collision of particles of selected minerals with an air bubble. With sufficient inertia, the particle breaks through thin hydrate layers on its hydrophobized surface and on the surface of the bubble and, having reached the region of action of the van der Waals forces, is fixed on the bubble, forming a particle-bubble pop-up aggregate.
Но если эта частица мала и не обладает инерцией, достаточной для совершения элементарного акта флотации, то она, как описано выше, не флотируется и остается в обедненной рудной пульпе - камерном продукте, который транспортируют в хвостохранилище совместно с несфлотированными частицами минералов.But if this particle is small and does not have the inertia sufficient to perform the elementary act of flotation, then, as described above, it does not float and remains in the depleted ore pulp - chamber product, which is transported to the tailing dump together with non-flotated particles of minerals.
Таким образом, предлагаемый метод извлечения гидрофобизированных минералов из рудных пульп напорной флотацией является осуществлением элементарного акта флотации, но методом, принципиально иным, чем в классической флотации.Thus, the proposed method for the extraction of hydrophobized minerals from ore pulps by pressure flotation is the implementation of an elementary act of flotation, but a method fundamentally different than in classical flotation.
В предлагаемом методе образование элементарного акта флотации (образование агрегата частица - пузырек) осуществляется не путем столкновения гидрофобной частицы с пузырьком, а путем возникновения на поверхности такой частицы мельчайшего зародыша воздушного пузырька и его роста на этой поверхности за счет диффузии воздуха из прилегающего пересыщенного воздухом водного раствора - смеси сатурированной воды с водной фазой пульпы. Самопроизвольно диффундируя из этого пересыщенного раствора, воздух и создает требуемый агрегат частица - пузырек. Именно поэтому для предлагаемого метода обогащения напорной флотацией не имеет особого значения размер извлекаемых гидрофобных частиц, в этом коренное отличие предлагаемого метода от классического метода флотации, основанного на столкновении гидрофобных частиц с воздушным пузырьком.In the proposed method, the formation of an elementary act of flotation (particle-bubble aggregate formation) is carried out not by the collision of a hydrophobic particle with a bubble, but by the appearance of a tiny nucleus of an air bubble on its surface and its growth on this surface due to diffusion of air from an adjacent aqueous solution saturated with air - mixtures of saturated water with the aqueous phase of the pulp. Spontaneously diffusing out of this supersaturated solution, air creates the required particle-bubble aggregate. That is why for the proposed method of enrichment by pressure flotation, the size of the extracted hydrophobic particles does not matter much, this is the fundamental difference between the proposed method and the classical flotation method based on the collision of hydrophobic particles with an air bubble.
С целью устранения выявленных недостатков в описанных способах флотационного извлечения минералов из рудных пульп предлагается новое техническое решение, лишенное этих недостатков.In order to eliminate the identified shortcomings in the described methods of flotation extraction of minerals from ore pulps, a new technical solution is proposed, devoid of these shortcomings.
Заявленный технический результат предлагаемого способа заключается в избирательном извлечении гидрофобизированных частиц избранных минералов, не извлекаемых известными способами флотации. Этот технический результат основан на использовании следующих существенных отличительных признаков.The claimed technical result of the proposed method consists in the selective extraction of hydrophobized particles of selected minerals not recoverable by known flotation methods. This technical result is based on the use of the following significant distinguishing features.
Вода, сатурированная воздухом при повышенном давлении, имеет концентрацию воздуха, согласно закону Генри, во столько раз больше атмосферного, во сколько раз приложенное при сатурировании давление было больше атмосферного.Water, saturated with air at elevated pressure, has a concentration of air, according to Henry's law, is so many times greater than atmospheric, how many times the pressure applied during saturation was greater than atmospheric.
При смешении рудной пульпы с сатурированной водой, в условиях атмосферного давления снижается и растворимость воздуха в воде, поэтому полученная смесь сатурированной воды с водной фазой пульпы оказывается пересыщенной воздухом и часть его в смеси становится лишней и переходит самопроизвольно из фазы раствора в газовую фазу, вначале - в форме мельчайших зародышей. Этим зародышам энергетически выгоднее образовываться на гидрофобной поверхности частиц гидрофобизированных минералов путем сдвига молекул воды, слабосвязанных с этой поверхностью, без больших затрат энергии. При этом образование воздушных полостей в объеме воды, создаваемых выделяющимся воздухом, связано со значительно большими затратами энергии на разрыв прочных связей между полярными молекулами воды, при создании этих полостей в форме воздушных пузырьков. Поэтому, в первую очередь, происходит процесс образования зародышей пузырьков воздуха на гидрофобной поверхности гидрофобизированных минералов, что связанно с гораздо меньшими энергетическими затратами на сдвиг с этой поверхности слабосвязанных с ней молекул воды. Практически во всем объеме полученной смеси пульпы с сатурированной водой происходит диффузия воздуха из раствора, прилегающего к поверхности гидрофобных частиц, рассеянных в объеме пульпы. При этом на гидрофобной поверхности возникают зародыши пузырьков, которые растут за счет диффузии воздуха из прилегающего раствора, образуя агрегаты частица-пузырек. Описанное осуществляется лишь в том случае, если подготовленная кондиционированная пульпа тщательно смешивается с сатурированной водой так, чтобы к каждой гидрофобной частице прилегал слой сатурированной воздухом водной фазы. Для этого в первом независимом пункте формулы приведен отличительный существенный признак «… подготовленную кондиционированную пульпу с гидрофобизированными частицами избранных минералов тщательно смешивают с сатурированной воздухом водой при атмосферном давлении...». Эти агрегаты из-за малых размеров обладают исчезающее малой скоростью всплытия. Для увеличения этой скорости их необходимо прикрепить к транспортным пузырькам большего размера. К счастью, прилипшие к частицам пузырьки воздуха представляют собой идеальные гидрофобные выступы, к которым легко прилипают большие пузырьки воздуха флотационных размеров, создаваемые во флотомашинах. Именно поэтому в первый независимый пункт введен второй отличительный существенный признак «с последующей обработкой пульпы током воздушных пузырьков танспортных размеров».When ore ore pulp is mixed with saturated water under atmospheric pressure, the solubility of air in water decreases, so the resulting mixture of saturated water with the aqueous phase of the pulp is supersaturated with air and part of it in the mixture becomes redundant and spontaneously passes from the solution phase to the gas phase, first in the form of tiny embryos. It is energetically more profitable for these nuclei to form particles of hydrophobized minerals on the hydrophobic surface by shifting water molecules weakly bound to this surface without a large expenditure of energy. Moreover, the formation of air cavities in the volume of water created by the released air is associated with significantly greater energy expenditures for breaking strong bonds between polar water molecules when creating these cavities in the form of air bubbles. Therefore, first of all, the process of nucleation of air bubbles occurs on the hydrophobic surface of hydrophobized minerals, which is associated with much lower energy costs for the shift of water molecules weakly bound to it from this surface. In almost the entire volume of the obtained mixture of pulp with saturated water, air diffuses from the solution adjacent to the surface of hydrophobic particles scattered in the volume of the pulp. In this case, nuclei of bubbles arise on the hydrophobic surface, which grow due to diffusion of air from the adjacent solution, forming particle-bubble aggregates. The described is carried out only if the prepared conditioned pulp is thoroughly mixed with saturated water so that a layer of air-saturated aqueous phase is adjacent to each hydrophobic particle. To this end, the first independent claim provides a distinctive essential feature: "... prepared conditioned pulp with hydrophobized particles of selected minerals is thoroughly mixed with water saturated with air at atmospheric pressure ...". Due to their small size, these aggregates have a disappearing low ascent rate. To increase this speed, they must be attached to larger transport bubbles. Fortunately, air bubbles adhering to particles are ideal hydrophobic protrusions to which large flotation-sized air bubbles created in flotation machines easily adhere. That is why the second distinctive essential feature “with the subsequent processing of the pulp by the current of air bubbles of transport sizes” was introduced into the first independent point.
Признак второго зависимого пункта формулируется как: «воздухом насыщают сточную воду с хвостохранилищ, очищенную от взвешенных частиц». Этот пункт уточняет, что насыщают воздухом не чистую воду, а сточную воду, стекающую с хвостохранилищ, содержащую остатки флотореагентов вредных для окружающей среды и, если эту сточную воду сбрасывать в окружающую среду без очистки, будет нанесен серьезный вред природе. Таким образом, решаются сразу три задачи: 1 - защита окружающей среды, 2 - экономия флотореагентов за счет использования их остатка в сточных водах и 3 - организация оборотного водоснабжения, которое резко снижает потребность производства в чистой воде.The sign of the second dependent clause is formulated as: "sewage from the tailings, purified from suspended particles, is saturated with air." This paragraph clarifies that it is not pure water that is saturated with air, but wastewater draining from tailings that contains residues of flotation reagents harmful to the environment and if this wastewater is discharged into the environment without treatment, serious harm will be done to nature. Thus, three tasks are solved at once: 1 - environmental protection, 2 - saving of flotation reagents due to the use of their balance in wastewater and 3 - organization of recycled water supply, which dramatically reduces the need for production in clean water.
Несущественный признак третьего зависимого пункта - «слой пены на поверхности пульпы с извлеченными частицами избранных минералов перед сбросом его в пеносборник промывают небольшим количеством воды». Этот признак предназначен для удаления из пенного слоя механически захваченных воздушными пузырьками из пульпы нефлотируемых гидрофильных частиц, что необходимо для повышения содержания выделенных компонентов в получаемых концентратах.An insignificant sign of the third dependent clause is “a layer of foam on the surface of the pulp with extracted particles of selected minerals is washed with a small amount of water before dumping it into the foam collector”. This feature is designed to remove non-floated hydrophilic particles mechanically captured by air bubbles from the pulp from the foam layer, which is necessary to increase the content of extracted components in the resulting concentrates.
И, наконец, четвертый зависимый пункт, содержащий несущественный признак, указывающий допустимое минимальное объемное соотношение сатурированной воды к единичному объему пульпы, равное не менее 0,1:1,0. Это основано на проведенном расчете, который показывает, что после флотации в пульпе еще сохраняется концентрация воздуха, превышающая 50% его растворимости в воде при атмосферном давлении. В этом случае энергии для образования микропузырька на поверхности гидрофобной частицы оказывается еще достаточно. Это позволит более полно извлекать заданные компоненты из пульпы. Однако для разрыва межмолекулярных связей при образовании воздушных пузырьков в объеме воды этой энергии будет недостаточно. А оптимальное соотношение сатурированной воды к пульпе определяется опытным путем по получаемому максимальному извлечению выделяемых компонентов при изменении соотношения сатурированной воды к пульпе.And finally, the fourth dependent clause containing an insignificant attribute indicating the permissible minimum volumetric ratio of saturated water to a unit volume of pulp equal to at least 0.1: 1.0. This is based on the calculation, which shows that after flotation, the air concentration in the pulp still exceeds 50% of its solubility in water at atmospheric pressure. In this case, the energy is still sufficient for the formation of a microbubble on the surface of the hydrophobic particle. This will allow more complete extraction of the specified components from the pulp. However, for the breaking of intermolecular bonds during the formation of air bubbles in the volume of water this energy will not be enough. And the optimal ratio of saturated water to pulp is determined empirically by the obtained maximum extraction of emitted components when the ratio of saturated water to pulp changes.
В сравнении с методом классической флотации метод напорной флотации также основан на создании всплывающего агрегата частица - пузырек. Однако принцип создания этого агрегата совершенно иной.Compared to the classical flotation method, the pressure flotation method is also based on the creation of a particle-bubble pop-up aggregate. However, the principle of creating this unit is completely different.
