RU2811017C1 - Device for highly effective preflotation conditioning of suspensions for flotation with a wide granulometric composition - Google Patents
Device for highly effective preflotation conditioning of suspensions for flotation with a wide granulometric composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811017C1 RU2811017C1 RU2022132165A RU2022132165A RU2811017C1 RU 2811017 C1 RU2811017 C1 RU 2811017C1 RU 2022132165 A RU2022132165 A RU 2022132165A RU 2022132165 A RU2022132165 A RU 2022132165A RU 2811017 C1 RU2811017 C1 RU 2811017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- conditioning
- slurry
- flotation
- drum
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 title claims abstract description 74
- 238000005188 flotation Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Настоящее изобретение относится к устройству высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии, в частности к устройству высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом, которое применимо к флотации угольного шлама.The present invention relates to a high-efficiency pre-flotation slurry conditioning device, in particular to a high-efficiency pre-flotation slurry conditioning device for wide particle size flotation, which is applicable to the flotation of coal slurry.
Уровень техникиState of the art
Флотация является наиболее экономичным способом разделения угля и минеральных ресурсов и вносит большой вклад в крупномасштабное извлечение ценных минеральных ресурсов из тонкодисперсного низкосортного угля и руды. Процесс флотации осуществляют посредством использования свойств поверхности раздела частиц. Частицы с высокой гидрофобностью поверхности стремятся прилипать к пузырькам и всплывать в виде концентрата, в то время как гидрофильные частицы пустой породы остаются в рудной суспензии и выбрасываются в виде хвостов. По мере широкого применения механизированной добычи полезных ископаемых и процессов разделения тяжелых сред все более заметными становятся такие проблемы, как большое количество плавающего шлама, высокое содержание срастаний и узкий диапазон эффективного разделения. Следовательно, усовершенствование флотационного оборудования, усовершенствование процесса разделения, расширение диапазона флотации и повышение эффективности разделения являются важными мерами для решения текущих проблем, связанных с угольными ресурсами.Flotation is the most economical method of separating coal and mineral resources and makes a major contribution to the large-scale recovery of valuable mineral resources from fine, low-grade coal and ore. The flotation process is carried out by using the properties of the particle interface. Particles with high surface hydrophobicity tend to adhere to the bubbles and float as a concentrate, while hydrophilic gangue particles remain in the ore suspension and are ejected as tailings. With the widespread use of mechanized mining and heavy media separation processes, problems such as large amounts of floating cuttings, high accretion content and narrow range of effective separation are becoming increasingly noticeable. Therefore, improvement of flotation equipment, improvement of separation process, expansion of flotation range and improvement of separation efficiency are important measures to solve the current problems associated with coal resources.
Кондиционирование суспензии является основой точного разделения угольного шлама. Основная функция кондиционирования суспензии состоит в том, чтобы осуществить диспергирование обычных неполярных собирающих агентов в рудной суспензии, улучшить избирательное столкновение и адсорбцию между каплями масла собирающих агентов и частицами угольного шлама, а также повысить разницу в гидрофобности между очищенными угольными частицами и пустой породой за счет высокоскоростного сдвига и перемешивания при помощи лопастных рабочих колес. Традиционные устройства кондиционирования суспензии для флотации минералов имеют слабую способность к перемешиванию рудной суспензии вследствие ограничения внутренней смесительной конструкции, что приводит к низкой вероятности столкновения и прилипания между тонкодисперсными частицами и молекулами химреагентов из-за высокой степени следования тонкодисперсных частиц за водой; кроме того, традиционные устройства кондиционирования суспензии имеют низкую приспосабливаемость к условиям подачи угольного шлама с широким гранулометрическим составом. Следовательно, трудно эффективно удалить тонкодисперсный шлам, покрывающий поверхности крупных частиц, при помощи традиционных устройств кондиционирования суспензии. Плохой результат кондиционирования суспензии приводит к увеличенной нагрузке на последующую операцию флотации; следовательно, интенсивность механического перемешивания во флотационном устройстве должна быть увеличена, условия поля течения в процессе флотации ухудшаются, и увеличивается вероятность десорбции между частицами и пузырьками, что неблагоприятно сказывается на флотации и извлечении частиц.Slurry conditioning is the basis for precise separation of coal slurry. The main function of slurry conditioning is to realize the dispersion of conventional non-polar collecting agents in the ore suspension, improve the selective collision and adsorption between collecting agent oil droplets and coal slurry particles, and enhance the hydrophobicity difference between refined coal particles and gangue through high-speed shearing and mixing using blade impellers. Traditional slurry conditioning devices for mineral flotation have poor ability to mix ore slurry due to the limitation of internal mixing structure, resulting in low probability of collision and adhesion between fine particles and chemical molecules due to the high degree of following of fine particles with water; In addition, traditional slurry conditioning devices have poor adaptability to the supply conditions of coal slurry with a wide particle size distribution. Consequently, it is difficult to effectively remove fine sludge covering the surfaces of large particles using conventional slurry conditioning devices. Poor slurry conditioning results in increased load on the downstream flotation operation; Therefore, the intensity of mechanical stirring in the flotation device must be increased, the flow field conditions in the flotation process are deteriorated, and the probability of desorption between particles and bubbles increases, which adversely affects flotation and particle recovery.
