SU822904A1 - Аэролифтно-пневматическа флотационна МАшиНА - Google Patents

Description

(54) АЭРОЛИФТНО-ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФЛОТАЦИОННАЯ

МАШИНА

Изобретение относитс  к пенной флотации и регенерации шламовых вод перед их повторным использованием на предпри ти х, имеющих современные водношламовые схемы с замкнутым циклом , и может найти применение в угол ной, металлургической и химической отрасл х промышленности. Известны колонные пневматические противоточные флотационные машины, представл ющие собой вертикальную цилиндрическую или пр моугольную колонну со шпицкастеном в нижней части , соединенным с пульпоразгрузочным устройством, снабженную аэраторами и пульпораспределительным устройством , размещенным внутри колонны, при мен емые дл  пенной флотации неклассифицированной пульпы. В колонне имеют место два взаимосв занных потока: от загрузочного устройства сверху вниз - поток пульпы; от аэраторов снизу вверх - поток свободных и минерализованных воздушных пу.зырьков. Взаимосв зь определ ет услови , согласно которым собстве аа  скорость всплыти  свободных и ми аерализованных воздушных пузырьков в нисход щем потоке пульпы должна быть больше скорости нисход щего пот ка, так как в противном случае минерализованные пузырьки унос тс  с отходами флотации. В противоточных флотомашинах эта взаимосв зь обуславливает огран чение удельной производительности по объему пульпы на единицу площади, определ емую по наименьшему горизонтальному сечению камеры, используемому дл  прохождени  как нисход щего потока пульпы, так и восход щего потока воздушных пузырьков , Недостаток известных колонных пневматических машин состоит в том, что пульпораспределительные устройства, выдающие исходное питание, размещены внутри колонны и тем самым значительно снижают площадь живого сечени  (на 15-20%), удовлетвор ющую услови  всплыти  минерализованных пузырьков, при этом соответственно уменьшаетс  производительность машины. известен также колонный флотационный аппарат, включан дий корпус в виде колонны, аэраторы, выполненные из эластичных перфорированных трубок, загрузочное устройство дл  лассификации исходного питани  ираспределени  классифици юванной пульпы в различных по высоте зонах колонны и устройство дл  разгрузки продуктов обогащени . В этом аппарате, имеющем загрузочное устройство, занимающее меньшу площадь и рассредотачиваюшее выпуск исходного питани  по высоте колонны, в меньшей мере сокращаетс  площадь живого сечени ,используема  дл  вспл ти  минерализованных пузырьков 21, Однако, устройство дополнительных аэраторов дл  интенсификации процесс флотации зернистых минералов в области их выпуска на части площади колонны , в том числе ив непосредственной близости от пенного сло , нарушает равномерность аэрированности по площади колонны, дестабилизирует скорость потоков пульпы и процесс образовани  пенного сло , а также снижает площадь живого сечени  колонны, используемую дл  прохода встречных потоков нисход щего (пульпы) и восход щего (минерализованных) и свободных воздушных пузырьков. Кроме того, раздельный выпуск отходов флотации крупнозернистых и тонкозернистых классов усложн ет их транспортировку на контрольную флотацию в следующую колонну, так. как дл  этой цепи требуетс  установка дополнительного насоса дл  перекачки крупнозернистых классов. В этом аппарате, как и во всех про тивоточных колонных пневматических машинах, интенсивность перемешивани  пульповоздушной смеси слаба , поэтому эффективность флотации тонких клас сов низка , так как относительные скорости наиболее тонких частиц и воздушных пузырьков недостаточны дл  разрушени  гидратных оболочек при их соударении и последующей минерализации воздушных пузырьков. Необходима особенно тщательна  подготовка пульпы перед флотацией, что вызывает дополнительные энергозатраты, требует дополнительной аппаратуры