Он основан на возникновении зародыша воздушного пузырька избирательно на гидрофобной поверхности частиц избранных минералов. При этом не имеет значения величина частицы, она может быть как флотационных размеров, так и исчезающее малых, соизмеримых с зародышами пузырьков микронных размеров. Эти зародыши воздушных пузырьков могут возникнуть в кондиционированной рудной пульпе, если ее смешать с водой, сатурированной под давлением воздухом. Если эта смесь производится при атмосферном давлении, то по закону Генри растворимость воздуха в воде снижается и водный раствор оказывается пересыщенным воздухом.It is based on the appearance of an air bubble embryo selectively on the hydrophobic surface of particles of selected minerals. In this case, the particle size does not matter, it can be both of flotation size and disappearing of small, commensurate with the nuclei of micron sized bubbles. These air bubble germs can occur in an air-conditioned ore pulp if mixed with water that is pressurized with air under pressure. If this mixture is produced at atmospheric pressure, then, according to Henry's law, the solubility of air in water decreases and the aqueous solution is supersaturated with air.
Пересыщенное состояние этого раствора неустойчиво и оно стремится к равновесному состоянию путем перехода избытка воздуха из состояния раствора в свободную газовую фазу. Этот фазовый переход происходит спонтанно (самопроизвольно) в форме мельчайших зародышей пузырьков. У этих пузырьков есть два пути возникновения в пульпе. Они могут образовываться в объеме водной фазы пульпы. В этом случае возникающим пузырькам приходится разрывать довольно прочные связи полярных молекул воды друг с другом, затрачивая на это значительную энергию для создания в объеме воды газовой полости воздушного пузырька.The supersaturated state of this solution is unstable and it tends to an equilibrium state by the transition of excess air from the state of the solution to the free gas phase. This phase transition occurs spontaneously (spontaneously) in the form of tiny nuclei of bubbles. These vesicles have two pathways of origin in the pulp. They can form in the volume of the aqueous phase of the pulp. In this case, the emerging bubbles have to break rather strong bonds between the polar water molecules with each other, spending considerable energy on this to create a gas cavity in the water volume of the air bubble.
Но есть и второй, более легкий путь: зародыши пузырьков могут возникнуть на гидрофобной поверхности извлекаемых частиц минералов в пульпе. В этом случае им не придется разрывать прочные связи молекул воды друг с другом, а просто сдвинуть с гидрофобной поверхности молекулы воды, которые слабо связаны с этой поверхностью. С энергетической точки зрения работа, совершаемая зародышем пузырька, возникающим на гидрофобной поверхности частицы, и последующий рост пузырька на этой поверхности за счет диффузии воздуха из прилегающего пересыщенного раствора несоизмеримо меньше той работы, которая затрачивается на возникновение воздушного пузырька в объеме воды.But there is a second, easier way: nuclei of bubbles can occur on the hydrophobic surface of the extracted particles of minerals in the pulp. In this case, they will not have to break the strong bonds of water molecules with each other, but simply move water molecules from the hydrophobic surface that are loosely bound to this surface. From an energetic point of view, the work performed by the nucleus of a bubble arising on the hydrophobic surface of a particle and the subsequent growth of a bubble on this surface due to diffusion of air from an adjacent supersaturated solution are incommensurably less than the work that is expended on the occurrence of an air bubble in the volume of water.
Как известно, возникшие процессы направлены в сторону наименьших затрат энергии. В данном случае, возникновение зародышей воздушных пузырьков на гидрофобной поверхности оказывается предпочтительнее в отношении энергетических затрат. Поэтому именно в этом направлении происходит процесс выделения воздуха из сатурированной воды, закрепления и роста зародышей пузырька на гидрофобной поверхности гидрофобизированных частиц избранных минералов. Этот процесс самопроизвольного закрепления пузырьков на гидрофобной поверхности частиц избранных минералов является по существу элементарным актом флотации, только созданным другим методом, называемым «методом напорной флотации». Этот элементарный акт флотации не зависит от размеров гидрофобизированных частиц, которые могут быть как обычных флотационных размеров, так и размеров шламовых безынерционных частиц.As you know, the processes that have arisen are directed towards the least energy consumption. In this case, the emergence of nuclei of air bubbles on a hydrophobic surface is preferable in relation to energy costs. Therefore, it is in this direction that the process of air evolution from saturated water takes place, the nucleation of the bubble on the hydrophobic surface of the hydrophobized particles of selected minerals is fixed and grown. This process of spontaneous fixing of bubbles on the hydrophobic surface of particles of selected minerals is essentially an elementary act of flotation, only created by another method called the “pressure flotation method”. This elementary act of flotation does not depend on the sizes of hydrophobized particles, which can be either ordinary flotation sizes or sizes of slurry inertialess particles.
Напорная флотация в принципе может продолжаться до тех пор, пока в пульпе остается свободная площадь гидрофобной поверхности и остаток пересыщенного воздухом водного раствора. Только с уменьшением этой площади свободной гидрофобной поверхности частиц минералов может начаться более энергоемкий процесс возникновения воздушных пузырьков в объеме водной фазы пульпы. В связи с этим процесс смешения кондиционированной пульпы с водой, сатурированной воздухом, должен быть тщательным, чтобы получающаяся смесь сатурированной воды с водной фазой пульпы распределилась по всему объему пульпы. Однако из-за малых размеров образующихся при этом агрегатов частица - пузырек, обладающих исчезающей малой скоростью всплытия, пульпу необходимо тщательно обрабатывать потоком воздушных пузырьков транспортных размеров.Pressure flotation can, in principle, continue as long as the free area of the hydrophobic surface and the remainder of the aqueous solution saturated with air remain in the pulp. Only with a decrease in this area of the free hydrophobic surface of the particles of minerals can a more energy-intensive process of the appearance of air bubbles in the volume of the aqueous phase of the pulp begin. In this regard, the process of mixing the conditioned pulp with water, saturated with air, must be thorough so that the resulting mixture of saturated water with the aqueous phase of the pulp is distributed throughout the volume of the pulp. However, due to the small size of the particle-bubble aggregates formed during this process, which have a disappearing low ascent rate, the pulp must be carefully treated with a stream of air bubbles of transport dimensions.
Наличие у созданных агрегатов сильногидрофобных выступов, в форме закрепленных на поверхности гидрофобных частиц воздушных пузырьков облегчает закрепление этих агрегатов на поверхности транспортных пузырьков. Не исключено, что число мини-агрегатов, закрепленных на транспортном пузырьке, будет больше одного.The presence of strongly hydrophobic protrusions in the form of created aggregates in the form of air bubbles fixed on the surface of hydrophobic particles facilitates the fixation of these aggregates on the surface of transport bubbles. It is possible that the number of mini-units mounted on the transport bubble will be more than one.
Устройство предназначено для практического осуществления способа извлечения избранных минералов из рудных пульп напорной флотацией.The device is intended for the practical implementation of the method of extracting selected minerals from ore pulps by pressure flotation.
Общим для всех современных конструкций флотационных машин является использование в качестве рабочего инструмента пузырьков воздуха, генерируемых в рудной пульпе тем или иным способом.Common to all modern designs of flotation machines is the use as a working tool of air bubbles generated in the ore pulp in one way or another.
Как правило, минерализация этих пузырьков (слипание их с гидрофобными частицами минералов) осуществляется путем непосредственного столкновения частиц минералов с пузырьками. Образованные агрегаты частица - пузырек за счет плотности меньшей, чем у пульпы, под действием архимедовой силы всплывают на поверхность пульпы, образуя пенный слой. Этот слой сбрасывается в пеносборник, а обедненная пульпа - камерный продукт - удаляется в форме хвостов флотации. Чтобы к пузырькам прилипали частицы избранных минералов, их поверхность предварительно гидрофобизируют специальной обработкой требуемыми флотореагентами, т.е. кондиционируют. При этом гидрофобными делают частицы избранных минералов, а остальные частицы в пульпе превращают в гидрофильные - не флотируемые, т.к. они не прилипают к пузырькам.As a rule, the mineralization of these bubbles (their adhesion to hydrophobic particles of minerals) is carried out by direct collision of particles of minerals with bubbles. The particle – bubble aggregates formed, due to a density lower than that of the pulp, float to the surface of the pulp under the action of an Archimedean force, forming a foam layer. This layer is discharged into the foam collector, and the depleted pulp — the chamber product — is removed in the form of flotation tails. So that particles of selected minerals adhere to the bubbles, their surface is pre-hydrophobized by special treatment with the required flotation reagents, i.e. condition. At the same time, particles of selected minerals are made hydrophobic, and the remaining particles in the pulp are converted to hydrophilic - not floated, because they do not stick to bubbles.
Классификацию флотационных машин чаще всего производят в зависимости от способа аэрации пульпы, т.е. от способа диспергирования воздуха в объеме пульпы. По этому признаку машины подразделяются на: механические, в которых перемешивание пульпы производится с засасыванием и диспергированием воздуха, осуществляемое импеллером (лопастной мешалкой) разнообразных конструкций; пневматические, в которых перемешивание и аэрация пульпы осуществляется сжатым воздухом, подаваемым в пульпу через специальные патрубки или через пористые перегородки; пневмомеханические, в которых воздух подается от воздуходувки, а перемешивание пульпы и диспергирование воздуха осуществляется импеллером; пневмогидравлические с самоаэрацией или диспергацией принудительно подаваемого воздуха различными гидравлическими устройствами.Classification of flotation machines is most often carried out depending on the method of pulp aeration, i.e. from a method of dispersing air in a pulp volume. On this basis, machines are divided into: mechanical, in which the pulp is mixed with air suction and dispersion, carried out by an impeller (paddle mixer) of various designs; pneumatic, in which the mixing and aeration of the pulp is carried out by compressed air supplied to the pulp through special nozzles or through porous partitions; pneumomechanical, in which air is supplied from the blower, and the pulp is mixed and air is dispersed by an impeller; pneumohydraulic with self-aeration or dispersion of forced air by various hydraulic devices.
Наибольшее распространение получили механические, пневмомеханические и пневматические флотационные машины.The most widespread are mechanical, pneumomechanical and pneumatic flotation machines.
Аналогами предлагаемого устройства являются пневматические флотационные машины, среди которых близкими аналогами являются пневматические машины колонного типа. Эти машины представляют собой вертикальные колонны круглого или прямоугольного сечения. В них кондиционированная пульпа подается в камеру флотационной машины по трубе, расположенной несколько выше середины колонны. [8].Analogs of the proposed device are pneumatic flotation machines, among which close analogues are pneumatic column type machines. These machines are vertical columns of circular or rectangular cross-section. They air-conditioned pulp is fed into the chamber of the flotation machine through a pipe located slightly above the middle of the column. [8].