Для условий подачи высокозольного угольного шлама с широким гранулометрическим составом высокоэффективное кондиционирование суспензии, с одной стороны, должно обеспечить удаление тонкодисперсного шлама с поверхностей очищенных угольных частиц для обнажения свежих поверхностей, а с другой стороны, должно обеспечить широкое распределение рудной суспензии и химреагентов для осуществления эффективного контакта. Поэтому очень важно разработать устройство и способ высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии, подходящие для флотации с широким гранулометрическим составом, так чтобы преодолеть ограничения традиционных устройств кондиционирования суспензии, улучшить уровень предварительной обработки рудной суспензии, уменьшить внутреннее давление поля течения внутри флотационного устройства и реализовать флотацию угольного шлама с широким гранулометрическим составом. За счет подачи эмульгированных химреагентов с использованием двухканальной струйной циркуляции и противоточного механического перемешивания для принудительного комбинированного кондиционирования суспензии настоящее изобретение осуществляет тонкое предфлотационное кондиционирование угольного шлама с широким гранулометрическим составом и является благоприятным для разработки малопоточного эффективного процесса флотации.For supply conditions of high-ash coal slurry with a wide particle size distribution, highly effective suspension conditioning, on the one hand, should ensure the removal of fine slurry from the surfaces of cleaned coal particles to expose fresh surfaces, and on the other hand, should ensure a wide distribution of the ore suspension and chemical reagents to ensure effective contact . Therefore, it is very important to develop a high-efficiency pre-flotation slurry conditioning device and method suitable for wide particle size distribution flotation, so as to overcome the limitations of traditional slurry conditioning devices, improve the pre-treatment level of ore slurry, reduce the internal pressure of the flow field inside the flotation device, and realize the flotation of coal slurry with wide granulometric composition. By supplying emulsified chemicals using dual-channel jet circulation and counter-current mechanical stirring to force combined slurry conditioning, the present invention achieves fine pre-flotation conditioning of coal slurry with a wide particle size distribution and is favorable for the development of low-flow efficient flotation process.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Ввиду вышеизложенных технических проблем, в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство высокоэффективного кондиционирования суспензии с предварительным отбором, подходящее для флотации с широким гранулометрическим составом, которое имеет простую конструкцию и обеспечивает хороший эффект применения, а также реализует реверсивное принудительное турбулентное перемешивание с сильно закрученной текучей средой, движущейся вверх со дна барабана кондиционирования суспензии, посредством образования области принудительного перемешивания при помощи позиционного и конструктивного исполнения смесительных лопастных рабочих колес и кольцевых режущих изолирующих пластин.In view of the above technical problems, the present invention provides a high-efficiency pre-selection slurry conditioning device suitable for wide particle size distribution flotation, which has a simple structure and good application effect, and also realizes reversible forced turbulent mixing with highly swirling fluid, moving upward from the bottom of the suspension conditioning drum, through the formation of a forced mixing area using the positional and design design of the mixing blade impellers and annular cutting insulating plates.
Для решения технической задачи, описанной выше, устройство высокоэффективного кондиционирования суспензии с предварительным отбором для флотации с широким гранулометрическим составом, предложенное в соответствии с настоящим изобретением, содержит барабан кондиционирования суспензии, включающий в себя верхнюю часть, которая представляет собой колоннообразную конструкцию, и нижнюю часть, которая представляет собой воронкообразную конструкцию перевернутого усеченного конуса, крышку барабана, расположенную наверху барабана кондиционирования суспензии, причем крышка барабана снабжена источником питания и отверстием для добавления чистой воды соответственно, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, расположенную с двух сторон барабана кондиционирования суспензии, выпускное отверстие для рудной суспензии, расположенное над боковой стенкой барабана кондиционирования суспензии, два разделительных отверстия насоса для рудной суспензии, находящиеся не выше выпускного отверстия для рудной суспензии в противоположных положениях с двух сторон колоннообразной конструкции над боковой стенкой, отверстие аварийного сброса материала, расположенное на нижнем конце конструкции перевернутого усеченного конуса, отверстия для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса вблизи отверстия аварийного сброса материала соответственно, кольцевые режущие изолирующие пластины и пластины направления потока, расположенные попеременно снизу вверх на внутренней стороне верхней части барабана кондиционирования суспензии, и клапаны, расположенные в отверстиях для струйной подачи рудной суспензии; причемTo solve the technical problem described above, the high-efficiency pre-selection slurry conditioning device for wide particle size flotation proposed in accordance with the present invention comprises a slurry conditioning drum including an upper part, which is a columnar structure, and a lower part, which is a funnel-shaped structure of an inverted truncated cone, a drum cover located on the top of the suspension conditioning drum, the drum cover being provided with a power source and an opening for adding clean water, respectively, a chemical supply system with dual-channel jet circulation located on both sides of the suspension conditioning drum, an outlet for ore slurry, located above the side wall of the slurry conditioning drum, two separation holes of the ore slurry pump, located not higher than the outlet for the ore slurry in opposite positions on both sides of the column-shaped structure above the side wall, emergency material release hole located at the lower end of the structure inverted truncated cone, ore slurry jetting holes located on both sides of the inverted truncated cone structure near the emergency material release hole, respectively, annular cutting insulating plates and flow direction plates alternately located from bottom to top on the inside of the top of the slurry conditioning drum, and valves located in the holes for jet supply of ore suspension; and
система подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией содержит трубу подачи химреагентов, которая представляет собой трубу Вентури для осуществления сдвиговой струйной обработки рудной суспензии, труба Вентури содержит впускной конец, диффузионный конец и отверстие трубы подачи химреагентов, расположенное в области горловины, отверстие трубы подачи химреагентов соединено посредством трубопровода и клапана с баком подачи химреагентов, причем бак подачи химреагентов снабжен отверстием подачи собирающего агента и отверстием подачи пенообразующего агента соответственно; впускной конец трубы Вентури соединен с тройником через центробежный насос, один выход тройника служит впускным отверстием для рудной суспензии, а другой выход тройника соединен с разделительным отверстием насоса для рудной суспензии в боковой стенке барабана кондиционирования суспензии, и оба выхода тройника снабжены клапаном соответственно; диффузионный конец трубы Вентури соединен посредством трубопроводов с отверстиями для струйной подачи рудной суспензии, причем как разделительное отверстие насоса для рудной суспензии, так и впускное отверстие для рудной суспензии снабжены клапаном соответственно;The dual-channel jet circulation chemical supply system contains a chemical supply pipe, which is a Venturi tube for performing shear jetting of the ore slurry, the Venturi pipe contains an inlet end, a diffusion end and a chemical supply pipe hole located in the throat area, the chemical supply pipe hole is connected by a pipeline and a valve with a chemical supply tank, the chemical supply tank being provided with a collecting agent supply hole and a foaming agent supply hole, respectively; the inlet end of the Venturi pipe is connected to the tee through a centrifugal pump, one outlet of the tee serves as an ore slurry inlet, and the other outlet of the tee is connected to the separation hole of the ore slurry pump in the side wall of the slurry conditioning drum, and both outlets of the tee are provided with a valve respectively; the diffusion end of the Venturi tube is connected through pipelines to the ore slurry jetting holes, and both the ore slurry pump separation hole and the ore slurry inlet are provided with a valve, respectively;
внутри барабана кондиционирования суспензии в осевом направлении расположен смесительный вал, причем верхний конец смесительного вала соединен с источником питания на крышке барабана, нижний конец смесительного вала проходит до границы между верхней частью и нижней частью барабана кондиционирования суспензии, на смесительном валу установлено множество смесительных лопастных рабочих колес, при этом два самых нижних смесительных лопастных рабочих колеса и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины находятся на одном горизонтальном уровне и образуют противоточную область регулирования принудительного нисходящего перемешивания, которая препятствует восходящему перемещению рудной суспензии, для улучшения скорости турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиления эффекта нисходящего регулирования.Inside the slurry conditioning drum, a mixing shaft is located in the axial direction, the upper end of the mixing shaft is connected to the power supply on the drum cover, the lower end of the mixing shaft extends to the boundary between the upper part and the lower part of the slurry conditioning drum, a plurality of mixing blade impellers are mounted on the mixing shaft , wherein the two lowest mixing blade impellers and the two lowest annular cutting insulating plates are at the same horizontal level and form a counter-current forced downward mixing control region, which prevents the upward movement of the ore suspension, to improve the speed of turbulent dispersion of the ore suspension and enhance the downward effect regulation.
Количество смесительных лопастных рабочих колес больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1-2; смесительные лопастные рабочие колеса представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми лопастями, со складными лопастями или со спиральными лопастями, и между периферией смесительного лопастного рабочего колеса и кольцевой режущей изолирующей пластиной обеспечен зазор от 1 до 5 мм на одном горизонтальном уровне для эффективного формирования области принудительного турбулентного перемешивания и предотвращения заклинивания и повреждения лопастного рабочего колеса крупными частицами угольного шлама.The number of mixing blade impellers is 1-2 more than the number of ring cutting insulating plates; The mixing vane impellers are straight blade, folding blade or spiral blade impellers, and a clearance of 1 to 5mm is provided between the periphery of the mixing vane impeller and the annular cutting insulating plate at the same horizontal level to effectively form a forced turbulent area. mixing and preventing jamming and damage to the impeller by large particles of coal slurry.
Отверстия для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон отверстия аварийного сброса материала, распределены симметрично в конструкции перевернутого усеченного конуса барабана кондиционирования суспензии на одном горизонтальном уровне, и в горизонтальных сечениях трубопроводы двух отверстий для струйной подачи рудной суспензии проходят по касательной относительно друг друга; после подачи химреагентов рудная суспензия поступает в барабан кондиционирования суспензии по трубопроводам через отверстия для струйной подачи рудной суспензии под давлением в тангенциальном направлении и образует сильный закрученный поток текучей среды, движущийся вверх, что является благоприятным для удаления тонкодисперсного шлама с поверхности минеральных частиц и оптимизации эффекта нисходящего регулирования.The ore slurry jetting holes located on both sides of the emergency material discharge hole are distributed symmetrically in the inverted truncated cone structure of the slurry conditioning drum at the same horizontal level, and in horizontal sections, the pipelines of the two ore slurry jetting holes run tangentially relative to each other; after supplying chemicals, the ore suspension enters the suspension conditioning drum through pipelines through the holes for jetting the ore suspension under pressure in the tangential direction and forms a strong swirling fluid flow moving upward, which is favorable for removing fine slurry from the surface of mineral particles and optimizing the downward effect regulation.
Кольцевые режущие изолирующие пластины и пластины направления потока расположены попеременно, и кольцевые режущие изолирующие пластины включают от 1 до 3 слоев кольцевых режущих изолирующих пластин; каждая кольцевая режущая изолирующая пластина снабжена от 4 до 12 дугообразными отверстиями сдвига, равномерно расположенными под углом наклона к горизонтали от 15 до 30° с радиусом кривизны от 0,5 до 1,5 м; каждый слой пластин направления потока вертикально закреплен на стенке цилиндрической секции барабана кондиционирования суспензии и включает от 4 до 12 пластин направления потока, которые равномерно распределены.The annular cutting insulating plates and the flow direction plates are arranged alternately, and the annular cutting insulating plates include 1 to 3 layers of annular cutting insulating plates; each annular cutting insulating plate is equipped with from 4 to 12 arc-shaped shear holes, evenly spaced at an angle of inclination to the horizontal from 15 to 30° with a radius of curvature from 0.5 to 1.5 m; Each layer of flow direction plates is vertically mounted on the wall of the cylindrical section of the slurry conditioning drum and includes from 4 to 12 flow direction plates that are evenly distributed.
