RU2038864C1

RU2038864C1 - Pneumatic flotation machine

Info

Publication number: RU2038864C1
Authority: RU
Inventors: Василий Петрович Горобей; Михаил Ильич Щербаков
Original assignee: Василий Петрович Горобей
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: concentration of mineral resources. SUBSTANCE: pneumatic flotation machine has a chamber, aerators, airlift, packing, baffle, plate, unloading device for froth product and reservoir for chamber product. The machine body is made as a vertical cylindrical column. The column consists of rough flotation, final flotation and feed chambers. The cross-section area of the rough flotation chamber exceeds the cross-section areas of the final flotation and feed chambers. The main aerator is made of concentrically arranged ring-closed perforated tubes, it is located in the rough flotation chamber. The additional aerator is positioned along the cross-section of the final flotation chamber. The telescopic airlift is positioned along the machine axis. The excess air discharge tube is located above the upper edge of the airlift. The chamber product reservoir is connected to the feed chamber. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении угля, горнохимического сырья, а также руд цветных металлов, и для очистки сточных вод. The invention relates to the enrichment of minerals and can be used in the enrichment of coal, mining raw materials, as well as non-ferrous metal ores, and for wastewater treatment.

Известно, что широкое распространение флотационных машин пневматического типа началось после создания специальных лабораторных и промышленных машин для изучения процесса пенной сепарации в институте "Госгорхимпроект" [1] Недостатком данных устройств является разовое прохождение подготовленной к флотации пульпы через пенный слой и зону минерализации (от нижнего среза пены до аэраторов), т.е. значительное сокращение времени флотации приводит к потерям флотирующегося компонента в аппаратах подобного типа. It is known that the widespread use of pneumatic flotation machines began after the creation of special laboratory and industrial machines for studying the foam separation process at the Gosgorkhimproekt Institute [1]. The disadvantage of these devices is the one-time passage of pulp prepared for flotation through the foam layer and mineralization zone (from the lower cut foam to aerators), i.e. a significant reduction in flotation time leads to the loss of the flotation component in devices of this type.

Известна пневматическая флотационная машина, содержащая камеру, аэраторы, эрлифт, насадку, отбойник, разгрузочное приспособление для пенного продукта и приемник камерного продукта, обеспечивающая многократную циркуляцию обогащаемого материала через зону минерализации [2] Недостатком известного устройства является локальность повторной загрузки циркулирующей пульпы, трудность определения полного объема повторного прохождения несфлотировавшимися частицами зоны минерализации и моделирования промышленных аппаратов, работающих в открытом цикле. Known pneumatic flotation machine containing a chamber, aerators, airlift, nozzle, chipper, unloading device for the foam product and the receiver of the chamber product, providing multiple circulation of the enriched material through the mineralization zone [2] A disadvantage of the known device is the locality of repeated loading of the circulating pulp, the difficulty of determining the full the volume of repeated passage by non-floated particles of the mineralization zone and the modeling of industrial apparatuses operating in rytom cycle.

Целью изобретения является сокращение энергозатрат и повышение технологических показателей пневматической флотационной машины. The aim of the invention is to reduce energy consumption and increase technological parameters of a pneumatic flotation machine.

Достигается это тем, что камера пневматической флотомашины выполнена в виде вертикальной цилиндрической колонны, состоящей из камеры основной флотации, камеры дофлотации и камеры загрузки питания. Площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания. This is achieved by the fact that the chamber of the pneumatic flotation machine is made in the form of a vertical cylindrical column consisting of a main flotation chamber, a doflotation chamber and a feed loading chamber. The cross-sectional area of the main flotation chamber is larger than the cross-sectional area of the doflotation and power loading chambers.

В камере загрузки питания, расположенной отдельно, имеется штуцер для ввода питания, а также штуцер для приема камерного продукта камеры дофлотации, а снизу, напротив раструба эрлифта, в нижней точке конусообразной формы камеры загрузки пульпы размещено приспособление для ввода транспортного воздуха. Над эрлифтом, телескопически изменяющим глубину ввода пульпы в камеру, подвижно, вместе с трубой, расположено устройство для успокоения вводимой эрлифтом пульпы в камеру основной флотации и отвода в атмосферу избыточного воздуха. In the power loading chamber, located separately, there is a nozzle for supplying power, as well as a nozzle for receiving the chamber product of the doflotation chamber, and below, in front of the airlift bell, a device for introducing transport air is placed at the lower point of the conical shape of the pulp loading chamber. Above the airlift, which telescopically changes the depth of pulp input into the chamber, movably, together with the pipe, a device is located to calm the pulp introduced by the airlift into the main flotation chamber and to remove excess air into the atmosphere.