Например, в представленной на фиг.1 пневматической флотационной машине колонного типа круглого сечения диаметром 1-1,8 м и высотой от 7 до 12 м имеется корпус 1, в котором на уровне выше середины расположена труба 2, соединенная со смесителем 3 для кондиционирования рудной пульпы флотореагентами.For example, in the columnar pneumatic flotation machine shown in FIG. 1, a circular cross-sectional type with a diameter of 1-1.8 m and a height of 7 to 12 m has a
В нижней части колоны имеется пористый диффузор 4, соединенный с ресивером 5 с сжатым воздухом. На выходе из колонны имеется выходной клапан 6, регулирующий уровень пульпы в колонне, соединенный со сбросной трубой 7, транспортирующей обедненный камерный продукт на хвостохранилище. В верхней части колонны 1 имеется патрубок 8 для удаления пенного продукта и труба чистой воды 9, имеющая в колонне над слоем пены брызганы 10 для промывки пены.At the bottom of the column there is a porous diffuser 4 connected to the
Флотационная машина работает следующим образом:The flotation machine operates as follows:
Исходная рудная пульпа кондиционируется флотореагентами в смесителе 3 для гидрофобизации частиц избранных минералов для их флотации и гидрофилизации частиц остальных компонентов для предотвращения их флотации. Кондиционированная пульпа подается через трубу 2 в камеру флотомашины. Здесь частицы пульпы движутся под действием гравитации вниз, а им навстречу всплывает поток пузырьков, генерируемых пористым диффузором 4 у дна колонны, который питается сжатым воздухом из ресивера 5. Во время движения частиц пульпы вниз они ударяются о восходящие пузырьки воздуха и прилипают к ним, если у них имеется гидрофобная поверхность, созданная в смесителе для частиц избранных минералов. Остальные частицы, имеющие гидрофильную поверхность, не прилипают к пузырькам воздуха, т.е. не флотируются и продолжают движение вниз. В противоположность им частицы, слипшиеся с воздушными пузырьками, образуют легкий агрегат, который под действием архимедовой силы всплывает на поверхность пульпы в пенный слой. Этот слой часто загрязняется нефлотируемыми гидрофильными примесями, механически увлекаемыми пузырьками. Эти примеси разбавляют выделенный пенный продукт с извлекаемыми компонентами - концентрат.The initial ore pulp is conditioned by flotation reagents in
Для предотвращения этого пенный слой, перед его сбрасыванием в патрубок 8 промывают чистой водой из трубы 9 брызгалами 10. Обедненный камерный продукт сбрасывают через клапан 6, регулирующий уровень пульпы в колонне, в трубу 7, транспортирующую камерный продукт на хвостохранилище или в другую флотомашину для контрольной флотации.To prevent this, the foam layer is washed with clean water from the
Недостатком большинства колонных флотомашин и этой, в частности, была плохая работа диспергаторов воздуха, установленных на дне колонны, которые часто забивались частицами пульпы или давали слишком крупные пузырьки, плохо флотировавшие мелкие частицы извлекаемых минералов. Несмотря на это флотомашины колонного типа имеют целый ряд преимуществ перед другими типами флотомашин. Они не имеют элементов, движущихся в абразивной среде пульп, колонны занимают в несколько раз меньшую рабочую площадь в сравнении с другими типами машин. Они сравнительно легко автоматизируются, имеют низкую металлоемкость и экономичны в эксплуатации.The drawback of most column flotation machines, and this, in particular, was the poor performance of air dispersants installed at the bottom of the column, which were often clogged with pulp particles or produced too large bubbles that poorly floated small particles of recoverable minerals. Despite this, column-type flotation machines have a number of advantages over other types of flotation machines. They do not have elements moving in the abrasive environment of the pulps, the columns occupy several times less working area in comparison with other types of machines. They are relatively easy to automate, have low metal consumption and are economical to operate.
Однако существенным фактором, сдерживавшим использование данного перспективного колонного типа флотомашин, являлось их сравнительно низкое частное (операционное) извлечение. Понимая это, в 1993 году после обширных исследований фирма Svedala CISА (впоследствии MetsoMinezals) приступила к производству диспергаторов на основе запатентованной технологии MICROCELTM [9]. Созданные диспергаторы новой конструкции - реакторы-аэраторы, названные статическими миксерами, повысили частное извлечение до уровня, сопоставимого с пневмомеханическими флотомашинами. Использование модернизированных колонных флотомашин MICROCELTM позволило увеличить извлечение избранных минералов и одновременно улучшить качество получаемого концентрата. В добавок к этому появилась возможность резко увеличить производительность флотомашин с диаметром колонн, увеличенном до 4,6 м. However, a significant factor hindering the use of this promising column type of flotation machines was their relatively low private (operational) recovery. Understanding this, in 1993, after extensive research, Svedala CISA (subsequently MetsoMinezals) began production of dispersants based on the patented MICROCEL TM technology [9]. Created dispersers of a new design - aerator reactors, called static mixers, increased private recovery to a level comparable to pneumomechanical flotation machines. The use of upgraded column flotation machines MICROCEL TM allowed to increase the extraction of selected minerals and at the same time improve the quality of the resulting concentrate. In addition to this, it became possible to dramatically increase the productivity of flotation machines with column diameters increased to 4.6 m.
К отличительным особенностям созданных флотомашин MICROCELTM, по мнению владельцев этой технологии, относится следующее:The distinctive features of the created MICROCEL TM flotation machines , according to the owners of this technology, include the following:
1. Диспергация воздуха на очень мелкие пузырьки - до 0,4 мм, что позволяет извлекать частицы минералов мелких классов [но не тонких частиц].1. Dispersion of air into very small bubbles - up to 0.4 mm, which allows the extraction of particles of minerals of small classes [but not fine particles].
2. Резко увеличивается степень взаимодействий частиц с пузырьками - элементарный акт флотации, который происходит в статистических миксерах.2. The degree of interaction of particles with bubbles sharply increases - an elementary act of flotation that occurs in statistical mixers.
3. Усиление взаимодействия частиц минералов с флотореагентами за счет работы имеющегося у флотомашины рециркуляционного пульпового насоса.3. Strengthening the interaction of mineral particles with flotation reagents due to the operation of the recirculation pulp pump available in the flotation machine.
4. Статические миксеры позволяют управлять размерами создаваемых пузырьков в диапазоне от 1,2 до 0,4 мм при изменении количества работающих миксеров простым их выключанием.4. Static mixers allow you to control the size of the created bubbles in the range from 1.2 to 0.4 mm when changing the number of working mixers by simply turning them off.
По сообщению авторов, усовершенствованные колонные флотомашины MICROCEL™ успешно эксплуатируются на ведущих горноперерабатывающих предприятиях мира.According to the authors, the advanced column flotation machines MICROCEL ™ are successfully operated at the world's leading mining enterprises.
В России официальным партнером компании МетсоМинералз (MetsoMinerals) является фирма ООО «ТВЭЛЛ», которая занимается распространением в РФ колонных флотомашин MICROCELTM и их внедрением на горноперерабатывающих предприятиях.In Russia, the official partner of MetsoMinerals is TVELL LLC, which distributes MICROCEL TM column flotation machines in the Russian Federation and their implementation in mining enterprises.
Исходя из того что из имеющихся конструкций флотомашин данная колонная фотоционная машина по большинству признаков совпадает с устройством, представляемым нами на патентование, мы приняли его в качестве прототипа и приводим его описание.Based on the fact that, from the existing designs of flotation machines, this column photographic machine in most respects coincides with the device that we are presenting for patenting, we took it as a prototype and give its description.
Данная флотационная машина колонного типа MICROCELTM представлена на фиг. 2. Эта машина включает корпус 11, патрубок питания кондиционированной пульпы 12, расположенный выше середины колонны, воздушный кольцевой коллектор 13 в нижней части колонны, статический миксер-диспергатор воздуха 14, соединенный с воздушным кольцевым коллектором 13, рециркуляционный пульповый насос 15, напорный патрубок которого соединен с пульповым кольцевым коллектором 16. В верхней части колонны имеется патрубок 17 для выхода пенного продукта, труба 18 для подачи чистой воды, к которой внутри колонны прикреплены брызгала (их не видно), промывающие водой слой пены. Внизу колонны имеются отсечные клапаны 19 у каждого статического миксера, позволяющие включать работу миксеров для изменения размеров пузырьков. В верхней части колонны имеется блок управления уровнем пульпы 20 в колонне, соединенный с клапаном сброса пульпы 21.This MICROCEL ™ column type flotation machine is shown in FIG. 2. This machine includes a
Данное устройство работает следующим образом:This device works as follows:
Кондиционированная пульпа, которая подается из смесителя (не показано на фигуре), где рудная пульпа обрабатывается флотореагентами для гидрофобизации поверхности частиц избранных минералов, подается в патрубок 12. Пульпа распределяется по сечению трубы флотокамеры и движется вниз. Навстречу ей поднимается поток пузырьков воздуха, создаваемый статическими миксерами-диспергаторами 14. При этом гидрофобизированные частицы минералов, обладающие инерцией падения, ударяются о восходящие пузырьки, пробивают гидратные оболочки и, достигнув зоны действия вандерваальсовых сил, притягиваются к пузырьку, совершая элементарный акт флотации. При этом, чем меньше частица, которая еще обладает инерцией, тем мельче должны быть и пузырьки, вырабатываемые статическими миксерами. В определенной степени конструкция миксеров-диспергаторов позволяет уменьшить размер пузырьков до 0,4 мм с помощью статических миксеров 14. Это позволяет флотировать частицы размером более 0,05 мм. Но с уменьшением размера частиц до 0,05 мм и меньше они оказываются практически безынерционными и неспособными пробить гидратные оболочки при столкновении с воздушными пузырьками, поэтому такие частицы минералов не способны совершить элементарный акт флотации и сфлотироваться. Но крупные и мелкие гидрофобизированные частицы минералов, способные прилипнуть к пузырькам воздуха, под действием архимедовой силы поднимаются вверх в пенный слой на поверхность пульпы. При подъеме полученных в пульпе агрегатов частица - пузырек, они, в определенной мере, механически захватывают с собой и нефлотируемые гидрофильные частицы примесей, увлекая их в пенный слой. Поэтому в колонных флотомашинах предусмотрена операция промывки пенного слоя на поверхности пульпы чистой водой. Для этого по трубе 18 подают чистую воду, которая с помощью брызгал промывает и, в определенной степени, удаляет из пенного слоя захваченные примеси. Промытая пена переливается через порог, вытекает из патрубка 17 и направляется на обезвоживание и сушку для получения концентрата выделенных минералов. В процессе работы флотомашины требуется поддерживать стабильный уровень пульпы в камере, это осуществляется с помощью блока управления уровнем пульпы 20, связанного с клапаном сброса камерного продукта 21. Практически, блок 20 согласует подаваемый объем кондиционированной пульпы с объемом камерного продукта, сбрасываемого из флотационной колонны. Предусмотренный во флотомашине рециркуляционный пульповый насос позволяет неоднократно производить флотацию одного и того же объема пульпы, осуществляя функцию контрольной флотации камерного продукта (хвостов флотации). Для этого при работе насоса пульпа засасывается из пространства под статическими миксерами, где практически находятся хвосты флотации, и направляется через нагнетательный патрубок в пульповый кольцевой коллектор 16. Из этого коллектора пульпа через имеющиеся в нем отверстия распределяется равномерно в слое пульпы над генераторами пузырьков 14 и вторично обрабатывается потоком пузырьков, для флотирования несфлотировавшихся гидрофобных частиц.The conditioned pulp, which is fed from a mixer (not shown in the figure), where ore pulp is treated with flotation reagents to hydrophobize the surface of the particles of selected minerals, is fed into the
Недостатком данной флотационной машины колонного типа является -неспособность ее к извлечению тонких безинерционных частиц полезных минералов из рудной пульпы.The disadvantage of this column type flotation machine is its inability to extract fine inertialess particles of useful minerals from ore pulp.
В предлагаемом нами устройстве для извлечения избранных минералов из рудных пульп напорной флотацией используется известный сатуратор воды воздухом при повышенном давлении [5], контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами [8, стр.145] и описанная выше колонная флотомашина, представленная на фиг.2.In our device for extracting selected minerals from ore pulps by pressure flotation, a well-known water saturator with air at high pressure [5], a contact pulp mixer with flotation reagents [8, p. 145] and the above-described column flotation machine shown in Fig. 2 are used .
