способ флотации и центробежная флотационная машина

Формула изобретения

1. Способ флотации, включающий аэрирование пузырьков воздуха в нижней части корпуса, выполненного в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой с возможностью подачи аэрированных пузырьков в процесс флотации, отличающийся тем, что предварительно обработанная реагентами исходная пульпа подается непосредственно на образовавшуюся за счет вращения вогнутую поверхность воды, при этом в нижнюю часть корпуса для устойчивого образования вогнутой поверхности дополнительно подают воду.

2. Аппарат центробежной флотации для осуществления способа флотации по п.1, включающий цилиндроконический корпус, нижняя часть которого выполнена в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой, патрубки для подачи пульпы и воды, патрубок для вывода хвостов на вершине конуса в нижней части корпуса, при этом верхняя часть корпуса выполнена открытой для свободной разгрузки пенного продукта за счет перелива, патрубки для подачи пульпы и воды расположены “труба в трубе” в центральной части цилиндроконического корпуса, причем нижний срез патрубка для подачи пульпы расположен в нижней части цилиндроконического корпуса, а корпус связан с приводом для его вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, к способам и устройствам по переработке методом флотации.

Известен способ центробежного обогащения в центробежных аппаратах. Реализация данного способа, например, осуществляется в концентраторах "Knelson", включающих увеличивающийся по диаметру снизу вверх конус, с размещенными по его периметру горизонтальными кольцевыми углублениями (кольцами), имеющими сквозные отверстия для подачи ожижающей воды [1].

Недостатком данного способа является то, что при обогащении тонкого материала при подаче ожижающей воды, гидрофобные частицы полезных компонентов, содержащиеся в гидросмеси, переходят на поверхность вращающейся жидкости и разгружаются с хвостами.

Известны способ флотации и центробежная флотационная машина для его осуществления, включающий тангенциальную подачу предварительно аэрированной, обработанной реагентами пульпы в корпус, удаление хвостов из нижней части корпуса, удаление образующегося минерализованного слоя из нижней части корпуса с поверхности воронки, образующейся раскручивающейся пульпой посредством регулируемого в вертикальной плоскости патрубка [2].

Недостатком данного способа флотации является сложность разделения (отсекания) гидрофобных частиц (концентрата) концентрирующихся на поверхности водной раскручивающейся воронки от пульпы, вытекающей из одного и того же сопла, в результате происходит разубоживание концентрата.

Наиболее близким по сути предлагаемого изобретения является способ флотации и аппарат для ее осуществления, включающий тангенциальную подачу предварительно обработанной реагентами пульпы и тангенциальное удаление хвостов из нижней части корпуса, аэрирование пузырьков воздуха в нижней части корпуса, выполненного в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой с возможностью подачи аэрированных пузырьков в процесс флотации, и удаление пенного продукта через верхний патрубок. Флотационный аппарат состоит из цилиндрического корпуса, к которому сверху присоединена крышка с тангенциальным патрубком для подвода пульпы и осевым патрубком для отвода пенного продукта. Снизу корпус закрыт днищем. Внутри корпуса коаксиально ему расположена соединенная с ним перфорированная поверхность в виде усеченного конуса. В нижней части корпуса расположена горизонтальная кольцевая перегородка, образующая вместе со стенками корпуса и перфорированной поверхностью воздушную камеру, с которой сообщен патрубок для подвода сжатого воздуха. В нижней части корпуса ниже перегородки расположен тангенциальный отводящий патрубок. На нижнем торце усеченного конуса закреплена коническая обечайка, равномерно по периметру которой выполнены разгрузочные щели [3].

Недостатком данного способа флотации и аппарата для ее осуществления является цилиндрическая форма верхней части корпуса, которая совместно с крышкой с установленным в ней коаксиальным патрубком для отвода пенного продукта образует горизонтальную плоскость, являющуюся препятствием для выхода минерализованных пузырьков. Кроме того, в данном способе флотации очень сложной оказалась задача постоянного поддержания пенного слоя на одном уровне, который всецело зависит от равномерности тангенциальной подачи исходной пульпы.

Сущность изобретения заключается в том, что способ флотации, включающий аэрирование пузырьков воздуха в нижней части корпуса, выполненного в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой с возможностью подачи аэрированных пузырьков в процесс флотации, отличающийся тем, что предварительно обработанную реагентами исходную пульпу подают непосредственно на образовавшуюся за счет вращения вогнутую поверхность воды, при этом, в нижнюю часть корпуса для устойчивого образования вогнутой поверхности дополнительно подают воду.

