пневматическая флотационная машина

Формула изобретения

1. Пневматическая флотационная машина, содержащая флотационную камеру цилиндроконической формы, расположенную на уровне верхнего края флотационной камеры щелевидную просеивающую поверхность с сечением щелей, увеличивающимся от оси флотационной камеры, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости, патрубок для выгрузки камерного продукта, приемный желоб, расположенный у верхнего края флотационной камеры, отличающаяся тем, что флотационная камера снабжена размещенным по ее оси вершиной вниз и основанием на уровне верхнего края флотационной камеры конусообразным сосудом с водоподводящим патрубком и со щелевым выходом по периметру основания, направленным в сторону приемного желоба, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости выполнено в виде соосно размещенного на основании конусообразного сосуда пустотелого конуса и питающей воронки, причем боковая стенка конуса плавно сопряжена со щелевидной просеивающей поверхностью, при этом последняя имеет незначительный уклон в направлении приемного желоба, внутри пустотелого конуса последовательно снизу верх размещены ресивер для сжатого воздуха и коллектора для напорной воды, имеющие соответственно воздухоподводящий и водоподводящий патрубки и щелевые выходы по периметру своих оснований, при этом щелевой выход из ресивера для сжатого воздуха направлен под щелевидную просеивающую поверхность в сторону приемного желоба, а щелевой выход из коллектора для напорной воды направлен вниз вдоль боковой стенки конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых способом флотации, в частности к устройствам для разделения минералов, и может быть использовано при крупнозернистой флотации рудного и нерудного сырья.

Известна пневматическая флотационная машина, содержащая флотационную камеру цилиндроконической формы, расположенную на уровне верхнего края флотационной камеры щелевидную просеивающую поверхность с сечением щелей, увеличивающимся от оси флотационной камеры, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости, патрубок для выгрузки камерного продукта, приемный желоб, расположенный у верхнего края флотационной камеры [1].

Недостатком этой машины является отсутствие в ней конструктивных элементов, обеспечивающих оптимизацию аэрогидродинамического режима ее работы, что снижает качество реализуемого в ней флотационного процесса. В частности, в этой машине подача зернистого питания на поверхность жидкости осуществляется многослойно в турбулентном режиме, реализуемом центробежным разбрасыванием материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пневматическая флотационная машина, содержащая флотационную камеру цилиндроконической формы, расположенную на уровне верхнего края флотационной камеры щелевидную просеивающую поверхность с сечением щелей, увеличивающимся от оси флотационной камеры, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости, патрубок для выгрузки камерного продукта, приемный желоб, расположенный у верхнего края флотационной камеры [2].

В данной машине частично устранены недостатки, отмеченные в машине [1], приводящие к снижению качества процесса флотации. Однако и здесь имеет место некоторое снижение качества процесса флотации, так как в ней также отсутствуют конструктивные элементы, обеспечивающие оптимизацию аэрогидродинамического режима ее работы. В частности, в этой машине также, как и в машине [1], частично присутствуют многослойность и турбулентность подачи зернистого питания на поверхность жидкости.

Целью изобретения является повышение качества процесса флотации за счет улучшения аэрогидродинамического режима работы.

Согласно изобретению эта цель достигается тем, что в пневматической флотационной машине, содержащей флотационную камеру цилиндроконической формы, расположенную на уровне верхнего края флотационной камеры щелевидную просеивающую поверхность с сечением щелей, увеличивающимся от оси флотационной камеры, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости, патрубок для выгрузки камерного продукта, приемный желоб, расположенный у верхнего края флотационной камеры, флотационная камера снабжена размещенным по ее оси вершиной вниз и основанием на уровне верхнего края флотационной камеры конусообразным сосудом с водоподводящим патрубком и со щелевым выходом по периметру основания, направленным в сторону приемного желоба, приспособление для подачи зернистого питания на поверхность жидкости выполнено в виде соосно размещенного на основании конусообразного сосуда пустотелого конуса и питающей воронки, причем боковая стенка конуса плавно сопряжена со щелевидной просеивающей поверхностью, при этом последняя имеет незначительный уклон в направлении приемного желоба, внутри пустотелого конуса последовательно снизу вверх размещены ресивер для сжатого воздуха и коллектор для напорной воды, имеющие соответственно воздухоподводящий и водоподводящий патрубки и щелевые выходы по периметру своих оснований, при этом щелевой выход из ресивера для сжатого воздуха направлен под щелевидную просеивающую поверхность в сторону приемного желоба, а щелевой выход из коллектора для напорной воды направлен вниз боковой стенки конуса.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Для оптимизации любого разделительного процесса необходимо обеспечить условия максимально возможного снижения турбулентности потоков пульпы внутри разделительной зоны аппарата. Что касается пневматических флотационных машин, работающих по принципу пленочной флотации, то их аэрогидродинамический режим работы можно значительно улучшить, если обеспечить необходимые условия подачи зернистого питания на поверхность жидкости, являющейся разделительной зоной в таких машинах. Зернистое питание должно подаваться во флотационную машину монослойно в ламинарном режиме на поверхность жидкости при максимальном рассредоточении минеральных зерен между собой и с минимальным количеством жидкой фазы пульпы. При этом вектор скорости подаваемого питания должен быть направлен вдоль поверхности жидкости в сторону приемного желоба. Это соответствует требованиям механизма процесса пленочной флотации.

Этим требованиям удовлетворяет конструкция предлагаемой пневматической флотационной машины. Детали принятых технических решений ниже при ее описании.