Сатуратор сточной воды представлен на фиг. 3. Он состоит из корпуса 22, подводящей трубы сточной воды 23, соединенной через клапан расхода сточной воды 24, расходомера сточной воды 25, соединенного с системой подачи воздуха, состоящей из клапана расхода воздуха 26 и расходомера воздуха 27. Полученная смесь воды с воздухом соединена трубой с всасывающим насосом 28 роторного типа, который соединен своим напорным патрубком с всасывающим патрубком насоса-сатуратора 29, также роторного типа. Напорный патрубок насоса - сатуратора соединен с клапаном регулятора давления 30 типа предохранительного клапана. Выход регулятора давления соединен с трубой подачи сатурированной воды 31.The waste water saturator is shown in FIG. 3. It consists of a
Сатуратор воды воздухом работает следующим образом.A water water saturator operates as follows.
Сточная вода поступает по трубе 23 в клапан 24, регулирующий расход подаваемой воды по показанию расходомера 25 сточной воды. Система подачи воды соединена с системой подачи атмосферного воздуха, состоящего из клапана 26, регулирующего подачу атмосферного воздуха в поступающую сточную воду по показанию расходомера воздуха 27. Соотношение между подаваемым объемом воздуха и поступающим объемом сточной воды определяется растворимостью воздуха в воде при заданной температуре и давлении, создаваемым насосом-сатуратором. Так, например, при температуре плюс 25°С и давлении 0,6 МПа соотношение воздуха к воде должно быть не больше чем 120 дм3 на 1 м3 воды во избежание ухудшения работы насосов. Смесь воды с воздухом, поступающая во всасывающий патрубок насоса 28, перемешивается ротором насоса, где воздух частично растворяется в воде. Затем эта смесь поступает во всасывающий патрубок насоса-сатуратора 29, где ротор насоса активно перемешивает смесь воды с воздухом и одновременно повышает давление смеси до величины, регулируемой регулятором давления, например, до давления 0,6 МПа. При интенсивном перемешивании смеси воды с воздухом роторами насосов, при одновременном повышении давления происходит быстрый переход воздуха из газовой фазы в фазу его раствора в воде в процессе прохода полученной смеси воздуха с водой через два насоса. Полученная сатурированная вода из клапана регулятора давления 30 под напором поступает в трубу 31, транспортирующую эту сатурированную воду к месту ее потребления.Wastewater flows through a
На фиг.4 представлен контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами. Контактный чан имеет цилиндрический корпус 33, который снабжен трубой 32 подачи смеси исходной пульпы с флотореагентами. В центре чана закреплен вал 34 с мешалкой осевого типа 35, которые расположены в полой трубе 36 с отверстиями 37. Вал 34 снабжен электродвигателем 38, а контактный чан снабжен в верхней части сливной трубой 39 для транспортирования готовой кондиционированной пульпы во флотационную машину.Figure 4 presents the contact tank mixer pulp with flotation reagents. The contact tub has a
Контактный чан-смеситель работает следующим образом.Contact tank mixer works as follows.
Исходная смесь пульпы с дозированными флотореагентами поступает в трубу 32, по которой заливается в полую трубу 36. При вращении вала 34, закрепленная на нем мешалка 35 осевого типа, перемещает пульпу вверх полой трубы 36, и пульпа изливается из отверстий 37. Затем мешалкой 35 пульпа вновь подается вверх и изливается из отверстий 37 в полость чана. В течение нескольких таких циклов флотореагенты закрепляются на поверхности избранных минералов, гидрофобизируя их поверхность. По мере такого кондиционирования пульпы в чан заливаются новые порции пульпы, которые вытесняют готовую пульпу, изливающуюся через порог слива в трубу 39, откуда она транспортируется во флотомашину.The initial mixture of pulp with metered flotation reagents enters the
Предлагаемое устройство, для практического осуществления описанного выше способа извлечения избранных минералов из рудных пульп напорной флотацией, представлено на фиг.5. Это устройство включает известную пневматическую флотационную машину колонного типа, представленную на фиг.1 и 2, сатуратор воды воздухом под давлением, представленный на фиг.3, и известный контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами, представленный на фиг.4.The proposed device, for the practical implementation of the above method of extracting selected minerals from ore pulps by pressure flotation, is presented in figure 5. This device includes the known pneumatic column flotation machine shown in FIGS. 1 and 2, a pressurized water water saturator, shown in FIG. 3, and a known pulp contact tank mixer with flotation reagents, shown in FIG. 4.
Конечный технический результат предлагаемого устройства для практического осуществления способа извлечения минералов из рудных пульп напорной флотацией заключается в следующем:The final technical result of the proposed device for the practical implementation of the method of extracting minerals from ore pulps by pressure flotation is as follows:
1. Тщательное смешение кондиционированной пульпы с водой, сатурированной воздухом, обеспечивающее получение смеси водной фазы пульпы с сатурированной водой, прилегающей к гидрофобным частицам во всем объеме пульпы.1. Thorough mixing of conditioned pulp with water, saturated with air, providing a mixture of the aqueous phase of the pulp with saturated water, adjacent to hydrophobic particles in the entire volume of the pulp.
2. Второй технический результат заключается в резком увеличении скорости всплытия образовавшихся микроагрегатов частица - пузырек имеющих исчезающее малую скорость всплытия.2. The second technical result consists in a sharp increase in the ascent rate of the formed microaggregates of the particle - bubble having a vanishingly low ascent rate.
Получение этих технических результатов обеспечивают следующие отличительные существенные признаки пятого независимого пункта:The receipt of these technical results provides the following distinctive essential features of the fifth independent paragraph:
1. Известная пневматическая флотомашина колонного типа снабжена, на входе в нее кондиционированной пульпы, струйным смесителем этой пульпы с водой, сатурированной под давлением воздухом, с последующим дополнительным смешением полочным смесителем. 1. The known pneumatic flotation machine of the column type is equipped, at the inlet of the conditioned pulp, with a jet mixer of this pulp with water, pressurized with air, followed by further mixing with a shelf mixer.
2. Для резкого увеличения скорости всплытия образовавшихся микроагрегатов частица - пузырек полученная смесь пульпы с сатурированной водой обрабатывается потоком транспортных пузырьков во флотокамере с помощью трубчатого перфорированного распределителя полученной смеси над потоком транспортных пузырьков. Такое двойное перемешивание смеси кондиционированной пульпы с водой, сатурированной под давлением воздухом, обеспечивает образование макро- и микроагрегатов частица - пузырек во всем объеме пульпы, а обработка этой пульповой смеси потоком транспортных пузырьков в средней части флотокамеры приводит к прикреплению этих агрегатов к транспортным пузырькам, выносящим их на поверхность пульпы в пенный слой. 2. For a sharp increase in the ascent rate of the formed particle-bubble microaggregates, the resulting mixture of pulp with saturated water is treated with a stream of transport bubbles in a flotation chamber using a tubular perforated distributor of the resulting mixture over a stream of transport bubbles. Such a double mixing of a mixture of conditioned pulp with water suaturated under pressure with air ensures the formation of macro- and microaggregates of a particle-bubble in the entire volume of the pulp, and processing of this pulp mixture with a stream of transport bubbles in the middle part of the flotation chamber leads to the attachment of these units to transport bubbles that carry them to the surface of the pulp in the foam layer.
В шестом пункте, зависимом от пятого, указывается несущественный признак, уточняющий строение струйного смесителя, представляющего собой кольцевую трубу, на внутренней стороне которой закреплены расширяющиеся сопла с наклоном в сторону вращения пульповой смеси в кольце и трубу, подводящую к кольцу сатурированную воду под напором из сатуратора.In the sixth paragraph, depending on the fifth, an insignificant sign is specified that clarifies the structure of the jet mixer, which is an annular pipe, on the inside of which there are fixed expanding nozzles with an inclination towards the rotation of the pulp mixture in the ring and a pipe supplying the saturated water to the ring under pressure from the saturator .
В седьмом пункте, зависящем от шестого, уточняется, что кольцевая труба струйного смесителя закреплена в цилиндрической вставке с фланцами, с помощью которых эта вставка соединена через герметизирующие прокладки с верхней трубой подачи кондиционированной пульпы и с нижней трубой, в которой размещен полочный смеситель. Это обеспечивает двойное перемешивание пульпы с сатурированной водой.In the seventh paragraph, depending on the sixth, it is specified that the annular tube of the jet mixer is fixed in a cylindrical insert with flanges, with the help of which this insert is connected through the sealing gaskets to the upper feed pipe of the conditioned pulp and to the lower pipe in which the shelf mixer is located. This provides double mixing of the pulp with saturated water.
В зависимом пункте 8 указывается несущественный признак, уточняющий, что для большей интенсивности струй сатурированной воды, выходящих из сопел, необходимо, чтобы суммы площадей просветов в этих соплах была меньше площади сечения трубы, подводящей сатурированную воду к этим соплам.
В зависимом пункте 9 уточняется несущественный признак, касающийся устройства полочного смесителя, который состоит из металлических полок, закрепленных в извлекаемом каркасе под углом 45° с переменным наклоном полок друг к другу. Такое строение этого смесителя усиливает степень перемешивания смеси пульпы с сатурированной водой благодаря зигзагообразному движению пульпы с водной фазой сатурированной воды, из которой выделяется избыток растворенного воздуха в форме зародышей пузырьков, отлагающихся на гидрофобной поверхности частиц избранных минералов с образованием элементарного акта флотации.In
И, наконец, в десятом зависимом пункте формулы уточняется несущественный признак, заключающийся в том, что для лучшего контактирования образовавшихся микроагрегатов частица - пузырек с транспортными воздушными пузырьками, генерируемыми в нижней части флотокамеры, распределитель смеси пульпы с сатурированной водой, подаваемой во флотокамеру, выполнен в форме трубчатого кольца диаметром в 1,5-2 раза меньшим диаметра флотокамеры, полость которого соединена по диаметру отрезком перфорированной трубы. При этом вся нижняя сторона этой конструкции перфорирована отверстиями, в два раза большими частиц пульпы, с наклоном отверстий в разные стороны.And finally, in the tenth dependent paragraph of the formula, an insignificant sign is specified, which consists in the fact that for better contact of the formed microaggregates, a particle - a bubble with transport air bubbles generated in the lower part of the flotation chamber, the distributor of the mixture of pulp with saturated water supplied to the flotation chamber is made the shape of a tubular ring with a diameter of 1.5-2 times smaller than the diameter of the cell, the cavity of which is connected in diameter by a segment of a perforated pipe. Moreover, the entire lower side of this structure is perforated with holes twice as large as pulp particles, with the holes tilted in different directions.
Такая конструкция распределителя пульпы обеспечивает равномерное распределение пульповой смеси над потоком транспортных пузырьков, что интенсифицирует встречу образованных микроагрегатов частица - пузырек с транспортными пузырьками, выносящими эти агрегаты на поверхность пульпы в пенный слой, т.е. отделению флотируемых частиц от сопутствующих примесей.This design of the pulp distributor ensures uniform distribution of the pulp mixture over the flow of transport bubbles, which intensifies the encounter between the formed particle micro-aggregates - a bubble with transport bubbles that carry these aggregates to the surface of the pulp in the foam layer, i.e. separation of floated particles from related impurities.
Для пояснения материала заявки прилагаются следующие фигуры, демонстрирующие известные устройства, используемые для функционирования заявляемого устройства, и само устройство:To clarify the application material, the following figures are attached, showing known devices used for the operation of the claimed device, and the device itself:
Фиг.1. Пневматическая флотомашина колонного типа (общий вид).Figure 1. Column-type pneumatic flotation machine (general view).
Фиг.2. Усовершенствованная колонная флотомашина марки «Микроцел-ТМ».Figure 2. Advanced column flotation machine brand "Microcel-TM".
