Пневматические флотационные машины

В пневматических флотационных машинах (рис. 8.7) пульпа аэри­руется и перемешивается сжатым воздухом.

Рис.8.7. Пневматические флотомашины

а –аэролифтная, б – флотационная колонна, в – пенной сепарации

В аэролифтных машинах (рис. 8.7, а) подаваемый из ре­сивера 1 под давлением 0,12—0,3 атм воздух, выходя из тру­бок б, поднимается между продольными стенками аэролифта 5, установленными в ванне 4, и смешивается с пульпой, понижая ее плотность в этой зоне. Вследствие возникающей разности гидростатического давления пульпа выбрасывается из аэро­лифта 5 и падает между его стенками и перегородками 2. В аэ­ролифте и зоне падения происходит интенсивное перемеши­вание воздуха с пульпой и его диспергирование. Аэриро­ванная пульпа вытекает из зоны падения через отверстия в пе­регородках 2. Толщина слоя пены, образующейся между пере­городками и стенками машины, регулируется хвостовым по­рогом или накладками на пенных порогах 3.

Пульпа циркулирует в ванне машины под действием аэро­лифта и течет вдоль машины под напором поступающего в машину потока.

В последние годы в России и за рубежом испытываются и используются в качестве флотационных аппаратов пневмати­ческие флотационные колонны (рис. 8.7, б). Высота их меня­ется от 2 до 10 м, а сечение может быть круглым, эллиптиче­ским или прямоугольным. Исходная пульпа по пульпопрово­ду 5 подается в среднюю часть колонны 4, а воздух из ресиве­ра 1 под необходимым давлением вводится в аэратор 6, имеющий сменную поверхность из пористого материала с от­верстиями от 5 мкм до 2,5 мм.

Флотация в колонне осуществляется при противоточном движении воздушных пузырьков и потоков пульпы. Пульпа движется вниз к разгрузочному отверстию 7 навстречу всплы­вающим пузырькам. Воздушные пузырьки образуют на по­верхности колонны пену, которая орошается для удаления ча­стиц пустой породы водой из трубы 3. Пена отводится по тру­бе 2. При работе колонны скорость нисходящих потоков пуль­пы должна быть меньше скорости всплывания воздушных пу­зырьков. Превышение этой скорости приведет к локальному скоплению пузырьков, их коалесценции и периодическому выбросу воздушных пробок.

Во флотационной машине пенной сепарации (рис. 8017, в) загрузка пульпы, обработанной реагентами, осуществляется сверху через загрузочное устройство 1 и приемные желоба 3, обеспечивающие равномерное распределение пульпы по всей длине флотационной машины — на ее правую и левую сторо­ны. Пульпа в желобах 3 подвергается разжижению и аэрации воздухом, эжектируемым при работе брызгал 2, и воздухом, подаваемым через резиновые пористые трубки, установлен­ные в этих желобах. Затем пульпа поступает на пенный слой, образуемый в результате подачи сжатого воздуха (под давле­нием около 1,5 атм), через трубчатые резиновые аэраторы 4 с пористыми стенками, установленными на 150—200 мм ниже пенных порогов.

Гидрофобные минеральные частицы закрепляются на по­верхности воздушных пузырьков, а гидрофильные частицы под действием силы тяжести падают на дно камеры и разгру­жаются через разгрузочное устройство 6. Разгрузка сфлотированных частиц осуществляется через пенные пороги в концентратные желоба 5.

Принципиально новый способ подачи пульпы в машину, обеспечивающий максимальную вероятность флотации при минимальных значениях инерционных сил, позволяет значи­тельно увеличить скорость флотации и повысить крупность флотируемых частиц в 3 — 4 раза по сравнению с обычными флотационными машинами.

К достоинствам машин пневматического типа относятся: предельная простота конструкции; отсутствие вращающихся частей, быстроизнашивающихся деталей и узлов, малая метал­лоемкость; простота эксплуатации. Недостатки — необходи­мость применения воздухонагнетательных установок для по­дачи воздуха и насосов для перекачки промпродуктов; огра­ниченность применения (только для простых схем флотаци­онного обогащения).