Аэраторы флотационных камер расположены следующим образом. В камере основной флотации они размещены кольцеообразно так, что рабочее сечение камеры дофлотации не перекрывается. Аэраторы, находящиеся у основания камеры дофлотации, обеспечивают равномерную аэрацию по сечению камеры. Камера дофлотации имеет приемник камерного продукта и штуцер для удаления камерного продукта. Aerators flotation chambers are located as follows. In the main flotation chamber, they are placed ring-shaped so that the working section of the doflotation chamber does not overlap. Aerators located at the base of the doflotation chamber provide uniform aeration over the chamber cross section. The doflotation chamber has a chamber product receiver and a fitting for removing the chamber product.

Камера загрузки снабжена приспособлениями для герметичного закрепления эрлифтной трубы и ввода транспортного воздуха, а также имеет штуцер загрузки питания и штуцер приема камерного продукта. The loading chamber is equipped with devices for hermetically securing the airlift pipe and introducing transport air, and also has a power loading fitting and a receiving chamber fitting.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что корпус машины выполнен в виде вертикальной цилиндрической колонны, состоящей из камер основной флотации, дофлотации и загрузки питания, при этом площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания, основной аэратор выполнен из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных труб и расположен в камере основной флотации, дополнительный аэратор расположен вдоль поперечного сечения камеры дофлотации, эрлифт выполнен телескопическим и расположен по оси машины, трубка для отвода избыточного воздуха расположена над верхней кромкой эрлифта, а приемник камерного продукта соединен с камерой загрузки питания. Кроме того, в прототипе отсутствуют такие признаки, как наличие штуцеров для регулирования уровня пульпы в камере, а также расширений для аэраторов в камере флотации, обеспечивающих повышенную концентрацию пузырьков в пристеночных областях. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device differs from the known one in that the machine body is made in the form of a vertical cylindrical column consisting of main flotation, doflotation and power loading chambers, while the cross-sectional area of the main flotation chamber is larger than the cross-sectional area of the doflotation chambers and power supply, the main aerator is made of concentrically arranged perforated pipes closed in rings and located in the main flotation chamber, an additional aerator the ator is located along the cross-section of the doflotation chamber, the airlift is made telescopic and located along the machine axis, the tube for removing excess air is located above the upper edge of the airlift, and the chamber product receiver is connected to the power loading chamber. In addition, in the prototype there are no signs such as the presence of fittings for regulating the level of pulp in the chamber, as well as extensions for aerators in the flotation chamber, providing an increased concentration of bubbles in the parietal regions.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "новизна". This allows us to conclude that the claimed device meets the criterion of "novelty."

Хотя некоторые из других отличительных признаков заявляемого аппарата были ранее использованы в других известных решениях, однако новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве дает новый эффект, что подтверждается разъяснениями, следующими за описанием его работы. Although some of the other distinguishing features of the claimed device were previously used in other known solutions, however, the new set of essential features in the claimed device gives a new effect, which is confirmed by the explanations following the description of its operation.

На чертеже представлен продольный разрез флотационной машины. The drawing shows a longitudinal section of a flotation machine.

Она состоит из камер: загрузки питания 1, основной флотации 2 и дофлотации 3. При этом площадь поперечного сечения камеры основной флотации больше площади поперечного сечения камер дофлотации и загрузки питания. По оси аппарата размещено устройство для эрлифтной загрузки питания, состоящее из труб, установленных телескопически меньшего диаметра 4 и большего диаметра 5. На трубе большего диаметра установлена насадка 6 с прорезями для ввода питания, а под ней отбойник 7, создающий "взвешенность" насыщенной воздухом пульпе и повышающий равномерность распределения флотируемого материала по рабочему сечению камеры основной флотации. Над эрлифтом размещена трубка 8 для отвода избыточного воздуха. Ороситель пены 9 применяется для повышения качества пенного продукта. It consists of chambers: feed loading 1, main flotation 2, and doflotation 3. Moreover, the cross-sectional area of the main flotation chamber is larger than the cross-sectional area of the doflotation and feed chambers. A device for airlift power loading is placed along the apparatus’s axis, consisting of pipes mounted telescopically of smaller diameter 4 and larger diameter 5. A nozzle 6 with slots for supplying power is installed on a pipe of larger diameter, and beneath it there is a chipper 7 creating a “weighting” of air-saturated pulp and increasing the uniformity of distribution of the floated material over the working section of the main flotation chamber. Above the airlift there is a tube 8 for venting excess air. Foam sprinkler 9 is used to improve the quality of the foam product.

