RU2595021C1

RU2595021C1 - Pneumatic flotation machine of airlift type

Info

Publication number: RU2595021C1
Application number: RU2015136039/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Зимин; Юрий Павлович Назаров; Владимир Николаевич Кирилловых
Original assignee: Совместное предприятие в форме закрытого акционерного общества "Изготовление, внедрение, сервис"
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to flotation refining of minerals and can be used in coal industry, ferrous and nonferrous metallurgy at refining plants, as well as in refining of non-metallic material. Pneumatic flotation machine of airlift type includes a loading device, a chamber divided into two compartments, inclined foam chute, unloading device and aerator positioned in the bottom part of the chamber. Chamber is a container with rectangular cross-section, wherein its vertical sidewalls are parallel to each other, and parts of front and rear walls have an inclination towards foam chute. Inclined part of the front wall begins at chamber bottom and ends at the level of loading window, and rear wall incline begins above the level of loading window. Chamber is separated into a transport zone and zone of flotation by inclined composite partition consisting of three parts. Upper fixed part of the partition is arranged in parallel to the inclined part of the rear wall, and top edge of this part of the partition is arranged at the level of foam chute threshold. Lower fixed part of composite partition is parallel to the vertical part of the rear wall, Upper edge of the lower part of the partition is arranged at the level of the lower part of loading window, and lower edge of this partition is arranged with clearance above chamber bottom. Upper edge of the middle rotating part of partition is pivotally connected to the lower edge of the upper part of composite partition, and lower edge of the middle part of the partition is arranged at the level of the lower part of loading window. Chamber is additionally equipped with two grids arranged in the area of flotation. Lower grid is fixed at the level of upper edge of lower part of composite partition, upper grid is two-row and is fixed at the movement mechanism with possibility to move in the area of flotation. In upper part of the machine, in its foam layer, with clearance relative to upper wall of the chamber additional fixed partition is installed, lower edge of which is located below the threshold of foam chute, and in foam layer of the machine a gate is installed with possibility of vertical movement interfaced with upper part of fixed partition.

EFFECT: technical result - increase of flotation efficiency by increasing extraction of useful component to concentrate.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к флотационному обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной промышленности, черной и цветной металлургии на обогатительных фабриках, а также при обогащении неметаллического сырья.The invention relates to flotation enrichment of minerals and can be used in the coal industry, ferrous and non-ferrous metallurgy in processing plants, as well as in the enrichment of non-metallic raw materials.

Известна флотационная пневматическая машина аэролифтного типа, в которой дробление воздуха осуществляется подачей последнего через диспергатор, установленный внутри трубы аэролифта. Диспергатор выполнен в виде закрученной ленты (SU, патент №2054972, кл. B03D 1/24, 1996).A flotation pneumatic airlift machine is known, in which air is crushed by supplying the latter through a disperser installed inside the airlift pipe. The dispersant is made in the form of a swirling tape (SU Patent No. 2054972, class B03D 1/24, 1996).

Недостатком данного устройства является невозможность управления размером образующихся пузырьков воздуха.The disadvantage of this device is the inability to control the size of the resulting air bubbles.

Известна флотационная пневматическая машина аэролифтного типа (SU, патент №2043168, кл. B03D 1/24, 1995 г.). В этой машине дробление воздуха осуществляется прохождением через аэролифты телескопического типа. Недостатком данной машины является двухсекционная компоновка машины с установкой двух аэролифтов, что существенно усложняет устройство.Known flotation pneumatic airlift machine (SU, patent No. 2043168, CL B03D 1/24, 1995). In this machine, air is crushed by passing through telescopic type air lifts. The disadvantage of this machine is the two-section layout of the machine with the installation of two air lifts, which significantly complicates the device.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является флотационная пневматическая машина аэролифтного типа, включающая загрузочное устройство, камеру, разделенную на два отделения, наклонный пенный желоб, разгрузочное устройство и аэратор, расположенный в донной части (SU, патент №2334558, кл. B03D 1/00, 2008 г.). В данной машине дробление воздуха производится его прохождением через набор патрубков, укомплектованных соплами Лаваля. Недостатком известного устройства является отсутствие регулировки аэрации подаваемого воздуха и, как следствие, низкая эффективность флотации.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a flotation pneumatic airlift machine including a loading device, a chamber divided into two compartments, an inclined foam trough, an unloading device and an aerator located in the bottom (SU, Patent No. 2334558, class. B03D 1/00, 2008). In this machine, air is crushed by passing through a set of nozzles equipped with Laval nozzles. A disadvantage of the known device is the lack of adjustment of the aeration of the supplied air and, as a consequence, the low efficiency of flotation.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности флотации, путем повышения извлечения полезного компонента в концентрат.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the efficiency of flotation, by increasing the extraction of the useful component in the concentrate.