Фиг.3. Известный сатуратор сточной воды.Figure 3. Famous wastewater saturator.
Фиг.4. Известный контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами.Figure 4. Known contact pulp mixer with flotation reagents.
Фиг.5. Конструкция предлагаемого устройства для практического осуществления способа извлечения избранных минералов из рудных пульп напорной флотацией.Figure 5. The design of the proposed device for the practical implementation of the method of extracting selected minerals from ore pulps by pressure flotation.
Фиг.6: а) струйный смеситель (поз.41); б) корпус струйного смесителя (поз.55) с фланцами.6: a) a jet mixer (key 41); b) the housing of the jet mixer (pos. 55) with flanges.
Фиг.7. Кольцевой перфорированный распределитель пульповой смеси с сатурированной водой во флотационной камере (вид снизу). 7. An annular perforated distributor of pulp mix with saturated water in a flotation chamber (bottom view).
Фиг.8. Лабораторная пневматическая флотомашина колонного типа. Fig. 8. Column type laboratory pneumatic flotation machine.
Предлагаемое устройство, предназначенное для практического осуществления описанного выше способа обогащения руд напорной флотацией, включает известную пневматическую флотомашину колонного типа, представленную на фиг.1 и 2, известный сатуратор воды воздухом под давлением, представленным на фиг.3, и известный контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами, описанные выше.The proposed device, intended for the practical implementation of the above method of ore dressing by pressure flotation, includes the well-known pneumatic flotation machine of the column type shown in Figs. 1 and 2, the known saturator of water under pressure air shown in Fig. 3, and the known pulp contact mixer with flotation reagents described above.
На фиг.5 представлена конструкция предлагаемого устройства. Это устройство включает цилиндрический корпус 40, струйный смеситель 41 для смешения кондиционированной пульпы из чана-смесителя (фиг.4) с водой, сатурированной воздухом под давлением в известном сатураторе (фиг.3). Струйный смеситель 41 соединен с полочным смесителем 42, который соединен на входе в колонну с перфорированным распределителем 43 смеси пульпы с сатурированной водой во флотокамере над потоком пузырьков, генерируемых диспергатором 44 в нижней части колонны, питаемый сжатым воздухом из ресивера 45. В верхней части колонна снабжена трубой 47, подающей чистую воду в брызгала 48, орошающие слой пены 46 на поверхности пульпы, которая сбрасывается в пеносборник 49, из которого пенный продукт выводится из трубы сброса 50. Во флотокамере, на уровне поверхности пульпы установлен датчик 51 положения уровня пульпы, связанный с блоком 53 управления уровнем пульпы, который связан с клапаном 52 сброса камерного продукта. На фиг.6,а показан разрез струйного смесителя 41, состоящего из кольцевой трубы 54, на внутренней стороне которой закреплены расширяющиеся сопла 56 с наклоном 45°, кольцевая труба 54 соединена с трубой 58, подающей сатурированную воду из трубы 31 сатуратора (см. фиг.3). Кольцевая труба 54 струйного смесителя (см. фиг.6,а) закреплена в цилиндрическом корпусе 55 с фланцами (см. фиг.6,б), с помощью которых корпус 55 соединен через герметизирующую прокладку 60 с верхней трубой 58, подающей кондиционированную пульпу из сливной трубы 39 контактного чана-смесителя (см. фиг.4), а нижним фланцем корпус 55 соединен через герметизирующую прокладку 60 с трубой 59, в которой закреплен полочный смеситель 42. Труба 59 с полочным смесителем 42, состоящим из металлических полок, закрепленных в каркасе с переменным наклоном в 45-50° друг к другу, соединена с перфорированным распределителем 43 смеси пульпы с сатурированной водой, расположенным в центре флотокамеры над потоком воздушных пузырьков, создаваемым диспергатором воздуха 44 (см. фиг.5). Этот распределитель пульповой смеси представлен на фиг.7 (вид снизу). Он состоит из кольцевой трубы 61, внутренняя полость которой соединена по диаметру кольца отрезком перфорированной трубы 62. Нижняя сторона труб распределителя, как видно на фиг.7, перфорирована отверстиями диаметром 2,5-3 мм, достаточными для прохождения частиц пульпы.Figure 5 presents the design of the proposed device. This device includes a
Диаметр трубного кольца 61 составляет 0,5-0,7 диаметра колонны флотомашины, что достаточно для размещения этого распределителя над потоком воздушных пузырьков в средней части площади поперечного сечения колонны.The diameter of the
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Пульпа обрабатывается флотореагентами в контактном чане-смесителе (фиг.4), где частицы избранных минералов обретают гидрофобную поверхность, а остальным частицам пульпы усиливают противоположные - гидрофильные свойства, т.е. создают условия, при которых воздушные пузырьки будут прилипать только к гидрофобным частицам избранных минералов и выносить их на поверхность пульпы, а остальные гидрофильные частицы, не прилипая к пузырькам, остаются в пульпе, которую после флотирования гидрофобных частиц избранных минералов сбрасывают на хвостохранилище, а из пенного продукта получают концентрат избранных минералов. После такого кондиционирования пульпа поступает из сливной трубы 39 контактного чана (см. фиг.4) в трубу 58 (фиг.6,б), питающую струйный смеситель 41 (фиг.5) кондиционированной пульпой. А по подводящей трубе 57 кольцевой трубы 54 смесителя (фиг.6,а) поступает под напором сатурированная вода из выходной трубы 31 сатуратора (фиг.3) с расходом не менее 0,1 м3 на 1 м3 пульпы и эта вода устремляется из расширяющихся сопел 56 (фиг.6) к потоку кондиционированной пульпы в корпусе 55 струйного смесителя 41. Под воздействием этих струй поток пульпы закручивается и струи сатурированной воды обрабатывают вращающийся поток пульпы со всех сторон и в глубь потока.The pulp is treated with flotation reagents in a contact mixing tank (Fig. 4), where the particles of selected minerals acquire a hydrophobic surface, and the other hydrophilic properties enhance the remaining pulp particles, i.e. create conditions under which air bubbles will stick only to the hydrophobic particles of selected minerals and carry them to the surface of the pulp, and the remaining hydrophilic particles, without sticking to the bubbles, remain in the pulp, which, after flotation of hydrophobic particles of selected minerals, is discharged to the tailings, and from the foam product receive a concentrate of selected minerals. After such conditioning, the pulp enters from the
Такое интенсивное взаимодействие потока пульпы со струями сатурированной воды резко усиливает их смешивание. Полученная смесь пульпы с сатурированной водой поступает в полочный смеситель 42. Здесь эта пульповая смесь осуществляет зигзагообразное движение, переливаясь с полки на полку, что удлиняет ее путь и способствует еще лучшему перемешиванию сатурированной воды с пульпой. Благодаря такому интенсивному перемешиванию сатурированная вода хорошо смешивается с водной фазой пульпы и оказывается в прилегающей к гидрофобизированной поверхности частиц избранных минералов во всем объеме пульпы. В результате такого близкого расположения пересыщенной воздухом водной фазы к гидрофобным поверхностям частиц избыток воздуха из фазы раствора начинает спонтанно (самопроизвольно) переходить в газовую фазу в форме зародышей пузырьков на этих гидрофобных поверхностях. Этим пузырькам энергетически выгоднее садиться на гидрофобную поверхность частиц, легко сдвигая с нее молекулы воды, слабосвязанные с этой поверхностью, чем образовывать в объеме воды воздушную полость путем разрыва довольно прочных связей полярных молекул воды друг с другом.Such intense interaction of the pulp stream with jets of saturated water sharply enhances their mixing. The resulting mixture of pulp with saturated water enters the
За счет диффузии воздуха из пересыщенной водной фазы пульпы, окружающей гидрофобную частицу, происходит рост возникшего зародыша, который превращается в воздушный пузырек. Так возникает элементарный акт флотации и для него, в отличие от классической флотации, не требуется соударения частиц с пузырьком, а требуется лишь наличие в окружающем частицу водном слое пересыщенного воздухом водного раствора. Коренное отличие напорной флотации от классической заключается в том, что для данной флотации не имеет значения размер частицы минерала, а имеет определяющее значение наличие гидрофобизированной поверхности этой частицы. Именно к такому результату приводит описанный двухстадийный процесс смешения сатурированной воды с пульпой вначале в струйном, а затем в полочном смесителе.Due to the diffusion of air from the supersaturated aqueous phase of the pulp surrounding the hydrophobic particle, the nucleus that arises grows and turns into an air bubble. Thus, an elementary act of flotation occurs and, unlike classical flotation, it does not require the collision of particles with a bubble, but only the presence of an aqueous solution saturated with air in the surrounding water particle is required. The fundamental difference between pressure flotation and classical flotation is that for this flotation the size of the mineral particle does not matter, but the presence of a hydrophobized surface of this particle is of decisive importance. It is to this result that the described two-stage process of mixing saturated water with pulp first occurs in a jet, and then in a shelf mixer.
Далее, пульповая смесь с возникшими в ней разнокалиберными агрегатами частица - пузырек, в том числе и микроагрегатами, поступает в распределитель полученной пульповой смеси по площади сечения потока воздушных транспортных пузырьков, всплывающих в пульпе в центральной части флотокамеры.Further, the pulp mixture with the particle-bubble aggregates arising in it, including microaggregates, enters the distributor of the obtained pulp mixture by the cross-sectional area of the stream of air transport bubbles floating in the pulp in the central part of the photocamera.
Обработка пульповой смеси потоком таких воздушных пузырьков флотационных размеров необходима для осуществления подъема на поверхность пульпы возникших микроагрегатов частица - пузырек, обладающих исчезающее малой скоростью всплытия.Processing the pulp mixture with a stream of such air bubbles of flotation size is necessary for lifting the particle-bubble microaggregates that have arisen to the pulp surface, which have a vanishing low ascent rate.
При такой обработке трудновсплывающие микроагрегаты, встречаясь с крупными пузырьками, прилипают к ним и выносятся ими на поверхность пульпы в пенный слой. Прилипание этих агрегатов к транспортным пузырькам облегчается наличием у них сильногидрофобных выступов в форме мелких воздушных пузырьков, легкоприлипающих к крупным пузырькам. Не исключено, что к одному транспортному пузырьку может прилепиться не только один, но и несколько микроагрегатов. К транспортным пузырькам в принципе могут прилипать и более крупные агрегаты частица - пузырек, что ускоряет их всплытие.With this treatment, hardly floating microaggregates, meeting with large bubbles, adhere to them and are carried by them to the surface of the pulp into the foam layer. The adhesion of these aggregates to the transport bubbles is facilitated by the presence of highly hydrophobic protrusions in the form of small air bubbles, which adhere easily to large bubbles. It is possible that not only one, but also several microaggregates can stick to one transport bubble. In principle, larger particle-bubble aggregates can adhere to transport bubbles, which speeds up their ascent.
Для повышения вероятности встречи этих агрегатов с транспортными пузырьками, как описано выше, распределитель пульповой смеси в потоке воздушных пузырьков выполнен в форме трубчатого кольца 61, внутренняя полость которого соединена по диаметру перфорированным отрезком трубы. Диаметр этого кольца меньше диаметра цилиндрической флотокамеры и составляет 0,5-0,7 ее диаметра, что соответствует диаметру потока транспортных пузырьков в центре флотокамеры.To increase the likelihood of meeting these units with transport bubbles, as described above, the pulp mixture distributor in the stream of air bubbles is made in the form of a
Нижняя сторона этого распределителя, обращенная к потоку пузырьков, перфорирована разнонаправленными отверстиями диаметром в 1,5-2 раза большим максимального размера частиц пульпы.The lower side of this distributor, facing the flow of bubbles, is perforated by multidirectional holes with a diameter of 1.5-2 times larger than the maximum particle size of the pulp.
