Флотационная машина

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к флотационным устройствам, и может быть использовано в угольной, металлургической и химической промышленности. Технический результат - увеличение технологической эффективности на 5-10% за счет значительного интенсифицирования процесса флотации и снижения энергозатрат на 0,2 кВт/ч на 1 т руды. Флотационная машина включает камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом и закрепленный на приводном пустотелом валу аэратор, состоящий из вращающегося ротора внутри неподвижного цилиндрического статора, имеющего прорези на боковой поверхности. Ротор состоит из набора дисков равных диаметров с лопатками, укрепленными на их нижних поверхностях, при этом верхний и средний диски имеют лопатки спиралевидной формы, а нижний диск - лопатки дугообразно изогнутые. На среднем и нижнем дисках выполнены заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг пустотелого вала, которые соединяются патрубками, образуя заборные каналы. Кроме того, на верхнем конце приводного вала дополнительно установлено пропеллерное воздухонагнетательное устройство, а загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэратор снабжен шиберной заслонкой. 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых флотацией и может быть использовано в угольной, химической, металлургической промышленности при переработке руд цветных, благородных и черных металлов.

Известна флотационная машина с полым валом, на котором установлен импеллер, выполненный в виде полых лопастей осевого действия с рядом отверстий на стороне всасывания - снизу лопастей (патент СССР N 249306, кл. B 03 D 1/16, 1966 г.).

Основным недостатком этой флотомашины является низкая производительность ее импеллера по всасываемому воздуху, что препятствует интенсификации процесса флотации, а увеличение оборотов импеллера для повышения количества всасываемого воздуха повышает энергозатраты и усиливает осевой насосный эффект аэратора, т. е. интенсифицирует циркуляцию пульпы во флотокамере, что ухудшает условия флотации (разрушается флотационный комплекс), а это ведет к снижению технологических показателей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является флотационная машина, включающая камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэрационный блок, содержащий приводной пустотелый вал с укрепленным на нем устройством для аэрации пульпы (а. с. СССР N 900864, кл. B 03 D 1/14). Устройство для аэрации пульпы состоит из закрепленного на валу приспособления для создания направленных потоков пульпы, заключенное в диффузор, над которым неподвижно установлен диск, а между диском и диффузором также неподвижно расположен узел ввода воздуха, выполненный в виде кольца с внешней круговой щелью.

Основным недостатком известной машины является низкая эффективность процесса аэрации вследствие того, что не вся пульпа, выходящая из диффузора, поступает на диск, а следовательно, часть пульпы не контактирует с воздухом, что отрицательно сказывается на технологических показателях (пульпа, непроаэрированная с воздухом, не позволяет флотироваться ценным минералам).

Кроме того, аэрационный узел данной машины не обеспечивает требуемую диспергацию воздуха, а для подачи принудительного воздуха используется дополнительный источник (например, компрессор или воздуходувка), что увеличивает энергозатраты.

Предлагаемая флотационная машина значительно интенсифицирует процесс флотации за счет увеличения степени аэрации пульпы, эффективной диспергации воздуха и активного перемешивания пульповоздушной смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что в флотационной машине, включающей камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэрационный блок, содержащий приводной пустотелый вал с укрепленным на нем устройством для аэрации пульпы, по предлагаемому решению на верхнем конце приводного пустотелого вала дополнительно установлено пропеллерное воздухонагнетательное устройство, загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэрационный блок снабжен шиберной заслонкой, а устройство для аэрации пульпы включает цилиндрический статор с прорезями на боковой поверхности и ротор, состоящий из набора дисков равных диаметров с рабочими элементами, выполненными в виде криволинейных лопаток, закрепленных на размещенных одна под другой поверхностях дисков, при этом верхний и средний диски снабжены лопатками в форме спирали, а нижний диск снабжен дугообразно изогнутыми лопатками, кроме того, средний и нижний диски сообщаются каналами, проходящими через выполненные в них заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг пустотелого вала.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.

Установка на загрузочном патрубке шиберной заслонки позволяет регулировать подачу воздуха для наиболее эффективной диспергации пульпы, а пропеллерное воздухонагнетательное устройство, установленное на валу, позволяет машине работать с постоянным числом оборотов. На практике по мере износа рабочих узлов и нарушении гидродинамики аэрационного узла за счет снижения всасывания воздуха для увеличения подачи воздуха увеличивают число оборотов вала. При этом наблюдается повышенная интенсивность перемешивания пульпы при относительно низкой ее аэрации, что отрицательно влияет на процесс флотации из-за появления фонтанов, разрушающих образование на поверхности пенного слоя.

