SU971484A1 - Аэролифтно-пневматическа флотационна машина - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  пенной флотации и регенерации шламовых вод перед их повторным использованием на предпри ти х, имеющих водошламовые схемы с замкнутым циклом, и может быть использовано в угольной, металлургической и химической отрасл х промышленности.

Известна колонна  пневматическа  противоточна  флотационна  машина, представл юща  вертикальную колонну со шпицкастеном в нижней масти, который соединен с пульпопогрузочным: устройством, снабженную трубчатыми аэраторами и пульпораспределительным устройством, размещенным внутри колонны , примен ема  дл  пенной флотации 1.

Недостаток такой машины состоит в том, что пульпораспределительное устройство, подающее исходное питание , размещено внутри колонны, что снижает площадь живого сечени  колонны , удовлетвор ющую.услови м

ВСПЛЫТИЯ минерализованных пузырьков , при этом соответственно уменьшаетс  удельна  производительность машины.

Кроме того, в колонных противоточных флотационных машинах слаба  интенсивность перемешивани  пульповоздушной смеси, что обусловливает низкую эффективность флотации наиболее тонких классов, необходимость осо10 бенно тщательной подготовки пульпы перед флотацией, невозможность применени  дробной дозировки реагентов при последовательной установке нескольких колонн,

15

Известна аэролифтно-пневматическа  флотационна  машина, включающа  ванну с пирамидальным основанием, перегородки, установленные вертикально по оси ванны и образующие по ее