При выборе машин для оснащения обогатительных фаб­рик исходят главным образом из свойств руды, возможностей получения максимальных технологических показателей, ми­нимальных энергетических затрат, простоты регулирования и эксплуатации.

В настоящее время могут быть рекомендованы к широко­му промышленному использованию:

• механические типа ФМР — в сложных схемах флота­ции, требующих установки большого числа всасывающих ка­мер и тщательного покамерного регулирования выхода пенно­го продукта. Они обычно используются также при флотации крупнозернистых материалов;

• пневмомеханические типа ФПМ и ОК — в схемах фло­тации при крупности перерабатываемого материала не менее 40 % -0,074 мм с максимальной крупностью зерен до 1 мм;

• аэролифтные — в простых схемах флотации, не требу­ющих высокой селективности, с большим выходом пенного продукта;

• колонные — в схемах флотации тонкозернистых мате­риалов и в циклах перечистки концентратов.

Современной тенденцией является разработка новых кон­струкций флотационных машин с камерами большого объема. Это позволяет существенно укрупнять секции, сокращает ком­муникации и вспомогательное оборудование, уменьшает число точек и приборов автоматического контроля и управления тех­нологическим процессом, повышает производительность труда.

Флотационные машины

Флотационными машинами называют аппараты, в которых осуществляют флотацию. Широкое применение флотации для обогащения самых разнообразных полезных ископаемых привело к созданию большого числа типов и конструкций флотационных машин.

Классификацию флотационных машин чаще всего производят в зависимости от способа аэрации и перемешивания пульпы. По этому признаку машины разделяют на механические, пневматические и пневмомеханические (рисунок …).

Рисунок … — Схемы механической (а) и пневмомеханической (б) флотационных машин

Механическая флотационная машина (рисунок …, а) состоит из последовательного ряда камер 1. В центральной части каждой камеры внутри трубы 4 размещен вращающийся вал 2 с импеллером 3. При вращении импеллера проходящая через него пульпа эжектирует (засасывает) атмосферный воздух и выбрасывает его в камеру, заполненную пульпой. Образование воздушных пузырьков и аэрация пульпы происходят в результате турбулизации пульповоздушной смеси, поступающей из импеллера в камеру. Пенный продукт (обычно концентрат) с помощью гребкового устройства 5 направляется на обезвоживание (или перечистку). Камерный продукт самотеком поступает в следующую камеру или выдается в качестве хвостов (из последней камеры машины). Пневмомеханическая флотационная машина (рисунок …, б) отличается от механической тем, что в ней на валу 1 установлена мешалка (аэратор) 2, назначение которой — перемешивать пульпу и подаваемый от воздуходувки под давлением воздух.

Пневматическая (аэрлифтная) флотомашина конструктивно является наиболее простой. Она представляет собой емкость, вытянутую вверх, прямоугольного или круглого сечения, с коническим днищем, внутри которой расположена аэрлифтная труба. В трубу под давлением подается сжатый воздух, который интенсивно перемешивает пульпу и насыщает ее пузырьками. Образующаяся на поверхности пена самотеком разгружается в желоба.

Флотационные машиныпредназначены для проведения собственно флотации. В них осуществляют перемешивание твердых частиц (суспендирование пульпы) и поддержание их во взвешенном состоянии; аэрацию пульпы и диспергирование в ней воздуха; селективную минерализацию пузырьков путем контакта с обработанными флотореагентами частицами; создание зоны пенного слоя; разделение пульпы и минерализов. пены; удаление и транспортировку продуктов обогащения. Впервые патент на флотационную машину выдан в 1860; первые промышленные образцы машин разработаны в 1910-14 (T. Гувер и Д. Кэллоу, США).

