RU2776528C2

RU2776528C2 - Foam flotation device

Info

Publication number: RU2776528C2
Application number: RU2020138637A
Authority: RU
Inventors: Виктор Эмул РОСС
Original assignee: Минтек
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-07-21

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: proposed group of inventions relates to a device, in which foam flotation methods are used to extract valuable minerals from ore. The foam flotation device for processing of a flow of mineral raw materials contains a tank, in which an inner part is formed for containing pulp, at least one contact filter in the tank, at least one aerator for aeration of the flow of mineral raw materials, and a system for supply of the flow of aerated mineral raw materials to the contact filter, a mixer for shift of the flow of aerated mineral raw materials in the contact filter. The contact filter contains a set of outlet zones, which are vertically spaced apart from each other at intervals along the length of a contact filter zone, in which there is a possibility for the outlet of the flow of mineral raw materials from the contact filter and inlet to the inner part of the tank. Each outlet zone contains a set of outlet holes in a wall of the contact filter, and it is located directly under a corresponding rotor-stator assembly, and a control mechanism in the form of a corresponding round sleeve containing a set of outlet holes, which surrounds outlet holes in each outlet zone. The sleeve is made with the possibility of rotation relatively to the contact filter to regulate a discharge rate of the flow of mineral raw materials from each outlet zone. The foam flotation device is used in a method for processing of the flow of mineral raw materials, including: use of the aerator to aerate the flow of mineral raw materials, supply of the flow of aerated mineral raw materials into the inner part of the contact filter, mixing of the flow of mineral raw materials in the contact filter, and provision of an impact of shear forces on the flow of mineral raw materials, and regulation of the discharge rate of the flow of mineral raw materials and mineralized bubbles contained therein from the contact filter to the inner part of the tank in each outlet zone.

EFFECT: increase in the extraction of valuable mineral particles.

16 cl, 2 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству, в котором используют методы пенной флотации для извлечения ценных минералов из руды.[0001] The present invention relates to a device that uses froth flotation techniques to extract valuable minerals from ore.

[0002] В процессе пенной флотации тонкоизмельченную руду превращают в пульпу и кондиционируют химическими реагентами для содействия прикреплению частиц ценных минералов к пузырькам воздуха, которые диспергированы в пульпе. Контакт кондиционированной пульпы с воздухом может быть осуществлен различными способами, например, механически с использованием узлов ротор/статор или пневматически с использованием аэратора. Однако при использовании этих методов гидродинамические условия таковы, что пузырьки воздуха увлекают значительное количество нежелательной пустой породы в пену и концентрат. Для устранения нежелательного материала можно увеличить глубину пены или промыть пену. Однако каждый процесс приводит к снижению извлечения ценных минералов.[0002] In the froth flotation process, finely divided ore is pulped and conditioned with chemicals to help attach valuable mineral particles to air bubbles that are dispersed in the pulp. Contact of the conditioned slurry with air can be done in various ways, for example mechanically using rotor/stator assemblies or pneumatically using an aerator. However, with these methods, hydrodynamic conditions are such that air bubbles entrain a significant amount of unwanted gangue rock into the froth and concentrate. To eliminate unwanted material, you can increase the depth of the foam or flush the foam. However, each process leads to a decrease in the extraction of valuable minerals.

[0003] В отрасли добычи металлов платиновой группы (МПГ) в Южной Африке существует проблема, связанная с увлекаемым материалом, где риф UG2 (Верхняя группа 2) представляет собой хромовую руду с хромитом (FeO.Cr₂O₃) в качестве основного компонента пустой породы. Поскольку хромит представляет собой шпинель и стабилен при температурах до 2000°C, увлечение частиц хромита в пенный концентрат вызывает проблемы при последующих операциях плавления руды. Среди прочего, частицы хромита могут повреждать футеровку печи и накапливаться в поде печи, что приводит к снижению плавильной способности. Содержание хромита в концентрате должно быть ограничено, как правило, до менее 3% по массе для минимизации вышеупомянутых проблем.[0003] In the platinum group metal (PGM) mining industry in South Africa, there is a problem with entrained material, where the UG2 reef (Upper Group 2) is a chrome ore with chromite (FeO.Cr ₂ O ₃ ) as the main component of the empty breeds. Because chromite is a spinel and is stable at temperatures up to 2000° C., entrainment of chromite particles into the froth concentrate causes problems in subsequent ore smelting operations. Among other things, chromite particles can damage the furnace lining and accumulate in the furnace bottom, resulting in reduced melting capacity. The content of chromite in the concentrate should be limited, as a rule, to less than 3% by weight to minimize the above problems.

