способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов и флотационная машина для его реализации

Формула изобретения

1. Способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов, включающий насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с предварительно приготовленной механическим диспергированием газо-водяной эмульсией, минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата, отличающийся тем, что минеральную суспензию смешивают с газо-водяной эмульсией, содержащей от 66 до 70% газа в виде пузырьков с размером менее 50 мкм, а процесс минерализации пузырьков газа производят при одновременном перемешивании и движении суспензии в восходящих и нисходящих потоках.

2. Флотационная машина для сепарации тонкодисперсных минералов, включающая аэрационный реактор, имеющий вход для обрабатываемой минеральной суспензии и соединенный с камерой отделения минерализованных пузырьков, выполненной в виде цилиндра с коническим днищем, отличающаяся тем, что машина дополнительно содержит генератор газо-водяной эмульсии, соединенный с аэрационным реактором, а аэрационный реактор содержит вход для ввода газо-водяной эмульсии и выполнен, по крайней мере, из двух вертикально расположенных труб, одна из которых реализует восходящий, а другая - нисходящий потоки минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией.

3. Флотационная машина по п.2, отличающаяся тем, что камера отделения минерализованных пузырьков оборудована расположенным внутри экраном, выполненным в виде цилиндра, переходящего в верхней части в усеченный конус, с расположенной внутри последнего воронкой выпуска флотоконцентрата, причем выход аэрационного реактора расположен внутри экрана ниже уровня воронки.

4. Флотационная машина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что аэрационный реактор выполнен в виде множества соединенных между собой вертикально расположенных труб, часть из которых реализует восходящие, а остальные - нисходящие потоки минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разделения твердых материалов с использованием флотационных процессов, в частности к способам и устройствам для сепарации тонкодисперсных минералов с целью извлечения (концентрирования) ценных компонентов.

Проблема извлечения из руд ценных компонентов путем флотации в настоящее время стала актуальной в связи с истощением богатых месторождений и вовлечения в переработку бедных и тонковкрапленных руд, требующих измельчения до размеров частиц менее 20 мкм. Известно [Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев Н.Н. Микрофлотация: водоочистка и обогащение. - М.: Химия, 1986.-160 с.] [1], что для повышения эффективности флотации мелких частиц необходимо уменьшать размер пузырьков. Как показано в [N.N.Rulyov. Turbulent microflotation of fine disperse minerals (The general concept). In Proceedings of Strategic Conference and Workshop: Flotation & Floculation: From Fundamentals to Applications. 28 July - 2 August 2002, Kailua-Kona, Hawaii, pp.145-152] [2], значительные результаты в процессе флотации тонкодисперсных минералов могут быть достигнуты только при использовании пузырьков размером 50 мкм. К сожалению, описанные в технической литературе способы флотации, реализующиеся в различных конструкциях флотационных устройств, обеспечивают получение в достаточных количествах только пузырьки размером более 200 мкм, что, по мнению заявителя, обусловлено способом насыщения минеральной суспензии пузырьками газа. Таким образом, обработка тонкодисперсных минералов на используемых в настоящее время флотационных установках не обеспечивает высокую эффективность процесса флотации вследствие невысокой степени извлечения ценных компонентов. При этом конструктивное выполнение флотационных машин не обеспечивает их надежность и долговечность.

Известны способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов и флотационная машина, описанные в [M.Nonaka, Wastewater Treatment System Applying Aeration-Cavitation Flotation Mechanism, Separation Sci. and Technology, 21 (1986) 457-474] [3]. Сущность способа [3] состоит в насыщении минеральной суспензии пузырьками воздуха путем перемешивания суспензии с воздухом, в процессе которого образуются пузырьки; осаждении флотируемых частиц минерала на поверхности пузырьков с последующим отделением флотоконцентрата.

Процесс флотационной сепарации реализуется во флотационной машине, которая состоит из последовательно установленных расходного бака для исходной суспензии, генератора пузырьков (ГП), трубчатого аэрационного реактора (АР) и камеры отделения минерализованных пузырьков (КОМП). В качестве ГП аппарат содержит устройство типа с кавитационными лопатками.