Такое строение распределителя пульпы позволяет получить разнонаправленные струи подаваемой пульповой смеси, что повышает вероятность встречи вводимых струями пульпы микроагрегатов с транспортными пузырьками.Such a structure of the pulp distributor allows one to obtain multidirectional jets of the supplied pulp mixture, which increases the likelihood of encountering microaggregates introduced by the pulp jets with transport bubbles.
Эксперимент выполнен на созданной лабораторной пневматической флотационной машине колонного типа диаметром 1 дм (0,1 м) и высотой 16 дм (1,6 м), представленной на фиг.8, с использованием пробы лежалых хвостов флотационно-гравитационной переработки золотосульфидных руд Александровского месторождения на Давендинской обогатительной фабрике Забайкалья.The experiment was performed on the created laboratory pneumatic flotation column type flotation machine with a diameter of 1 dm (0.1 m) and a height of 16 dm (1.6 m), shown in Fig. 8, using a sample of the stagnant tailings of flotation-gravity processing of gold-sulfide ores of the Alexandrovsky deposit at Davendinsky enrichment plant of Transbaikalia.
1. Оборудование: лабораторная пневматическая флотомашина колонного типа, представленная на фиг.8.1. Equipment: laboratory pneumatic flotation machine column type, shown in Fig.8.
Флотомашина снабжена последовательно соединенными струйным (41) и полочным (42) смесителями кондиционированной пульпы, подаваемой в флотомашину (40). Кроме того, колонна соединена со смесителем рудной пульпы с флотореагентами (62) и с сатуратором воды воздухом под давлением (63). Диспергатор (44), установленный в донной части колонны, использован в форме аквариумного аэратора (66), снабженного регулирующим клапаном (68). Промывка слоя пены (46) на поверхности пульпы осуществлялась водопроводной водой из пластмассовой трубки (47) с брызгалами (48) и оборудованной клапаном (67), регулирующим расход воды из водопроводной системы. Регулирование уровня пульпы производилось с помощью сифонной системы (65) сброса камерного продукта по мере поступления кондиционированной пульпы через систему струйного и полочного смесителей. Подача кондиционированной пульпы осуществлялась из смесителя пульпы с реагентами емкостью 0,6 м3, снабженного мешалкой, по шлангу, оборудованному регулирующим клапаном расхода пульпы (62б), запорным клапаном (62а).The flotation machine is equipped with a series-connected jet (41) and shelf (42) mixers of conditioned pulp supplied to the flotation machine (40). In addition, the column is connected to an ore pulp mixer with flotation reagents (62) and to a water saturator with air under pressure (63). The dispersant (44) installed in the bottom of the column is used in the form of an aquarium aerator (66) equipped with a control valve (68). The foam layer (46) on the pulp surface was washed with tap water from a plastic tube (47) with sprinklers (48) and equipped with a valve (67) that regulates the flow of water from the plumbing system. The pulp level was controlled using a siphon system (65) for discharging the chamber product as the conditioned pulp was supplied through the system of jet and shelf mixers. The conditioned pulp was supplied from a pulp mixer with reagents with a capacity of 0.6 m 3 , equipped with a mixer, through a hose equipped with a pulp flow control valve (62b), a shut-off valve (62a).
2. Кондиционирование пульпы флотореагентами.2. Pulp conditioning with flotation reagents.
Кондиционирование пульпы производилось в смесителе емкостью 0,6 м3, снабженном пропеллерной мешалкой.Air conditioning of the pulp was carried out in a mixer with a capacity of 0.6 m 3 equipped with a propeller stirrer.
Для кондиционирования использовались следующие флотореагенты:The following flotation reagents were used for conditioning:
2.1 Бутиловый ксантогенат калия, 2-го сорта (85% водный раствор с расходом 150 г/т) в форме 5%-ного рабочего раствора.2.1 Butyl potassium xanthate, 2nd grade (85% aqueous solution with a flow rate of 150 g / t) in the form of a 5% working solution.
2.2 Реагент ИМ-50 (гидроксамовые кислоты C7O8), товарный 7%-9% водный раствор натриевых солей гидроксамовых кислот. Рабочий раствор - 2% водный раствор. Расход ИМ-50-90 г 100%-ного продукта на 1 т твердого.2.2 Reagent IM-50 (hydroxamic acids C 7 O 8 ), marketable 7% -9% aqueous solution of sodium salts of hydroxamic acids. Working solution - 2% aqueous solution. Consumption IM-50-90 g of a 100% product per 1 ton of solid.
2.3 Сосновое масло (смесь спиртов терпенового ряда с ароматическими углеводородами). Основной компонент - терпенол. Расход - 80 г/т.2.3 Pine oil (a mixture of terpene alcohols with aromatic hydrocarbons). The main component is terpenol. Consumption - 80 g / t.
3. Проведение процесса обогащения на лабораторной установке. 3.1 Состав лежалых хвостов Давендинской фабрики (см. табл.1,2).3. Conducting the enrichment process in a laboratory setup. 3.1 Composition of the stale tails of the Davendinsky factory (see table 1.2).
Как видно из табл. 1, основная доля частиц в лежалых хвостах представлена классом крупности менее 0,04 мм - 49,73% и 0,074 мм -31,21%.As can be seen from the table. 1, the main fraction of particles in the stale tails is represented by the fineness class less than 0.04 mm - 49.73% and 0.074 mm -31.21%.
Основная форма нахождения золота в лежалых хвостах, согласно данным табл. 2: золото в свободной форме - 41,86%, в сростках - 27,91% и в сульфидах - 16,28, что составляет в сумме более 86%. Эта доля золота, извлекаемая при флотации.The main form of gold in stale tails, according to the table. 2: gold in free form - 41.86%, in intergrowths - 27.91% and in sulfides - 16.28, which amounts to more than 86%. This fraction of gold is recovered by flotation.
В кварцах золото может извлекаться частично, если доля его свободной поверхности значительна.In quartz, gold can be partially extracted if the fraction of its free surface is significant.
Таким образом, количество извлекаемого золота в лежалых хвостах, размер частиц которого на 50%, согласно табл. 1, менее 0,04 мм составляет около 90%. Это золото относится к весьма тонкому классу крупности, золото которого классической флотацией не извлекается. Thus, the amount of gold recovered in stale tails, the particle size of which is 50%, according to the table. 1, less than 0.04 mm is about 90%. This gold belongs to a very thin class of fineness, the gold of which is not recovered by classical flotation.
3.2 Состав кондиционированной пульпы.3.2 Composition of conditioned pulp.
Было приготовлено 600 дм3 (0,6 м3) кондиционированной пульпы состава 40% твердой и 60% жидкой фазы. Плотность пульпы составила 1380 кг/м3. По имеющимся данным содержание золота в использованных в процессе лежалых хвостах составляет - 0,43 г/т.600 dm 3 (0.6 m 3 ) of conditioned pulp of 40% solid and 60% liquid phase was prepared. The pulp density was 1380 kg / m 3 . According to available data, the gold content in the used tailings in the process is 0.43 g / t.
Исходя из этого, в 1 м3 приготовленной пульпы твердой фазы содержится, при плотности 1380 кг/м3 и соотношения фаз - 40% твердой 60% жидкой:Based on this, 1 m 3 of the prepared pulp of the solid phase contains, at a density of 1380 kg / m 3 and a phase ratio of 40% solid, 60% liquid:
В этой массе хвостов (содержащих - 0,43 г/т золота) количество золота составляетIn this mass of tails (containing - 0.43 g / t gold), the amount of gold is
3.3 Параметры процесса флотации:3.3 Flotation process parameters:
- скорость подачи пульпы во флотокамеру составила - V=1,2 см/с;- the feed rate of the pulp in the photocamera was - V = 1.2 cm / s;
- расход кондиционированной пульпы составил - Q=0,1 дм3/с;- the flow rate of the conditioned pulp was Q = 0.1 dm 3 / s;
- подача воздуха в диспергатор составила - (0,2-0,3) дм3/с;- the air supply to the dispersant was - (0.2-0.3) dm 3 / s;
- подача водопроводной воды на промывку пенного продукта составила- the supply of tap water for washing the foam product was
- 2,8 дм3/мин или 141 дм3/ч;- 2.8 dm 3 / min or 141 dm 3 / h;
- подача сатурированной воды в струйный смеситель составила - (36-50) дм3/ч.- the supply of saturated water to the jet mixer was - (36-50) dm 3 / h.
Флотация была проведена в течение 1,5 часов. За это время через флотомашину было пропущено 540 дм3 кондиционированной пульпы из смесителя, в которой содержалось 300 кг твердой фазы. При проведении флотации были отобраны две средние пробы: одну из поступающей кондиционированной пульпы, вторую - из сбрасываемого камерного продукта (отработанная пульпа). Пробы были отфильтрованы через фильтр «красная лента» (крупнопористый бумажный фильтр), высушены и отданы на проведение пробирного анализа для установление в них содержания золота. По данным пробирного анализа, в пробе высушенного осадка исходной кондиционированной пульпы было обнаружено 0,44 г/т золота, а в высушенной пробе отработанной пульпы (камерный продукт) было обнаружено (0,049-0,050) г/т остаточного золота. По этим данным извлечение золота составило 0,44 г/т - 0,049 г/т=0,391 г/т, что составляет 88,86% от 0,44 г/т максимально возможного количества извлечения из тонкого класса крупности.Flotation was carried out for 1.5 hours. During this time, 540 dm 3 of conditioned pulp from a mixer was passed through a flotation machine, which contained 300 kg of solid phase. During flotation, two medium samples were taken: one of the incoming conditioned pulp, the second from the discharged chamber product (spent pulp). Samples were filtered through a “red ribbon” filter (large-pore paper filter), dried, and given to a test assay to establish their gold content. According to assay data, 0.44 g / t of gold was found in the dried precipitate sample of the initial conditioned pulp, and (0.049-0.050) g / t of residual gold was found in the dried spent pulp sample (chamber product). According to these data, the gold recovery amounted to 0.44 g / t - 0.049 g / t = 0.391 g / t, which is 88.86% of 0.44 g / t of the maximum possible amount of extraction from the thin size class.
В процессе флотации был получен концентрат золота из промытого и высушенного пенного продукта. Масса этого концентрата составила - 17 кг. По отношению к исходной массе лежалых хвостов, содержащихся в переработанном объеме пульпы (540 дм3) - 300 кг, выход полученного концентрата составляет - 5,7%. Высушенная проба этого концентрата была направлена на выполнение пробирного анализа. По данным пробирного анализа, в этой пробе было обнаружено 6,5 г/т золота. При содержании золота в исходных хвостах - 0,44 г/т, степень концентрирования золота в концентрате составила 6,5 г/т/0,44 г/т=14,8 (раз).In the flotation process, a gold concentrate was obtained from the washed and dried foam product. The mass of this concentrate was 17 kg. In relation to the initial mass of stale tails contained in the processed pulp volume (540 dm 3 ) - 300 kg, the yield of the obtained concentrate is 5.7%. A dried sample of this concentrate was sent to perform an assay. According to assay data, 6.5 g / t of gold was found in this sample. When the gold content in the initial tails was 0.44 g / t, the concentration of gold in the concentrate was 6.5 g / t / 0.44 g / t = 14.8 (times).