Аппарат центробежной флотации для осуществления предлагаемого способа флотации, включающий цилиндроконический корпус, нижняя часть которого выполнена в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой, патрубки для подачи пульпы и воды, патрубок для вывода хвостов на вершине конуса в нижней части корпуса, при этом верхняя часть корпуса выполнена открытой для свободной разгрузки пенного продукта за счет перелива, патрубки для подачи пульпы и воды расположены “труба в трубе” в центральной части цилиндроконического корпуса, причем нижний срез патрубка для подачи пульпы расположен в нижней части цилиндроконического корпуса, а корпус связан с приводом для его вращения.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с известным способом гравитационного центробежного обогащения показывает, что в новом способе возможно флотационное обогащение материала в тонком слое жидкости, образующейся у стенки концентратора при больших скоростях вращения конуса при подаче аэрации воздуха через сквозные отверстия для подачи ожижающей воды, размещенные по периметру горизонтальных кольцевых углублений.

Такой же анализ заявляемого решения со способом флотации и центробежная флотационная машина для его осуществления, включающим тангенциальную подачу предварительно аэрированной, обработанной реагентами пульпы в корпус, удаление хвостов из нижней части корпуса, удаление образующегося минерализованного слоя из нижней части корпуса с поверхности воронки, образующейся раскручивающейся пульпой посредством регулируемого в вертикальной плоскости патрубка, показывает, что в предлагаемом способе повышение эффективности флотации может быть достигнуто за счет разнонаправленной разгрузки пенного продукта и хвостов (исключается их смешивание в процессе флотационного разделения), а также за счет действия центробежной силы вращения, позволяющей своевременное быстрое удаление пенного продукта.

Одним из преимуществ данного способа перед аналогом является повышение эффективности улавливания минерализованного слоя, в то время как в аналоге это зависит от точности установки патрубка, что весьма проблематично. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения “новизна”.

Известны технические решения, в частности у прототипа, в которых при центробежной флотации осуществляется тангенциальная подача предварительно обработанной реагентами пульпы в корпус и тангенциальное удаление хвостов из нижней части корпуса, аэрирование пузырьков воздуха в нижней части корпуса, выполненного в виде перфорированного усеченного конуса с обечайкой с возможностью подачи аэрированных пузырьков в процесс флотации, и удаление пенного продукта через верхний патрубок для удаления пенного продукта.

Предлагаемый способ отличается тем, что поступающую исходную пульпу при подаче в нижнюю часть вращающегося корпуса переводят на тонкослойный поток и обрабатывают аэрированными пузырьками воздуха, при этом поверхность пульпы минерализуется гидрофобными частицами, минерализованная поверхность по мере отдаления от центра поднимается вверх по стенкам, образуя вогнутую поверхность, и этот слой свободно разгружается через верхнюю кромку переливом. При этом минерализованный слой не смешивается при перетекании и собирается в желоб для пенного продукта. В предлагаемом способе минерализованная поверхность пульпы не подвергается колебаниям, в более стабильном режиме разгружается и деминерализация поверхности практически не происходит. Таким образом, обеспечивается своевременный вывод концентрата из процесса. При определенных колебаниях скорости подачи исходной пульпы и воды процесс саморегулируется, конфигурация вогнутой воронки не подвергается резким колебаниям и стабильность процесса не нарушается. Кроме того, в предлагаемом способе флотации возможна флотационная перечистка концентратов в режиме пленочной флотации, без аэрации воздухом или с предварительной аэрацией, например, перечистка концентратов непосредственно после обычной пенной флотации.

Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “изобретательский уровень”.

Реализация предлагаемого способа флотации осуществлена во флотационной машине с периферийной разгрузкой концентрата, включающей вращающийся с постоянной угловой скоростью вокруг своей оси цилиндроконический корпус, в центральной части которого расположены патрубки для подвода пульпы и воды "труба в трубе", патрубок для вывода хвостов на вершине конуса в нижней части корпуса, желоб для пенного продукта.

На чертеже изображена центробежная флотационная машина. Машина состоит из цилиндрического корпуса 1, нижняя часть которого выполнена в виде перфорированного усеченного конуса 2, патрубков для питания 3 и воды 4, желоба для пенного продукта 5. В нижней части конуса имеется патрубок для вывода хвостов 6.

Флотационная машина работает следующим образом.

Включается двигатель флотомашины и корпус начинает вращаться с постоянной скоростью. По патрубку в центральной части подается вода. Под действием центробежных сил вода движется снизу вверх, образуя вогнутую поверхность. При установившемся режиме через отверстия перфорированного усеченного конуса с обечайкой подается воздух для образования пузырьков. Предварительно обработанная реагентами исходная пульпа по патрубку подается непосредственно на образовавшуюся за счет вращения вогнутую поверхность воды. Минерализованный слой из гидрофобных частиц остается на поверхности воды, с которой попадает в желоб для пенного продукта, а гидрофильные частицы собираются в нижней части корпуса (и удаляются через патрубок для вывода хвостов).

Вода добавляется для регулирования водного режима флотации, устойчивого образования вогнутой поверхности.

Литература

1. А.А.Потемкин. Компания KNELSON CONCENTRATORS - мировой лидер в производстве гравитационных центробежных сепараторов. ГЖ №5,1998, с. 77.

2. А.с. №1745345 A1, Б.И. №25, 07.07.92.

3. А.С. №1558493 A1, Б.И. №15, 23.04.90.