На фиг. 1 показана пневматическая флотационная машина в разрезе; на фиг. 2 - вид машины сверху.

Пневматическая флотационная машина состоит из флотационной камеры 1 цилиндроконической формы с патрубком 2 для вывода хвостов. По периферии верхней части флотационной камеры 1 закреплен приемный желоб 3 с патрубком 4 для вывода флотационного концентрата. На уровне верхнего края флотационная камера 1 имеет соосно расположенную иглообразную щелевидную просеивающую поверхность 5 с сечением щелей 6, увеличивающимся от оси флотационной камеры. Под щелевидной просеивающей поверхностью 5 соосно размещен вершиной вниз конусообразный сосуд 7, основание 8 которого размещено на уровне верхнего края флотационной камеры 1. Сосуд 7 имеет водоподводящий патрубок 9 и щелевой выход 10 по периметру основания 8, направленный под иглообразной щелевидной просеивающей поверхностью 5 в сторону приемного желоба 3. Сосуд 7 опирается на стенки камеры 1 посредством радиальных ребер 11. На его основании 8 соосно размещено приспособление 12 для подачи зернистого питания на поверхность жидкости, выполненное в виде пустотелого конуса 13 и питающей воронки 14. Пустотелый конус 13 закреплен посредством трубы 15, проходящей коаксиально через сосуд 7 и через его основание 8, и радиальных ребер 16 и 17.

Боковая стенка пустотелого конуса 13 плавно сопряжена с щелевидной просеивающей поверхностью 5, при этом последняя имеет незначительный уклон в направлении приемного желоба 3. Внутри пустотелого конуса 13 последовательно снизу вверх размещены ресивер 18 для сжатого воздуха и коллектор 19 для напорной воды, разделенные между собой перегородкой 20 и имеющие соответственно воздухоподводящий 21 и водоподводящий 22 патрубки и щелевые выходы 23 и 24 по периметру своих больших оснований. Щелевой выход 23 и ресивера 18 для сжатого воздуха направлен сквозь иглообразную щелевидную просеивающую поверхность 5 в сторону приемного желоба 3. Щелевой выход 24 из коллектора 19 для напорной воды направлен вниз вдоль внешней поверхности боковой стенки конуса 13. Воздухоподводящий патрубок 21 соединен с ресивером 18 для сжатого воздуха через внутреннюю полость трубы 15. Для этого труба 15 на участке внутри ресивера 18 перфорирована, а верхним своим торцом наглухо приварена к перегородке 20. Водоподводящий патрубок 22 проходит внутри трубы 15 и своим верхним торцом вварен в перегородку 20 с выходом внутрь коллектора 19. Воздухоподводящий патрубок 21 через вентиль 25 и водоподводящие патрубки 9 и 22 через вентили 26 и 27 подсоединены соответственно к трубопроводам 28 и 29 для сжатого воздуха и напорной воды.

Пневматическая флотационная машина работает следующим образом.

Флотационную камеру 1 заполняют водой. Одновременно из трубопроводов 28 и 29 через вентили 25 - 27 во флотационную машину подают сжатый воздух и напорную воду, которые формируют во флотационной камере 1 и в питающем устройстве 12 необходимый аэрогидродинамический режим работы флотационной машины. После этого в питающую воронку 14 подают подлежащий обработке исходный материал с водой, который водным потоком равномерно распределяется по внешней поверхности пустотелого конуса 13. Двигаясь по поверхности конуса 13, исходный материал подхватывается водным потоком, выходящим из щелевого выхода 24 коллектора 19 для напорной воды, в который она поступает через водоподводящий патрубок 22, проходящий по оси трубы 15. Происходит формирование монослоя исходного материала и рассредоточение его частиц по площади и между собой в тонкослойном потоке воды и ламинаризация его движения. При прохождении монослойного потока исходного материала по иглообразной щелевидной просеивающей поверхности 5 происходит замещение жидкостной транспортирующей среды в исходном материале на воздушную. Это происходит за счет плоской струи воздуха, выходящего из щелевого выхода 23 ресивера 18, в который сжатый воздух поступает через воздухоподводящий патрубок 21 и кольцевую полость трубы 15 и ее перфорацию внутри ресивера. Эта струя воздуха проходит через иглообразную щелевидную просеивающую поверхность 5 в сторону приемного желоба 3, сдувая с ее поверхности частицы исходного материала на поверхность воды, движущейся к приемному желобу 3 из щелевого выхода 10 сосуда 7, в который она поступает через водоподводящий патрубок 9. Плавному перемещению частиц материала на поверхность жидкости с иглообразной щелевидной просеивающей поверхности 5 способствует незначительный ее уклон в направлении приемного желоба 3. При этом вода, транспортировавшая исходный материал по поверхности пустотелого конуса 13, проходит между игл щелевидной просеивающей поверхности 5 и соединяется с водным потоком, выходящим из щелевого выхода 10. При попадании частиц исходного материала на поверхность жидкости происходит их флотационное разделение по методу пленочной флотации. Гидрофобные и гидрофобизированные частицы полезного компонента удерживаются на границе раздела жидкость-газ и водным потоком уносятся через верхнюю кромку флотационной камеры 1 в приемный желоб 3, а затем выгружаются из него через патрубок 4 для вывода флотационного концентрата. Частицы пустой породы погружаются в воду, оседают на наклонные стенки флотационной камеры 1, скользят по ним вниз и выгружаются из машины через патрубок 2.

Таким образом предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения аэрогидродинамического режима работы повысить качество процесса флотации.