Широкое использование флотации для обогащения полезных ископаемых привело к созданию разных конструкций машин. Каждая машина состоит из ряда последовательно расположенных камер с приемными и разгрузочными устройствами для пульпы; каждая камера снабжена аэрирующим и пено-съемным устройствами. Различают одно- и многокамерные флотационные машины. К однокамерным относятся флотационные колонны, в которых высота камер превышает их ширину более чем в 3 раза; эти аппараты применяют при флотационном обогащении мономинеральных руд и флотационном отделении шламов.

Многокамерные машины позволяют реализовать сложные схемы обогащения полиминеральных руд с получением нескольких концентратов.

По способам аэрации пульпы выделяют механические, пневмомеханические, пневмогидравлические и пневматические машины. В механических машинах взвешивание частиц руды (перемешивание пульпы), засасывание и диспергированиевоздуха осуществляется аэратором, или импеллером. В отличие от этих устройств в пневмомеханические машины (схему камеры см. на рис.) воздух подается в зону импеллера принудительно с помощью воздуходувки. В пневмогидравлических машинах воздух диспергируется в аэраторах спец. конструкций (например, в эжекторах) при взаимодействии струй жидкости и воздуха. В пневматических машинах воздух диспергируется при продавливании через пористые перегородки.

Работа механических и пневмомеханических машин в значительной степени определяется конструкцией импеллера, вариантом подвода к нему воздуха, особенностями перекачивания импеллером пульпы и ее циркуляции в камере. От способа перекачивания пульпы импеллером зависят особенности аэрации пульпы и гидродинамический режим в камере. Последний определяется также размерами зоны интенсивной циркуляции пульпы. По этому признаку различают машины с придонной циркуляцией и циркуляцией во всем объеме камеры.

Характер движения потоков пульповоздушной смеси в камере зависит от конструкций статора машины (имеет вид цилиндров или пластин), устройства для удаления минерализованной пены с поверхности пульпы (обычно применяют лопастной пеносъемник), успокоителей (предотвращают разрушение пенного слоя), межкамерных перегородок, наличия отбойников и формы камеры (имеет, как правило, скошенные снизу боковые стенки, благодаря чему исключается накапливание в углах твердых частиц и облегчается их перемещение у дна от стенок к импеллеру).

35.Флотационные машины должны удовлетворять следующим основным требованиям:

— обеспечивать непрерывность флотационного процесса;

— содействовать максимальному извлечению полезного минерала из перерабатываемой руды;

— обеспечивать оптимальную подачу воздуха в пульпу, хорошее диспергирование и равномернее распределение воздушных пузырьков по всему объему пульпы;

— обеспечивать полное отделение и удаление минерализованной пены и возможность простой и широкой регулировки подачи воздуха;

— иметь минимальную затрату времени иа флотирование ма­териала и минимальную затрату энергии на диспергирование воздуха и перемешивание пульпы.

Пневматические флотационные машины

В пневматических флотационных машинах (рис. 8.7) пульпа аэри­руется и перемешивается сжатым воздухом.

Рис.8.7. Пневматические флотомашины

а –аэролифтная, б – флотационная колонна, в – пенной сепарации

В аэролифтных машинах (рис. 8.7, а) подаваемый из ре­сивера 1 под давлением 0,12—0,3 атм воздух, выходя из тру­бок б, поднимается между продольными стенками аэролифта 5, установленными в ванне 4, и смешивается с пульпой, понижая ее плотность в этой зоне. Вследствие возникающей разности гидростатического давления пульпа выбрасывается из аэро­лифта 5 и падает между его стенками и перегородками 2. В аэ­ролифте и зоне падения происходит интенсивное перемеши­вание воздуха с пульпой и его диспергирование. Аэриро­ванная пульпа вытекает из зоны падения через отверстия в пе­регородках 2. Толщина слоя пены, образующейся между пере­городками и стенками машины, регулируется хвостовым по­рогом или накладками на пенных порогах 3.

Пульпа циркулирует в ванне машины под действием аэро­лифта и течет вдоль машины под напором поступающего в машину потока.