Флотационная машина работает следующим образом. Суспензия минералов с очень большой скоростью проходит через генератор пузырьков, в котором, по существу, реализуется механический принцип дробления воздуха, засасываемого в поток суспензии, ударяющийся с большой скоростью о кавитационные лопатки, т.е. пузырьки воздуха образуются за счет кавитации. При этом небольшая часть воздуха растворяется (вследствие некоторого избыточного давления в ГП, не более атмосферы). Суспензия, насыщенная пузырьками воздуха, поступает в трубчатый аэрационный реактор, в котором происходит дополнительное выделение микропузырьков из воды, содержащей растворенный воздух (элемент напорной флотации), на которых происходит флотирование тонкодисперсных частиц. При поступлении суспензии в КОМП минерализованные пузырьки всплывают вверх, образуя пену, которая разгружается в верхней части камеры, а несфлотированные частицы удаляются из камеры снизу.

Как следует из технической сущности способа и флотационного устройства [3], основным недостатком является низкая степень извлечения тонкодисперсных минералов, что обусловлено способом кавитационного получения пузырьков воздуха и конструкцией флотационного устройства, реализующего данный способ. Пузырьки, образующиеся за счет кавитации, слишком велики (размер пузырька больше 150 мкм) и не пригодны для флотации тонкодисперсных минералов. Количество же микропузырьков (размер 50 мкм), которые можно получить в данном устройстве, слишком мало для эффективной флотации минералов с размером частиц менее 20 мкм. Кроме того, суспензия минералов проходит с очень большой скоростью через ГП, что оказывает на него разрушительное воздействие.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является пневматическая флотационная машина, реализующая способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов [Теория и технология флотации руд, ред. О.С.Богданов, изд. - 2, М., «Недра». 1990, с.283-284] [4].

Работа флотационной машины [4] предусматривает насыщение минеральной суспензии (пульпы) пузырьками газа (воздуха) путем диспергирования газа пневматическим методом в суспензию, движущуюся с большой скоростью. При этом процессы диспергирования газа и минерализации диспергированных пузырьков предварительно подготовленными к флотации частицами минерала осуществляются одновременно в специальном устройстве - аэрационном реакторе. Минерализованные пузырьки в последствии отделяются от пульпы в виде флотоконцентрата, а несфлотированные частицы направляются в хвосты.

Конструкция флотационной машины [4] состоит из аэрационното реактора АР, выполненного в виде трубопровода, на входе в который установлен аэратор, и камеры отделения минерализованных пузырьков (КОМП) в виде цилиндра с коническим днищем. Цилиндрическая часть камеры оборудована пенным желобом и устройством для удаления пенного продукта (концентрата), а коническое днище камеры в нижней части оборудовано устройством для ввода смеси минеральной суспензии и пузырьков, поступающей из АР (выход трубопровода), и устройством для выпуска хвостов. Аэратор выполнен в виде пористых тел - трубок из полиэтилена низкого давления, которые имеют диаметр пор 15 мкм и порозность 40%.

Устройство работает следующим образом. Исходная суспензия минералов (пульпа), содержащая тонкодисперсные частицы размером 20 мкм, поступает на вход аэрационного реактора, т.е. на расположенный на входе трубопровода аэратор, служащий в качестве генератора пузырьков. Воздух, проходя через пористое тело аэратора, срывается потоком минеральной суспензии, которая обтекает пористые трубки и насыщается пузырьками воздуха. Сочетание малого размера пор аэратора (примерно 15 мкм) и большой скорости обтекания его суспензией минералов позволяет получать достаточно мелкие, флотационно-активные пузырьки. В процессе движения через АР (трубопровод) многофазная смесь интенсивно перемешивается, что способствует более эффективному осаждению флотируемых частиц на поверхность пузырьков. Попадая в КОМП, минерализованные пузырьки всплывают вверх, образуя пену. Отделенный от воды пеноконцентрат разгружается посредством пенного желоба и устройства для удаления пенного продукта. Несфлотированные частицы выгружаются из нижней части камеры.

Как показали исследования заявителя, технология, реализуемая устройством [4] для флотации тонкодисперсного минерала, например смеси кварца и халькопирита, обеспечивает извлечение халькопирита на уровне 35-40%.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу по технической сущности является способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов (патент РФ №2038863, МПК 6 В 01 D 1/14, опубл. 09.07.1995) [5].

Известный способ [5] предусматривает насыщение минеральной суспензии (пульпы) пузырьками газа (воздуха) путем ее смешения с отдельно приготовленной механическим диспергированием аэрогидросмесью воды и газа (газо-водяной эмульсией), минерализацию пузырьков газа частицами минералов и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата.