Указанный технический результат достигается тем, что во флотационной пневматической машине аэролифтного типа, включающей загрузочное устройство, камеру, разделенную на два отделения, наклонный пенный желоб, разгрузочное устройство и аэратор, расположенный в донной части камеры, согласно изобретению, камера представляет собой емкость прямоугольного сечения, причем вертикальные боковые стенки ее параллельны друг другу, а часть фронтальной и задней стенок имеют наклон в сторону пенного желоба, причем наклонная часть фронтальной стенки начинается от дна камеры и заканчивается на уровне загрузочного окна, а наклон задней стенки начинается выше уровня загрузочного окна, причем камера разделена на транспортную зону и зону флотации наклонной составной перегородкой, состоящей из трех частей, причем верхняя неподвижная часть перегородки размещена параллельно наклонной части задней стенки камеры, а верхняя кромка этой части перегородки размещена на уровне порога пенного желоба, при этом нижняя неподвижная часть составной перегородки параллельна вертикальной части задней стенки камеры, верхняя кромка нижней части перегородки размещена на высоте нижней части загрузочного окна, а нижняя кромка этой перегородки размещена с зазором над дном камеры, причем верхняя кромка средней поворотной части перегородки соединена шарнирно с нижней кромкой верхней части составной перегородки, а нижняя кромка средней части перегородки размещена на высоте нижней части загрузочного окна, при этом камера дополнительно снабжена двумя решетками, размещенными в зоне флотации, причем нижняя решетка установлена неподвижно, на уровне верхней кромки нижней части составной перегородки, а верхняя решетка выполнена двухрядной и закреплена на механизме перемещения с возможностью перемещения в зоне флотации, при этом в верхней части машины, в ее пенном слое, с зазором относительно верхней стенки камеры установлена дополнительная неподвижная перегородка, нижняя кромка которой размещена ниже порога пенного желоба, а в пенном слое машины установлен с возможностью вертикального перемещения шибер, сопряженный с верхней неподвижной частью составной перегородки.This technical result is achieved in that in a flotation pneumatic airlift machine including a loading device, a chamber divided into two compartments, an inclined foam trough, an unloading device and an aerator located in the bottom of the chamber, according to the invention, the chamber is a rectangular cross-sectional capacity, moreover, its vertical side walls are parallel to each other, and part of the front and rear walls have an inclination towards the foam trough, and the inclined part of the front wall starts from the bottom of the chamber and ends at the level of the loading window, and the inclination of the rear wall begins above the level of the loading window, and the camera is divided into a transport zone and a flotation zone by an inclined composite partition consisting of three parts, the upper fixed part of the partition being parallel to the inclined part of the rear wall chamber, and the upper edge of this part of the partition is placed at the threshold level of the foam trough, while the lower stationary part of the composite partition is parallel to the vertical part of the back chamber shafts, the upper edge of the lower part of the partition is placed at the height of the lower part of the loading window, and the lower edge of this partition is placed with a gap above the bottom of the chamber, the upper edge of the middle rotary part of the partition being pivotally connected to the lower edge of the upper part of the composite partition, and the lower edge of the middle part the partitions are located at the height of the lower part of the loading window, while the camera is additionally equipped with two gratings located in the flotation zone, and the lower grate is stationary, in ur a ram of the upper edge of the lower part of the composite partition, and the upper grill is double-row and mounted on the movement mechanism with the possibility of movement in the flotation zone, while in the upper part of the machine, in its foam layer, an additional fixed partition is installed with a gap relative to the upper wall of the chamber, the lower edge which is located below the threshold of the foam trough, and in the foam layer of the machine is installed with the possibility of vertical movement of the gate, coupled with the upper stationary part of the composite partition.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в верхней неподвижной части наклонной перегородки, ниже подвижной решетки вырезано окно во всю длину наклонной перегородки, сечение которого перекрывается шибером с возможностью вертикального возвратно-поступательного передвижения, местоположение шибера регулируется исполнительным механизмом.In addition, this technical result is achieved by the fact that in the upper fixed part of the inclined partition, below the movable lattice, a window is cut into the entire length of the inclined partition, the cross section of which is blocked by the gate with the possibility of vertical reciprocating movement, the location of the gate is regulated by an actuator.