В оптимальном варианте количество смесительных лопастных рабочих колес больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1, смесительные лопастные рабочие колеса предпочтительно представляют собой колеса с прямыми лопастями, зазор между периферией смесительного лопастного рабочего колеса и кольцевой режущей изолирующей пластиной на одном горизонтальном уровне предпочтительно составляет 3 мм, кольцевые режущие изолирующие пластины предпочтительно включают два слоя кольцевых режущих изолирующих пластин, каждая кольцевая режущая изолирующая пластина предпочтительно снабжена 8 дугообразными отверстиями сдвига, и каждый слой пластин направления потока на стенке цилиндрической секции барабана предпочтительно включает 8 пластин направления потока.Optimally, the number of mixing blade impellers is greater than the number of annular cutting insulating plates by 1, the mixing blade impellers are preferably wheels with straight blades, the gap between the periphery of the mixing blade impeller and the annular cutting insulating plate at the same horizontal level is preferably 3 mm, The annular cutting insulating plates preferably include two layers of annular cutting isolating plates, each annular cutting insulating plate is preferably provided with 8 arc-shaped shear holes, and each layer of flow direction plates on the wall of the cylindrical section of the drum preferably includes 8 flow direction plates.
6. Устройство высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом по п. 1, в котором клапаны представляют собой электромагнитные клапаны, и обеспечена возможность управления количеством циркулирующей рудной суспензии в режиме реального времени посредством регулировки степени открытия клапанов в соответствии с качеством угля; источник питания содержит электродвигатель и конструкцию ременной передачи, причем электродвигатель выполнен с возможностью подачи мощности на смесительный вал через конструкцию ременной передачи.6. A device for high-efficiency pre-flotation conditioning of a suspension for flotation with a wide particle size distribution according to claim 1, in which the valves are electromagnetic valves, and it is possible to control the amount of circulating ore suspension in real time by adjusting the degree of opening of the valves in accordance with the quality of the coal; the power source includes an electric motor and a belt drive structure, the electric motor being configured to supply power to the mixing shaft through the belt drive structure.
Благоприятные эффекты:Beneficial Effects:
1) В устройстве в соответствии с настоящим изобретением использована конструкция с двухканальной струйной циркуляцией и подачей эмульгированных химреагентов, молекулы собирающего агента и пенообразующего агента автоматически всасываются в трубы подачи химреагентов под давлением, эмульгируются и диспергируются в поле течения рудной суспензии с большим усилием сдвига; таким образом, решается проблема плохого диспергирования традиционного неполярного собирающего агента в рудной суспензии, повышается вероятность столкновения и контакта между частицами и молекулами химреагентов, и особенно увеличивается адсорбция молекул химреагентов на поверхности гидрофобных тонкодисперсных частиц; при схеме поля течения с высоким поперечным градиентом скорости в трубе подачи химреагентов внутри рудной суспензии возникает явление гидравлической кавитации, осажденные крошечные пузырьки способствуют гидрофобной флокуляции среди тонкодисперсных частиц угольного шлама, вследствие чего усиливается эффект флотации, тонкодисперсный шлам на поверхности частиц высокозольного угольного шлама удаляется посредством сдвига с подверганием свежих поверхностей столкновению и контакту с молекулами химреагентов, эффект кондиционирования суспензии усиливается, увлечение тонкодисперсного шлама и покрытие в последующем процессе флотации уменьшается, а качество концентрата улучшается.1) The device according to the present invention uses a dual-channel jet circulation design with emulsified chemical supply, the molecules of the collecting agent and foaming agent are automatically sucked into the pressurized chemical supply pipes, emulsified and dispersed in the flow field of the ore suspension with high shear force; Thus, the problem of poor dispersion of the traditional non-polar collecting agent in the ore suspension is solved, the probability of collision and contact between particles and chemical molecules is increased, and the adsorption of chemical molecules on the surface of hydrophobic fine particles is especially increased; When the flow field pattern with a high transverse velocity gradient in the chemical supply pipe inside the ore suspension, the phenomenon of hydraulic cavitation occurs, the settled tiny bubbles promote hydrophobic flocculation among the fine particles of coal slurry, resulting in the flotation effect being enhanced, the fine sludge on the surface of the high-ash coal slurry particles is removed by shearing By exposing fresh surfaces to collision and contact with chemical molecules, the suspension conditioning effect is enhanced, fine sludge entrainment and coating in the subsequent flotation process is reduced, and concentrate quality is improved.
