ФЛОТАЦИОННАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ КОЛОННАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к конструкциям флотационных машин колонного типа, которые могут быть использованы при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические ископаемые.

Известна конструкция пневматической флотационной машины, защищенная патентом РФ №2038865, B03D 1/24. Машина включает камеру с расположенным в ней аэратором, пенный порог, загрузочное приспособление в виде трубы с отверстиями и циркуляционную трубу.

Известна флотационная пневматическая машина, включающая камеру с размещенным внутри аэратором, загрузочное и разгрузочное приспособление, установленный в центре камеры аэролифт со смесителем в нижней части (см. патент РФ №2054972, B03D 1/24).

Известна флотационная пневматическая машина, включающая камеру с набором концентрически расположенных емкостей для прямоточной и противоточной флотации, диспергаторы, загрузочное и разгрузочные приспособления, пеносборник, расположенный между концентрически расположенными емкостями для прямоточной и противоточной флотации (см. авторское свидетельство СССР №598647, B03D 1/14).

Недостатком указанной машины является сложность ее конструкции, а отсутствие зависимости размеров пенного желоба не обеспечивает его достаточную транспортировочную способность, что приводит к неработоспособности флотомашины в целом.

Наиболее близкой по технической сущности является флотационная пневматическая колонная машина, включающая корпус, состоящий из расширенной верхней и нижней частей, центральную трубу, расположенную в расширенной части корпуса и делящую верхнюю расширенную часть корпуса на камеры основной флотации и дофлотации, пеносборник, выполненный в виде двускатного кольцевого желоба и расположенный с наружной стороны расширенной части корпуса, питающее приспособление, выполненное в виде эжекторов, разгрузочное приспособление, аэраторы, кольцевой отбойник, в сечении представляющий собой треугольник, вершина которого направлена к оси машины (см. патент РФ №2281169, B03D 1/24).

Недостатком известной машины является то, что пенный продукт из камеры дофлотации через ее верхний срез поступает на пенный слой камеры основной флотации и, далее, в пенный желоб, что приводит к сталкиванию и взаимному разрушению аэрофлокул в пенном слое. Указанный недостаток обуславливает снижение производительности флотомашины по пенному продукту и приводит к тому, что она недостаточно эффективно работает в тех операциях флотации, где требуется большой выход пенного продукта.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности машины по пенному продукту за счет исключения подачи пенного продукта камеры дофлотации на пенный слой камеры основной флотации и оптимизации размеров пенного желоба.

Указанный результат достигается тем, что во флотационной пневматической машине, включающей корпус, состоящий из расширенной верхней части и нижней части, центральную трубу, расположенную внутри расширенной части корпуса, пеносборник, питающее, аэрирующее и разгрузочное приспособления, пеносборник расположен концентрично внутри верхней расширенной части корпуса и выполнен в виде кольцевого желоба, образованного с одной стороны внешним диаметром центральной трубы, а с другой - образующей пеносборника, диаметр которого определен из зависимости

D_{внешн. пен.}=k₁·d_{внутр. пен}

где:

D_{внеш. пен.} - внешний диаметр пеносборника, м;

k₁ - эмпирический коэффициент для определения внешнего диаметра пеносборника, выбран от 1,30 до 1,50 в зависимости от вида флотируемого сырья;

d_{внутр. пен.} - внутренний диаметр пеносборника, м; определен из зависимости

d_{внутр. пен.}=d_{центр. трубы}=d_{нижн. корп.}=k₂·Q;

d_{центр. трубы} - диаметр центральной трубы, м;

d_{нижн. корп.}- диаметр нижней части корпуса, м;

Q - заданная производительность машины по исходному продукту, т/ч;

k₂ - эмпирический коэффициент для определения внутреннего диаметра пеносборника, диаметра центральной трубы и нижней части корпуса, выбран от 0,005 до 0,008.

Оптимальное значение коэффициента k₁ определено экспериментально. В процессе исследований установлено, что при слишком малом значении k₁ транспортировочная способность пенного желоба резко снижается из-за его недостаточной ширины, а при избыточном значении k₁ за счет чрезмерного увеличения ширины пенного желоба неоправданно сокращается площадь пенообразования в камере основной флотации, что приводит к снижению производительности машины по пенному продукту.

Оптимальный внутренний диаметр пеносборника, равный диаметрам центральной трубы и нижней части цилиндрического корпуса колонной флотомашины, зависит от количества пропускаемой через нее пульпы, т.е. от производительности машины по исходному продукту. Как показали экспериментальные исследования, оптимальный диаметр нижней части корпуса и ее производительность по исходному продукту связаны соотношением d_{нижн. корп.}=k₂·Q, где коэффициент пропорциональности k₂ между ними может принимать значения от 0,005 до 0,08.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид флотационной пневматической колонной машины.

Флотационная машина включает корпус, состоящий из расширенной верхней части 1, нижней части 2, центральную трубу 3, расположенную в расширенной части корпуса 1 и делящую верхнюю расширенную часть корпуса на камеры основной флотации 4 и дофлотации 5, пенный желоб 6, расположенный между центральной трубой 3 и образующей 7. Камера основной дофлотации 5, оснащена аэрирующим устройством 9, размещенным в ее нижней части. Кроме того, камера основной дофлотации 5, оснащена устройством донной разгрузки 10, а пенный желоб 6 - патрубками удаления пенного продукта 11 и кольцевым отбойником 12.

Флотационная машина работает следующим образом.

Предварительно обработанная реагентами пульпа поступает через эжектор 8 в камеру основной флотации 4. Одновременно в эжектор 8 поступает воздух, который вступает в контакт с гидрофобными зернами пульпы, образуя аэрофлокулы. Аэрофлокулы, всплывая, образуют пенный продукт. Пенный продукт разгружается в пенный желоб 6 и через патрубки 11 направляется на сгущение (на чертеже не показано). Верхний срез внешней стенки камеры основной флотации 4 находится выше, чем верхний срез пенного желоба 6, что исключает перелив пенного продукта камеры основной флотации 4 наружу. Зерна с недостаточно гидрофобизированной поверхностью, а также гидрофильные зерна разгружаются в камеру дофлотации 5. Кольцевой отбойник 12 позволяет осуществлять контакт минерала и пузырьков воздуха не в противотоке, а под углом, т.е. создавать оптимальные условия для флотации зерен в камере дофлотации 5. В аэрирующем устройстве 9 камеры дофлотации 5 создаются аэрофлокулы, которые образуют пенный продукт в верхней части камеры дофлотации 5. Гидрофильные зерна опускаются в донную часть камеры дофлотации 5 и удаляются через устройство донной разгрузки 10. Пенный продукт из камеры дофлотации 5 через ее верхний срез также поступает в пенный желоб 6 и через патрубки 11 направляется на сгущение.

Заявляемая флотомашина была испытана в операции основной флотации медьсодержащей руды в сравнении с известной машиной КФМ-1400М. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Результаты таблицы 1 свидетельствуют о том, что заявляемая конструкция флотационной пневматической машины за счет расположения пеносборника внутри верхней части корпуса у боковой поверхности центральной трубы (что исключило подачу пенного продукта камеры дофлотации на пенный слой камеры основной флотации), а также оптимизации размеров пенного желоба позволяет повысить производительность по пенному продукту без снижения его качества.