§ 6. Флотация

Флотацией называют метод обогащения полезных ископаемых, основанный на использовании различий физико-химических свойств поверхностей тонкоизмельченных частиц разделяемых минералов, взвешенных в водной среде, выражающихся в изби­рательном прилипании частиц к поверхности пузырьков воздуха.

При флотации взвесь тонкоизмельченных минералов в водной среде –пульпу, обработанную флотационными реагентами, под­вергают энергичному перемешиванию в машине. В результате перемешивания в пульпе образуются устойчивые пузырьки возду­ха. Частицы полезных минералов, находящиеся во взвеси, прили­пают к поверхности пузырьков воздуха и выносятся ими на по­верхность пульпы, образуя слой минерализованной пены. Этот слой представляет концентрат полезного ископаемого, который удаляется из машины в последующие операции обработки. Мине­ралы пустой породы, смачиваемые водой, не прилипают к пузырь­кам воздуха и остаются в пульпе, из которой выводятся в виде хвостов.

Смачиваемость поверхностей минеральных частиц водой может изменяться в широких пределах путем физико-химического воз­действия на их поверхности реагентами. Изменение характера по­верхностей минералов реагентами связано с явлениями адсорб­ции. Это явление находит широкое применение в технологии фло­тационного процесса. Путем обработки поверхностей минералов реагентами последние под действием адсорбции могут изменить естественные свойства смачиваемости. Во многих случаях изме­нение этих свойств сопровождается химическими реакциями в поверхностном слое минералов. С изменением смачиваемости мине­ралов происходит изменение и их флотируемости.

Различия в конструкции флотационных машин в основном определяются способом перемешивания и аэрации пульпы. По этому признаку все машины подразделяют на: механические, в ко­торых перемешивание пульпы и засасывание воздуха произво­дятся импеллером; пневмомеханические – перемешивание пульпы аналогичное, но воздух подается от воздуходувки; пневматиче­ские, в которых перемешивание и аэрация пульпы осуществляют­ся подачей сжатого воздуха.

Рис. ХХI.5. Механическая импеллерная флотационная машина

На отечественных обогатительных фабриках широкое рас­пространение получили механические флотационные машины.

Механическая импеллерная машина представляет собой дере­вянную или металлическую ванну 1 (рис. XXI.5) прямоугольной формы, внутренняя часть которой разделена на равные камеры перегородками 2. Пульпа поступает в машину через загрузочную коробку 3, а хвосты удаляются через разгрузочную коробку 4, которые служат торцевыми стенками машины. Междукамерные перегородки снабжены шиберными заслонками 5, которыми регу­лируют высоту сливного порога и изменение уровня пульпы в каждой камере с помощью штурвала 6. Ванна машины крепится на металлических рамах 7.

На дне каждой камеры монтируется чугунная полусферическая чаша 8, которая служит футеровкой, предохраняющей машину от быстрого износа. В центре камеры над чашей расположен импел­лер 9, насаженный на конец вертикального вала 10. Импеллер имеет форму слегка изогнутого диска, на выпуклой части которо­го, направленной книзу, радиально расположены восемь выступов, а на вогнутой столько же вертикальных ребер.

Над импеллером находится диск 12, являющийся футеровкой крестовины 11 и предохранителем от заиливания импеллера пуль­пой при остановке машины. Крестовина состоит из трех патруб­ков, один из которых служит для приема пульпы из соседней ка­меры, а два других используются для ввода промпродуктов из соседних камер или из рядом стоящих машин без применения на­сосов.

Верх патрубков крестовины заканчивается вертикальными ребрами, на которых расположены два ряда металлических реше­ток 16. Назначение решеток состоит в создании спокойной зоны в верхней части камеры. Крестовина соединена с вертикальной трубкой 13, через которую засасывается воздух в камеру благо­даря разрежению, создаваемому импеллером.

Пена из флотационных камер машины удаляется в приемные желоба лопастями пеноснимателя 14, расположенного вдоль все­го фронта машины и приводимого в действие от электродвигате­ля 17 через редуктор 18.

Хвосты последней камеры машины удаляются через отверстие 15 в разгрузочной коробке. Разгрузка отдельных камер произво­дится через отверстие 19.

В первых камерах машины выдается наиболее богатый цен­ным минералом пенный продукт. В последующих камерах в пен­ный продукт переходят сростки полезных минералов с пустой по­родой, труднофлотируемые минералы и пустая порода. Этот про­дукт называют промпродуктом; его возвращают в предшествую­щий цикл флотации либо подвергают отдельной обработке. Произ­водительность флотационных машин по потоку пульпы в зависи­мости от типа машин колеблется от 0,16 до 12 м³/мин.