и производственных площадей. Кроме этого, не применима дробна  дозировка реагентов при последовательной установке нескольких колонн в соответствии с требовани ми технологии флотации без установки между ними аппаратуры дл  подготовки пульпы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой машине  вл етс  устройство дл  флотационного обо гащени  обесшламенных крупнозернистых минералов, включающее камеру, ванну с пирамидальным днищем, трубчатые аэраторы, сборники продуктов разделени , аэролифт, состо щий из пр моугольной камеры и аэратора DJ. Недостатки этого устройства состо т в том, что пбдача исходного питани  в аэролифт, навстречу потоку, вьадаваемому аэролифтом, обуславливает попадание большой части крупнозернистых минералов за счет их большего веса и направленной скорости в подпенный слой и нижнюю часть пенного сло , из которого они легко выпадают. Питание аэролифта, представл ющее циркул ционную нагрузку аппарата, отбираетс  под сливными козырьками внутреннего сосуда аэролифта, в верхней части камеры, имеющ-ей в этой области максимальную площадь горизонтального сечени  (соответственно минимальную скорость восход щего потока), с большим удалением от мест выхода не сфлотированных и выпавших из пенного сло  флотируемых крупнозернистых минералов , что исключает веро тность их попадани  в аэролифт с циркул ционной нагрузкой и обуславливает потери полезных минералов с отходами, а циркул ци  через аэроглфт пульпы, не содержащей флотируемых минералов снижает производительность аппарата на величину расхода циркул ционной нагрузки . Циркул ци  через аэролифт пульпы, не содержащей флотируемых минералов, исключает возможность минерализации воздушных пузырьков во внутреннем объеме камеры аэролифта, что снижает эффективность использовани  воздуха в аэролифте. Эффективность использовани  емкости ванны этого устройства низка , так-как применение аэролифта в виде двух концентрически расположенных сообщающихс  сосудов с поступлением в аэролифт циркул ционной нагрузки через верхнюю кромку наружного сосуда , а слива аэролифта в непосредс венной близости над аэраторами, ограничивает установку аэраторов в флотокамере на небольшом рассто нии от зеркала пульпы, заполн ющей аппарат и соответственно, обуславливает небольшой аэрируемый объем от емкости ванны. К недостаткам устройства относитс  и то, что аппарат в силу его конструктивных особенностей, имеющий небольшой аэрируемый объем, не эффективен при использовании дл  флотации неклассифицированной пульпы и пульпы, имеющей низкую плотность, что снижает область его применени . Кроме того, запуск аппарата после зашламовки аэролифта,например, при услови х аварийного прекращени  подачи воздуха и продолжающейс , некоторое врем , подаче исходного питани  сверху в аэролифт, невозможен без выпуска всей пульпы из апппарата и тщательной очиске аэролифта от крупнозернистого осадка, так как в аэролифте нет устройства, обеспечивающего барботэж осадка. Этот недостаток обуславливает увеличение времени на подготовительные операции перед запуском аппарата и повышает их трудоемкость . Цель изобретени  - повышение эффективности флотации и удельной производительности машины. Указанна  цель достигаетс  тем, что машина снабжена пульповоздушным смесителем., установленным под днищем ванны и выполненным в виде камеры с вертикальными перегородками с расположенным на дне воздухораспределительным приспособлением, а аэратор аэролифта состоит из пирамидального желоба, в котором вертикально установлена пластина с закрепленными на ней и стенках желоба перфорированными трубками I образующими параллельны р ды. На фиг. 1 изображена камера аэролифтно-пневматической флотационной м шины, поперечный :разре; на фиг. 2 - машина с частичным вырезом стенки в области пульповыпускного кармана, продольный резрез на фиг. 3 - схема установки трубок диспергаторов в аэраторах