На фиг. 1 представлена пневматическая флотационная машина аэролифтного типа.In FIG. 1 shows a pneumatic flotation machine of an airlift type.

На фиг. 2 представлена пневматическая флотационная машина аэролифтного типа в разрезе.In FIG. 2 shows a sectional pneumatic flotation machine of an airlift type.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения пневматической флотационной машины аэролифтного типа с окном, вырезанным во всю длину наклонной перегородки.In FIG. 3 shows an embodiment of a pneumatic flotation machine of an airlift type with a window cut into the entire length of the inclined partition.

Флотационная пневматическая машина аэролифтного типа включает загрузочное устройство 1, камеру 2, пенный наклонный желоб 3 и разгрузочное устройство 4.An air-lift flotation pneumatic machine includes a loading device 1, a chamber 2, an inclined foam trough 3 and an unloading device 4.

Камера 2 представляет собой емкость прямоугольного сечения. Вертикальные боковые ее стенки 5 и 6 параллельны друг другу, а часть фронтальной и задней стенок 7 и 8 имеют наклон в сторону пенного желоба 3. Наклонная часть 9 фронтальной стенки 7 начинается от дна 10 камеры 2 и заканчивается на уровне загрузочного окна 11, а наклонная часть 12 задней стенки 8 начинается выше уровня загрузочного окна 11. Камера 2 разделена на транспортную зону 13 и зону 14 флотации наклонной составной перегородкой 15, состоящей из трех частей 16, 17 и 18, причем верхняя неподвижная часть 16 перегородки 15 размещена параллельно наклонной части 12 задней стенки 8 камеры 2, а верхняя кромка части 16 перегородки 15 размещена на уровне порога 19 пенного желоба 3. Нижняя неподвижная часть 18 составной перегородки 15 параллельна вертикальной части задней стенки 8 камеры. Верхняя кромка нижней части 18 перегородки 15 размещена на высоте нижней части загрузочного окна 11, а нижняя кромка этой части 18 перегородки 15 размещена с зазором над дном 20 камеры 2, образуя канал для прохода пульпы в зону аэратора. Верхняя кромка средней поворотной части 17 перегородки 15 соединена шарнирно с нижней кромкой верхней части 16 составной перегородки 15, а нижняя кромка средней части 16 составной перегородки 15 размещена на высоте нижней части загрузочного окна 11. Камера 2 дополнительно снабжена двумя решетками 21 и 22, размещенными в зоне 14 флотации. Нижняя решетка 21 установлена неподвижно, на уровне верхней кромки нижней части 18 составной перегородки 15, а верхняя решетка 22 выполнена двухрядной и закреплена на механизме перемещения 23 с возможностью перемещения в зоне 14 флотации. Неподвижная решетка 21 представляет собой набор пластин, расположенных относительно друг друга на некотором расстоянии и под углом. Подвижная решетка 22 представляет собой два ряда пластин, расположенных относительно друг друга на некотором расстоянии и под углом. В верхней части машины, в ее пенном слое 24, с зазором относительно верхней стенки 25 (зазор необходим для выхода транспортного воздуха) камеры 2 установлена дополнительная неподвижная перегородка 26, нижняя кромка которой размещена ниже порога 19 пенного желоба 3. В пенном слое 24 машины установлен с возможностью вертикального перемещения шибер 27, сопряженный с верхней неподвижной частью 16 составной перегородки 15. Местоположение подвижного шибера 27 по высоте регулируется исполнительным механизмом 28.The camera 2 is a container of rectangular cross section. Its vertical side walls 5 and 6 are parallel to each other, and part of the front and rear walls 7 and 8 have an inclination towards the foam trough 3. The inclined part 9 of the front wall 7 starts from the bottom 10 of the chamber 2 and ends at the level of the loading window 11, and the inclined part 12 of the rear wall 8 begins above the level of the loading window 11. The chamber 2 is divided into a transport zone 13 and a flotation zone 14 of an inclined composite partition 15, consisting of three parts 16, 17 and 18, with the upper stationary part 16 of the partition 15 placed parallel to the inclined hour These are 12 of the rear wall 8 of the chamber 2, and the upper edge of the part 16 of the partition 15 is placed at the level of the threshold 19 of the foam trough 3. The lower stationary part 18 of the composite partition 15 is parallel to the vertical part of the rear wall 8 of the chamber. The upper edge of the lower part 18 of the partition 15 is placed at the height of the lower part of the boot window 11, and the lower edge of this part 18 of the partition 15 is placed with a gap above the bottom 20 of the chamber 2, forming a channel for the passage of pulp into the aerator zone. The upper edge of the middle rotary part 17 of the partition 15 is pivotally connected to the lower edge of the upper part 16 of the composite partition 15, and the lower edge of the middle part 16 of the composite partition 15 is located at the height of the lower part of the loading window 11. The chamber 2 is additionally equipped with two gratings 21 and 22 located in zone 14 flotation. The lower lattice 21 is fixedly installed, at the level of the upper edge of the lower part 18 of the composite partition 15, and the upper lattice 22 is double-row and fixed to the movement mechanism 23 with the possibility of movement in the flotation zone 14. Fixed lattice 21 is a set of plates located relative to each other at a certain distance and at an angle. The movable grill 22 is two rows of plates located relative to each other at a certain distance and at an angle. In the upper part of the machine, in its foam layer 24, with a gap relative to the upper wall 25 (a gap is necessary for the exit of transport air) of the chamber 2, an additional fixed partition 26 is installed, the lower edge of which is located below the threshold 19 of the foam trough 3. In the foam layer 24 of the machine is installed with the possibility of vertical movement of the gate 27, coupled with the upper stationary part 16 of the composite partition 15. The location of the movable gate 27 in height is regulated by the actuator 28.