20 бортам безаэроционные зоны, противоточные флотационные отсеки,, снабженные трубчатыми аэраторами, и аэролифт, расположенный по оси ванны между ПРОТИ90ТОЧНЫМИ отсеками и сообщающийс  с ними через щели у пирамидального основани  ванны, снаб женный пульповоздушным смесителем, который установлен у основани  и вы полней в виде камеры с вертикальными перегородками, образующими пульпо воды, коллекторами, которые образуют трапецеидальный желоб, вертикальной пластиной, установленной по оси желоба, перфорированными трубками, закрепленными на наклонных стенках коллекторов и пластине в видeVroбразных р дов, обращенных углом вверх и составл ющих в комплексе с коллекторами аэратор аэролифта, а на дне пульповоздушного смесител  смонтировано барботажное воздухораспределительное приспособление, выполненно в виде треугольной призмы со щел ми над основанием, закрытыми клапанами из м гкой резины, и пульповыпускной карман с регулируемым шибером в каждой камере машины 2, В такой машине боковые противоточные флотационные отсеки сообщаютс  с аэролифтом в области верхней части пульповоздушного смесител  аэр лифта через щели у пирамидального основани  ванны. Через эти щели циркул ционна  нагрузка, образованна  из остатков профлотированной пульпы, близкой по составу к камерным отходам, поступает из основани  противоточных отсеков в аэролифт, где, смешива сь с исходным питанием, снижает долевое содержание флотируемых минералов в пульпе каждой камеры. При этом соответственно снижаетс  качество флотоконцентрата , Наибольшее снижение качества концентрата происходит при флотации пульпы, содержащей тонкие классы с незначительным количеством зернистых полезных минералов, имеющих плотност близкую или меньшую по сравнению с породой, котора  образует отходы, на пример углей, так как в этом случае циркул ционна  нагрузка даже в первой камере будет представлена преиму щастаенно частицами породы. Отрицательное вли ние циркул ционной нагрузки на работу машины сос тоит также в том, что соответственно ее объемному расходу в пределах Ю15% S первой камере и 20-30% во вто рой камере (при двухкамерном исполнении машины) от объемного расхода ИСХОДНОГО питани  снижаетс  производительность машины. Кроме того, полезный (аэрируемый) объем машины составл ет примерно 75% от ее оби(ей емкости, что в значительной мере обусловлено устройством большой емкости пирамидального основани  ванны в св зи с необходимостью обеспечени  транспортировани  осаждаю14ихс  частиц твердого из остатков профлотированной пульпы к основанию камеры аэролифта в качестве циркул ционной нагрузки, т,е„ конструктивное решение, направленное на выделение циркул ционной нагрузки , способствует снижению удельной производительности машины, Аэролифт, оцениваемый как пр моточный флотационный отсек, имеет недостаточную площадь, что обуславливает высокие скорости в камере аэролифта , превышающие оптимум, и как следствие снижение времени контактировани  пульпо-воздушной смеси в камере аэролифта и эффективности использовани  воздуха. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности флотации и удельной производительности машины Поставленна  цель достигаетс  тем, что машина снабжена перепускными устройствами , выполненными в виде патруб ков , сообщающих основани  противоточных флотационных отсеков с пульповодами аэролифта, поворотными заслонками , установленными в патрубках и приводами дл  поворота указанных заслонок , а основани  противоточных флотационных отсеков выполнены в виде четырехгранных усеченных пирамид. Установка перепускных устройств с заслонками, перекрывающими соединительные патрубки во врем  нормальной работы машины, и выполнение оснований противотомных флотационных отсеков в виде четырехгранных усеченных пирамид позвол ет исключить циркул ционную нагрузку, уменьшить безаэроционный объем каждой камеры и повысить удельную производительность машины,.а тйкже улучшить качество флотоконцентрата . Увеличение площади аэрации-аэролифта дает возможность снизить скорость восход щего потока пульпо-воздушной смеси в пр моточном флотационном отсеке и тем самым повысить врем  контактировани  пульпы с диспергированным воздухом и соответственно эффективность его использовани . На фиг. 1 изображена предлагаема  машина, поперечный разрез, на фиг. 2 то же, вид сбоку. . Машина имеет одну или несколько камер (в зависимости от флотируемост сырь  и назначени  машины - регенера ци  шламовых вод, флотаци  и требова ний к продуктам обогащени ), установ ленных на одном уровне или каскадно. Кажда  камера состоит из глубокой ванны 1, разделенной вертикальными перегородками 2 на пр моточный флотационный отсек 3 в виде камеры аэролифта, расположенной по оси ванны 1 , и два противоточных флотационных отсека k, размещенных между бортами этой ванны и перегородками 2, пульповоздушного смесител  5 аэролиф та, который расположен под основанием отсека 3, пульповыпускного кармана и перепускных устройств Смеситель 5 выполнен в виде камеры с пульпоприемными патрубками 6, вертикальными перегородками 7, образующими пульповоды, расположенные вдоль бортов основани  аэролифта и имеющие выпускные щели 8, коллектора ми 9, образующими трапецеидальный желоб, расположенный вдоль основани  по оси аэролифта, вертикальной поддерживающей пластиной 10, перфорированными трубками 11, закрепленными V-образно углом вверх на пластине 10 и штуцерах, установленных на наклонных стенках коллекторов 9, в три р да в шахматном пор дке (нижний р д с интервалом, близким к диаметру трубки, а два верхних с интервалом в три раза большего размера), В комплексе коллекторы 9 и трубки 11 составл ют аэратор пр моточного флотационного отсека - аэролифта. Над последним установлен пульподелитель .12 с направл ющими козырьками 13 На дне смесител  5 установлено воздухораспределительное барботажное приспособление, выполненное в виде треугольной призмы 14, имеющей над основанием по бортам щели 15,закрытые клапанами 16 из м гкой резины, и патрубки 17 дл  подачи свежей воды и воздуха. Под дном смесител  5 смонтирован патрубок 18 дл  выпуска пульпы из машины„ В отсеках , расположенных по бортам ванны 1, установлены аэраторы. состо щие из коллекторов 19 и перфорированных трубок 20, установленных в три р да в шахматном пор дке (нижний р д с интервалом, близким к диаметру трубки, а два верхних с интервалом в три раза большего размера) . Аэраторы имеют уклон от аэролифта к бортам ванны 1 от О до 15. Коллекторы аэраторов, примыкающие к бортам этой ванны, размещены в нишах, образованных расширением ванны 1 у днища. Между коллекторами и бортами этой ванны образованы каналы 21 дл  выпуска остатков профлотированной пульпы из зоны аэрации. Расширени  верхней части .