аэролифта и флотоотделений; на фиг. А - воздушна  камера, поперечный разрез. Машина имеет одну или несколько камер (з зависимости от флотируемости перерабатываемых минералов) установленных каскадно или на одном уров не... Кажда  камера машины состоит из глубокой ванны 1., имеющей расширени  в верхней части, а также на примыкании к пирамидальному днищу, аэро лифта и пульповоздушного смесител . Аэролифт включает пр моугольную к меру 2, пирамидальный желоб 3, вертикальную пластину 4, перфорированные трубки 5. Аэролифт сообщаетс  с камерой через щели 6. Пульповоздушный смеситель состоит из камеры 7 и вертикальных перегородок 8. В г,но камеры вмонтировано воз духораспределительное приспособление 9, между перегородками и днищем каме ры имеютс  щели 10.. В ванне 1 установлены в 3 р да в шахматном пор дке трубчатые аэраторы 11 с коллекторами 12. Ванна имеет перегородки 13, пеносъемники 14, направл ющий козырек 15. Исходное питание подаетс  через патрубки 16. Отфлотированна  пульпа через, окно 17 поступает в пульповыпускной карма 18. и переливаетс  через регулируемый шибер 19 с приводом 20. Аварийный вы пуск пульпы осуществл ют через патрубок 21. воздухораспределительное приспособление g состоит из основани  22 со встроенными воздушными пат рубками 23 и Установленным с зазором -24 пластин 25. Зазор 24 перекрыт кла naHONi 26, выполне  ным из м гкой рези ны. Желоб аэролифта охватывает воздушный коллектор 27, имеющий наклонное днище 28. Машина работает следующим образом Предварительно подготовленна  пульпа путем контактировани  .с реагентами по трубопроводам через патрубки 16 поступает в корпус пульповоздушного смесител  и поднимаетс  к аэролифту. Одновременно в аэраторы машины подаетс  воздух под давлением до 2 кг/см . Воздух, проход щий через коллекторы 27 и диспергаторы, насыщает пульпу, заполн ющую аэролифтную камеру , ограниченную бортами, тонко диспергированными воздушными пузырьками . Между столбами неаэрированной пульпы, заполн ющей питающий трубопровод , и аэрированной, заполн кедей аэролифтную камеру, между бортами создаетс  перепад гидростатического давлени . Под воздействием разности гидростатических давлений аэролифт непре- . рывно принимает и выдает аэрированную пульпу, равномерно распредел емую пульподелителем с козырьками 14 по флотоотделени м. При этом производительность аэролифта может регулироватьс  в широком диапазоне путем изменени  расхода воздуха в аэраторы, а также за счет: изменени  высоты столба пульпы в питающем трубопроводе, происход щего в режиме саморегулировани  в зависимости от расхода исходного питани . .В процессе подъема пульповоздушной смеси в камере аэролифта происходит интенсивна  минерализаци  воздушных пузырьков. В флотоотделени х уровень пульпы поддерживаетс  выше перегородок 13 с помощью шибера 19, установленного в пульповыпускном кармане 18-. . Аэрированна  пульпа, содержаща  минерализованные пузырьки, выданна  аэролифтом ниже уровн  верхнего среза перегородо-к -13, примерно на половину ширины аэролифтной камеры, в флотоотделени х рассаливаетс  в течение нескольких секунд, что обусловлено малой высотой всплыти  минерализованных пузырьков в тонком слое слива аэролифта и подпенного сло . Подпенньзй и верхний слои пульпы, наход щиес  над уровнем слива аэролифта , содержат минимальное количество частиц твердого, незакрепленного к воздушным пузырьками, движутс  в направлении к бортам ванны 1 и, перелива сь через перегородку 13 в безаэрационную зону, транспортируют самотеком пенный слой на разгрузку. Пенный слой в процессе транспортировки тер ет большую часть влаги, унос щей тонкие илы не флотируемых минералов и после отсто  пеногонами 14 разгружаетс  из безаэрационной зоны, в качестве конечного продукта. Изменение интенсивности самотечной транспортировки пенного сло  че- рез зону аэрации путем изменени  высоты перелива пульпы через перегородку