В придонной части камеры 2 размещен аэратор 29. Аэратор 29 представляет собой коробчатую конструкцию, нижняя часть которой выполнена щелевидной, перекрываемой резиновой пластиной 30. Подача воздуха в аэратор 29 осуществляется под давлением по воздуховоду 31 и регулируется при помощи крана 32.The aerator 29 is located in the bottom of the chamber 2. The aerator 29 is a box-shaped structure, the lower part of which is made with a slit-like, overlapping rubber plate 30. The air is supplied to the aerator 29 under pressure through the air duct 31 and is regulated by a valve 32.

В перегородке 16 размещено окно (для обмена материалом между двумя зонами), сечение которого перекрывается шибером 33 с возможностью вертикального возвратно-поступательного передвижения, местоположение шибера регулируется исполнительным механизмом 34.In the partition 16 there is a window (for exchanging material between the two zones), the cross section of which is blocked by the gate 33 with the possibility of vertical reciprocating movement, the location of the gate is regulated by the actuator 34.

Работа пневматической флотационной машины аэролифтного типа осуществляется следующим образом.The operation of a pneumatic flotation machine of an airlift type is as follows.

Поступающий в камеру 2 машины материал в виде обработанной реагентами пульпы подается через загрузочное окно 11 в среднюю часть транспортной зоны 13 камеры 2, пульпа опускается вниз и через канал для прохода пульпы, образуемый зазором между дном 20 камеры 2 и нижней кромкой неподвижной части 18 составной перегородки 15, попадает в зону аэратора 29. Затем пульпа, за счет аэролифтного эффекта транспортируется в верхнюю часть зоны 14 флотации камеры 2. Регулировка объема пульпы, поступающей в зону 14 флотации, производится при помощи средней поворотной части 17 перегородки 15 перекрыванием или раскрыванием сечения между нижней кромкой поворотной части и верхней кромкой неподвижной нижней перегородкой. Подача воздуха в аэратор 29 осуществляется под давлением по воздуховоду 31 и регулируется при помощи крана 32.The material entering the chamber 2 of the machine in the form of pulp treated with reagents is fed through the loading window 11 into the middle of the transport zone 13 of chamber 2, the pulp is lowered down and through the channel for the passage of pulp, formed by the gap between the bottom 20 of the chamber 2 and the lower edge of the fixed part 18 of the composite partition 15, falls into the aerator zone 29. Then, the pulp, due to the airlift effect, is transported to the upper part of the flotation zone 14 of the chamber 2. The volume of pulp entering the flotation zone 14 is adjusted using the middle rotary portion 17 of the partition 15 overlap or dehiscence section between the lower edge of the pivot portion and the upper edge of the fixed lower wall. The air supply to the aerator 29 is carried out under pressure through the duct 31 and is controlled by a valve 32.