ванны 1 отделены вертикальными перегородками 22, разграничивающими зоны аэрации и безаэрационные зоны, сообщающиес  между собой через зазоры 23. Основани  2k отсеков k выполнены в виде четырехгранных усеченных пирамид , имеющих окна 25 дл  выпуска камерных отходов В торцевой части ванны 1 размещен пульповыпускной карман 26 с регулируемым шибером, сообщающийс  с окнами 25 На ванне 1 установлены пеногоны Основани  отсеков сообщаютс  с отсеком 3 с помощью перепускных устройств, состо щих из патрубков 27, поворотных заслонок 28 с приводами 29, имеющими ручное и дистанционное автоматическое управление Машина работает следующим образом. Предварительно подготовленна  пульпа путем контактировани  с реагентами по трубопроводам с гидростатическим подпором вод ного столба, равного высоте камеры машины, через патрубки 6 поступает в пульповоды смесител  5 и через щели 8 под перегородками 7 равномерно распредел етс  по всей длине с двух бортов основани  аэролифта Одновременно в аэраторы машины по- ,, даетс  воздух под давлением до 2 кг/см. Во избежание создани  избыточного давлени  в отсеке 3 заполнение машины пульпой производитс  при открытых патрубках 27, что осуществл етс  поворотом заслонок 28 в вертикальное положение. После заполнени  камер машины пульпой патрубки 27 ерекрываютс  этими заслонками и воздух , проход щий через коллекторы 9 и трубки-диспергаторы 11, насыщает пульпу , заполн ющую отсек 3 - камеру аэролифта, ограниченную перегородка ми 2, тоииодиспергированным воздухо Между столбами неаэрироЕ анной пульпы, заполн ющей питающий трубо провод, и аэрированной, котора  заполн ет камеру аэролифта отсека 3 расположенную между перегородками 2 создаетс  перепад гидростатического давлени  о Под воздействием разности гидростатических давлений аэролифт непрерывно принимает исходное питание и выдает аэрированную пульпу, равномерно распредел емую пульподелителем 12 с козырьками 13 по отсекам Ц, При этом производительность аэролифта может регулироватьс  в широком диапазоне путемизменени  расхода воздуха в аэраторы, а также за счет изменени  высоты столба пул пы в питающих трубопроводах, происход щего в режиме саморегулировани  в зависимости от объемного расхода исходного питани  о В процессе подъема пульпо-воздушной смеси в отсеке 3 - камере аэролифта, ограниченной перегородками 2 со скоростью, близкой к оптимуму дл  кинетики про цесса флотации, что достигаетс  выполнением камеры аэролифта большой площади горизонтального сечени , определ емой расчетом при конструктировании машины и составл ющей - 2 3Q% от общей площади аэрации каждой камеры, происходит интенсивна  минерализаци  воздушных пузырьков При этом образование аэрофлокул происходит как за счет тонких классов вследствие интенсивного перемеши вани  пульпо-воздушной смеси в камере аэролифта, так и за счет зерни тых минералов интенсификации флотац котора  в отсеке 3 происходит в результате повышенного времени пребывани  а зоне аэрации крупных частиц имеющих меньшую скорость всплыти  в восход щем потоке. Кроме того, эффективность флотации в этом отсеке повышаетс  вследствие выделени  мельчайших воздушных пузырьков из раствора, что-имеет место при большо глубине камеры аэролифта отсека 3, достигающей -5 м„ В отсеках уровень пульпы поддер живаетс  выше перегородок 22 с помощью шибера, установленного в кармане 26. Аэрированна  пульпа, содер жаща  минерализованные пузырьки, выданна  аэролифтом ниже уровн  верхне го среза перегородок 22 примерно на 8 половину ширины аэролифтной камеры, в отсеках i расслаиваетс  в течение нескольких секунд, что обусловлено малой высотой всплыти  минерализованных пузырьков в тонком слое слива аэролифта и подпенного сло  Подпенный слой и верхний слой пульпы, наход щийс  над уровнем верхнего среза перегородок 2 из-за нисход щего потока, содержат минимальное количество частиц .твердого, не закрепленных На воздушных пузырьках, движутс  в направлении к бортам ванны 1 и, перелива сь через перегородки 22 в безаэрационную зону, транспортируют самотеком пенный слой на разгрузку Пенный слой в процессе транспортировки тер ет большую часть жидкости , унос щей тонкие илы нефлотируемых минералов, и после отсто  пеногонами разгружаетс  из безаэрационной зоны в качестве конечного продукта. Остатки пульпы, профлотированной в камере аэролифта отсека 3, образуют нисход щий поток в верхней зоне аэрации отсеков 4, 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 флотации в отсеке 3 и транспортировки верхнего сло  пульпы с малым содержанием твердого через безаэрационную зону и зазоры 23 в нижнюю зону аэрации, расположенную между этими зазорами и эраторами с трубками 20р Относительно высока  плотность пульпы при малой скорости нисход щего потока и слабой турбулентности создает благопри тные услови  дл  выделени  флотируемых минералов, особенно повышенной крупности, в пенный слой в процессе аэрации пульпы диспергированным воздухом, поданным -грез коллекторы 19 и трубки 20 аэраторов отсеков k, В верхней зоне аэрации, расположенной между зеркалом пульпы в камере и зазорами 23, происходит вывод.основной массы флотируемых минералов в пенный слой из остатков пульпы, профлотированной в камере аэролифта отсека 3. Изменение интенсивности самотечной транспортировки пенного сло  через зоны аэрации отсеков Ц путем изменени  высоты перелива пульпы через перегородки 22 в безаэрационную зону, изменени  расхода воздуха в аэраторы отсеков k, а также угла наклона аэраторо может быть использовано дл  регулировани  выхода,плотности и качества пенного продукта в широком диапазоне . Остатки профлотированной пульпы из верхней зоны аэрации поступает в нижнюю зону эрации и, объедин  сь с верхним слоем пульпы, транспортируемым через безаэрационную зону и зазоры 23 и имеющим низкую плотность и малое содержание флотируемых минералов , подвергаютс  контрольной флотации .

