способ аэрации жидкости

Формула изобретения

Способ аэрации пульпы перед флотацией, включающий подачу пульпы и воздуха в аэратор, расположенный в емкости, отличающийся тем, что перед подачей в аэратор пульпу под гидростатическим давлением подают на фильтрацию, при этом подачу пульпы осуществляют в аэратор, имеющий патрубки для подачи пульпы и воздуха, выпускную насадку и перегородку с отверстием, соосным патрубку для подачи пульпы и выпускной насадке, причем патрубок для подачи воздуха расположен после перегородки по ходу движения пульпы и перпендикулярно оси отверстия в перегородке, расстояние между перегородкой и входным отверстием выпускной насадки равно диаметру выпускной насадки, а отношение длины выпускной насадки и диаметра отверстия в перегородке к диаметру выпускной насадки равно от 3:1 до 10:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам аэрации жидкости и может быть использовано для аэрации пульпы перед флотацией, в частности, при подготовке оборотной воды для флотационного обогащения полезных ископаемых, при переработке рудного и нерудного сырья, а также для дотационной очистки сточных вод, в целлюлозно-бумажной промышленности и других областях техники.

Известен способ аэрации пульпы перед флотацией, в котором аэрация пульпы осуществляется при помощи насоса и двух эжекторов [1].

Недостатком известного способа является невысокая степень извлечения флотируемого продукта, обусловленная низкой аэрированностью пульпы, вызванной расположением эжекторов вне камеры флотации.

Наиболее близким к предложенному является способ аэрации пульпы перед флотацией, включающий подачу пульпы и воздуха в аэратор, расположенный в емкости, имеющей цилиндры с конусообразным торцом, направленным навстречу питанию. На первом цилиндре расположены отверстия в один ряд, на другом - в два ряда в шахматном порядке и меньшего диаметра, чем в первом. Пульпа, проходя через отверстия в цилиндрах, насыщается воздухом [2].

Недостатком наиболее близкого аналога также является невысокая степень извлечения флотируемого продукта, обусловленная несовершенной конструкцией аппарата, в котором осуществляется аэрирование.

Задачей изобретения является повышение степени извлечения флотируемого продукта.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении степени аэрирования пульпы.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации пульпы перед флотацией, включающем подачу пульпы и воздуха в аэратор, расположенный в емкости, согласно изобретению перед подачей в аэратор пульпу под гидростатическим давлением подают на фильтрацию, при этом подачу пульпы осуществляют в аэратор, имеющий патрубки для подачи пульпы и воздуха, выпускную насадку и перегородку с отверстием, соосным патрубку для подачи пульпы и выпускной насадке, причем патрубок для подачи воздуха расположен после перегородки по ходу движения пульпы и перпендикулярно оси отверстия в перегородке, расстояние между перегородкой и входным отверстием выпускной насадки равно диаметру выпускной насадки, а отношение длины выпускной насадки и диаметра в перегородке к диаметру выпускной насадки равно от 3:1 до 10:1.

Подача пульпы под гидростатическим давлением на фильтрацию перед подачей ее в аэратор позволяет удалить из нее большую часть труднофлотируемых крупных частиц, затрудняющих дальнейшее аэрирование пульпы.

Подача пульпы в аэратор, имеющий патрубки для подачи пульпы и воздуха, выпускную насадку и перегородку с отверстием, соосным патрубкам для подачи пульпы и воздуха, позволяет эффективнее насыщать пульпу воздухом.

Расположение патрубка для подачи воздуха после перегородки по ходу движения пульпы и перпендикулярно оси отверстия в перегородке, выполнение расстояния между перегородкой и входным отверстием выпускной насадки равным диаметру выпускной насадки, и выполнение отношения длины выпускной насадки и диаметра отверстия в перегородке к диаметру выпускной насадки равным от 3:1 до 10:1 позволяет оптимизировать процесс аэрации и обеспечить высокую степень аэрации пульпы.

Оптимизация конструктивных параметров аэратора позволяет потоку воздуха обжатием потока пульпы создать режим кавитации течения потока, который затем переходит в пленочно-диспергированный режим течения жидкости и воздуха в выпускной насадке. Данный режим течения позволяет дополнительно увеличить расход воздуха до образования в выпускной насадке скачка уплотнения, после прорыва которого скорость потока на выходе из выпускной насадки достигает сверхзвукового значения. Увеличение расхода воздуха при таком режиме потока позволит сохранить диаметр пузырьков воздуха флотационной крупности, что, в свою очередь, приведет к повышению извлечения при флотации.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана схема цепи аппаратов установки, в которой он осуществляется, на фиг.2 - продольный разрез аэратора.

Установка для осуществления способа включает приемную емкость 1 для исходной пульпы, блок фильтрации 2, аэратор 3, флотационную камеру 4.

Аэратор включает корпус 5, имеющий патрубок для подачи пульпы 6, выпускную насадку 7, патрубок для подачи воздуха 8 и перегородку 9 с отверстием, соосным патрубку 6 и выпускной насадке 7. Расстояние Н между перегородкой 9 и входным отверстием выпускной насадки 7 равно диаметру d выпускной насадки, а длина L выпускной насадки и диаметр D отверстия в перегородке относятся к диаметру d выпускной насадки от 3:1 до 10:1.

Способ осуществляется следующим образом. Исходная пульпа поступает в приемную емкость 1, расположенную выше блока фильтрации 2. Часть загрязняющих примесей оседает в емкости 1 и удаляется. Оставшаяся пульпа под гидростатическим напором поступает в блок фильтрации 2, в котором удаляется большая часть труднофлотируемых крупных частиц, затрудняющих дальнейшее аэрирование пульпы. После блока фильтрации 2 осветленная пульпа самотеком поступает в аэратор 3, расположенный во флотационной камере 4. В аэраторе 3 пульпа через патрубок 6 для подачи пульпы поступает в корпус 5 и через отверстие в перегородке 9 в следующую часть корпуса 5, где поток пульпы обжимается потоком воздуха из патрубка 8 для подачи воздуха. Пульпа, обжатая воздухом, поступает в выпускную насадку 7, где происходит формирование пузырьков флотационной крупности. Пульповоздушная смесь выходит из аэратора и поступает во флотационную камеру 4, где происходит флотация с выделением флотируемого продукта в виде пены.

Способ позволяет достичь максимального соотношения объемов газ-жидкость при сохранении размеров пузырьков воздуха, необходимых для флотации, что обеспечивает высокое извлечение флотируемого продукта.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №971482, кл. B 03 D 1/14, опубл. 10.11.1982.

2. Патент РФ №2152827, кл. B 03 D 1/14, опубл. 20.07.2000.