Нагнетаемый в камеру воздух, отжимая резиновую пластину 30, выходит из аэратора 29 в виде воздушного факела. В зоне выхода воздушного факела происходит перемешивание пульпы с поступающим воздухом, образующаяся пульповоздушная смесь, поднимаясь и проходя через нижнюю неподвижную решетку 21, дробится - первая стадия дробления воздушного факела. Вторая стадия дробления воздуха до оптимальной крупности пузырьков производится на второй, подвижной и регулируемой решетке 22. Регулировка крупности пузырьков воздуха производится изменением положения решетки по высоте исполнительным механизмом. При подъеме решетки соответственно уменьшаются расстояние между решеткой и поверхностью пульпы, время подъема пузырьков до поверхности и соответственно и вероятность коалесценции пузырьков. Воздушные пузырьки с закрепившимися на них флотируемыми частицами образуют восходящий поток пульповоздушной смеси. Достигнув поверхности пульпы, поток образует трехфазную пену, которая, двигаясь через установленный с возможностью вертикального перемещения шибер 27, и дополнительную неподвижную перегородку 26, нижняя кромка которой размещена ниже порога 19 пенного желоба 3, в режиме «подъем», «опускание», переливом разгружается в пенный желоб 3. Наличие дополнительной неподвижной перегородки 26 препятствует прямому сходу пенного продукта в пенный желоб 3.The air injected into the chamber, squeezing the rubber plate 30, leaves the aerator 29 in the form of an air torch. In the exit zone of the air torch, the pulp is mixed with the incoming air, the resulting pulp-air mixture, rising and passing through the lower stationary grate 21, is crushed - the first stage of crushing of the air torch. The second stage of air crushing to the optimal size of the bubbles is carried out on the second, movable and adjustable grill 22. The adjustment of the size of the air bubbles is carried out by changing the position of the grill in height by the actuator. When lifting the lattice, the distance between the lattice and the surface of the pulp, the time of the rise of the bubbles to the surface, and accordingly, the probability of coalescence of the bubbles, respectively decrease. Air bubbles with floating particles fixed on them form an upward flow of the pulp-air mixture. Having reached the surface of the pulp, the flow forms a three-phase foam, which, moving through a slide 27 installed with the possibility of vertical movement, and an additional stationary partition 26, the lower edge of which is located below the threshold 19 of the foam trough 3, is unloaded in the "rise", "lower" mode in the foam trough 3. The presence of an additional fixed partition 26 prevents the direct exit of the foam product into the foam trough 3.

Местоположение подвижного шибера 27 по высоте регулируется исполнительным механизмом 28. Подвижный шибер 27 обеспечивает регулировку высоты пены. Оператор регулирует высоту пенного слоя, исходя из условия максимизации содержания ценного компонента в пенном продукте или извлечения в него ценного компонента, что в свою очередь определяется размещением машины либо в перечистной операции, либо в операции основной флотации.The location of the movable gate 27 in height is regulated by the actuator 28. The movable gate 27 provides adjustment of the height of the foam. The operator adjusts the height of the foam layer based on the condition of maximizing the content of a valuable component in the foam product or extracting a valuable component into it, which in turn is determined by the placement of the machine in either a cleaning operation or a main flotation operation.