В последние годы в России и за рубежом испытываются и используются в качестве флотационных аппаратов пневмати­ческие флотационные колонны (рис. 8.7, б). Высота их меня­ется от 2 до 10 м, а сечение может быть круглым, эллиптиче­ским или прямоугольным. Исходная пульпа по пульпопрово­ду 5 подается в среднюю часть колонны 4, а воздух из ресиве­ра 1 под необходимым давлением вводится в аэратор 6, имеющий сменную поверхность из пористого материала с от­верстиями от 5 мкм до 2,5 мм.

Флотация в колонне осуществляется при противоточном движении воздушных пузырьков и потоков пульпы. Пульпа движется вниз к разгрузочному отверстию 7 навстречу всплы­вающим пузырькам. Воздушные пузырьки образуют на по­верхности колонны пену, которая орошается для удаления ча­стиц пустой породы водой из трубы 3. Пена отводится по тру­бе 2. При работе колонны скорость нисходящих потоков пуль­пы должна быть меньше скорости всплывания воздушных пу­зырьков. Превышение этой скорости приведет к локальному скоплению пузырьков, их коалесценции и периодическому выбросу воздушных пробок.

Во флотационной машине пенной сепарации (рис. 8017, в) загрузка пульпы, обработанной реагентами, осуществляется сверху через загрузочное устройство 1 и приемные желоба 3, обеспечивающие равномерное распределение пульпы по всей длине флотационной машины — на ее правую и левую сторо­ны. Пульпа в желобах 3 подвергается разжижению и аэрации воздухом, эжектируемым при работе брызгал 2, и воздухом, подаваемым через резиновые пористые трубки, установлен­ные в этих желобах. Затем пульпа поступает на пенный слой, образуемый в результате подачи сжатого воздуха (под давле­нием около 1,5 атм), через трубчатые резиновые аэраторы 4 с пористыми стенками, установленными на 150—200 мм ниже пенных порогов.

Гидрофобные минеральные частицы закрепляются на по­верхности воздушных пузырьков, а гидрофильные частицы под действием силы тяжести падают на дно камеры и разгру­жаются через разгрузочное устройство 6. Разгрузка сфлотированных частиц осуществляется через пенные пороги в концентратные желоба 5.

Принципиально новый способ подачи пульпы в машину, обеспечивающий максимальную вероятность флотации при минимальных значениях инерционных сил, позволяет значи­тельно увеличить скорость флотации и повысить крупность флотируемых частиц в 3 — 4 раза по сравнению с обычными флотационными машинами.

К достоинствам машин пневматического типа относятся: предельная простота конструкции; отсутствие вращающихся частей, быстроизнашивающихся деталей и узлов, малая метал­лоемкость; простота эксплуатации. Недостатки — необходи­мость применения воздухонагнетательных установок для по­дачи воздуха и насосов для перекачки промпродуктов; огра­ниченность применения (только для простых схем флотаци­онного обогащения).

При выборе машин для оснащения обогатительных фаб­рик исходят главным образом из свойств руды, возможностей получения максимальных технологических показателей, ми­нимальных энергетических затрат, простоты регулирования и эксплуатации.

В настоящее время могут быть рекомендованы к широко­му промышленному использованию:

• механические типа ФМР — в сложных схемах флота­ции, требующих установки большого числа всасывающих ка­мер и тщательного покамерного регулирования выхода пенно­го продукта. Они обычно используются также при флотации крупнозернистых материалов;

• пневмомеханические типа ФПМ и ОК — в схемах фло­тации при крупности перерабатываемого материала не менее 40 % -0,074 мм с максимальной крупностью зерен до 1 мм;

• аэролифтные — в простых схемах флотации, не требу­ющих высокой селективности, с большим выходом пенного продукта;

• колонные — в схемах флотации тонкозернистых мате­риалов и в циклах перечистки концентратов.

Современной тенденцией является разработка новых кон­струкций флотационных машин с камерами большого объема. Это позволяет существенно укрупнять секции, сокращает ком­муникации и вспомогательное оборудование, уменьшает число точек и приборов автоматического контроля и управления тех­нологическим процессом, повышает производительность труда.

Дата добавления: 2016-06-18 ; просмотров: 2879 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