Аэрогидросмесь тонкодиспергированных между собой воды и воздуха получают в виде высокоскоростных струй путем подачи под давлением в певмогидровлические аэраторы воды и сжатого воздуха. Высокоскоростные струи аэрогидросмеси при выходе из аэраторов тщательно перемешивают пульпу путем ее барботирования, т.е. приготовление аэрогидросмеси происходит непосредственно в среде минеральной суспензии. Изложеный способ позволяет получить аэрогидросмесь с минимальными размерами пузырьков газа 200 мкм, что отрицательно сказывается на степени извлечения ценного минерального сырья в процессе флотационной сепарации тонкодисперсных минералов.

Таким образом, недостатком технических решений является невысокая степень извлечения тонкодисперсного минерала, обусловленная получением пузырьков непосредственно в пульпе, с помощью пневматического метода, что приводит к генерированию пузырьков, размер которых слишком велик (100-300 мкм) и не обеспечивает эффективную флотацию тонкодисперсных частиц минерала (20 мкм).

Кроме того, аэратор подобного типа подвержен сильному износу вследствие абразивного действия движущейся с большой скоростью минеральной суспензии. А ввиду малого размера пор трубок ГП предъявляются повышенные требования к чистоте продуваемого воздуха, что снижает надежность ГП и всего устройства в целом.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов, основанный на новом принципе насыщения минеральной суспензии пузырьками газа размером менее 50 мкм, состоящем в пространственном разделении процессов получения пузырьков газа и минерализации пузырьков частицами флотируемого минерала, а также разработать конструкцию флотационной машины, которая реализует предложенный способ флотации, что обеспечило бы увеличение селективного флотационного извлечения тонкодисперсных минералов (размер частиц 20 мкм) и тем самым существенно уменьшило бы количество ценного компонента, уходящего в хвосты, а также повышение надежности и долговечности машины.

Для решения поставленной задачи предложен способ флотационной сепарации тонкодисперсных минералов, включающий насыщение минеральной суспензии пузырьками газа путем смешивания ее с предварительно приготовленной механическим диспергированием газо-водяной эмульсией минерализацию пузырьков газа и отделение минерализованных пузырьков в виде флотоконцентрата, в котором согласно изобретению минеральную суспензию смешивают с газо-водяной эмульсией, содержащей от 66 до 70% газа в виде пузырьков с размером менее 50 мкм, а процесс минерализации пузырьков газа производят при одновременном перемешивании и движении суспензии в восходящих и нисходящих потоках.

Поставленная задача решается также предложенной конструкцией флотационной машины для сепарации тонкодисперсных минералов (флотационной машины), включающей аэрационный реактор (АР), имеющий вход для обрабатываемой минеральной суспензии и соединенный с камерой отделения минерализованных пузырьков (КОМП), выполненной в виде цилиндра с коническим днищем, которая согласно изобретению дополнительно содержит генератор газо-водяной эмульсии (ГГВЭ), соединенный с аэрационным реактором, а аэрационный реактор содержит вход для ввода газо-водяной эмульсии и выполнен по крайней мере из двух вертикально расположенных труб, одна из которых реализует восходящий, а другая - нисходящий потоки минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией; при этом камера отделения минерализованных пузырьков оборудована расположенным внутри последней экраном, выполненным в виде цилиндра, переходящего в верхней части в усеченный конус с расположенной внутри последнего воронкой выпуска флотоконцентрата, причем выход аэрационного реактора расположен внутри экрана ниже уровня воронки; при этом аэрационный реактор выполнен в виде множества соединенных между собой вертикально расположенных труб, часть из которых реализует восходящие, а остальные - нисходящие потоки минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией.

