Результат интеллектуальной деятельности: ФЛОТАЦИОННАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МАШИНА АЭРОЛИФТНОГО ТИПА

Изобретение относится к флотационному обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной промышленности, черной и цветной металлургии на обогатительных фабриках, а также при обогащении неметаллического сырья.

Известна флотационная пневматическая машина аэролифтного типа, в которой дробление воздуха осуществляется подачей последнего через диспергатор, установленный внутри трубы аэролифта. Диспергатор выполнен в виде закрученной ленты (SU, патент №2054972, кл. B03D 1/24, 1996).

Недостатком данного устройства является невозможность управления размером образующихся пузырьков воздуха.

Известна флотационная пневматическая машина аэролифтного типа (SU, патент №2043168, кл. B03D 1/24, 1995 г.). В этой машине дробление воздуха осуществляется прохождением через аэролифты телескопического типа. Недостатком данной машины является двухсекционная компоновка машины с установкой двух аэролифтов, что существенно усложняет устройство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является флотационная пневматическая машина аэролифтного типа, включающая загрузочное устройство, камеру, разделенную на два отделения, наклонный пенный желоб, разгрузочное устройство и аэратор, расположенный в донной части (SU, патент №2334558, кл. B03D 1/00, 2008 г.). В данной машине дробление воздуха производится его прохождением через набор патрубков, укомплектованных соплами Лаваля. Недостатком известного устройства является отсутствие регулировки аэрации подаваемого воздуха и, как следствие, низкая эффективность флотации.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности флотации, путем повышения извлечения полезного компонента в концентрат.

Указанный технический результат достигается тем, что во флотационной пневматической машине аэролифтного типа, включающей загрузочное устройство, камеру, разделенную на два отделения, наклонный пенный желоб, разгрузочное устройство и аэратор, расположенный в донной части камеры, согласно изобретению, камера представляет собой емкость прямоугольного сечения, причем вертикальные боковые стенки ее параллельны друг другу, а часть фронтальной и задней стенок имеют наклон в сторону пенного желоба, причем наклонная часть фронтальной стенки начинается от дна камеры и заканчивается на уровне загрузочного окна, а наклон задней стенки начинается выше уровня загрузочного окна, причем камера разделена на транспортную зону и зону флотации наклонной составной перегородкой, состоящей из трех частей, причем верхняя неподвижная часть перегородки размещена параллельно наклонной части задней стенки камеры, а верхняя кромка этой части перегородки размещена на уровне порога пенного желоба, при этом нижняя неподвижная часть составной перегородки параллельна вертикальной части задней стенки камеры, верхняя кромка нижней части перегородки размещена на высоте нижней части загрузочного окна, а нижняя кромка этой перегородки размещена с зазором над дном камеры, причем верхняя кромка средней поворотной части перегородки соединена шарнирно с нижней кромкой верхней части составной перегородки, а нижняя кромка средней части перегородки размещена на высоте нижней части загрузочного окна, при этом камера дополнительно снабжена двумя решетками, размещенными в зоне флотации, причем нижняя решетка установлена неподвижно, на уровне верхней кромки нижней части составной перегородки, а верхняя решетка выполнена двухрядной и закреплена на механизме перемещения с возможностью перемещения в зоне флотации, при этом в верхней части машины, в ее пенном слое, с зазором относительно верхней стенки камеры установлена дополнительная неподвижная перегородка, нижняя кромка которой размещена ниже порога пенного желоба, а в пенном слое машины установлен с возможностью вертикального перемещения шибер, сопряженный с верхней неподвижной частью составной перегородки.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в верхней неподвижной части наклонной перегородки, ниже подвижной решетки вырезано окно во всю длину наклонной перегородки, сечение которого перекрывается шибером с возможностью вертикального возвратно-поступательного передвижения, местоположение шибера регулируется исполнительным механизмом.

На фиг. 1 представлена пневматическая флотационная машина аэролифтного типа.

На фиг. 2 представлена пневматическая флотационная машина аэролифтного типа в разрезе.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения пневматической флотационной машины аэролифтного типа с окном, вырезанным во всю длину наклонной перегородки.

Флотационная пневматическая машина аэролифтного типа включает загрузочное устройство 1, камеру 2, пенный наклонный желоб 3 и разгрузочное устройство 4.

Камера 2 представляет собой емкость прямоугольного сечения. Вертикальные боковые ее стенки 5 и 6 параллельны друг другу, а часть фронтальной и задней стенок 7 и 8 имеют наклон в сторону пенного желоба 3. Наклонная часть 9 фронтальной стенки 7 начинается от дна 10 камеры 2 и заканчивается на уровне загрузочного окна 11, а наклонная часть 12 задней стенки 8 начинается выше уровня загрузочного окна 11. Камера 2 разделена на транспортную зону 13 и зону 14 флотации наклонной составной перегородкой 15, состоящей из трех частей 16, 17 и 18, причем верхняя неподвижная часть 16 перегородки 15 размещена параллельно наклонной части 12 задней стенки 8 камеры 2, а верхняя кромка части 16 перегородки 15 размещена на уровне порога 19 пенного желоба 3. Нижняя неподвижная часть 18 составной перегородки 15 параллельна вертикальной части задней стенки 8 камеры. Верхняя кромка нижней части 18 перегородки 15 размещена на высоте нижней части загрузочного окна 11, а нижняя кромка этой части 18 перегородки 15 размещена с зазором над дном 20 камеры 2, образуя канал для прохода пульпы в зону аэратора. Верхняя кромка средней поворотной части 17 перегородки 15 соединена шарнирно с нижней кромкой верхней части 16 составной перегородки 15, а нижняя кромка средней части 16 составной перегородки 15 размещена на высоте нижней части загрузочного окна 11. Камера 2 дополнительно снабжена двумя решетками 21 и 22, размещенными в зоне 14 флотации. Нижняя решетка 21 установлена неподвижно, на уровне верхней кромки нижней части 18 составной перегородки 15, а верхняя решетка 22 выполнена двухрядной и закреплена на механизме перемещения 23 с возможностью перемещения в зоне 14 флотации. Неподвижная решетка 21 представляет собой набор пластин, расположенных относительно друг друга на некотором расстоянии и под углом. Подвижная решетка 22 представляет собой два ряда пластин, расположенных относительно друг друга на некотором расстоянии и под углом. В верхней части машины, в ее пенном слое 24, с зазором относительно верхней стенки 25 (зазор необходим для выхода транспортного воздуха) камеры 2 установлена дополнительная неподвижная перегородка 26, нижняя кромка которой размещена ниже порога 19 пенного желоба 3. В пенном слое 24 машины установлен с возможностью вертикального перемещения шибер 27, сопряженный с верхней неподвижной частью 16 составной перегородки 15. Местоположение подвижного шибера 27 по высоте регулируется исполнительным механизмом 28.