2) Ограничения традиционных устройств кондиционирования суспензии в определенной степени преодолены за счет использования процесса кондиционирования суспензии, в котором внешняя струйная циркуляция с большим усилием сдвига сочетается с внутренним принудительным турбулентным перемешиванием. После предварительной подготовки рудной суспензии во внешнем поле течения с высоким поперечным градиентом скорости она подается струей из нижней части барабана кондиционирования суспензии в тангенциальном направлении и образует сильно закрученную текучую среду, движущуюся вверх. За счет инновационной позиционной и конструктивной схемы смесительных лопастных рабочих колес и кольцевых режущих изолирующих пластин сформирована область принудительного перемешивания и, таким образом, осуществлено противоточное принудительное турбулентное перемешивание посредством использования сильно закрученной текучей среды, проходящей вверх из нижней части барабана кондиционирования суспензии, движение частиц угольного шлама с водой значительно снижено, скорость рассеяния турбулентной энергии рудной суспензии улучшена, и устранено неблагоприятное влияние адгезии на тонкодисперсные частицы; дугообразные отверстия сдвига, расположенные в кольцевых режущих изолирующих пластинах, уменьшают распределение напряжения в режущих изолирующих пластинах и улучшают стабильность устройства, с одной стороны, и способствуют сдвигу сильно закрученной текучей среды, движущейся вверх, и увеличивают скорость сдвига рудной суспензии, с другой стороны; за счет использования сдвиговой струйной обработки в сочетании с принудительным перемешиванием устройство повышает вероятность столкновения и контакта между рудной суспензией и молекулами химреагентов, осуществляет тонкое предфлотационное кондиционирование суспензии перед подачей широкого гранулометрического состава и является благоприятным для разработки малопоточного эффективного процесса флотации.2) The limitations of traditional slurry conditioning devices are overcome to a certain extent by using a slurry conditioning process that combines external high shear jet circulation with internal forced turbulent mixing. After preliminary preparation of the ore suspension in an external flow field with a high transverse velocity gradient, it is jetted from the bottom of the suspension conditioning drum in the tangential direction and forms a highly swirling fluid moving upward. Due to the innovative positional and structural design of the mixing blade impellers and annular cutting insulating plates, a forced mixing area is formed, and thus, countercurrent forced turbulent mixing is realized through the use of highly swirling fluid passing upward from the bottom of the slurry conditioning drum, the movement of coal slurry particles with water is significantly reduced, the rate of dissipation of turbulent energy of the ore suspension is improved, and the adverse effect of adhesion on fine particles is eliminated; arc-shaped shear holes located in the annular cutting insulating plates reduce the stress distribution in the cutting insulating plates and improve the stability of the device on the one hand, and promote the shear of the highly swirled fluid moving upward and increase the shear rate of the ore suspension on the other hand; By using shear jetting in combination with forced mixing, the device increases the likelihood of collision and contact between the ore suspension and chemical molecules, carries out fine pre-flotation conditioning of the suspension before feeding a wide particle size distribution, and is favorable for the development of a low-flow efficient flotation process.
3) Посредством использования двухканальной струйной циркуляции и подачи эмульгированных химреагентов в сочетании с противоточным механическим перемешиванием для принудительного кондиционирования суспензии количество циркулирующей и подаваемой рудной суспензии может быть динамически отрегулировано в зависимости от качества угля и фактических потребностей в продукции; в частности, в случае, когда угольный шлам трудно разделить по качеству и составу посредством флотации, количество циркулирующей суспензии должно быть увеличено, а количество подаваемой суспензии должно быть уменьшено, и время кондиционирования суспензии должно быть увеличено; в случае, если качество и состав угольного шлама однородны, и он легко может быть разделен посредством флотации, количество циркулирующей суспензии должно быть уменьшено, а количество подаваемой суспензии должно быть увеличено, и производительность обработки должна быть увеличена. Кроме того, при помощи технологического процесса, включающего эмульгирование химреагентов, кавитацию рудной суспензии и принудительное перемешивание и т.д., может быть улучшена гидрофобная флокуляция среди тонкодисперсных частиц и удаление тонкодисперсного шлама с поверхностей крупных частиц, уровень предварительной обработки рудной суспензии может быть повышен, внутреннее давление поля течения внутри флотационного устройства может быть снижено, а флотация угольного шлама с широким гранулометрическим составом может быть осуществлена более легко.3) Through the use of dual-channel jet circulation and supply of emulsified chemicals combined with counter-current mechanical stirring to forcefully condition the slurry, the amount of circulating and supplied ore slurry can be dynamically adjusted according to the quality of coal and the actual production needs; in particular, in the case where the coal slurry is difficult to separate in quality and composition by flotation, the amount of circulating slurry should be increased, and the amount of fed slurry should be reduced, and the slurry conditioning time should be increased; In case the quality and composition of coal slurry is uniform and it can be easily separated by flotation, the amount of circulating slurry should be reduced, and the amount of fed slurry should be increased, and the processing capacity should be increased. In addition, through the technological process including chemical emulsification, ore slurry cavitation and forced stirring, etc., the hydrophobic flocculation among fine particles and the removal of fine slurry from the surfaces of large particles can be improved, the pre-treatment level of the ore slurry can be increased, The internal pressure of the flow field inside the flotation device can be reduced, and the flotation of coal slurry with a wide particle size distribution can be carried out more easily.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
ФИГ. 1 схематически изображает закручивающий смесительный барабан кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 1 schematically shows a slurry conditioning swirl mixing drum in accordance with the present invention;
ФИГ. 2 схематически изображает пространственное положение трубопровода в верхней части закручивающего смесительного барабана кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением; иFIG. 2 schematically shows the spatial position of the pipeline in the upper part of the swirl mixing drum for slurry conditioning in accordance with the present invention; And
ФИГ. 3 схематически изображает пространственное положение трубопровода в нижней части закручивающего смесительного барабана кондиционирования суспензии в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 3 schematically shows the spatial position of the pipeline at the bottom of the slurry conditioning swirl mixing drum in accordance with the present invention.