Отличительными признаками заявляемого способа флотационной сепарации тонкодисперсных минералов являются раздельное осуществление процессов получения пузырьков газа и последующей минерализации полученных пузырьков частицами флотируемого минерала, а также получение газо-водяной эмульсии, содержащей пузырьки газа с размером не более 50 мкм, которые обеспечивают эффективную флотацию минералов с размером частиц менее 20 мкм. Процесс насыщения минеральной суспензии предварительно полученными пузырьками газа в виде газо-водяной эмульсии обеспечивается конструктивным выполнением элементов флотационной машины и их пространственным расположением. Заявляемое пространственное разнесение АР и ГГВЭ по твердой фазе (минеральным частицам) позволило получить отдельно стабильную, концентрированную (66-70 об.%) газо-водяную эмульсию, содержащую практически все количество пузырьков с размером <50 мкм, которую используют для насыщения минеральной суспензии пузырьками газа в АР. Заявляемое конструктивное выполнение АР в виде вертикально расположенных труб, соединенных между собой, часть из которых реализует восходящие, а остальные - нисходящие потоки минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией, позволяет совместить в АР два субпроцесса: осаждение частиц на поверхности пузырьков и укрупнение пузырьков за счет коалесценции и/или агрегирования в сложные флотокомплексы, состоящие из большого числа исходных пузырьков и флотационно-активных частиц, что приводит к повышению степени извлечения частиц минерала из минеральной суспензии. Заявляемые конструктивные особенности камеры отделения минерализованных пузырьков при попадании в КОМП флотокомплексов обеспечивают их быстрое отделение от воды седиментацией, что приводит к увеличению степени извлечения ценного минерального сырья (до 65%).

Как известно [F.Sebba, An improved generator for micron-sized bubbles. Chem. Ind., 1985, pp.91-92] [6], пузырьки размером менее 50 мкм могут быть получены путем механического диспергирования газа в воде при выполнении двух основных условий: 1 - высокий уровень диссинации механической энергии; 2 - большая концентрация вспенивателя. Использование автономного генератора газо-водяной эмульсии по изобретению позволяет использовать для образования пузырьков менее 15% водной фазы. В результате концентрация вспенивателя, подаваемого непосредственно в генератор, а не в пульпу, увеличивается более чем в 6 раз, по сравнению с ее конечной концентрацией в пульпе. В результате расход энергии на диспергирование воздуха снижается более чем в 6 раз и при этом удается получить пузырьки размером менее 50 мкм.

Следует отметить, что получение газо-водяной эмульсии в аппарате, пространственно разделенным с местом ввода минеральной суспензии, увеличивает срок эксплуатации флотационной машины и ее надежность, так как минеральная суспензия не проходит непосредственно через ГГВЭ и, следовательно, не оказывает на него разрушительного абразивного действия. При этом замена простых несущественных рабочих элементов машины, осуществляющих смешение газо-водяной эмульсии и минеральной суспензии, осуществляется легко, без сложного и трудного ремонта машины.

Способ реализуется следующим образом. Минеральную суспензию, движущуюся с большой скоростью, смешивают с предварительно приготовленной газо-водяной эмульсией, содержащий 66-70% газа (воздуха) в виде пузырьков с размером менее 50 мкм. Газо-водяную эмульсию готовят путем механического диспергирования газа (воздуха) в водной среде в присутствии вспенивателя. Полученную газо-водяную эмульсию вводят в поток минеральной суспензии и минерализация пузырьков газа частицами минералов происходит в процессе одновременного перемешивания и движения системы в восходящих и нисходящих потоках. При этом происходит эффективное осаждение тонкодисперсных частиц минералов на поверхности пузырьков газа (воздуха). Минерализованные пузырьки отделяются седиментацией в виде флотоконцентрата и направляются на дальнейшую переработку, а несфлотированные частицы направляются в хвосты.

Заявляемый способ реализуется на флотационной машине, принцип действия которой иллюстрируется схемой, представленной на чертеже.

Флотационная машина содержит камеру для отделения минерализованных пузырьков КОМП (1), соединенную с аэрационным реактором АР (2), который в свою очередь соединен с генератором газо-водяной эмульсии ГГВЭ (3) и питающим насосом (4), подающим минеральную суспензию. КОМП (1) выполнена в виде цилиндра с коническим днищем (5), внутри которого расположен экран (6), выполненный в виде цилиндра, переходящего в верхней части в усеченный конус с расположенной внутри воронкой (7). Аэрационный реактор (2) выполнен в виде вертикально расположенных труб (8), последовательно соединенных между собой, и оборудован входом (9) для ввода газо-водяной эмульсии, полученной в ГГВЭ (3), а также выходом (10) для вывода обработанной минеральной суспензии в камеру отделения минерализованных пузырьков. На входе (9) АР (2) происходит смешение газо-водяной эмульсии с минеральной суспензией, подаваемой питающим насосом (4), а выход (10) АР (2) расположен в КОМП (1) внутри экрана (6) ниже уровня воронки (7).

Флотационная машина работает следующим образом.