[0004] Изобретение относится к пневмомеханическому процессу, в котором загрязнение пенного флотационного концентрата пустой породой снижено, и при этом поддерживается извлечение ценного минерала на уровне, при котором повышается общая экономическая целесообразность процесса.[0004] The invention relates to a pneumo-mechanical process in which waste rock contamination of a froth flotation concentrate is reduced while maintaining recovery of a valuable mineral at a level that increases the overall economic feasibility of the process.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

[0005] Предлагается устройство для пенной флотации для обработки потока минерального сырья, содержащее резервуар, в котором образована внутренняя часть для содержания пульпы, по меньшей мере один контактный фильтр в резервуаре, по меньшей мере один аэратор для аэрации потока минерального сырья и систему подачи потока аэрированного минерального сырья в контактный фильтр.[0005] A froth flotation apparatus for treating a mineral stream is provided, comprising a tank in which an interior is formed to contain the pulp, at least one contact filter in the tank, at least one aerator for aerating the mineral stream, and an aerated stream supply system. mineral raw materials in the contact filter.

[0006] Контактный фильтр может быть удлиненным и может проходить вниз во внутренней части резервуара, так что при использовании контактный фильтр по меньшей мере частично погружен в пульпу, содержащуюся в резервуаре.[0006] The contact filter may be elongated and may extend downward in the interior of the reservoir such that, in use, the contact filter is at least partially submerged in the slurry contained in the reservoir.

[0007] Верхняя область контактного фильтра может содержать отверстие, через которое обеспечен ввод потока аэрированного минерального сырья в контактный фильтр.[0007] The top region of the contact filter may include an opening through which the aerated mineral stream is introduced into the contact filter.

[0008] Контактный фильтр может содержать по меньшей мере одну зону выхода, в которой обеспечена возможность выхода потока минерального сырья из контактного фильтра и попадания во внутреннюю часть резервуара. Предпочтительно зона выхода выполнена таким образом, что поток минерального сырья выходит из контактного фильтра в основном в радиальном направлении.[0008] The contact filter may include at least one exit zone in which the mineral stream can exit the contact filter and enter the interior of the reservoir. Preferably, the outlet zone is designed in such a way that the mineral flow exits the contact filter in a substantially radial direction.

[0009] Контактный фильтр предпочтительно содержит мешалку, выполненную с возможностью сдвига потока аэрированного минерального сырья в контактном фильтре и возможностью обеспечения воздействия сдвиговых усилий на поток минерального сырья – это в месте, расположенном после зоны выхода по ходу потока.[0009] The contact filter preferably includes an agitator configured to shear the aerated mineral flow in the contact filter and to provide shear to the mineral flow, this at a location downstream of the exit zone.

[0010] Контактный фильтр предпочтительно содержит множество зон выхода, которые могут быть разнесены по вертикали друг от друга с интервалами вдоль длины контактного фильтра.[0010] The contact filter preferably comprises a plurality of outlet zones that can be vertically spaced apart at intervals along the length of the contact filter.

[0011] В каждой зоне выхода может быть обеспечен механизм управления для регулирования скорости выгрузки потока минерального сырья из контактного фильтра.[0011] In each outlet zone, a control mechanism may be provided to control the rate at which the mineral stream is discharged from the contact filter.

[0012] Может быть включен регулятор уровня для управления уровнем пульпы в резервуаре.[0012] A level controller may be included to control the level of slurry in the tank.

[0013] Регулятор уровня может быть выполнен в виде регулируемого выпускного отверстия из нижней части резервуара.[0013] The level controller may be in the form of an adjustable outlet from the bottom of the tank.

[0014] Может быть установлен желоб для сбора перелива из резервуара.[0014] A chute may be provided to collect overflow from the tank.