Минерализованные пузырьки из нижней зоны аэрации через верхнюю зону поднимаютс  в пенный слой, а профлотированна  пульпа при установке аэраторов, состо щих из коллекторов 19 и диспергаторов - трубок 20, под углом до 15, проход  над аэраторами к бортам ванны 1, разгружаетс  через каналы 21 в емкости оснований 2k под аэраторы.

Транспортировка остатков профлотированной пульпы над аэраторами к бортам ванны 1 обусловлена наличием перепада г 1дростатического давлени  в области аэраторов отсеков между большей вЫсот ; столба неаэрированной пульпы под аэраторами на примыкании к аэролифту и меньшей на примыкании к бортам ванны 1.

Под воздействием разности гидростатических давлений создаетс  слабый восход щий поток пульпы между трубками 20, способствующий более раннему отрыву пузырьков воздуха от трубок и повышающий его .дисперсность преп тствующии выпадению частиц твер дого через аэраторы, создающий услови  над трубками 20 идентичные кип щему слою, и усиливающий поток над основани ми 2, чем исключаетс  выпадение твердого в осадок на эти основани . Из емкостей оснований 2 через ок на 25 профлотированна  пульпа поступает в карман 26 с регулируемым шибером , а из него в качестве исходного питани  в следующую камеру или в отходы из последней камеры. Перепускные устройства, состо щие из патрубков 27, заслонок 28 и приводов 29, предназначены дл  обеспечени  внутрикамерной циркул ции пуль пы при кратковременном прекращении подачи исходного питани  или снижени

объемного расхода питани  ниже установленного минимума.

Машина работает следукхиим образом При прекращении подачи исходного питани  {снижении его объемного расхода ниже установленного минимума) по сигналу от датчика расхода, например , емкостного типа производитс  включение привода 29 на поворот заслонки 28 в отк|эытое положение. Посл открыти  патрубка 27 пульпа из емкости оснований в результате разности гидростатических давлений засасываетс  через патрубки 27 и пульповоды смесител  5 в пульповоздушный смеситель аэролифта, а азриров анна  пульпа сливаетс  в отсеки 4, При поступлении исходного питани  с расходом ниже установленного минимума «ашина будет выдавать продукты обогащени  о При полном прекращении подау и исходного питани  и внутрикамер ной циркул ции пульпы будет происхо .дить лишь выработка пульпы заполн ю1|цей камеры с небольшим выходом пениого продукта.

После возобновлени  подачи исходного питани  по сигналу от датчика расхода пульпы заслонки 28 став тс  с помощью привода 29 в закрытое положение и машина продолжает работать без циркул ционной нагрузки по посто нной схеме без вмешательства надзора

Claims (2)

