Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ФЛОТОГРАВИТАЦИИ

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения сульфидных хвостов.

Известен способ гравитационного выделения кварцевых хвостов в аппаратах циклонного типа [1].

Недостатком известных конструкций является недостаточное разделение сульфидных фракций от окисленных минералов по плотности.

Известен способ флотогравитации сульфидных хвостов на гравитационных столах с добавлением флотореагентов [2].

Недостатком является малая удельная производительность на единицу занимаемого объема.

Известен циклонный обогатительный аппарат [3], содержащий цилиндрический корпус, патрубок ввода пульпы, патрубок вывода хвостов, разгрузочный конус вывода тяжелой фракции пульпы.

Недостаток аппарата состоит в том, что он не позволяет отделить сульфидную фракцию, близкую по плотности к касситериту.

Наиболее близким аналогом, который принят за прототип, является центробежная флотомашина [4], содержащая цилиндрический корпус с тангенциальными патрубками подвода питания, патрубками подвода воздуха и патрубком вывода концентрата.

Недостатком этого аппарата является отсутствие возможности очистки тяжелой фракции концентрата от легкой фракции пустой породы одновременно с отделением сульфидной фракции.

Целью изобретения является обеспечение возможности одновременной очистки тяжелой фракции касситерита, как от легкой фракции пустой кварцевой породы, так и от сульфидных минералов промежуточной плотности.

Технический результат изобретения заключается в том, что тяжелая фракция концентрата отделяется от легкой фракции пустой породы и одновременно отделяется пена сульфидной фракции путем облегчения плотных частиц адсорбированными пузырьками воздуха на активированных сульфидных минералах.

Технический результат изобретения достигается тем, что одна из секций смесительного корпуса, снабженного тангенциальным патрубком исходной пульпы и патрубком подвода воздуха, выполнена в виде камеры с направляющими лопатками для создания слоя пульпы, насыщенной воздухом. Смесительный корпус соединен с конусным сектором разделения, снаружи которого тангенциально подведен патрубок вывода концентрата. Конусный сектор разделения снабжен внутренним конусом регулирования разделения фаз с возможностью продольного его смещения. Внутренняя полость сектора разделения сверху снабжена тангенциальным патрубком отвода пены легкой фракции.

Технический результат достигается также тем, что смесительный корпус с патрубком подвода воздуха выполнен с дополнительной секцией, с внутренней стенкой цилиндра из пористого материала для диспергирования воздуха.

Один из отличительных признаков изобретения заключается в том, что тангенциальный поток пульпы подается на вихревой слой воздуха, создаваемый направляющими пластинами, и в виде вихревого слоя пульпы, насыщенного воздухом, перемещается по стенке корпуса.

Другой отличительный признак состоит в том, что в дополнительной секции смесительного корпуса стенка выполнена из пористого материала, через который подается воздух для насыщения пульпы более мелкими пузырьками воздуха.

Третий отличительный признак состоит в том, что смесительный корпус соединен с конусным сектором разделения, снаружи которого тангенциально подведен патрубок вывода концентрата. На конусе сектора разделения слой пульпы разделяется по плотности. Тяжелые частицы касситерита (плотностью 6,9 г/см³) перемещаются по стенке конуса. Частицы кварцевой пустой породы (плотностью 2,6 г/см³) смещаются к центру конуса. Частицы сульфидных минералов (плотностью 6 г/см³) абсорбированными реагентами, облегченными пузырьками воздуха до плотности 3-4 г/см³,в виде пены перемещаются к центру.

Четвертый отличительный признак состоит в том, что конусный сектор разделения снабжен внутренним конусом регулирования разделения фаз с возможностью продольного его смещения. Продольным перемещением конуса регулирования изменяют толщину забираемого слоя концентрата в зависимости от состава исходного сырья.

Изобретение поясняется на фиг.1, 2.

Аппарат содержит цилиндрический корпус смешения 1 (фиг.1) из двух секций. К нижней секции смешения тангенциально подсоединен патрубок ввода пульпы 2 и патрубок подачи воздуха 3. Нижняя секция выполнена в виде пластин-лопаток завихрителя 4, установленных по окружности под определенным углом к радиусу и жестко закрепленных на торцевых фланцах 5, и служит для закручивания воздушного потока и пульпы.

Верхняя секция 6 корпуса смешения выполнена в виде пористой цилиндрической стенки 7 (материал - пористая нержавсталь, керамика) с размером сквозных пор 4-20 мкм, а наружный цилиндр снабжен патрубком подачи воздуха 8.