[0015] При необходимости нижний конец контактного фильтра может быть открытым и может быть расположен напротив перегородки внутри резервуара для минимизации вероятности направления минерального сырья, выходящего из контактного фильтра, к выпускному отверстию для хвостов резервуара.[0015] If desired, the lower end of the contact filter may be open and positioned against a baffle within the tank to minimize the likelihood of minerals exiting the contact filter being directed to the tailings outlet of the tank.

[0016] Резервуар может иметь любую соответствующую форму, но предпочтительно цилиндрическую.[0016] The reservoir may be of any appropriate shape, but is preferably cylindrical.

[0017] Аэратор может содержать статический смеситель, трубку Вентури и т.п. Характер аэратора не является ограничением. Может быть использовано множество аэраторов и множество контактных фильтров.[0017] The downcomer may include a static mixer, a venturi, and the like. The nature of the aerator is not a limitation. A plurality of aerators and a plurality of contact filters may be used.

[0018] Поперечное сечение контактного фильтра может иметь любую соответствующую форму, но предпочтительно круглую. [0018] The cross section of the contact filter may be any suitable shape, but preferably round.

[0019] Кроме того, в соответствии с изобретением предлагается способ обработки потока минерального сырья с использованием устройства вышеупомянутого типа, который включает следующие этапы:[0019] In addition, according to the invention, there is provided a process for treating a mineral stream using an apparatus of the type mentioned above, which includes the following steps:

a. использование аэратора для аэрации потока минерального сырья;a. use of an aerator to aerate the mineral flow;

b. подачу потока аэрированного минерального сырья в контактный фильтр;b. feeding the flow of aerated mineral raw materials into the contact filter;

c. смешивание потока минерального сырья в контактном фильтре и обеспечение воздействия сдвиговых усилий на поток минерального сырья; иc. mixing the flow of mineral raw materials in the contact filter and providing the impact of shear forces on the flow of mineral raw materials; and

d. регулирование скорости выгрузки потока минерального сырья и содержащихся в нем минерализованных пузырьков из контактного фильтра во внутреннюю часть резервуара.d. regulation of the discharge rate of the flow of mineral raw materials and the mineralized bubbles contained in it from the contact filter into the inner part of the tank.

[0020] Поток минерального сырья может представлять собой пульпу, которая содержит частицы, тонко измельченные до заданного размера.[0020] The mineral stream may be a slurry that contains particles finely divided to a predetermined size.

[0021] Поток минерального сырья может быть предварительно кондиционирован одним или более подходящими реагентами для способствования последующему процессу пенной флотации. Посредством использования множества зон выхода поток аэрированного минерального сырья в контактном фильтре может быть выгружен из контактного фильтра поэтапно в соседний объем пульпы в резервуаре. Этот процесс позволяет обеспечить высокое содержание газа внутри резервуара возле соответствующей зоны выхода и приводит к созданию условий в пульпе, которые напоминают условия, преобладающие в псевдоожиженном слое.[0021] The mineral stream may be preconditioned with one or more suitable reagents to aid in the subsequent froth flotation process. By using a plurality of exit zones, the aerated mineral stream in the contact filter can be discharged from the contact filter in stages into an adjacent slurry volume in the tank. This process allows a high gas content to be maintained within the vessel near the respective exit zone and results in conditions in the slurry that resemble those prevailing in a fluidized bed.

[0022] Минерализованные пузырьки могут быть высвобождены в пульпе в областях, прилегающих к каждой зоне выхода, и медленно подниматься внутри пульпы, что содействует отделению ценного минерала от нежелательной пустой породы.[0022] Mineralized bubbles can be released into the slurry in areas adjacent to each exit zone and slowly rise within the slurry to help separate the valuable mineral from the unwanted gangue.

[0023] Поток минерального сырья, который аэрируют, может содержать комбинацию свежего потока минерального сырья и переменной рециркулируемой части, взятой из потока хвостов из резервуара.[0023] The mineral stream that is aerated may contain a combination of a fresh mineral stream and a variable recycle portion taken from the tailings stream from the tank.

[0024] Уровень поверхности пульпы внутри резервуара и, следовательно, глубину слоя пены на поверхности пульпы можно регулировать при помощи регулятора уровня.[0024] The level of the surface of the pulp inside the tank and, therefore, the depth of the layer of foam on the surface of the pulp can be adjusted using a level controller.

[0025] Регулятор уровня может быть выполнен в виде регулируемого выпускного отверстия из нижней части резервуара.[0025] The level controller may be in the form of an adjustable outlet from the bottom of the tank.