В генераторе (3) готовят газо-водяную эмульсию. В качестве генератора, в данном случае, использовано механическое устройство, состоящее из камеры с расположенными внутри вращающимися дисками, с помощью которых поступающие в камеру водный раствор вспенивателя и газ (воздух) превращаются в газо-водяную эмульсию, содержащую до 70% газа в виде пузырьков размером менее 50 мкм. Полученную эмульсию подают на вход (9) аэрационного реактора (2), где и происходит смешивание эмульсии с минеральной суспензией, подаваемой питающим насосом (4). Насыщенная пузырьками газа обрабатываемая суспензия минералов пропускается по вертикально расположенным трубам (8) аэрационного реактора (2), где происходит закрепление частиц флотируемого тонкодисперсного минерала (размер частиц 20 мкм) на поверхности пузырьков с образованием флотокомплексов. Для эффективного протекания процессов в трубах аэрационного реактора, в части которых реализуется восходящие, а в другой части - нисходящие потоки минеральной суспензии, насыщенной пузырьками газа, в зависимости от суммарного расхода минеральной суспензии и газо-водяной эмульсии Q, сечение S труб выбирают из условия Q/S0,2 м/с, а длина труб L должна удовлетворять соотношению LS/Q=5-100 с. Выполнение указанных условий при заданном расходе Q обеспечивает предотвращение расслоения многофазной (жидкость/твердая фаза/газ) смеси в АР (2), большую частоту столкновения частиц с пузырьками воздуха и пузырьков между собой, и, как установил заявитель, наиболее полное осаждение флотируемых частиц на поверхность пузырьков и укрупнение последних до размеров, обеспечивающих их наиболее полное отделение от воды.

Обработанная в аэрационном реакторе (2) минеральная суспензия через выход (10) попадает в камеру отделения минеральных пузырьков (1) в пространство между экраном (6) и воронкой (7). При этом флотокомплексы и отдельные укрупненные пузырьки или их агрегаты легко отделяются от воды седиментацией и выходят в виде флотоконцентрата через воронку (7), уровень которой расположен выше выхода (10). Полученный флотоконцентрат направляется на дальнейшую переработку.

Вода, содержащая наиболее мелкие несфлотированные частицы, через переливное устройство попадает в сливную камеру (11), куда одновременно из нижней части КОМП (1) с помощью центробежного насоса (12) подается несфлотированный материал, успевший осесть.

Пример выполнения способа флотационной сепарации тонко дисперсных минералов.

Сепарации подвергают тонкодисперсную смесь (3 - 20 мкм) сульфидного минерала халькопирита и кварца при массовом соотношении, равном 1:9 соответственно (далее смесь А).

Из смеси минералов (А) готовят суспензию с использованием в качестве собирателя этилксантана натрия (SEX производства фирмы SENMIN) в количестве 1 мг/г смеси.

Газо-водяную суспензию готовят в дисковом генераторе 3, состоящем из камеры объемом 0,25 дм³ и вращающегося внутри нее диска диаметром 5 см. В камеру подают водный раствор (100 мг/дм³) вспенивателя ТЕВ (производства фирмы SENMIN) и воздух. При вращении диска со скоростью 6000 об/мин получают стабильную концентрированную газо-водяную эмульсию с содержанием пузырьков воздуха 66 об.%, размер которых не превышает 50 мкм.

В аэрационный реактор 2 подают минеральную суспензию (смесь А) и газо-водяную эмульсию. Получают смесь, в которой концентрация по твердому составляет 24 мас.%, а концентрация пузырьков воздуха 18 об.%.

Аэрационный реактор выполнен из соединенных между собой вертикально расположенных труб общей длиной L=21 м и диаметром d=4 мм. При этом в одной половине труб реализуется восходящий поток, а в другой - нисходящий поток минеральной суспензии, смешанной с газо-водяной эмульсией.

При прохождении смеси суспензии с газо-водяной эмульсией по аэрационному реактору происходит минерализация пузырьков частицами халькопирита. Приведенные размеры АР обеспечивают суммарный расход смеси Q=20 дм³/ч при скорости движения смеси в трубах 0,7 м/с в течение 30 с. Смесь из АР поступает в камеру (1) объемом 1,1 дм³, в которой происходит быстрое, практически полное отделение минерализованных пузырьков седиментацией. Несфлотированные частицы собираются внизу камеры и направляются в хвосты. Степень извлечения халькопирита составляет 63% (см. таблицу 1, пример 4). Аналогично описанному примеру выполнения был осуществлен опыт по сепарации тонкодисперсной смеси, содержащей пирротин и кварц при массовом соотношении 1:9 (далее смесь Б). Степень извлечения пирротина составляет 53% (см. таблицу 1, пример 10).