При перечистке этого концентрата напорной флотацией повышение содержания золота в полученном концентрате, предположительно, может возрасти во столько же раз, например - в 14 раз, и тогда содержание золота в концентрате возрастет до 90 г/т. Получаемые флотоконцентраты можно складировать и периодически перечищать, направляя хвосты перечистки в основную флотацию с целью достижения требуемого уровня содержания золота в товарном продукте.When cleaning this concentrate by pressure flotation, the increase in the gold content in the obtained concentrate, presumably, can increase by the same factor, for example, by 14 times, and then the gold content in the concentrate will increase to 90 g / t. The resulting flotation concentrates can be stored and periodically cleaned, directing the tailings to the main flotation in order to achieve the required gold content in the marketable product.
Как известно, все гравитационные и флотационные методы обогащения руд основаны на использовании кинетической составляющей.As you know, all gravity and flotation methods of ore dressing are based on the use of the kinetic component.
При гравитационном обогащении эта кинетическая составляющая выражается в движении частиц минералов, зависимом от их плотности и скорости движения.In gravitational enrichment, this kinetic component is expressed in the movement of particles of minerals, depending on their density and speed.
В случае флотационного обогащения эта кинетическая составляющая выражается в инерционном движении гидрофобизированных частиц минералов при осуществлении элементарного акта флотации - удара о воздушный пузырек и слипания с ним.In the case of flotation enrichment, this kinetic component is expressed in the inertial motion of the hydrophobized particles of minerals during the implementation of the elementary act of flotation - impact on the air bubble and sticking to it.
Во всех этих случаях решающую роль играет размер минеральных частиц. При уменьшении размера частиц снижается их кинетическая составляющая, частицы становятся малоподвижными и неспособными совершать элементарный акт флотации, вследствие чего флотируемость таких частиц, при равенстве прочих условий, исчезает, обогащение таких пульп прекращается.In all these cases, the size of mineral particles plays a decisive role. With a decrease in the particle size, their kinetic component decreases, the particles become inactive and unable to perform the elementary act of flotation, as a result of which the floatability of such particles, under other conditions being equal, disappears, the enrichment of such pulps ceases.
В предлагаемом нами техническом решении по извлечению избранных гидрофобных частиц отсутствует кинетическая составляющая, т.к. образование флотируемого агрегата частица - пузырек осуществляется иным, новым методом - напорной флотацией. Для этого метода не имеет значение размер извлекаемых частиц, а имеет значение степень гидрофобности их поверхности, т.к. метод основан на иных физико-химических принципах. Для этого рудная пульпа тщательно смешивается при атмосферном давлении с водой, сатурированной под давлением воздухом. По закону Генри, при повышении давления газа над поверхностью жидкости пропорционально повышается его растворимость в жидкости, например воздуха в воде. Если такую сатурированную воду смешать с пульпой при атмосферном давлении, то при снижении давления снижается и растворимость воздуха, раствор оказывается неустойчивым в пересыщенном состоянии. При этом лишний воздух самопроизвольно начинает переходить из состояния раствора в свободную газовую фазу. Этот переход осуществляется в форме мельчайших зародышей пузырьков. Для этих зародышей есть два пути: первый путь - образование зародышей в объеме воды, путем разрыва довольно прочных связей полярных молекул воды друг с другом, с образованием воздушной полости, что связано со значительными энергозатратами; второй путь - образование зародышей пузырьков на гидрофобной поверхности частиц, где эти зародыши легко сдвигают молекулы воды с поверхностей, с которыми они к тому же слабо связаны. За счет диффузии воздуха из пересыщенного раствора, окружающего частицу, зародыш пузырька растет, превращаясь в агрегат частица - пузырек. В связи с тем, что мелкая частица превращается в мелкий агрегат, который обладает исчезающее малой скоростью всплытия в пульпе под действием архимедовой силы, его необходимо снабдить транспортным пузырьком. Для этого пульпу с такими агрегатами необходимо обработать потоком транспортных пузырьков, к которым эти мелкие агрегаты довольно легко прилипают из-за наличия у них сильно гидрофобных выступов в форме воздушных пузырьков на поверхности. Таким образом создаются условия для образования всеми гидрофобными частицами пульпы флотируемых агрегатов частица - пузырек без использования кинетической составляющей. Для этого нужно создать сатурированную воду, гидрофобизировать поверхность частиц избранных минералов и тщательно смешать сатурированную воду с кондиционированной пульпой, которую затем обработать потоком транспортных пузырьков. В этом заключается суть технического предложения для патентования.In our proposed technical solution for the extraction of selected hydrophobic particles there is no kinetic component, because the formation of a flotation particle-bubble aggregate is carried out by a different, new method - pressure flotation. For this method, the size of the recoverable particles does not matter, but the degree of hydrophobicity of their surface matters; the method is based on other physicochemical principles. To do this, ore pulp is thoroughly mixed at atmospheric pressure with water, saturated with pressure air. According to Henry's law, with increasing gas pressure above the surface of a liquid, its solubility in a liquid, such as air in water, increases proportionally. If such saturated water is mixed with pulp at atmospheric pressure, then with a decrease in pressure the solubility of air also decreases, the solution is unstable in a supersaturated state. In this case, excess air spontaneously begins to pass from the state of the solution to the free gas phase. This transition occurs in the form of tiny nuclei of bubbles. There are two ways for these nuclei: the first way is the formation of nuclei in the volume of water, by breaking fairly strong bonds of the polar water molecules with each other, with the formation of an air cavity, which is associated with significant energy consumption; the second way is the formation of nuclei of bubbles on the hydrophobic surface of particles, where these nuclei easily displace water molecules from surfaces with which they are also weakly bound. Due to the diffusion of air from the supersaturated solution surrounding the particle, the nucleus of the bubble grows, turning into a particle-bubble aggregate. Due to the fact that a small particle turns into a small aggregate, which has a vanishing low ascent rate in the pulp under the action of Archimedean force, it must be equipped with a transport bubble. To do this, the pulp with such aggregates must be treated with a stream of transport bubbles, to which these small aggregates adhere quite easily due to the presence of highly hydrophobic protrusions in the form of air bubbles on the surface. Thus, conditions are created for the formation by all hydrophobic particles of the pulp of the flotated particle-bubble aggregates without the use of the kinetic component. To do this, create saturated water, hydrophobize the surface of the particles of selected minerals, and thoroughly mix the saturated water with conditioned pulp, which is then treated with a stream of transport bubbles. This is the essence of the technical proposal for patenting.
Нам представляется, что предлагаемая технология найдет широкое применение для обогащения больших накопленных объемов хвостов гравитационного и флотационного обогащения и для доизвлечения тонких компонентов руд на действующих предприятиях.It seems to us that the proposed technology will find wide application for the enrichment of large accumulated volumes of tailings of gravitational and flotation enrichment and for the extraction of thin components of ores at existing enterprises.
Видный ученый геолог Шило Николай Алексеевич, посвятивший свои многолетние исследования изучению разнообразных россыпей, в том числе, золотых россыпей Якутии, в своей монографии [10] сообщает, что в Якутии распространены древние аллювии, содержащие россыпи с большими запасами золота тонких классов крупности «…Однако их разведка, и, тем более, отработка, возможны только при наличии совершенных технологий. Без решения этой проблемы весь район, где сосредоточены россыпи, содержащие тонкое золото, запасы которого могут быть оценены сотнями тонн, не могут быть введены в промышленный оборот…»A prominent scientist geologist Shilo Nikolai Alekseevich, who devoted his many years of research to the study of a variety of placers, including gold placers in Yakutia, in his monograph [10] reports that ancient alluviums containing placers with large reserves of gold of fine size classes are common in Yakutia "... However their exploration, and, moreover, development, is possible only with the availability of advanced technologies. Without solving this problem, the entire area where alluvial deposits containing fine gold are concentrated, whose reserves can be estimated in hundreds of tons, cannot be put into industrial circulation ... ”
Нам представляется, что предлагаемое нами техническое решение может рассматриваться как «совершенная технология», требуемая для освоения указанных древних россыпей Якутии (и не только), содержащих тонкое золото и частицы других полезных минералов, т.к. нижний предел размеров частиц не ограничен нашим техническим решением.It seems to us that the technical solution we are proposing can be considered as a “perfect technology” required for the development of these ancient placers in Yakutia (and not only) containing fine gold and particles of other useful minerals, because the lower particle size limit is not limited to our technical solution.
Перечень позиций на фигурах:The list of positions in the figures:
Фиг.1. Пневматическая флотомашина колонного типа:Figure 1. Column type pneumatic flotation machine:
1 - корпус флотомашины1 - flotation machine housing
2 - труба питания кондиционирования пульпы2 - pulp conditioning pipe
3 - контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами3 - contact tank pulp mixer with flotation reagents
4 - пористый диффузор диспергации воздуха4 - porous air dispersion diffuser
5 - ресивер сжатого воздуха5 - receiver of compressed air
6 - выходной клапан сброса камерного продукта (регулятор уровня пульпы) «6 - outlet valve discharge chamber product (pulp level controller) "
7 - труба для сброса камерного продукта в водохранилище7 - pipe for dumping the chamber product in the reservoir
8 - патрубок для сброса пенного продукта8 - pipe for the discharge of foam product
9 - труба для подачи чистой воды9 - pipe for supplying clean water
10 - брызгала для промывки пен10 - sprayed for washing foams
Фиг.2. Пневматическая колонная флотомашина марки «Микроцел-ТМ»:Figure 2. Pneumatic column flotation machine brand "Microcel-TM":
11 - корпус флотомашины11 - flotation machine body
12 - труба питания кондиционирования пульпы12 - pulp conditioning pipe
13 - воздушный кольцевой коллектор13 - air ring collector
14 - статический миксер-диспергатор14 - static mixer dispersant
15 - рециркуляционный пульповый насос15 - recirculation pulp pump
16 - пульповой кольцевой коллектор16 - pulp ring collector
17 - патрубок сброса пенного продукта17 - pipe discharge foam product
18 - труба подачи чистой воды18 - pipe supply clean water
19 - отсечной клапан статических миксеров19 - shut-off valve of static mixers
20 - блок управления уровнем пульпы20 - pulp level control unit
21. - клапан сброса камерного продукта (хвостов флотации)21. - valve discharge chamber product (flotation tailings)
Фиг.3. Сатуратор сточной воды:Figure 3. Wastewater saturator:
22 - корпус сатуратора22 - saturator body
23 - труба сточной воды23 - sewage pipe
24 - клапан расхода сточной воды24 - waste water flow valve
25 - расходомер сточной воды25 - wastewater flow meter
26 - клапан расхода воздуха26 - air flow valve
27 - расходомер воздуха27 - air mass meter
28 - всасывающий насос28 - suction pump
29 - насос-сатуратор29 - saturator pump
30 - клапан регулятор давления30 - valve pressure regulator
31- труба подачи сатурированной воды31- pipe supply of saturated water
Фиг.4. Контактный чан-смеситель пульпы с флотореагентами:Figure 4. Contact pulp mixer with flotation reagents:
32 - труба подачи походной пульпы с флотореагентами32 - pipe feed camp pulp with flotation reagents
33 - цилиндрический корпус чана33 - cylindrical tank body
34 - вал34 - shaft
35 - мешалка осевого типа35 - axial type mixer
36 - полая труба36 - hollow pipe
37 - отверстия в трубе37 - holes in the pipe
38 - электродвигатель38 - electric motor
39 - сливная труба кондиционированной пульпы39 - drain pipe air-conditioned pulp
Фиг.5. Устройство для извлечения тонких фракций избранных минералов из рудных пульп напорной флотацией:Figure 5. Device for extracting fine fractions of selected minerals from ore pulps by pressure flotation:
40 - корпус колонной машины40 - column car body
41 - струйный смеситель пульпы с сатурированной водой41 - jet pulp mixer with saturated water
42 - полочный смеситель42 - shelf mixer
43 - распределитель пульповой смеси с сатурированной водой в объеме пульпы43 - distributor of pulp mixture with saturated water in the volume of pulp
44 - диспергатор воздуха на дне флотокамеры44 - air dispersant at the bottom of the camera
45 - ресивер со сжатым воздухом45 - receiver with compressed air
46 - слой пены46 - layer of foam
47 - труба с чистой водой47 - pipe with clean water
48 - брызгала для промывки пены48 - sprayed for washing foam
49 - пеносборник49 - foam collector
50 - труба сброса пены 51.- датчик уровня пульпы50 - foam discharge pipe 51.- pulp level sensor
52 - клапан сброса камерного продукта52 - valve discharge chamber product
53 - блок управления уровнем пульпы53 - pulp level control unit
Фиг.6. Струйный смеситель:6. Jet Mixer:
54 - кольцевая труба54 - annular tube
55 - корпус струйного смесителя55 - housing of the jet mixer
56 - расширяющиеся сопла56 - expanding nozzles
57 - подводящая труба сатурированной воды57 - supply pipe of saturated water
58 - труба кондиционированной пульпы58 - pipe air-conditioned pulp
59 - труба полочного смесителя59 - shelf mixer pipe
60 - герметизирующая прокладка между фланцами60 - sealing gasket between the flanges
Фиг.7. Распределитель пульповой смеси во флотационной камере поз.4(в плане - нижняя сторона распределителя):7. The pulp mixture distributor in the flotation chamber, pos. 4 (in plan - the bottom side of the distributor):
61 - отверстия в трубе распределителя пульповой смеси диаметром 3,0 мм R1 - диаметр кольца распределителя клапана сброса камерного продукта - диаметр колонной флотомашины Соотношение R2:R1=1,5-2,061 - holes in the pipe of the pulp mixture distributor with a diameter of 3.0 mm R 1 - diameter of the distributor valve valve of the chamber product discharge valve - diameter of the column flotation machine Ratio R 2 : R 1 = 1.5-2.0
Фиг.8. Лабораторная колонная флотомашина и ее оснащение:Fig. 8. Laboratory column flotation machine and its equipment:
62 - смеситель пульпы с реагентами (а - запорный клапан, б -регулирующий клапан)62 - pulp mixer with reagents (a - shut-off valve, b - control valve)
63 - сатуратор63 - saturator
64 = компрессор64 = compressor
65 - сифонирующее устройство для сброса камерного продукта65 - siphoning device for dumping the chamber product
66 - аквариумный аэратор66 - aquarium aerator
67 - клапан регулирования подачи промывной воды67 - valve regulating the supply of wash water
68 - клапан регулирования подачи воздуха68 - valve regulating the air supply
62(a) - клапан запорный для пульпы62 (a) - shutoff valve for pulp
62(б) - клапан, регулирующий подачу пульпы.62 (b) - valve regulating the supply of pulp.