[0026] Перелив пены из резервуара может быть собран в желоб, а затем концентрат может быть возвращен для дальнейшей обработки.[0026] The foam overflow from the tank can be collected in a chute and then the concentrate can be returned for further processing.

[0027] Нижний конец контактного фильтра может быть открытым и может быть расположен напротив перегородки внутри резервуара для минимизации вероятности направления минерального сырья, выходящего из контактного фильтра, к выпускному отверстию для хвостов резервуара.[0027] The bottom end of the contact filter may be open and positioned against a baffle within the tank to minimize the likelihood of minerals exiting the contact filter being directed to the tailings outlet of the tank.

[0028] Резервуар может иметь любую соответствующую форму, но предпочтительно круглую цилиндрическую.[0028] The reservoir may be of any suitable shape, but preferably round cylindrical.

[0029] Аэратор может содержать статический смеситель, трубку Вентури и т.п. Характер аэратора не является ограничением. Может быть использовано множество аэраторов и множество контактных фильтров.[0029] The downcomer may include a static mixer, a venturi, and the like. The nature of the aerator is not a limitation. A plurality of aerators and a plurality of contact filters may be used.

[0030] Поперечное сечение контактного фильтра может иметь любую соответствующую форму, но предпочтительно круглую.[0030] The cross section of the contact filter may be any suitable shape, but preferably round.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0031] Далее приведено описание изобретения в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:[0031] The following is a description of the invention by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 изображает вид сбоку в разрезе устройства для пенной флотации в соответствии с изобретением, иFig. 1 is a sectional side view of a froth flotation apparatus according to the invention, and

Фиг. 2 графически изображает зависимость между рудным содержанием пустой породы и извлечением МПГ для устройства, предложенного в соответствии с изобретением, по сравнению с известным уровнем техники.Fig. 2 graphically depicts the relationship between gangue ore grade and PGM recovery for a device according to the invention compared to the prior art.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[0032] На Фиг. 1 сопроводительных чертежей изображен вид сбоку в разрезе устройства 10 для пенной флотации, представляющего собой пневмомеханическую флотационную машину, в соответствии с изобретением.[0032] In FIG. 1 of the accompanying drawings is a sectional side view of a froth flotation device 10, which is a pneumo-mechanical flotation machine, in accordance with the invention.

[0033] Устройство 10 содержит резервуар 12, который имеет любую подходящую форму, но в целях удобства круглую цилиндрическую. Внутри резервуара по центру расположена удлиненная трубчатая круглая цилиндрическая циркуляционная труба или контактный фильтр 14, проходящий вертикально вниз внутри резервуара. Контактный фильтр 14 в варианте осуществления прикреплен к стенке резервуара и поддерживается посредством множества разнесенных опор 16. Однако изобретение не ограничено в этом отношении.[0033] The device 10 includes a reservoir 12, which has any suitable shape, but for convenience, round cylindrical. Inside the tank, an elongated tubular round cylindrical circulation pipe or contact filter 14 is located in the center, passing vertically downwards inside the tank. The contact filter 14 is in an embodiment attached to the tank wall and supported by a plurality of spaced supports 16. However, the invention is not limited in this regard.

[0034] Удлиненный вал 20 проходит от подвесного приводного электродвигателя 22 (или присоединенного шкива) через уплотнение 24 на верхнем конце контактного фильтра 14 вертикально вниз внутри контактного фильтра 14. Вал 20, опертый надлежащим образом, проходит через множество статоров 28, которые расположены на разнесенных интервалах вдоль длины вала. Каждый статор 28 содержит набор лопаток 30, которые предпочтительно расположены вертикально. Под каждым статором 28 расположен соответствующий ротор 34, который прикреплен к валу 20. Каждый ротор 34 содержит множество лопаток 36, которые отстоят на небольшое расстояние от соседних нижних краев лопаток 30 статора. Кроме того, аналогичным образом статоры 28 могут быть расположены под роторами 34.[0034] An elongated shaft 20 extends from the outboard drive motor 22 (or an attached pulley) through a seal 24 at the upper end of the contact filter 14 vertically downwards within the contact filter 14. The shaft 20, properly supported, passes through a plurality of stators 28 which are arranged at spaced apart intervals along the shaft. Each stator 28 contains a set of blades 30 which are preferably arranged vertically. Beneath each stator 28 is a respective rotor 34 which is attached to a shaft 20. Each rotor 34 includes a plurality of blades 36 spaced a short distance from adjacent lower edges of the stator blades 30. In addition, the stators 28 may be located below the rotors 34 in a similar manner.