Для определения оптимальных параметров процесса флотации тонкодисперсных сульфидных минералов (халькопирит и пирротин) были осуществлены опыты, аналогично описанному примеру, при различных длинах АР, что определяет время контакта минеральной суспензии и пузырьков газа, вводимых в виде газо-водяной эмульсии. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1
Условия сепарации		Степень извлечения минерала, %
Время обработки, с	Длина АР, м	№ п/п	халькопирита (смесь А)	№ п/п	пирротина (смесь Б)
5	3,5	1	30,0	7	20
10	7,0	2	48,0	8	32
20	14,0	3	59,0	9	45
30	21,0	4	63,0	10	53
40	28,0	5	64,0	11	54
50	35,0	6	65,0	12	55

Как следует из данных таблицы 1, степень извлечения тонкодисперсных сульфидных минералов (халькопирита - наиболее хорошо флотируемого, и пирротина - наиболее плохо флотируемого) достигает своего максимального значения за 30-50 секунд: для халькопирита - на уровне 63-65%, а для пирротина - 53-55%.

Для определения оптимальных значений размера пузырька газа и содержания газа в газо-водяной эмульсии, включенных в формулу изобретения, заявитель провел исследования по выявлению указанных выше параметров процесса насыщения минеральной суспензии на эффективность флотационной сепарации тонкодисперсных минералов.

Данные приведены ниже в таблицах 2 и 3, где в таблице 2 отражена зависимость степени извлечения халькопирита Е, % (смесь А) от размера пузырька газа, а в таблице 3 - Е (г) % от процентного содержания газа в газо-водяной эмульсии.

Таблица 2 Концентрация газа в эмульсии составляет 65%, время обработки суспензии 50 с, длина аэрационного реактора 35 м
Размер пузырька газа, мкм	Степень извлечения халькопирита, Е, %
Менее 40	81
Менее 50	65
Менее 60	53
Менее 70	48
Менее 75	38

Как следует из данных таблиц 2 и 3, эффективность извлечения халькопирита, превышающая известную, 40% (стр.5 описания, 2 абзац, последняя строка), достигается при использовании пузырька газа с размером менее 70 мкм и содержании 50-75% газа в газо-водяной эмульсии. Следует отметить, что чем меньше размер пузырька газа, тем выше степень извлечения ценного минерала. Однако размер пузырька газа зависит от скорости вращения ротора в механическом генераторе пузырьков и от концентрации вспенивателя. При получении пузырьков с размером менее 40 мкм требуется большой расход вспенивателя, что приводит к большой устойчивости пены и необходимости в пеногашении, а также - большой расход энергии, что вызвано большими скоростями ротора, т.е. процесс становится экономически нецелесообразным.

Верхний предел содержания газа в газо-водяной эмульсии ограничен тем, что технологически невозможно получить газо-водяную эмульсию с содержанием газа выше 75%, так как эмульсия превращается в пену и при введении в пульпу не происходит разъединения на отдельные пузырьки, что приводит к существенному уменьшению степени извлечения халькопирита.

Таким образом, основным преимуществом предложенного способа флотационной сепарации тонкодисперсных минералов и флотационной машины, реализующей способ, по сравнению с известными, является значительное повышение эффективности флотирования тонкодисперстных минералов (размер частиц 20 мкм), что характеризуется повышением в 1,6-1,8 раза степени извлечения ценных сульфидных минералов, например халькопирита и пирротина.

Следует отметить, что отдельное приготовление смеси жидкости с газом (газоводяной эмульсии) с последующим введением ее в минеральную суспензию во флотационной машине, характеризуемой разнесением в пространстве аэрационного реактора и генератора газо-водяной эмульсии, позволяет реализовать процесс сепарации в наиболее оптимальных условиях, что, в свою очередь, приводит к повышению долговечности и надежности машины и снижению стоимости получения ценного продукта флотации.

К достоинствам заявляемых способа флотационной сепарации и флотационной машины можно отнести незначительное время обработки минеральной суспензии в аэрационном реакторе (5-100 с), что в 100 раз меньше времени, требуемого для получения таких результатов на импеллерных флотационных машинах.