13 в безаэра1Йюнную зону может быть использовано как один из способов регулировани  качества и плотности пенного продукта.

Остатки пульпы, профлотированной в аэролифте., образуют нисход щий поток в верхней зоне аэрации флотоотделений . Скорость нисход щего потока в верхней зоне аэрации снижаетс  пропорционально увеличению площади потока и уменьшению расхода пульпы за счет вывода части нагрузки в пенный продукт при работе аэролифта и транспортировки верхнего сло  пульпы с малым содержанием твердого через безаэрационную зону в нижнюю зону аэрации .

Относительг1О высока  -плотность пульпы в услови х малой скорости, нисход щего потока в слабой турбулентности создает благопри тные услови  дл  выделени  .флотируемых минералов, особенно повышенной крупности, в пенный слой в процессе аэрации пульпы диспергированным воздухом, подавамым через коллекторы 12 и диспергаторы аэраторов флотоотделений.

В верхней зоне аэрации происходит вывод основной массы флотируемых минералов в пенный слой из остатков пульпы профлотированной в аэролифте.

Остатки профлотированной пульпы из верхней зоны аэрации поступают в нижнюю зону аэрации и объедин  сь верхним слоем пульпы, транспортируемым через безаэрационную зону и имеющим низкую п лотность и относительно невысокое содержание флотируемых минералов, преимущественно, выпадающих из пенного сло  в безаэрационной зоне, подвергаютс  контрольной флотации.

Минерализованные воздушные пузырьки из нижней зоны аэрации через верхнюю зону поднимаютс  в пенный слой, а профлотированна  пульпа при установке аэраторов в флотоотделени х под УГЛОМ до 15°, проход  над аэраторами к бортам ванны, разгружаетс  через выпускные каналы, устроенные в нишах ванны 1 над пирамидальным днищем между бортами ванны и коллекторами 12.

Транспортировка остатков профлотированной пульпы над аэраторами к бортам ванны 1 обусловлена наличием перепада гидростатического давлени  в области аэраторов флотоотделений между большей высотой столба неаэрированной пульпы под аэраторами на примыкании к аэролифту и меньшей на примыкании к бортам ваннны 1.

Под воздействием перепада гидростатического давле 1и  создаетс  слабый восход щий поток пульпы между трубками диспергаторами, способствующий более раннему отрыву пузырьков воздуха от трубок и тем повышающий его дисперсность, преп тствующий выпадению частиц твердого через аэраторы , создающий услови  над трубками диспергаторами, близкие к кип щему слою, и усиливающий поток над призматическим днищем, тем самым исключаетс  выпадение твердого в осадок на днище.

Под аэраторами профлотированна  пульпа движетс  в направлении выпускных окон 17. При этом зернистые минералы , осаждающиес  в нижние слои над днищем ванны 1, унос тс  потоком пульпы, проход щим из нижней зоны .. аэрации через выпускные каналы к основанию пирамидального днища,а затем через щели 6 поступают в аэролифт в качестве циркул ционной нагрузки.Преимущественное долевое участие зернистых минералов в циркул  ;ионной нагрузке обуславливает повышение эффективности флотации этих минералов.

Остаток профлотированной пульпы, смеща сь по оси камеры через окна 17, поступает в пульповыпускной карман 18, а затем переливаетс  через регулируемый шибер 19 с приводом 20 в следующую камеру в качестве исходного питани  или разгружаетс  в виде отходов флотации из конечной камеры.

Воздухораспределительное приспособление 9 предназначено дл  обеспечени  запуска флотомашины, работающей J с пульпой высокой плотности со значительным долевым участием зарнистых минералов, после длительной остановки под нагрузкой, а также дл  запуска после зашламовки вследствие нарушени  реагентного режима, аварийного прекращени  подачи воздуха и др.