[0035] Контактный фильтр 14 имеет множество зон 40 выхода, причем каждая зона выхода расположена непосредственно под соответствующим узлом 34, 28 ротор-статор. Каждая зона 40 выхода включает в себя множество выпускных отверстий 42 любой подходящей формы в стенке контактного фильтра 14. Выпускные отверстия 42 в каждой выходной зоне окружены соответствующей круглой гильзой 44. Каждая гильза 44 содержит множество выпускных отверстий 48. Если гильзу 44 поворачивают, выпускные отверстия 48 в гильзе могут быть совмещены с выпускными отверстиями 42 в стенке контактного фильтра 14 в соответствующем месте выхода. Однако можно повернуть гильзу так, чтобы сплошные участки гильзы 44 блокировали выпускные отверстия 42 в контактном фильтре 14 в большей степени. Таким образом, можно регулировать поток материала из контактного фильтра 14 через выпускные отверстия 42 в соответствующей зоне 40 выхода во внутреннюю часть резервуара 12.[0035] The contact filter 14 has a plurality of exit zones 40, with each exit zone located immediately below a respective rotor-stator assembly 34, 28. Each exit zone 40 includes a plurality of outlets 42 of any suitable shape in the wall of the contact filter 14. The outlets 42 in each outlet zone are surrounded by a respective circular sleeve 44. Each sleeve 44 includes a plurality of outlets 48. If the sleeve 44 is rotated, the outlets 48 in the sleeve can be aligned with the outlet holes 42 in the wall of the contact filter 14 at the appropriate outlet. However, it is possible to rotate the sleeve so that the solid sections of the sleeve 44 block the outlets 42 in the contact filter 14 to a greater extent. Thus, it is possible to control the flow of material from the contact filter 14 through the outlets 42 in the respective exit zone 40 into the interior of the tank 12.

[0036] Нижний конец 50 контактного фильтра 14 по меньшей мере частично открыт и предпочтительно обращен к перегородке 52. Функция перегородки заключается в предотвращении прохождения потока материала из нижнего конца 50 непосредственно к выпускному отверстию 56 на нижнем конце 58 резервуара. Таким образом предотвращено проскальзывание потока материала из контактного фильтра 14.[0036] The bottom end 50 of the contact filter 14 is at least partially open and preferably faces the baffle 52. The baffle's function is to prevent material flow from the bottom end 50 directly to the outlet 56 at the bottom end 58 of the reservoir. Thus, slippage of the flow of material from the contact filter 14 is prevented.

[0037] На верхнем конце 62 резервуара 12 расположен желоб 60, который выполнен с возможностью сбора перелива пенного концентрата из верхнего конца 62. Для управления глубиной слоя 68 пены на верхнем конце 62 используют регулятор 66 уровня. Регулятор уровня может содержать клапан 70 на нижнем конце 58, который выполнен с возможностью управления скоростью потока пульпы из нижнего конца резервуара.[0037] At the top end 62 of reservoir 12 is a chute 60 that is configured to collect overflow of foam concentrate from top end 62. A level control 66 is used to control the depth of foam layer 68 at top end 62. The level controller may include a valve 70 at the lower end 58 which is configured to control the flow rate of pulp from the lower end of the tank.

[0038] Часть хвостов 72 из резервуара направляют через регулировочный клапан 74 в отстойник 76. Свежую загружаемую пульпу 78, содержащую мелко измельченную руду, подлежащую обработке, подают в смеситель 80. Свежее сырье 78 предварительно кондиционируют одним или более химическими реагентами для способствования последующему процессу пенной флотации.[0038] A portion of the tailings 72 from the tank is directed through a control valve 74 to a settler 76. Fresh feed slurry 78 containing finely ground ore to be processed is fed to a mixer 80. Fresh feed 78 is preconditioned with one or more chemicals to aid the subsequent frothing process. flotation.