Выполнение нижней части 9 фронтальной стенки 7 с наклоном в сторону пенного желоба 3 облегчает транспортировку твердого продукта из транспортной зоны 13 в зону аэратора 29.The implementation of the lower part 9 of the front wall 7 with an inclination towards the foam trough 3 facilitates the transportation of solid product from the transport zone 13 to the aerator 29.

А выполнение с наклоном верхней части 12 задней стенки 8 облегчает транспортировку пульповоздушной смеси в зоне флотации в сторону разгрузки пенного продукта, выполняя роль направляющей.And the execution with the inclination of the upper part 12 of the rear wall 8 facilitates the transportation of the pulp-air mixture in the flotation zone in the direction of unloading the foam product, acting as a guide.

Размещение окна в перегородке 16 с перекрываемым сечением позволяет обеспечить массообмен и массоперенос материала между транспортной и флотационной зонами.The placement of the window in the partition 16 with an overlapping cross-section allows for mass transfer and mass transfer of material between the transport and flotation zones.

Эти признаки способствуют повышению эффективности флотации.These signs contribute to increased flotation efficiency.

Наличие шибера 27 и дополнительной перегородки 26, регулирующих перемещение пенного слоя к пенному желобу, обеспечивает перечистку материала в пенном слое и, как следствие, повышение эффективности флотации.The presence of a gate 27 and an additional partition 26, regulating the movement of the foam layer to the foam trough, provides for the cleaning of the material in the foam layer and, as a result, an increase in the flotation efficiency.

Установка двух решеток 21 и 22, положение одной из которых изменяется по высоте, позволяет регулировать размер воздушных пузырьков и, как следствие, флотировать частицы широкого диапазона крупности, что, в свою очередь, способствует повышению эффективности флотации.The installation of two gratings 21 and 22, the position of one of which varies in height, allows you to adjust the size of the air bubbles and, as a result, float particles of a wide range of particle sizes, which, in turn, improves the efficiency of flotation.

Таким образом, использование предложенной флотационной пневматической машины аэролифтного типа позволит повысить эффективность флотации, путем повышения извлечения полезного компонента в концентрат.Thus, the use of the proposed flotation pneumatic airlift type machine will increase the flotation efficiency by increasing the extraction of the useful component in the concentrate.

Claims

1. A flotation pneumatic airlift-type machine, comprising a loading device, a chamber divided into two compartments, an inclined foam trough, an unloading device and an aerator located in the bottom of the chamber, characterized in that the chamber is a container of rectangular cross section, and its vertical side walls parallel to each other, and parts of the front and rear walls have an inclination towards the foam trough, and the inclined part of the front wall starts from the bottom of the camera and ends at the level of hinged window, and the inclination of the rear wall begins above the level of the loading window, and the camera is divided into a transport zone and a flotation zone by an inclined composite partition consisting of three parts, the upper fixed part of the partition being parallel to the inclined part of the rear wall of the chamber, and the upper edge of this part of the partition placed at the threshold level of the foam trough, while the lower stationary part of the composite partition is parallel to the vertical part of the rear wall of the chamber, the upper edge of the lower part of the partition located at the height of the lower part of the loading window, and the lower edge of this partition is placed with a gap above the bottom of the chamber, the upper edge of the middle rotary part of the partition being pivotally connected to the lower edge of the upper part of the composite partition, and the lower edge of the middle part of the partition is located at the height of the lower part of the loading window while the camera is additionally equipped with two gratings located in the flotation zone, and the lower grate is fixed, at the level of the upper edge of the lower part of the composite partition and the upper grill is double-row and mounted on a moving mechanism with the possibility of movement in the flotation zone, while in the upper part of the machine, in its foam layer, with a gap relative to the upper wall of the chamber, an additional fixed partition is installed, the lower edge of which is located below the threshold of the foam trough, and in the foam layer of the machine is installed with the possibility of vertical movement of the gate, conjugated with the upper stationary part of the composite partition.

2. A flotation pneumatic airlift machine according to claim 1, characterized in that in the upper stationary part of the inclined partition, below the movable grating, a window is cut out the entire length of the inclined partition, the cross-section of which is blocked by the gate with the possibility of vertical reciprocating movement, the location of the gate is regulated by the executive mechanism.