Результат интеллектуальной деятельности: ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых способами флотации и может быть использовано в горной, металлургической и других отраслях промышленности, преимущественно при флотации крупных частиц.

Известна флотационная машина, включающая камеру с аэратором, состоящим из полого вала и установленного на нем полого усеченного конуса с выступами на внешней поверхности диска с радиальными лопастями и отверстием в меньшем основании (SU авторское свидетельство 899144, кл. В 03 D 1/14, 1982 г.).

Данная флотационная машина не обеспечивает флотацию крупных фракций извлекаемого продукта. При вращении аэратора в зону диспергирования воздуха извлекаются мелкие классы (размером 50-74 мкм), которые захватываются пузырьками воздуха и извлекаются из камеры в виде пенного продукта. Крупные классы частиц (размером 0,1-0,3 мм) не попадают в зону эффективного диспергирования воздуха, а отбрасываются центробежной силой в объем камеры, оседают на дно и транспортируются в хвостовой карман, образуя отходы.

Наиболее близкой по технической сущности является флотационная машина, включающая флотационную камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подачи воздуха и установленный в верхней части флотационной камеры с возможностью вертикального перемещения, регулятор объема и площади пенного слоя, выполненный в форме конуса, обращенного вершиной вниз (SU, патент 1811422, кл. B 03 D 1/14, 1987. Прототип).

В известной флотационной машине возможна регулировка высоты пенного слоя посредством конуса, размещенного частично в пространстве для пульпы, а частично в пенном слое. Поверхностная площадь пенного слоя уменьшается в направлении вверх. Наличие толстого слоя пены способствует продлению периода времени пребывания пенообразующих пузырьков в камере.

Недостатками известной флотационной машины является то, что ее применение эффективно при флотации тонкоизмельченных руд или руд малой зернистости. Такая конструкция не может быть эффективно применена в большеобъемных флотационных машинах для флотации крупных частиц. Длинный транспортный путь пенного продукта недопустим при флотации крупных частиц, поскольку чем больше путь пенного продукта, тем большее число крупных частиц осыпается, отделяясь от пузырьков воздуха.

Предлагаемая флотационная машина решает задачу эффективной флотации полезного продукта в большеобъемных флотационных машинах.

Это достигается тем, что во флотационной машине, включающей флотационную камеру, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом для подачи воздуха и установленный в верхней части флотационной камеры с возможностью вертикального перемещения, регулятор объема и площади пенного слоя, выполненный в форме конуса, обращенного вершиной вниз, согласно изобретению по центру камеры, вокруг основания конуса с кольцевым зазором площадью не менее 20% от площади поперечного сечения камеры дополнительно установлен кольцевой желоб, стенки которого расположены под углом не менее 10^o от вертикальной оси, а наружная стенка желоба выше внутренней стенки желоба.

Кольцевой желоб соединен с пенным желобом посредством радиальных желобов или патрубков.

Наличие кольцевого желоба, установленного вокруг конуса, обеспечивает разгрузку пенного продукта в центральной части флотационной машины, увеличивает пеносбор и сокращает путь пенного продукта в пеносборник. Пенный слой концентрируется в зоне разгрузки, повышается скорость пеносбора за счет увеличения скорости транспортирования пенного продукта.

Выбор угла наклона стенок не менее 10^o от вертикальной оси обусловлен требованиями наилучшего пеносбора, обеспечивающего максимальную производительность флотационной машины.

Наружная стенка желоба отталкивает пену от своей внешней поверхности в сторону пристенного желоба или пеносборника, увеличивая скорость пеносъема, оптимизируя съем пены, в том числе уменьшая расстояние транспортирования пенного продукта.

Угол, образованный между внутренней стенкой желоба и конусом, обеспечивает сокращение поверхности пенного зеркала и обеспечивает направление пены в кольцевой желоб, облегчая и ускоряя ее транспортировку в пенные желоба, увеличивая производительность флотационной машины.

Выбор зазора площадью не менее 20% от площади поперечного сечения камеры обусловлен сокращением пути и увеличением скорости транспортировки продукта.