[0039] Свежее сырье из смесителя 80 направляют через выпускное отверстие в отстойник 76. Для подачи смеси 84 свежей загружаемой пульпы 78 и хвостов 72 из отстойника 76 в аэратор 88, расположенный рядом с верхним концом 90 контактного фильтра 14, используют насос 82. Аэратор 88 может быть аэратором любого подходящего типа, например, он может содержать емкость 92, в которую при помощи подходящих средств 96 направляют и диспергируют воздух 94 в поступающей смеси 84 пульпы в виде диспергированных мелких пузырьков. Аэрированную пульпу 98 из аэратора 88 направляют через отверстие 100 в верхней стенке контактного фильтра 14 в область на верхнем конце 90 контактного фильтра 14.[0039] The fresh feedstock from the mixer 80 is directed through an outlet to a settler 76. A pump 82 is used to supply a mixture 84 of fresh feed pulp 78 and tailings 72 from the settler 76 to an aerator 88 located near the upper end 90 of the contact filter 14. Aerator 88 may be any suitable type of aerator, for example, it may contain a container 92 into which, by means of suitable means 96, air 94 is directed and dispersed in the incoming pulp mixture 84 in the form of dispersed fine bubbles. The aerated pulp 98 from the aerator 88 is directed through the opening 100 in the top wall of the contact filter 14 to the area at the upper end 90 of the contact filter 14.

[0040] При использовании устройства 10 вал 20 вращают посредством двигателя 22, и роторы 34 приводят в движение с высокой скоростью с перемещением мимо соответствующих статоров 28. Пульпу в контактном фильтре 14 подвергают тщательному перемешиванию в области взаимодействия каждого соответствующего узла ротора и статора, и мелкие пузырьки воздуха в пульпе далее диспергируют, что содействует прикреплению частиц ценных минералов к пузырькам.[0040] When using the device 10, the shaft 20 is rotated by the motor 22, and the rotors 34 are driven at high speed moving past the respective stators 28. The pulp in the contact filter 14 is subjected to thorough mixing in the area of interaction of each respective rotor and stator assembly, and fine the air bubbles in the pulp are further dispersed, which promotes the attachment of valuable mineral particles to the bubbles.

[0041] В каждой зоне 40 выхода из контактного фильтра 14 выгружают объем аэрированной пульпы 98, содержащей пузырьки, нагруженные минеральными частицами, в область между контактным фильтром 14 и стенкой резервуара 12. Этот процесс осуществляют поэтапно после каждого узла ротор-статор в соответствующей зоне 40 выхода. Как уже отмечалось, скорость выхода аэрированной пульпы в каждой зоне 40 выхода можно регулировать посредством вращения соответствующей гильзы 44 относительно контактного фильтра 14. Кроме того, могут быть использованы другие подходящие автоматизированные способы регулирования выхода аэрированной пульпы.[0041] In each exit zone 40 of the contact filter 14, a volume of aerated pulp 98 containing bubbles loaded with mineral particles is discharged into the area between the contact filter 14 and the tank wall 12. This process is carried out in stages after each rotor-stator assembly in the corresponding zone 40 exit. As already noted, the aerated pulp output rate in each outlet zone 40 can be controlled by rotating the respective sleeve 44 relative to the contact filter 14. In addition, other suitable automated methods for controlling the aerated pulp output can be used.

[0042] Конфигурация устройства 10 такова, что аэрированную пульпу выгружают из контактного фильтра 12 радиально наружу в направлении стенки резервуара. Пульпа ударяется о стенку, что создает обратный поток. Это приводит к образованию зоны в пульпе, которая характеризуется высоким скоплением газа и сильным нисходящим потоком или отрицательным смещением пульпы, в которой минеральные частицы могут быть разделены в соответствии с их относительной плотностью. Более плотные и крупные минеральные частицы, которые не прикреплены к пузырькам воздуха, под действием силы тяжести перемещаются вниз к нижнему концу 58 резервуара 12, в то время как частицы, прикрепленные к пузырькам воздуха, также называемые минерализованными пузырьками, медленно поднимаются к поверхности 108 объема пульпы в резервуаре.[0042] The device 10 is configured such that the aerated slurry is discharged from the contact filter 12 radially outward towards the tank wall. The pulp hits the wall, which creates a reverse flow. This leads to the formation of a zone in the pulp, which is characterized by high gas accumulation and strong downward flow or negative displacement of the pulp, in which the mineral particles can be separated according to their relative density. The denser and larger mineral particles that are not attached to the air bubbles move down to the lower end 58 of the reservoir 12 under the action of gravity, while the particles attached to the air bubbles, also called mineralized bubbles, slowly rise to the surface 108 of the pulp volume. in the tank.