1. Вместе с тем перепускные устройства обеспечивают работу машины и с циркул ционной нагрузкой в зависимости от требований технологии, капрймер при трудной флотируемости т желы минералов, требующих большого времени флотации. В этом Ьлучае машина будет работать по схеме, идентичной описанной дл  случа  с поступлением нагрузки менее установленного минимума „ Эта особенность повышает универсальность машины. Воздухораспределительное приспособление предназначено дл  барботажа перед запуском машины, работающей на т желых плотных пульпах, или при ее зашламовке вследствие нарушени  реагентного режима, аварийного прекращени  подачи воздуха и продолжающегос  поступлени  питани  и др, Пор док запуска зашламованной маши ны следующи и, Через один из патрубков 17, снабженный запорно-регулирующей арматурой .и обратным клапаном, а призму подаетс  свежа  вода. После повышени  давлени  в емкости этой призмы до ве личины, превосход щей гидростатическое давление столба пульпы в аэролиф те и сопротивление осадка в его донной емкостиj открываютс  клапаны 16 и вода через щели 15 под напорам поступает в основание аэролифта, разрыхл   осадок с Затем воздух подаетс  черей друго патрубок 17, Воздух, выход  таким же путем вместе с водой, осуществл е интенсивный барботаж пульпы. После восстановлени  нормальной внутрикамерной циркул ции пульпы прекращаетс  подача воды и воздуха через патру ки 17 и машина работает по посто нно схемео Применение перепускных устройств в предлагаемой машине позвол ет исключить циркул ционную нагрузку, бли кую по содержанию нефлотируемых мине ралов к камерным отходам. При этом снижаетс  долевое участие нефлотируемых минералов в пульпе,, Соответственно снижению зольности флотируемой пульпы уменьшаетс  зольность угольного флотоконцентрата Вместе с тем исключение циркул ционной нагрузки в первой и второй камерах от объемного расхода исходного питани  позвол ет повысить удельную и общую производительность машины . Повышение удельной производительности машины обеспечиваетс  также за счет снижени  доли неаэрируемого объема в каждой камере машины, до стигаемого выполнением оснований 2k в отсеках k Увеличение площади аэрации отсека 3 и аэрируемого объема в каждой камере снижает скорость восход щего потока пуль по-воздушной смеси, при этом соответственно увеличиваетс  врем  контактировани  пульпы с дис .пергированным воздухом и повышаетс  Эффективность .использовани  воздуха в аэролифте„ . Предлагаема  машина совмещает положительные качества механических и пневмомеханических машин (.интенсивное перемешивание пульпо воздушной смеси и скорости потоков пульпы в пр моточном флотационном отсеке, близкие к оптимуму дл  кинетики процесса фло тации, с обеспечением широкого диапазона регулировани  расхода пульпы и воздуха) и преимущества пневматических машин (равномерное распределение и регулирование расхода воздуха в аэролифте и противоточных флотационных отсеках, малые скорости нисход щего потока и спокойный режим флотации при довольно слабых турбулентных потоках в противоточных отсеках , особенно в верхней зоне аэрации , возможность создани  камер и многокамерной машины больших типоразмеров на практически любую производительность дл  построени  однолинейной схемы без усложнени  конструкции). Вместе с тем исключение циркул ционной нагрузки позвол ет повысить эти положительные качества, приблизив гидродинамику работы машины к услови м идеального вытеснени  пульпы как в пр моточном, так и в противоточном флотационных отсеках с минимальным смешиванием потоков пульпы с различным содержанием флотируемых минералов с Формула изобретени  Аэролифтно-пневматическа  флотационна  машина, включающа  ванну, перегородки , установленные вертикально по оси ваннь и образующие противоточные флотационные отсеки с трубчатыми аэраторами и пеногонами, и пр моточную флотационную отсек-камеру аэролифта , имеющую пульподелитель с направл ющими козырьками, пульповоздушный смеситель, выполненный в виде камеры с вертикальными перегородками , образующими пульповоды, коллекторами, образующими трапецеидальный желоб, вертикальной пластиной , установленной по оси желоба, перфорированными трубками, закрепленными на наклонных стенках коллекторов и пластине и обр;азующими параллельные V-образные р ды, обращенные углом вверх и составл ющие в комплек се с коллекторами аэратор аэролифта,, и воздухораспределительным приспособлением , выполненным в виде треугольной полой призмы со щел ми, закрытыми эластичными пластинами, и пульповыпускные карманы, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности флотации и удельной производительности машины, она снабжена перепускными устройствами, выполненными в виде патрубков, сообщающих основани  противоточных флота1397148 ционных отсекош с пульповодами аэролифта , поворотными заслонками, установленными в патрубках, и приводами дл  поворота указанных заслонок, а основани  противоточных флотационных отсеков выполнены в виде четырехгранных усеченных пирамид. 4 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР W 48314Ч кл, В 03 D 1/2, .
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке N° 273581 5/22-03, кл„ В 03 П 1/20, 1979 (прототип).

   Фuг.i

   л. TV Kt--:.

   -.i;fc-;

   Фиг.г