На чертежах: 1 - конструкция ременной передачи; 2 - отверстие для добавления чистой воды; 3 - электродвигатель; 4 - выпускное отверстие для рудной суспензии; 5 - разделительное отверстие насоса для рудной суспензии; 6 - впускное отверстие для рудной суспензии; 7 - смесительный вал; 8 - центробежный насос; 9 - отверстие подачи собирающего агента; 10 - пластина направления потока; 11 - кольцевая режущая изолирующая пластина; 12 - отверстие подачи пенообразующего агента; 13 - труба подачи химреагентов; 14 - лопастное рабочее колесо; 15 - барабан кондиционирования суспензии; 16 - отверстие аварийного сброса материала; 17 - отверстие для струйной подачи рудной суспензии.In the drawings: 1 - belt drive design; 2 - hole for adding clean water; 3 - electric motor; 4 - outlet for ore suspension; 5 - separation hole of the pump for ore suspension; 6 - inlet for ore suspension; 7 - mixing shaft; 8 - centrifugal pump; 9 - collecting agent supply hole; 10 - flow direction plate; 11 - annular cutting insulating plate; 12 - opening for supply of foaming agent; 13 - chemical supply pipe; 14 - bladed impeller; 15 - suspension conditioning drum; 16 - hole for emergency release of material; 17 - hole for jet supply of ore suspension.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Далее более подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи.An embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Как показано на ФИГ. 1, устройство высокоэффективного предфлотационного кондиционирования суспензии для флотации с широким гранулометрическим составом, предложенное в соответствии с настоящим изобретением, содержит барабан 15 кондиционирования суспензии, включающий в себя верхнюю часть, которая представляет собой колоннообразную конструкцию, и нижнюю часть, которая представляет собой воронкообразную конструкцию перевернутого усеченного конуса, крышку барабана, расположенную наверху барабана 15 кондиционирования суспензии, причем крышка барабана снабжена источником питания и отверстием 2 для добавления чистой воды соответственно, систему подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией, расположенную с двух сторон барабана 15 кондиционирования суспензии, выпускное отверстие 4 для рудной суспензии, расположенное над боковой стенкой барабана 15 кондиционирования суспензии, два разделительных отверстия 5 насоса для рудной суспензии, расположенные не выше выпускного отверстия 4 для рудной суспензии, находящиеся в противоположных положениях с двух сторон колоннообразной конструкции над боковой стенкой, отверстие 16 аварийного сброса материала, расположенное на нижнем конце конструкции перевернутого усеченного конуса, отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса вблизи отверстия 16 аварийного сброса материала соответственно, кольцевые режущие изолирующие пластины 11 и пластины 10 направления потока, расположенные попеременно снизу вверх на внутренней стороне верхней части барабана 15 кондиционирования суспензии, и клапаны, расположенные в отверстиях 17 для струйной подачи рудной суспензии; и пластина 10 направления потока вертикально установлена на прямоугольной плоской пластине боковой стенки, что препятствует скольжению рудной суспензии вдоль стенки смесительного барабана по инерции, улучшает интенсивность турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиливает эффект кондиционирования суспензии.As shown in FIG. 1, a high-efficiency pre-flotation slurry conditioning device for wide particle size flotation according to the present invention includes a slurry conditioning drum 15 including an upper portion that is a columnar structure and a lower portion that is an inverted truncated funnel-shaped structure. cone, a drum cover located on top of the suspension conditioning drum 15, wherein the drum cover is equipped with a power source and an opening 2 for adding clean water, respectively, a chemical supply system with dual-channel jet circulation located on both sides of the suspension conditioning drum 15, an outlet 4 for ore suspension , located above the side wall of the suspension conditioning drum 15, two separation holes 5 of the pump for the ore suspension, located no higher than the outlet hole 4 for the ore suspension, located in opposite positions on both sides of the column-shaped structure above the side wall, emergency discharge hole 16 located on the lower end of the inverted truncated cone structure, holes 17 for jet supply of ore suspension, located on both sides of the inverted truncated cone structure near the emergency material discharge hole 16, respectively, annular cutting insulating plates 11 and flow direction plates 10, located alternately from bottom to top on the inside of the top parts of the suspension conditioning drum 15, and valves located in the holes 17 for jet supply of the ore suspension; and the flow direction plate 10 is mounted vertically on the rectangular flat plate of the side wall, which prevents the ore slurry from sliding along the wall of the mixing drum due to inertia, improves the turbulent dispersion intensity of the ore slurry, and enhances the slurry conditioning effect.
Как показано на ФИГ. 3, отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии, расположенные с двух сторон конструкции перевернутого усеченного конуса, распределены симметрично на одном горизонтальном уровне, и в горизонтальных сечениях трубопроводы двух отверстий 17 для струйной подачи рудной суспензии проходят по касательной относительно друг друга; после подачи химреагентов рудная суспензия поступает в барабан 15 кондиционирования суспензии по трубопроводам через отверстия 17 для струйной подачи рудной суспензии под давлением в тангенциальном направлении и образует сильный закрученный поток текучей среды, движущийся вверх, что является благоприятным для удаления тонкодисперсного шлама с поверхности минеральных частиц и оптимизации эффекта нисходящего регулирования.As shown in FIG. 3, the ore slurry jetting holes 17 located on both sides of the inverted truncated cone structure are distributed symmetrically on the same horizontal level, and in horizontal sections, the pipelines of the two ore slurry jetting holes 17 run tangentially to each other; after supplying chemicals, the ore suspension enters the suspension conditioning drum 15 through pipelines through holes 17 for jet supply of the ore suspension under pressure in the tangential direction and forms a strong swirling fluid flow moving upward, which is favorable for removing fine slurry from the surface of mineral particles and optimizing effect of top-down regulation.