На фиг.1 изображен общий вид флотационной машины с патрубком для транспортировки пенного продукта из кольцевого желоба в пенный желоб.

На фиг.2-3 изображен общий вид флотационной машины с радиальными желобами для транспортировки пенного продукта из кольцевого желоба в пенный желоб.

Флотационная машина содержит камеру 1, аэрационный узел, включающий лопастной статор 2 и импеллер 3, соединенный с полым валом 4 для подачи воздуха. В верхней части камеры 1 с возможностью вертикального перемещения установлен регулятор 5 объема и площади пенного слоя, выполненный в форме конуса обращенного, вершиной вниз.

Вокруг основания 6 конуса регулятора 5 установлен кольцевой желоб 7 с кольцевым зазором 8 площадью не менее 20% от площади поперечного сечения камеры 1.

Стенки 9 и 10 желоба 7 расположены под углом L не менее 10^o от вертикальной оси. Наружная стенка 9 желоба 7 не менее, чем на 50 мм выше внутренней стенки желоба 7.

Флотационная машина работает следующим образом.

Полый вал 4 с импеллером 3 приводятся во вращение от привода (на чертеже не показан). Через полый вал 4 воздух поступает в нижнюю полость конического импеллера 3 и через отверстие в нижнем основании импеллера 3 вводится в пульпу (питание). При вращении импеллера 3 в области, прилегающей к нижней части импеллера 3, создается разрежение, в следствие чего, пульпа засасывается снизу через лопасти статора 2, поднимается вверх по поверхности плиты 11 и импеллера 3, совершая сложное винтообразное движение, после чего выбрасывается в объем камеры 1.

В верхней части камеры 1 формируется пенный слой 12, высоту, объем и площадь поверхности которого регулируют до требуемой величины посредством регулятора 5, выполненного в форме конуса. Площадь поверхности пенного слоя уменьшается благодаря действию регулятора 5 и кольцевого желоба 7. Пузырьки воздуха, транспортирующие минералы в пенный слой, перемещаясь вверх, прижимаются друг к другу, в результате чего увеличивается время задержки единичных пузырьков в камере и повышается разделительная способность пены. Часть пены через пенный порог 13 удаляется из камеры 1 в пенный желоб 14, а другая ее часть из кольцевого желоба 7 транспортируется в пенный желоб 14 по патрубкам 15 или радиальным желобам 16.

За счет сужения сечения, образуемого поверхностью конуса регулятора 5 и стенкой кольцевого желоба 7, увеличивается скорость движения пузырьков воздуха с закрепленными на них частицами, увеличивается изливание пульпы через пенный порог 13, что, в свою очередь, обеспечивает увеличение подъемной силы, действующей на пузырьки воздуха, транспортирующие минералы в пенный слой.

Наличие кольцевого желоба 7, установленного вокруг основания конуса регулятора 5 с кольцевым зазором 20% от площади поперечного сечения камеры, обеспечивает максимальную разгрузку центральной части флотационной машины, увеличивает пеносбор, сокращая путь, пройденный пузырьком воздуха с прикрепившемся к нему минералом до пеносборника, и увеличивая скорость пенного продукта.

Все это, в свою очередь, способствует увеличению подъемной силы, действующей на пузырьки воздуха, транспортирующие частички минералов в пенный желоб, что способствует повышению эффективности флотационной машины.

Наружная стенка 9 желоба 7 отталкивает пену от своей наружной поверхности в сторону пеносборника, который может быть выполнен в виде пристенного пенного желоба 14, увеличивая скорость пеносъема и сокращая путь пены до пеносборника.

Угол, образованный между внутренней стенкой 10 желоба 7 и поверхностью конуса регулятора 5, обеспечивает сокращение поверхности пенного зеркала и обеспечивает направление пены в кольцевой желоб, облегчая и ускоряя ее транспортировку в пеносборник, что увеличивает производительность флотационной машины.

Предлагаемая флотационная машина позволяет повысить эффективность флотации полезного продукта в болыпеобъемных флотационных машинах.