К фланцу верхней секции 6 корпуса смешения подсоединен фланец конусной камеры 9 разделения фаз. Большее основание конусной камеры 9 плотно соединено (например, сваркой) с направляющим цилиндром 10, снабженным тангенциальным патрубком отвода концентрата 11 (фиг.2).

Внутри направляющего цилиндра 10 (фиг.1) вставлена с зазором 0,5-1 мм цилиндрическая направляющая конусного регулятора 12 разделения. К фланцу направляющего цилиндра 10 подсоединен фланец цилиндрической камеры 13 отвода хвостов, снабженной тангенциальным патрубком отвода хвостов 14 пенной легкой фракции (фиг.2).

На торце цилиндрической направляющей конусного регулятора 12 (фиг.1) жестко закреплена крестовина 15 с муфтой в центре 16. Муфта 16 соединена с винтовым штоком 17, способным вертикально перемещаться в винтовом сальнике 18 по оси крышки камеры отвода.

Аппарат работает следующим образом.

Пульпа сульфидно-кварцевых оловосодержащих хвостов смешивается с флотореагентами (ксантагенат и сосновое масло) и под давлением подается через тангенциальный патрубок 2 ввода пульпы по касательной к внутренней стенке цилиндрического корпуса смешения 1. Центробежная сила, возникающая при таком тангенциальном движении пульпы под давлением, действует на твердые частицы шламов с разной силой в зависимости от их удельного веса. Частица касситерита с более высокой плотностью (плотность 6,9 г/см³), чем кварцевые шламы (плотность 2,6 г/см³) пульпы, постепенно смещаются к внутренней стенке корпуса.

Пульпа дополнительно закручивается воздухом, поступающим из лопаток завихрителя 4, образованного наклонными лопатками нижней секции.

Подаваемый воздух в завихритель 4 вовлекает пульпу во вращательное движение и образует внутри камеры вращающийся воздушно- пульповый слой, где частицы активированных активатором сульфидов насыщаются воздушными пузырьками.

Пульпа, насыщенная воздухом, перемещается по спирали по внутренней поверхности в верхнюю секцию 6 камеры смешения, снабженной пористой стенкой 7. При необходимости в полость под пористую стенку 7 подается воздух через патрубок 8 под более высоким давлением для насыщения слоя более мелкими пузырьками. Перемещаясь в конусную камеру 9 разделения, пульпа, насыщенная воздухом, под действием центробежных сил разделяется по плотности.

У самой стенки конусной камеры 9 концентрируется тяжелая фракция касситерита. Слой ближе к центру с более легкой фракцией пустой породы, а у центра - воздушная смесь с частицами сульфидов, облегченных воздушными пузырьками.

Тяжелая касситеритная фракция перемещается по конусной стенке и выбрасывается через тангенциальный патрубок 11 отвода пульпы концентрата.

Легкая фракция пустой породы и фракция сульфидов, насыщенная воздухом, перемещается в полость конусного регулятора разделения 12 и по нему перемещается в цилиндроконическую камеру 13 отвода хвостов и выбрасывается через тангенциальный патрубок 14 отвода пенной легкой фракции хвостов.

С помощью муфты 16 на крестовине 15 с винтовым штоком 17 вертикально перемещают конусный регулятор 12 и изменяют зазор между конусной стенкой камеры разделения 9 и стенкой конусного регулятора 12.

Тем самым регулируется соотношение объемов отводящей фракции тяжелого концентрата и легкой фракции кварцево-сульфидных хвостов в зависимости от их соотношения в исходной загрузке.

Центробежный аппарат позволяет выделять малые количества тяжелой мелкой фракции касситерита из большого объема пульпы сульфидно-кварцевых хвостов, совмещая операции гравитации и флотации сульфидов.

Аппарат может быть использован как вариант для разделения пульп окисленных и сульфидных минералов с различающимися плотностями. Аппарат позволяет выделять малые количества тяжелой мелкой фракции касситерита из большого объема пульпы сульфидно-кварцевых хвостов.

Литература

1. Лопатин А.Г. Центробежное обогащение руд и песков. М.: Недра, 1987 г., стр. 100.

2. Справочник по обогащению руд. Т.2, часть 2. - М.: Недра, 1974, с.74.

3. Заявка России № 2011120573, МПК B03b 5/32. Дата публикации заявки: 20.08.2011.

4. Патент России №2183998. Способ флотации и центробежная машина. МПК B03d 1/24.