Заявляемая конструкция аэратора обеспечивает высокоэффективное диспергирование воздуха и смешение его с обрабатываемой пульпой в результате создания трех интенсивных потоков, где средний поток создается выбрасыванием воздуха через полый вал с помощью пропеллерного нагнетательного устройства, а верхний и нижний потоки, окаймляющие поток воздуха, создаются собственно лопатками. Контакт воздуха с пульпой осуществляется на выходе с дисков, образовавшаяся пульповоздушная смесь смесь ударяется о решетку статора, где происходит дополнительное диспергирование. Весь объем пульпы проходит через аэратор, т.е. отсутствуют "мертвые зоны" (не проаэрированная пульпа).

Выполнение лопаток в виде спирали позволяет интенсивнее отбрасывать пульпу от центра к периферии диска, а лопатки нижнего диска, выполненные дугообразно изогнутыми, препятствуют осаждению и накоплению крупных песков в подымпеллерном пространстве и поддерживают их во взвешенном состоянии в объеме камеры.

В случае вынужденной или аварийной остановки флотомашины осадок слоя песка около нижнего диска образуется небольшим по высоте и рыхлым, легко распульповывается за счет дугообразных лопастей нижнего диска и быстро восстанавливается рабочий режим.

Кроме того, криволинейные лопатки имеют большую обтекаемость и легко приводятся во вращение через приводной вал.

На фиг. 1 показана флотационная машина, общий вид; на фиг. 2 ротор, вид в изометрии.

Флотационная машина включает камеру 1 с загрузочными и разгрузочными патрубками, привод 2, закрепленное на пустотелом валу пропеллерное воздухонагнетательное устройство 4, вращающийся ротор 5 внутри неподвижного цилиндрического статора 6, имеющего прорези на боковой поверхности. Ротор включает диски 7, 8 и 9 с лопатками, укрепленными на их нижних поверхностях, при этом диски 7 и 8 имеют лопатки спиралевидной формы 10, а диск 9 имеет лопатки дугообразно изогнутые 11. На дисках 8 и 9 выполнены заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг полого вала, которые соединяются патрубками, образуя каналы 12. Загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэрационный блок снабжен шиберной заслонкой 13.

Флотационная машина работает следующим образом.

При включении привода 2 вращается полый вал 3 с ротором 5. Воздух, проникающий через загрузочный патрубок, снабженный шиберной заслонкой 13, нагнетается с помощью пропеллерного устройства 4 через пустотелый вал 3 в ротор 5 и выбрасывается между его дисками 8 и 9. Дугообразно изогнутые лопатки 11 отбрасывают пульпу в направлении, близком к касательной диска 9. Через заборные каналы 12 пульпа засасывается снизу диска 9, создавая под ним восходящий поток, и поступает под диск 7 на спиралевидные лопатки 10, которые вытесняют ее в направлении, близком к касательной диска 7. На выходе с дисков пульпа контактирует с воздухом, насыщаясь тонкодисперсными пузырьками. Дополнительный эффект диспергации и перемешивания достигается при прохождении пульповоздушной смеси через решетку статора 6.

Конструктивные особенности флотационной машины позволяют увеличить технологическую эффективность ее работы на 5 - 10%, снизить расход электроэнергии на 0,2 кВт/ч на 1 т руды, использовать ее для флотационного обогащения различных видов минерального сырья.

Формула изобретения

Флотационная машина, включающая камеру с загрузочными и разгрузочными патрубками, переливным порогом, аэрационный блок содержащий приводной пустотелый вал с укрепленным на нем устройством для аэрации пульпы, отличающаяся тем, что на верхнем конце приводного вала дополнительно установлено пропеллерное воздухонагнетательное устройство, загрузочный патрубок для ввода воздуха в аэрационный блок снабжен шиберной заслонкой, а устройство для аэрации пульпы включает цилиндрический статор с прорезями на боковой поверхности и ротор, состоящий из набора дисков равных диаметров с рабочими элементами, выполненными в виде криволинейных лопаток, закрепленных на размещенных одна под другой поверхностях дисков, при этом верхний и средний диски снабжены лопатками в форме спирали, а нижний диск снабжен лопатками дугообразно изогнутыми, средний и нижний диски сообщаются каналами, проходящими через выполненные в них заборные отверстия, расположенные по окружности вокруг пустотелого вала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2