Запуск зашламованной машины производитс  следующим образом.

Через патрубки 23, встроенные в основание 22 воздухораспределительного приспособлени  19, подаетс  свежа  вода, котора  после увеличени  давлени  в камере до уровн  превосход щего гидростатическое давление столба пульпы в аэролифте и сопротивление ос-адка шлама открывает клапаны 26 и поступает в пульповоздухосмесительную камеру , разрыхл   осадок, а затем подаетс  сжатый воздух, производ щий интенсивный барботаж осадка И обеспечивающий работу аэролифта за счет внутрикамерной циркул ции пульпы.

После обеспечени  устойчивой работы аэролифта закрываютс  задвижки на трубопроводах подачи свежей воды и воздуха в воздушную камеру, а аэролифт продолжает работать за счет подачи диспергированного воздуха через трубки диспергаторы.

Аэролифтно-пневматическа  флотационна  машина, представл юща , по принципу устройства, пр моточно- противоточной аппарат, совмещает положительные качества механических машин (интенсивность перемешивани  и скорость восход щего потока пульповоздушной смеси в камере аэролифта близкие к оптимальным дл  кинетики процесса флотации, обеспечение внутри камерной циркул ции пульпы) и достоинства пневматических машин (равномерное распределение и регулирование воздуха в камере, малые скорости нисход щего потока в флотоотделени х, возможность с эдани  камеры и многокамерной машины самых больших типоразмеров , как по площади аэрации, так и по глубине камер без усложнени  конструкции).

Сочетание интенсивного перемешивани  пульпы в аэролифте сЪ спокойным режимом флотации в флотоотделени х позвол ет с высокой эффективностью флотировать в аэролифте преимущественно тонкие классы и в флотоотделени х зернистые минералы.

Применение аэролифта большой глубины , снабженного приспособлением дл  подачи и равномерного распреде-лени  исходного питани  под аэраторами и пульповоздухораспределительной камерой с увеличивающейс  площадью горизонтального сечени  по высоте , имеющее площадь аэрации, составл ющую 15-22%, и аэрируемый объем, составл ющий 20-25% от общей величины площади аэрации и аэрируемого объема камеры, обеспечивает выход флотоконцентрата за счет работы аэролифта до 50% от его выхода по камере.

Высока  технологическа  эффективность работы аэролифта, совмещенна  с выполнением функций транспортного устройства позвол ет повысить эффективность использовани  воздуха в аэролифте и увеличить удельную производительность машины на 20%, по сравнению с известной.

Увеличению удельной производительности машины и повышению эффективности флотации зернистых минералов способ ртвует отбор циркул ционной нагрузки у основани  флотоотделений в меЬтах концентрации зернистых и крупнозернистых минералов как на сфлотированных , так и выпавших из пенного сло .

Повышению эффективности флотации, увеличению удельной производительноети машины и эффективности использовани  воздуха способствует также устройство глубоких флотоотделений, условно разделенных на верхнюю и нижнюю зоны аэрации с. выпуском верхнего сло  пульпы, имеющего низкую плотность с малым содержанием флотируемых минералов , через щели в нижнюю зоны аэрации с выпуском верхнего сло  пульпы, имеющего низкую плотность с малым содержанием флотируемых минералов, чере щели в нижнюю зону аэрации дл  контрольной флотации.

Использование предлагаемой флотационной машины, имеющей производительность по пульпе до .1500 , по твердому 200 т/ч (данные, характеризующие машину, вз ты из технического задани  на создание аэролифтно-пневматической машины) позвол ет при флот тации углей заменить три современных флотомашины ФМУ 2-63, имеющих кажда  производительность по пульпе до 500 iji /ч, по твердому до 60 т/ч.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 483144, кл. В 03 D 1/24, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР f 520132, кл. В 03 D 1/24, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 273095, кл. В 03 D 1/20, 1968 (прототип ) . Я

21

Фиъ.