Пневматическая флотационная машина работает следующим образом. Пульпа поступает в камеру загрузки машины 1 и направляется в нижнюю конусообразную часть камеры, где благодаря разрежению, образующемуся в нижней расширенной части (эрлифтной) трубы 4, увлекается воздухом, поступающим из эжектора 10. Пульпа смешивается с воздухом, образуя пульповоздушную смесь, и поднимается эрлифтом по трубе меньшего диаметра 4 и установленной на ней телескопически трубе большего диаметра 5. Телескопическое расположение труб эрлифтного ввода пульпы позволяет регулировать глубину ввода пульпы во флотационный аппарат через верхнюю трубу эрлифта 5 и установленную на ней насадку 6 в виде полусферической формы с боковыми прорезями для загрузки пульпы. Над насадкой расположена трубка 8 для удаления избыточного воздуха из эрлифта. Pneumatic flotation machine operates as follows. The pulp enters the loading chamber of machine 1 and is sent to the lower cone-shaped part of the chamber, where due to the rarefaction formed in the lower expanded part of the (airlift) pipe 4, it is entrained in the air coming from the ejector 10. The pulp mixes with air to form a pulp-air mixture and rises by airlift through a pipe of smaller diameter 4 and a telescopic pipe of larger diameter 5 mounted on it. The telescopic arrangement of the pipes for the air-lift input of the pulp allows you to adjust the depth of the input of pulp into the flotation apparatus of the upper air-lift pipe 5 mounted thereon and the nozzle 6 in the form of a hemispherical shape with lateral slots for loading pulp. A tube 8 is located above the nozzle to remove excess air from the airlift.

Аэрированная пульпа через прорези насадки направляется вниз на отбойник и зависает в виде полого круга в камере основной флотации. Аэрация пульпы в камере основной флотации осуществляется основным пневматическим аэратором 11, выполненным из концентрически расположенных замкнутых в кольца перфорированных трубок так, что рабочее сечение камеры дофлотации не перекрывается, обеспечивая повышенную концентрацию пузырьков в пристеночных областях. Минеральные частицы, закрепившиеся на пузырьках воздуха, поднимаются в пенный слой и поступают в пеноприемник 12, а несфлотировавшиеся направляются в камеру дофлотации 3 с дополнительным аэратором 13, расположенным вдоль поперечного сечения камеры. Механически унесенные в камеру дофлотации гидрофобные частицы поднимаются в камеру основной флотации и разгружаются в приемник пенного продукта, а камерный продукт из приемника камерного продукта 14 выпускается из машины или краном 15 направляется в секцию загрузки 1 на повторную циркуляцию. Уровень пульпы в камере (высота пенного слоя) регулируется вводом в машину промывной воды (раствора вспенивателя) или через специальные штуцера уровня 16. Селективность флотационного разделения частиц регулируется высотой пены и расходом промывной воды через ороситель пены 9. Aerated pulp through the nozzle slots goes down to the chipper and hangs in the form of a hollow circle in the main flotation chamber. Pulp aeration in the main flotation chamber is carried out by the main pneumatic aerator 11 made of concentrically arranged perforated tubes closed in rings so that the working section of the doflotation chamber does not overlap, providing an increased concentration of bubbles in the parietal regions. Mineral particles, fixed on air bubbles, rise into the foam layer and enter the foam receiver 12, and non-floated particles are sent to the doflotation chamber 3 with an additional aerator 13 located along the cross section of the chamber. Hydrophobic particles mechanically carried into the doflotation chamber are lifted into the main flotation chamber and discharged into the foam product receiver, and the chamber product from the chamber product receiver 14 is discharged from the machine or is sent by a crane 15 to the loading section 1 for re-circulation. The pulp level in the chamber (the height of the foam layer) is controlled by entering rinsing water (blowing agent solution) into the machine or through special nozzles of level 16. The selectivity of flotation separation of particles is controlled by the height of the foam and the flow rate of the washing water through the foam sprinkler 9.

П р и м е р. Предлагаемая лабораторная пневматическая флотационная машина "ВИРА" внедрена в Институте минеральных ресурсов для технологических исследований минерального сырья. PRI me R. The proposed laboratory pneumatic flotation machine "VIRA" was introduced at the Institute of Mineral Resources for technological research of mineral raw materials.

