ФЛОТАЦИОННАЯ МАШИНА

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для флотации пульпы, а так же в различных химических и технологических процессах.

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 нижнем основании [1] . Соотношения диаметров основания усеченного конуса и пределы расстояния от меньшего основания конуса до дна камеры выбраны из условия обеспечения эффективности процесса флотации.

Однако 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 затем 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. Кроме того, форма камеры не способствует обеспечению дополнительной диспергации (воздуха)пульпы и предотвращению износа камеры.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является флотационная машина [2], которая выбрана за прототип.

Флотационная машина включает камеру, с днищем и стенками, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом, на днище камеры под импеллером, соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности, суживающаяся кверху.

Известная флотационная машина позволяет повысить эффективность флотации за счет флотации как мелких, так и крупных фракций. Установка на днище камеры под импеллером и соосно с ним плиты позволяет произвести разделение мелких и крупных частиц в пульпе. При вращении импеллера пульпа засасывается в зону разряжения, образующуюся в пространстве между статором и импеллером с находящейся под ним плитой. При этом пульпа совершает сложное винтообразное движение, поднимаясь вверх относительно сужающейся кверху боковой поверхности плиты. Выступы на боковой поверхности плиты способствуют "оттирке" крупных и мелких частиц.

Однако, засасываясь снизу из камеры пульпа попадает в пространство между импеллером и статором и выбрасывается в камеру через межлопастное пространство статора, при этом часть пульпы бьется о статор, диспергируется и поднимается вверх камеры, а недиспергированная часть бьется о стенку, способствуя износу последней и снижая эффективность флотации.

Предлагаемая флотационная машина решает задачу повышения эффективности флотации и увеличения срока службы флотационной машины за счет предотвращения преждевременного износа камеры.

Поставленная цель достигается тем, что во флотационной машине, включающей камеру с днищем и стенками, аэрационный узел, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, соединенный с полым валом, на днище камеры под импеллером соосно с ним установлена плита с выступами на боковой поверхности, сужающаяся кверху, согласно изобретению, часть днища камеры, расположенная вокруг наружной поверхности статора, выполнена с углом наклона 35 -50^o, при этом верхняя часть наклонной поверхности днища соединена со стенкой камеры выше верхней части аэрационного узла.

Кроме того, наклонная поверхность днища может быть снабжена выступами. Выполнение части днища камеры с углом наклона 35^o-50^o и соединение верхней части днища со стенкой камеры выше верхней части аэрационного узла позволяет создать оптимальные условия для дополнительной диспергации части пульпы, которая бьется о стенку камеры, проходя через лопасти статора. Выбор угла наклона и высоты наклонной поверхности обеспечивает максимальную дополнительную диспергацию пульпы и способствует созданию дополнительных восходящих потоков, способствующих повышению эффективности процесса флотации. Кроме того при таком выполнении днища предотвращается износ корпуса и статора флотационной машины. Если верхняя часть наклонной поверхности будет ниже верхней части аэрационного узла, будет разрушаться верхняя часть статора. Выполнение на наклонной части поверхности днища футеровки с выступами обеспечивает уменьшение закручивания потоков пульпы, дополнительную разбивку воздуха, а следовательно, и его диспергацию, направляет вверх потоки пульпы и предотвращает износ флотационной машины.

На чертеже представлен эскиз предлагаемой флотационной машины.

Флотационная машина включает камеру 1, в которой размещен лопастной статор 2. Внутри статора помещен импеллер 3, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, с выступами 4 на боковой поверхности. В верхней части импеллера расположен диск 5 с центральным отверстием и радиальными лопастями 6.

Лопасти 6 являются продолжением выступов 4, при этом количество лопастей может быть меньше количества выступов 4. Импеллер 3 связан с полым валом 7 для подвода воздуха. На днище камеры 1 под импеллером 3, соосно с ним, установлена плита 8 в виде усеченного конуса, сужающаяся кверху. Боковая поверхность плиты 6 снабжена выступами 9. Днище 10 камеры 1 выполнено с углом наклона 35 - 50^o. Верхняя часть наклонной поверхности днища 10 соединена со стенкой 11 камеры 1, выше верхней части 12 аэрационного узла, включающего статор 2 и импеллер 3. Наклонная часть днища 10 может быть снабжена выступами 13. Форма выступов может быть различной.

Флотационная машина работает следующим образом.

Полый вал 7, а вместе с ним импеллер 3 приводятся во вращение от привода (на чертеже не показано). Через полый вал 7 поступает воздух в нижнюю полость конического импеллера 3 и через отверстие в нижнем основании импеллера 3 вводится в пульпу. При вращении импеллера 3 в области, прилегающей к нижней части импеллера 3, создается разряжение, вследствие чего пульпа засасывается снизу через лопасти статора 2.

Пульпа поднимается вверх по поверхности плиты 8 и импеллера 3, совершая сложное винтообразное движение, после чего выбрасывается в объем камеры 1. При этом при движении пульпы по боковой поверхности плиты 8 происходит разделение крупных и мелких фракций на выступах 9 ("оттирка" частиц пульпы). Подаваемый воздух устремляется вверх по конической поверхности импеллера 3 и диспергируется на выступах 4 и на кромках лопастей 8 вследствие турбулизации вихрей, создаваемых при вращении импеллера 3. Выступы 4 импеллера 3 способствуют также усилению придонной циркуляции пульпы за счет активного вовлечения слоев пульпы во вращение.

В верхней части камеры формируется восходящий поток пульпы благодаря тому, что пульпа засасывается из верхней части камеры 1 через центральное отверстие в диске 5 и радиальные лопасти 8 в зону разряжения под диском 5, а затем поднимается в верхнюю часть камеры 1. На поток придонной циркуляции набегает поток, сформированный в верхней части камеры 1, образуя высокую турбулентность в зазоре между статором 2 и кромками лопастей 6 импеллера 3, образуя зону интенсивного диспергирования воздуха. Разделенные на выступах 9 плиты крупные и мелкие частицы переносятся потоком придонной циркуляции в зону интенсивного диспергирования воздуха на кромках лопастей 6, где захватываются пузырьками воздуха. Образованная пульповоздушная смесь проходит через зазор между диском 5 и статором 2 и транспортируется восходящим потоком в верхнюю часть камеры 1 и выводится в виде пенного продукта.

При этом следует отметить, что часть пульпы, с большой скоростью ударяясь о статор, диспергируется, создается восходящий поток, транспортируемый в верхнюю часть камеры 1, а недиспергированная часть пульпы, проходя между лопастями статора, бьется о наклонную поверхность днища 10, дополнительно диспергируясь и устремляется в верхнюю часть камеры, что увеличивает эффективность флотации. Наклонная поверхность днища 10 выполнена под углом 35 - 50^o играет также роль направляющей для потока пульпы. Такое выполнение днища позволяет повысить эффективность флотации и предотвратить преждевременный износ флотационной машины.

Выполнение выступов 13 на наклонной поверхности днища 10 позволяет обеспечить дополнительную разбивку воздуха и направляет пульпу вверх, что также способствует повышению эффективности флотации. Кроме того, наличие выступов способствует снижению износа флотационной машины.

Флотационная машина проходила испытания в течение двух лет. Испытания подтвердили, что применение предлагаемой флотационной машины позволяет повысить эффективность флотации и увеличить срок службы за счет предотвращения износа флотационной машины.

Список литературы
1. SU, авторское свидетельство N 899144, кл. B 03 D 1/14, 1982 г.

2. Патент РФ N 2095153, кл. B 03 D 1/14, 1997 г. - прототип.