[0043] Уровень поверхности 108 пульпы и, следовательно, глубину слоя 68 пены на поверхности 108 можно регулировать с помощью клапана 70, который регулирует поток хвостов из резервуара 12. Пена перетекает в желоб 60, который имеет по меньшей мере одно выпускное отверстие. Для вымывания концентрата из выпускного отверстия может быть использована вода.[0043] The level of the pulp surface 108, and hence the depth of the foam layer 68 on the surface 108, can be controlled by a valve 70 that controls the flow of tailings from the reservoir 12. The foam flows into a chute 60 which has at least one outlet. Water may be used to flush the concentrate from the outlet.

[0044] Преаэрация предварительно кондиционированного потока минерального сырья, выпускающего пульпу, содержащую тонкоизмельченные минералы, который подают в контактный фильтр 14, приводит к созданию зоны условий микросдвигов внутри резервуара в каждой зоне выхода. Это способствует извлечению тонкодисперсных и ультрадисперсных частиц ценных минералов.[0044] Pre-aeration of the pre-conditioned mineral stream, releasing the pulp containing finely divided minerals, which is fed into the contact filter 14, results in the creation of a zone of microshear conditions within the reservoir in each zone of the outlet. This contributes to the extraction of fine and ultrafine particles of valuable minerals.

[0045] Регулируемое высвобождение минерализованных пузырьков в каждой зоне 40 выхода контактного фильтра 14 обеспечивает выгрузку материала с высокой плавучестью из контактного фильтра, но регулируемым образом. Боковой поток аэрированной пульпы из контактного фильтра в каждой зоне 40 выхода способствует удержанию большого количества газа, что увеличивает вторичное извлечение частиц ценных минералов и снижает увлечение материала пустой породы, такого как хромит.[0045] The controlled release of mineralized bubbles in each outlet zone 40 of the contact filter 14 ensures that highly buoyant material is discharged from the contact filter, but in a controlled manner. The lateral flow of aerated pulp from the contact filter in each exit zone 40 helps retain a large amount of gas, which increases secondary recovery of valuable mineral particles and reduces entrainment of gangue material such as chromite.

[0046] На Фиг. 2 показаны результаты (#5, #6, #7), полученные с помощью устройства, предложенного в соответствии с настоящим изобретением, в сравнении с результатами, полученными с помощью механической флотационной камеры (обозначенной Mech), а также с результатами серии промышленных испытаний по оптимизации реагентов (Ind), где по вертикальной оси показано процентное содержание Cr₂O₃ (хромита), а по горизонтальной оси показано процентное извлечение МПГ.[0046] In FIG. 2 shows the results (#5, #6, #7) obtained with the apparatus of the present invention compared with the results obtained with a mechanical flotation cell (labeled Mech) as well as with the results of a series of industrial tests on optimization of reagents (Ind), where the vertical axis shows the percentage of Cr ₂ O ₃ (chromite), and the horizontal axis shows the percentage recovery of PGM.

[0047] Очевидно, что извлечение МПГ с использованием устройства 10 достигается при значительном снижении содержания Cr₂O₃.[0047] Obviously, the recovery of PGM using the device 10 is achieved with a significant reduction in the content of Cr ₂ O ₃ .

[0048] Значительно улучшенная селективность устройства 10 обусловлена поэтапной выгрузкой аэрированной пульпы из содержащего перемешивающий механизм контактного фильтра 14, что приводит к созданию условий, в которых профили поверхностных скоростей воздуха и пульпы изменяются в осевом направлении в пределах зоны разделения, и способствует отделению фракций с высоким содержанием хромита в зоне разделения.[0048] The greatly improved selectivity of the device 10 is due to the phased discharge of the aerated pulp from the agitated contact filter 14, which results in conditions in which the surface velocity profiles of air and pulp change axially within the separation zone, and facilitates the separation of fractions with high chromite content in the separation zone.