Как показано на ФИГ. 2, система подачи химреагентов с двухканальной струйной циркуляцией содержит трубу 13 подачи химреагентов, которая представляет собой трубу Вентури для осуществления сдвиговой струйной обработки рудной суспензии, труба Вентури содержит впускной конец, диффузионный конец и отверстие трубы подачи химреагентов, расположенное в области горловины, отверстие трубы подачи химреагентов соединено посредством трубопровода и клапана с баком подачи химреагентов, причем бак подачи химреагентов снабжен отверстием 9 подачи собирающего агента и отверстием 12 подачи пенообразующего агента соответственно; впускной конец трубы Вентури соединен с тройником через центробежный насос 8, один выход тройника служит впускным отверстием 6 для рудной суспензии, а другой выход тройника соединен с разделительным отверстием 5 насоса для рудной суспензии в боковой стенке барабана 15 кондиционирования суспензии, и оба выхода тройника снабжены клапаном соответственно; диффузионный конец трубы Вентури соединен посредством трубопроводов с отверстиями 17 для струйной подачи рудной суспензии, причем как разделительное отверстие 5 насоса для рудной суспензии, так и впускное отверстие 6 для рудной суспензии снабжены клапаном соответственно.As shown in FIG. 2, the dual-channel jet circulation chemical supply system contains a chemical supply pipe 13, which is a Venturi pipe for carrying out shear jetting of ore slurry, the Venturi pipe contains an inlet end, a diffusion end and a chemical supply pipe hole located in the neck area, the supply pipe hole chemical reagents are connected through a pipeline and a valve to the chemical supply tank, and the chemical supply tank is equipped with a collecting agent supply hole 9 and a foaming agent supply hole 12, respectively; the inlet end of the Venturi pipe is connected to the tee through the centrifugal pump 8, one outlet of the tee serves as an ore slurry inlet 6, and the other outlet of the tee is connected to the separation hole 5 of the ore slurry pump in the side wall of the slurry conditioning drum 15, and both outlets of the tee are provided with a valve respectively; the diffusion end of the Venturi tube is connected through pipelines to the ore slurry jetting holes 17, and both the ore slurry pump separation hole 5 and the ore slurry inlet 6 are provided with a valve, respectively.
Внутри барабана 15 кондиционирования суспензии в осевом направлении расположен смесительный вал 7, причем верхний конец смесительного вала 7 соединен с источником питания на крышке барабана, нижний конец смесительного вала 7 проходит до границы между верхней частью и нижней частью барабана 15 кондиционирования суспензии, на смесительном валу 7 установлено множество смесительных лопастных рабочих колес 14, при этом два самых нижних смесительных лопастных рабочих колеса 14 и две самые нижние кольцевые режущие изолирующие пластины находятся на одном горизонтальном уровне и образуют противоточную область регулирования принудительного нисходящего перемешивания, которая препятствует восходящему перемещению рудной суспензии, для улучшения скорости турбулентного рассеяния рудной суспензии и усиления эффекта нисходящего регулирования. Количество смесительных лопастных рабочих колес 14 больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1-2; смесительные лопастные рабочие колеса 14 представляют собой лопастные рабочие колеса с прямыми лопастями, со складными лопастями или со спиральными лопастями, и между периферией смесительного лопастного рабочего колеса 14 и кольцевой режущей изолирующей пластиной 11 обеспечен зазор от 1 до 5 мм на одном горизонтальном уровне для эффективного формирования области принудительного турбулентного перемешивания и предотвращения заклинивания и повреждения лопастного рабочего колеса крупными частицами угольного шлама.Inside the suspension conditioning drum 15, a mixing shaft 7 is located in the axial direction, and the upper end of the mixing shaft 7 is connected to the power source on the drum cover, the lower end of the mixing shaft 7 extends to the boundary between the upper part and the lower part of the suspension conditioning drum 15, on the mixing shaft 7 a plurality of mixing vane impellers 14 are installed, the two lowermost mixing vane impellers 14 and the two lowermost annular cutting insulating plates are at the same horizontal level and form a countercurrent forced downward mixing control region, which prevents the upward movement of the ore slurry to improve the speed turbulent dispersion of the ore suspension and enhancing the effect of downward regulation. The number of mixing blade impellers 14 is 1-2 more than the number of ring cutting insulating plates; The mixing blade impellers 14 are straight blade, folding blade or spiral blade impellers, and a gap of 1 to 5 mm is provided between the periphery of the mixing blade impeller 14 and the annular cutting insulating plate 11 at one horizontal level to effectively form areas of forced turbulent mixing and prevention of jamming and damage to the blade impeller by large particles of coal slurry.