Корпус аппарата изготовлен из листового плексогласа толщиной 5 мм. Камеры флотации имеют квадратное сечение. Сечение камеры основной флотации 8х8 см, камеры дофлотации 5х5 см. Высота камер соответственно 80 см и 50 см. Общая высота аппарата 170 см. Эрлифт, а также трубка для отвода избыточного воздуха из надэрлифтной зоны выполнены из стекла для повышения удобства наблюдения за протеканием флотационного процесса. На патрубках коллектора воздуха, питающих эрлифт, а также аэраторы камер основной флотации и дофлотации установлены манометры. Пневматические аэраторы флотомашины изготовлены из маслобензостойких перфорированных резиновых трубок диаметром 8 мм и толщиной стенки 2 мм. Штуцера для регулирования уровня пульпы в машине установлены на расстоянии 5, 10, 30, и 50 см от верхней кромки камеры. The body of the device is made of sheet plexoglass 5 mm thick. Flotation chambers have a square section. The cross section of the main flotation chamber is 8x8 cm, doflotation chambers are 5x5 cm. The height of the chambers is 80 cm and 50 cm, respectively. The total height of the apparatus is 170 cm. The airlift, as well as the tube for removing excess air from the overlift zone, are made of glass to increase the convenience of monitoring the flotation process . Manometers are installed on the nozzles of the air collector supplying the airlift, as well as the aerators of the main flotation and doflotation chambers. Pneumatic flotation aerators are made of oil and petrol resistant perforated rubber tubes with a diameter of 8 mm and a wall thickness of 2 mm. The nozzles for regulating the pulp level in the machine are installed at a distance of 5, 10, 30, and 50 cm from the upper edge of the chamber.

Флотационный аппарат, коллектор воздуха, а также емкость с водой для системы орошения пены закреплены подвижно на специально изготовленном штативе с соответствующими держателями. A flotation apparatus, an air collector, as well as a container of water for the foam irrigation system are mounted movably on a specially made tripod with the appropriate holders.

Флотационная машина испытывалась на крупнозернистом угольном шламе и отходах промышленной флотации, содержащих до 40% и более горячей массы (угли ПО: "Донецкуглеобогащение", "Антрацитуглеобогащение", "Донбассантрацит"). The flotation machine was tested on coarse coal sludge and industrial flotation waste containing up to 40% or more of hot mass (coals PO: Donetskgleobogashenie, Anthracitugal enrichment, Donbassantratsit).

Благодаря конструктивным особенностям аппарата питание в камеру при флотации крупнозернистого угольного шлама подавалось на пену сверху (как в пенный сепаратор), при флотации тонких частиц, для повышения селективности флотации, на регулируемую глубину под зеркало пульпы (как во флотационных аппаратах колонного типа). Due to the design features of the apparatus, power was supplied to the chamber during the flotation of coarse-grained coal sludge from above (as a foam separator), during the flotation of fine particles, to increase the selectivity of flotation, to an adjustable depth under the pulp mirror (as in column type flotation apparatus).

Лабораторная пневматическая флотационная машина работает в замкнутом и открытом циклах. При исследовании минерального сырья на обогатимость позволяет заменить лабораторный пенный сепаратор и машину колонного типа при повышении технологических показателей обогащения частиц граничной крупности. Laboratory pneumatic flotation machine operates in closed and open cycles. In the study of mineral raw materials for enrichment, it is possible to replace the laboratory foam separator and the column type machine while increasing the technological parameters of enrichment of particles of boundary fineness.

Источник информации
1. Кнаус О. М. Гуревич Р.И. Уваров Ю.M. Процесс пенной сепарации и его отличия от флотации из объема пульпы. Цветные металлы, 1968, N 8, c. 21-24.The source of information
1. Knaus O. M. Gurevich R.I. Uvarov Yu.M. The process of foam separation and its differences from flotation from the pulp volume. Non-ferrous metals, 1968, N 8, c. 21-24.

2. Авторское свидетельство СССР N 416099, кл. В 03 D 1/24, 1974 (прототип). 2. Copyright certificate of the USSR N 416099, cl. In 03 D 1/24, 1974 (prototype).

Claims

PNEUMATIC FLOTATION MACHINE, including flotation chamber, aerators, airlift, nozzle, chipper, unloading device for foam product and a chamber product receiver, characterized in that to reduce energy consumption and improve the quality of technological indicators, the machine body is made in the form of a vertical cylindrical column consisting of chambers of the main flotation, deflotation and loading of food, while the cross-sectional area of the chamber of the main flotation is greater than the cross-sectional area of the chambers of flotation and power supply, the main aerator is made of concentrically arranged perforated tubes closed in rings and located in the main flotation chamber, the additional aerator is located along the cross section of the deflation chamber, the airlift is made telescopic and located along the axis of the machine, the tube for removing excess air is located above the top edge of the airlift, and the camera product receiver is connected to the power loading chamber.