Список литературы Bibliography
1. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. Учебное пособие для студентов вызов по специальности «Обогащение полезных ископаемых».- М.: Недра, 1984. 383 с.1. Abramov A.A. Flotation enrichment methods. Textbook for students challenge in the specialty "Mineral processing" .- M .: Nedra, 1984. 383 p.
2. Лаймус Полинг, Питер Полинг. Химия. Пер. с англ. В. Сахарова. Под ред. Карапеияна М. М. - М.: Мир, 1978, с.246.2. Limus Pauling, Peter Pauling. Chemistry. Per. from English V. Sakharova. Ed. Karapeiyana M.M. - M.: Mir, 1978, p. 246.
3. Киреев В.А. Курс физической химии. М., Гос. научно-технич. изд-во химич. литературы, 1955, с.389.3. Kireev V.A. Course of physical chemistry. M., State. scientific and technical. publishing house chemical literature, 1955, p. 389.
4. Патент №2155716. Опубл. 16.09.2000 г. Бюл. №25.4. Patent No. 2155716. Publ. September 16, 2000 Bull.
5. Патент №87159 на полезную модель. Опубл. 27.09.2009 г. Бюл. №27.5. Patent No. 87159 for utility model. Publ. September 27, 2009 Byul.
6. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения М., Недра, 1981 г.6. Glembotsky V.A., Klassen V.I. Flotation methods of enrichment M., Nedra, 1981
7. Классен В.И., Мокроусов В.А. Введение в теорию флотации. М., Госгортехиздат, 1959 г.7. Klassen V.I., Mokrousov V.A. Introduction to flotation theory. M., Gosgortekhizdat, 1959
8. Шалаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. Допущено Мин. высшего и средн. спец. образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Экономика и организация горной промышленности». М., Недра, 1986 г.,120 стр.8. Shalaev V.P. The basics of mineral processing. Allowed Min. higher and secondary specialist. Education of the USSR as a textbook for university students enrolled in the specialty "Economics and organization of mining." M., Nedra, 1986, 120 pp.
9. Сайт в Интеренете: . 9. Website on the Internet:.
10. Шило Н.А. Учение о россыпях. Теория россыпеобразующих рудных формаций и россыпей. Владивосток, Дальнаука, 2002 г., 473 стр.10. Shilo N.A. The doctrine of placers. Theory of placer ore formations and placers. Vladivostok, Dalnauka, 2002, 473 pp.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012135307/03A RU2507007C1 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012135307/03A RU2507007C1 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2507007C1 true RU2507007C1 (en) | 2014-02-20 |
Family
ID=50113202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012135307/03A RU2507007C1 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2507007C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105583069A (en) * | 2015-12-21 | 2016-05-18 | 中南大学 | Beneficiation method for high-phosphor oolitic hematite |
RU169718U1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-03-29 | Виктор Григорьевич Бабенко | Babenko-Pershin device for concentration of polymetallic ores by pressure flotation |
RU2708588C1 (en) * | 2018-11-24 | 2019-12-09 | Кузьмин Вадим Георгиевич | Device for quartz grains purification by foam flotation |
RU2738883C1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-12-17 | Публичное акционерное общество "Уралкалий" (ПАО "Уралкалий") | Flotation dressing method of potassium ores |
RU2798734C1 (en) * | 2019-07-29 | 2023-06-23 | Метсо Оутотек Финлэнд Ой | Flotation chamber |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1128374B (en) * | 1958-09-05 | 1962-04-26 | Shinzo Sumiya | Flotation apparatus |
GB1558316A (en) * | 1977-05-16 | 1979-12-19 | Mannesmann Ag | Methods and apparatus for the purification of cooling waters in metallurgical and steelmaking plants |
SU941299A1 (en) * | 1980-11-24 | 1982-07-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Сахарной Промышленности | Apparatus for purifying effluents |
SU1082767A1 (en) * | 1982-04-08 | 1984-03-30 | Новосибирский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Apparatus for purifying waste waters |
SU1685874A1 (en) * | 1989-10-13 | 1991-10-23 | Центр Научно-Технического Творчества Молодежи "Вектор" | Method of flotation cleaning of liquids of admixtures |
RU1792742C (en) * | 1991-03-21 | 1993-02-07 | Тверской политехнический институт | Equipment for flotating sewage |
RU2155716C2 (en) * | 1998-09-28 | 2000-09-10 | Бабенко Виктор Григорьевич | Device for treatment of sewage by pressure flotation |
RU87159U1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-27 | Виктор Григорьевич Бабенко | WASTE WATER TREATMENT PRESSURE FLOTATION |
RU2449950C2 (en) * | 2010-05-05 | 2012-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический Центр Экст-Эко" | Method of effluents treatment |
-
2012
- 2012-08-16 RU RU2012135307/03A patent/RU2507007C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1128374B (en) * | 1958-09-05 | 1962-04-26 | Shinzo Sumiya | Flotation apparatus |
GB1558316A (en) * | 1977-05-16 | 1979-12-19 | Mannesmann Ag | Methods and apparatus for the purification of cooling waters in metallurgical and steelmaking plants |
SU941299A1 (en) * | 1980-11-24 | 1982-07-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Сахарной Промышленности | Apparatus for purifying effluents |
SU1082767A1 (en) * | 1982-04-08 | 1984-03-30 | Новосибирский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева | Apparatus for purifying waste waters |
SU1685874A1 (en) * | 1989-10-13 | 1991-10-23 | Центр Научно-Технического Творчества Молодежи "Вектор" | Method of flotation cleaning of liquids of admixtures |
RU1792742C (en) * | 1991-03-21 | 1993-02-07 | Тверской политехнический институт | Equipment for flotating sewage |
RU2155716C2 (en) * | 1998-09-28 | 2000-09-10 | Бабенко Виктор Григорьевич | Device for treatment of sewage by pressure flotation |
RU87159U1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-27 | Виктор Григорьевич Бабенко | WASTE WATER TREATMENT PRESSURE FLOTATION |
RU2449950C2 (en) * | 2010-05-05 | 2012-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический Центр Экст-Эко" | Method of effluents treatment |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169718U1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-03-29 | Виктор Григорьевич Бабенко | Babenko-Pershin device for concentration of polymetallic ores by pressure flotation |
CN105583069A (en) * | 2015-12-21 | 2016-05-18 | 中南大学 | Beneficiation method for high-phosphor oolitic hematite |
CN105583069B (en) * | 2015-12-21 | 2018-02-23 | 中南大学 | A kind of dressing method of high-phosphor oolitic hematite |
RU2708588C1 (en) * | 2018-11-24 | 2019-12-09 | Кузьмин Вадим Георгиевич | Device for quartz grains purification by foam flotation |
RU2798734C1 (en) * | 2019-07-29 | 2023-06-23 | Метсо Оутотек Финлэнд Ой | Flotation chamber |
RU2738883C1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-12-17 | Публичное акционерное общество "Уралкалий" (ПАО "Уралкалий") | Flotation dressing method of potassium ores |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9919320B2 (en) | Method and apparatus for contacting bubbles and particles in a flotation separation system | |
JP4802305B2 (en) | Floating separation apparatus and method, and manufacturing method of product using the same | |
US5814210A (en) | Apparatus and process for the separation of hydrophobic and hydrophilic particles using microbubble column flotation together with a process and apparatus for generation of microbubbles | |
US5702612A (en) | Method and apparatus for flotation separation | |
US4472271A (en) | Froth flotation apparatus and process | |
CN111629832B (en) | Flotation line | |
US2938629A (en) | Concentration of comminuted materials | |
RU2507007C1 (en) | Method of extraction of selected minerals from ore pulps by pressure flotation and device to this end | |
CN210875800U (en) | Flotation cell and flotation line | |
US1374445A (en) | Apparatus for treating liquids with gases | |
CN210646840U (en) | Flotation cell and flotation line | |
CN210474319U (en) | Flotation cell and flotation line | |
CN210965531U (en) | Flotation cell and flotation line | |
AU2019100828A4 (en) | Flotation line | |
RU87159U1 (en) | WASTE WATER TREATMENT PRESSURE FLOTATION | |
RU2254170C2 (en) | Method of floatation separation of finely dispersed minerals and floatation machine for realization of this method | |
CN108499746B (en) | Nanometer bubble flotation device | |
RU169718U1 (en) | Babenko-Pershin device for concentration of polymetallic ores by pressure flotation | |
CN208218448U (en) | A kind of spraying waste water air-floating processing apparatus | |
KR102346011B1 (en) | Separation System for Contaminated Soil Using Ultra-fine Cell | |
RU2164825C1 (en) | Method of separating multicomponent mixture by flotation | |
Hobert | Development of a Novel Air Sparging Device | |
RU2262987C1 (en) | Method and device for floatation re-extraction of gold at placer deposit dredging | |
CA2462740A1 (en) | Method for froth flotation | |
AU2006322629B2 (en) | Improved flotation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190817 |