Кольцевые режущие изолирующие пластины 11 и пластины 10 направления потока расположены попеременно, и кольцевые режущие изолирующие пластины 11 включают от 1 до 3 слоев кольцевых режущих изолирующих пластин; каждая кольцевая режущая изолирующая пластина 11 снабжена от 4 до 12 дугообразными отверстиями сдвига, равномерно расположенными под углом наклона к горизонтали от 15 до 30° с радиусом кривизны от 0,5 до 1,5 м; каждый слой пластин 10 направления потока вертикально закреплен на стенке цилиндрической секции барабана 15 кондиционирования суспензии и включает от 4 до 12 пластин направления потока, которые равномерно распределены; в оптимальном варианте количество смесительных лопастных рабочих колес 14 больше количества кольцевых режущих изолирующих пластин на 1, смесительные лопастные рабочие колеса 14 предпочтительно представляют собой колеса с прямыми лопастями, зазор между периферией смесительного лопастного рабочего колеса 14 и кольцевой режущей изолирующей пластиной 11 на одном горизонтальном уровне предпочтительно составляет 3 мм, кольцевые режущие изолирующие пластины 11 предпочтительно включают два слоя кольцевых режущих изолирующих пластин, каждая кольцевая режущая изолирующая пластина 11 предпочтительно снабжена 8 дугообразными отверстиями сдвига, и каждый слой пластин 10 направления потока на стенке цилиндрической секции барабана предпочтительно включает 8 пластин направления потока; клапаны представляют собой электромагнитные клапаны, а количеством циркулирующей рудной суспензии можно управлять в режиме реального времени посредством регулировки степени открытия клапанов в соответствии с качеством угля; источник питания содержит электродвигатель 3 и конструкцию 1 ременной передачи, и электродвигатель 3 подает мощность на смесительный вал 7 через конструкцию 1 ременной передачи.The annular cutting insulating plates 11 and the flow direction plates 10 are arranged alternately, and the annular cutting insulating plates 11 include 1 to 3 layers of annular cutting insulating plates; each annular cutting insulating plate 11 is equipped with 4 to 12 arcuate shear holes, evenly spaced at an angle of inclination to the horizontal from 15 to 30° with a radius of curvature from 0.5 to 1.5 m; each layer of flow direction plates 10 is vertically mounted on the wall of the cylindrical section of the slurry conditioning drum 15 and includes from 4 to 12 flow direction plates that are evenly distributed; optimally, the number of mixing blade impellers 14 is greater than the number of annular cutting insulating plates by 1, the mixing blade impellers 14 are preferably wheels with straight blades, the gap between the periphery of the mixing blade impeller 14 and the annular cutting insulating plate 11 is preferably at the same horizontal level is 3 mm, the annular cutting insulating plates 11 preferably include two layers of annular cutting insulating plates, each annular cutting insulating plate 11 is preferably provided with 8 arc-shaped shear holes, and each layer of flow direction plates 10 on the wall of the cylindrical section of the drum preferably includes 8 flow direction plates; the valves are electromagnetic valves, and the amount of circulating ore suspension can be controlled in real time by adjusting the opening degree of the valves according to the coal quality; the power source includes an electric motor 3 and a belt drive structure 1, and the electric motor 3 supplies power to the mixing shaft 7 through the belt drive structure 1.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010572176.X | 2020-06-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811017C1 true RU2811017C1 (en) | 2024-01-10 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1717238A1 (en) * | 1988-03-09 | 1992-03-07 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии | Suspension conditioner |
| US5096572A (en) * | 1990-03-12 | 1992-03-17 | Board Of Control Of Michigan Tech. University | Froth flotation |
| CN101543739A (en) * | 2009-03-27 | 2009-09-30 | 中国矿业大学(北京) | Surface modification pulp mixing machine and application thereof |
| CN203790862U (en) * | 2014-03-31 | 2014-08-27 | 中南大学 | Stirrer with high stirring strength and high shearing force |
| RU169718U1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-03-29 | Виктор Григорьевич Бабенко | Babenko-Pershin device for concentration of polymetallic ores by pressure flotation |
| RU2622970C2 (en) * | 2014-12-17 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО Сибнииуглеобогащения" | Pulp conditioning device |
| CN207204390U (en) * | 2017-08-08 | 2018-04-10 | 大田县鑫泰矿业有限责任公司 | A kind of ore floatation device |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1717238A1 (en) * | 1988-03-09 | 1992-03-07 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии | Suspension conditioner |
| US5096572A (en) * | 1990-03-12 | 1992-03-17 | Board Of Control Of Michigan Tech. University | Froth flotation |
| CN101543739A (en) * | 2009-03-27 | 2009-09-30 | 中国矿业大学(北京) | Surface modification pulp mixing machine and application thereof |
| CN203790862U (en) * | 2014-03-31 | 2014-08-27 | 中南大学 | Stirrer with high stirring strength and high shearing force |
| RU169718U1 (en) * | 2014-10-06 | 2017-03-29 | Виктор Григорьевич Бабенко | Babenko-Pershin device for concentration of polymetallic ores by pressure flotation |
| RU2622970C2 (en) * | 2014-12-17 | 2017-06-21 | Общество ограниченной ответственности "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" ООО Сибнииуглеобогащения" | Pulp conditioning device |
| CN207204390U (en) * | 2017-08-08 | 2018-04-10 | 大田县鑫泰矿业有限责任公司 | A kind of ore floatation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230138748A1 (en) | Pre-flotation high efficiency slurry conditioning device for wide-particle-grade flotation | |
| CA2518990C (en) | A separate size flotation device | |
| CN111871620B (en) | Pre-selection efficient size mixing method suitable for wide-size-fraction flotation | |
| EA039769B1 (en) | Flotation line | |
| AU2019100829A4 (en) | Flotation cell | |
| EA039685B1 (en) | Flotation line | |
| AU2019100827A4 (en) | Flotation cell | |
| RU2811017C1 (en) | Device for highly effective preflotation conditioning of suspensions for flotation with a wide granulometric composition | |
| AU2019100825A4 (en) | Flotation cell | |
| AU2019100826A4 (en) | Flotation cell | |
| CN109225657B (en) | High concentration flotation device integrated equipment | |
| AU2004222669B2 (en) | A separate size flotation device | |
| EA040070B1 (en) | FLOTATION CHAMBER | |
| EA040012B1 (en) | FLOTATION CHAMBER | |
| RU2038863C1 (en) | Device for preparation of pulp to flotation and froth separation | |
| CN115138484A (en) | Flotation machine for mineral separation and mineral flotation method | |
| CN117983421A (en) | Turbulent static micro-bubble flotation machine | |
| CN117299372A (en) | Vortex flotation mineralization device and mineralization method based on limited space |