В придонной части камеры 2 размещен аэратор 29. Аэратор 29 представляет собой коробчатую конструкцию, нижняя часть которой выполнена щелевидной, перекрываемой резиновой пластиной 30. Подача воздуха в аэратор 29 осуществляется под давлением по воздуховоду 31 и регулируется при помощи крана 32.

В перегородке 16 размещено окно (для обмена материалом между двумя зонами), сечение которого перекрывается шибером 33 с возможностью вертикального возвратно-поступательного передвижения, местоположение шибера регулируется исполнительным механизмом 34.

Работа пневматической флотационной машины аэролифтного типа осуществляется следующим образом.

Поступающий в камеру 2 машины материал в виде обработанной реагентами пульпы подается через загрузочное окно 11 в среднюю часть транспортной зоны 13 камеры 2, пульпа опускается вниз и через канал для прохода пульпы, образуемый зазором между дном 20 камеры 2 и нижней кромкой неподвижной части 18 составной перегородки 15, попадает в зону аэратора 29. Затем пульпа, за счет аэролифтного эффекта транспортируется в верхнюю часть зоны 14 флотации камеры 2. Регулировка объема пульпы, поступающей в зону 14 флотации, производится при помощи средней поворотной части 17 перегородки 15 перекрыванием или раскрыванием сечения между нижней кромкой поворотной части и верхней кромкой неподвижной нижней перегородкой. Подача воздуха в аэратор 29 осуществляется под давлением по воздуховоду 31 и регулируется при помощи крана 32.

Нагнетаемый в камеру воздух, отжимая резиновую пластину 30, выходит из аэратора 29 в виде воздушного факела. В зоне выхода воздушного факела происходит перемешивание пульпы с поступающим воздухом, образующаяся пульповоздушная смесь, поднимаясь и проходя через нижнюю неподвижную решетку 21, дробится - первая стадия дробления воздушного факела. Вторая стадия дробления воздуха до оптимальной крупности пузырьков производится на второй, подвижной и регулируемой решетке 22. Регулировка крупности пузырьков воздуха производится изменением положения решетки по высоте исполнительным механизмом. При подъеме решетки соответственно уменьшаются расстояние между решеткой и поверхностью пульпы, время подъема пузырьков до поверхности и соответственно и вероятность коалесценции пузырьков. Воздушные пузырьки с закрепившимися на них флотируемыми частицами образуют восходящий поток пульповоздушной смеси. Достигнув поверхности пульпы, поток образует трехфазную пену, которая, двигаясь через установленный с возможностью вертикального перемещения шибер 27, и дополнительную неподвижную перегородку 26, нижняя кромка которой размещена ниже порога 19 пенного желоба 3, в режиме «подъем», «опускание», переливом разгружается в пенный желоб 3. Наличие дополнительной неподвижной перегородки 26 препятствует прямому сходу пенного продукта в пенный желоб 3.

Местоположение подвижного шибера 27 по высоте регулируется исполнительным механизмом 28. Подвижный шибер 27 обеспечивает регулировку высоты пены. Оператор регулирует высоту пенного слоя, исходя из условия максимизации содержания ценного компонента в пенном продукте или извлечения в него ценного компонента, что в свою очередь определяется размещением машины либо в перечистной операции, либо в операции основной флотации.

Выполнение нижней части 9 фронтальной стенки 7 с наклоном в сторону пенного желоба 3 облегчает транспортировку твердого продукта из транспортной зоны 13 в зону аэратора 29.

А выполнение с наклоном верхней части 12 задней стенки 8 облегчает транспортировку пульповоздушной смеси в зоне флотации в сторону разгрузки пенного продукта, выполняя роль направляющей.

Размещение окна в перегородке 16 с перекрываемым сечением позволяет обеспечить массообмен и массоперенос материала между транспортной и флотационной зонами.

Эти признаки способствуют повышению эффективности флотации.

Наличие шибера 27 и дополнительной перегородки 26, регулирующих перемещение пенного слоя к пенному желобу, обеспечивает перечистку материала в пенном слое и, как следствие, повышение эффективности флотации.

Установка двух решеток 21 и 22, положение одной из которых изменяется по высоте, позволяет регулировать размер воздушных пузырьков и, как следствие, флотировать частицы широкого диапазона крупности, что, в свою очередь, способствует повышению эффективности флотации.

Таким образом, использование предложенной флотационной пневматической машины аэролифтного типа позволит повысить эффективность флотации, путем повышения извлечения полезного компонента в концентрат.