[0049] Интенсивное перемешивание и сдвиговое воздействие в контактном фильтре способствуют прикреплению частиц ценных минералов к диспергированным мелким пузырькам воздуха и приводят к быстрой кинетике флотации. Аэрированная пульпа может выходить из контактного фильтра после каждой установки ротор/статор управляемым образом. Радиальный выход пульпы в зону разделения приводит к высокому содержанию газа и четко видимому разделению фракций с высоким содержанием кремнезема и фракций с высоким содержанием хромита в пульпе.[0049] Intense mixing and shearing in the contact filter promotes attachment of valuable mineral particles to dispersed fine air bubbles and results in fast flotation kinetics. The aerated slurry can exit the contact filter after each rotor/stator installation in a controlled manner. The radial exit of the slurry into the separation zone results in a high gas content and a clearly visible separation of the high silica and high chromite fractions in the slurry.

Claims

1. Device for froth flotation for processing a flow of mineral raw materials, containing a tank in which an internal part is formed for holding the pulp, at least one contact filter in the tank, at least one aerator for aerating the flow of mineral raw materials and a system for supplying the aerated mineral flow into a contact filter, an agitator for shearing the flow of aerated minerals in the contact filter, wherein the contact filter comprises a plurality of exit zones that are vertically spaced from each other at intervals along the length of the contact filter zone, in which it is possible to exit the flow of mineral raw materials from the contact filter and getting into the interior of the tank, each exit zone contains a plurality of outlets in the wall of the contact filter and is located directly below the corresponding rotor-stator assembly, and a control mechanism in the form of a corresponding round sleeve containing a plurality of outlets, which is approx. It encloses outlets in each exit zone, wherein the sleeve is rotatable relative to the contact filter to control the rate of discharge of the mineral flow from each exit zone.

2. The apparatus of claim. 1, wherein the contact filter is elongated and extends downward in the interior of the reservoir and, in use, is at least partially immersed in the slurry contained in the reservoir.

3. The device according to claim. 2, in which the contact filter has an upper end containing an opening through which the aerated mineral flow is introduced into the contact filter.

4. Apparatus according to claim 1, wherein said exit zones are configured such that the mineral flow exits the contact filter in a substantially radial direction.

5. The device according to any one of paragraphs. 1-4, including a level controller for controlling the level of slurry in the tank.

6. The device according to any one of paragraphs. 1-5, in which the lower end of the contact filter, located inside the tank, is open and located against a baffle to minimize the likelihood of directing the flow of minerals exiting the contact filter through the lower end to the tailings outlet of the tank.

7. The device according to any one of paragraphs. 1-6, in which the aerator contains a static mixer or venturi.

8. The device according to any one of paragraphs. 1-7, in which the cross section of the contact filter has a circular shape.

9. The device according to any one of paragraphs. 1-8, which contains a plurality of aerators and a plurality of contact filters.

10. A method for processing a stream of mineral raw materials using the device according to claim 1, which includes the following steps:

1. using an aerator to aerate the mineral flow;

2. supplying a stream of aerated mineral raw materials to the inside of the contact filter;

3. mixing the flow of mineral raw materials in the contact filter and ensuring the impact of shear forces on the flow of mineral raw materials; and

4. regulation in each exit zone of the discharge rate of the flow of mineral raw materials and the mineralized bubbles contained in it from the contact filter to the inside of the tank.

11. The method of claim 10 wherein the mineral stream is a slurry containing particles finely divided to a predetermined size.

12. The process of claim 10 or 11, wherein the mineral stream is preconditioned with one or more suitable reagents to aid the subsequent froth flotation process.

13. The method according to paragraphs. 10, 11 or 12, wherein the aerated mineral stream is discharged from the contact filter in stages into an adjacent slurry volume in the tank.

14. The method of claim 13 wherein mineralized bubbles formed in the slurry in areas adjacent to respective contact filter exit zones are allowed to rise within the slurry to assist in separating the valuable mineral from the unwanted gangue.

15. The method according to any one of paragraphs. 10-14, wherein the aerated mineral stream contains a combination of a fresh mineral stream and a variable recycle portion taken from the tailings stream from the tank.

16. The method according to any one of paragraphs. 10-15, in which the level of the pulp surface inside the tank, and hence the depth of the foam layer on the pulp surface, is controlled by means of a level controller.