3. Применеине э.1ектрохимичсской обработки растворов со­ бирателей. При катодной ию1 анодной э.1ектрнчсской обработке

раствора изменяются состояние и состав находящегося в нем

собирателя. Например, при электрохимическом окпс.1ении ра­

створов ксантогсвата па аноде происходит окис.1сние ионов

собирателя до мо.1еку.п диксантогенида. Дссорбированный

• анодного электрода вследствие высокого по.1ожительного 3а­

ряда на нем диксантогснид. находится в состоянии мо:1еку.1ярной дисперсии. Выход диксантогенида увеличивается с повышением

концентрации собирателя в растворе и напряжением, подавае­

мым на ЭJiсктроды. Частичным электрохимическим ·окис.пенисм

растворов ксантогевата удается компенсировать замсд.1снную

стадию реакции образования диксантогснида на минеральной поверхности в обычных ус.1овиях и обеспечить оптимальное со­ отношение форм сорбции собирателя на поверхности флотируе­

мых минералов.

Замедление реакции Кх--+ Кх2 вызывается неб.lагоприят­

ным соотношением дырок и электронов на их поверхности. Чем выше концентрация э.1ектронов, тем бо.1ьшс до.1жна быть сте­

пень прсдварите.;lЬIIОГО электрохимического окис.1ения раствора

ксантогевата перед его подачей в процессе флотации. Положи­ тельный эффект электрохимической обработки катионного со­

бирате.lя может быть обуслов.~1ен образованием ма.1оустойчивых

300

свободных радикалов, возможно, с некоторым химическим из­

менением реагента, что приводит к повышению его активности

наряду с у~еличснием степени дисперсности собирателя в рас­

творе.

4. Применение рентгеновского, радиоактивного облучения

или электрического заряжания минеральных частиц. В резуль­ тате такой обработки на поверхности и в объеме минералов

изменяется ко.пичсство дефектов кристал-1ической решетки, что приводит к изменению концентрации и соотношения носителей

тока: электронов и дырок. В резу-1ьтате этого меняется кине­

тика окисJiите:Iьно-восстановите.1ЫIЫХ реакций на поверхности

и состав сорбционного с.1оя собирате-'Iя на ней [48]. Опти,иизация крупности и состава поверхности пузырьков.

Интенсификация ф.аотационного процесса за счет «активизации»

воздушных пузырьков может быть достигнута одним из сле­

дующих прие:vюв.

1. Создание условий, обеспечивающих интенсивное образо­

вание в пульпе микропузырьков воздуха. Этим достигается

принципиально та же цс.1ь, что и при добавке к основному со­

бирате.лю эму.пьсии аполярного мас.1а. Микропузырьки воздуха,

как и микрокапельки аполярных реагентов, выде-1яются в пер­

вую очередь на гидрофобных и rидрофобизированных собирате­ Jiем поверхностях, повышан «прока-1ывающую» способность их

по отношению к гидратной прослойке между частицей и лу­ зырьком воздуха, способным поднять се в пену. Показате.ТJЬ

флотирусмости Fв и вероятность извлечения частиц при этом увеличиваются. Это следуст из по-1ученного ранее уравнения

(2.12).

Чем интенсивнее идет образование микропузырьков воздуха, тем выше скорость флотации и, в ряде СJiучаев, извлечение ф:ютпрусмого минсраJJа. При высокой концентрации в пульпе

очень ме:Iких пузырьков и одновременном присутствии крупных

частицы больших размеров могут выноситься на поверхность пульпы аэрофлоку.1ами, образующимися из частиц и пузырьков разной крупности. На крупную частицу на-1ипают мелкие пу­ зырьки воздуха, к которым с помощью тонких частиц ф-'Iотируе­

мого минера-'lа прилипают другие пузырью·{. Средняя плотность аэрофлокулы меньше плотности пу-1ьпы и она всплывает на ее

поверхность.

Возможность флотации крупных зерен, наряду с эффектив­ ной ф"1отацией тонких частиц мелкими пузырьками, является

достоинством предложенной Г. С. Бергером аэрофлокулярной флотациИ. Аэрофлокулярный режим флотации яв.1яется одним

из решающих факторов извлечения, например, крупных зерен фосфорита и апатита. Д.1я создания ус.'lовий аэрофлокуJlярной флотации необходима высокая степень гидрофобизации мине­

ральной поверхности, которая достигается сочетанием собира­

те.'lей с гетераполярным строением молеку.'l и аполярных угле­

водородов оптимальной вязкости.

301

2. «Активация» воздушных пуз~рьков. М. А. Эйгелесом и

М. Л. Волавой установJ1ено [49, 50], что продукты взаимодейст­

вия реагентов в пульпе при определенной их крупности и плот­

ности сорбции на пузырьках могут активироват.ь элементарный акт и скорость флотации. Этот эффект наблюдается при замед­

лении процесса роста частиц труднорастворимых продуктов

взаимодействия реагентов и непалнам заполнении ими поверх­

ности пузырьков. Можно полагать, что он обусловлен «прока­

лывающим» действием закрепившейся частички па гидратную

прослойку между пузырьком и флотирусмой частицей. «Актива­

ция:. пузырьков наблюдается обычно при дополнительной по­ даче в пульпу органических реагентов-стабилизаторов коллоид­

ной системы, в качестве которых в зависимости от особенностей

флотационной системы могут использоваться алкиларилсуль­

фонаты, оксиэтилированные алкилфенолы и другие соедине­

ния.

По данным В. А. Глембоцкого [7], «активация» пузырьков

может быть достигнута также в результате ультразвукового

воздействия на них. Причиной «активации» пузырьков при этом

может служить процесс деагрегирования воды, не позволяющий

образовываться на поверхностях раздела фаз устойчивому ги­

дратному слою, что неминуе~о приводит к уменьшению энерге­

тического барьера при эJiементарном акте фJ1отации.

Регулирование окислительно-восстановительного потенциала

и состояния жидкой фазы Щjltьnы. Окислительно-восстанови­ тельный потенциа"1 Eh жидкой фазы пульпы определяет вероят­

ность и скорость протекания реакции взаимодействия поверх­

ности минералов с ионными и молекулярными компонентами

раствора. Приближение его к оптима.1ыюму позволяет устра­

нить или существенно замедлить скорость протекания нежела­

тельных реакций, стабилизировать ход флотационного процесса

• повысить технологические показатели при сокращении рас­

хода реагентов. Регулирование Еh-потенциала пульпы может быть осуществлено несколькими способами [1, 2, 46]:

подачей реагентов-окислителей или реагентов-восстановите­

лей, что широко применяется при селективн'ой флотации медно­

цинковых руд и разделении медно-молибденовых концентра­

тов;

электрохимИческой обработкой пульnы без добавления спе­

циальных реагентов-восстановителей (иJ1и реагентов-окислите­

лей). К настоящему времени получены ПОJ1ожитеJ1ьные резуль­

таты испы:ганий данного метода регулирования Еh-nотенциала на полиметаллических и сурьмяных рудах [47];

-термической обработкой nульnы. Примерам данного способа

является паровая флотация при разделении медно-молибдено­

вых концентратов на Балхашской обогатительной фабрике.

Аэрация пульпы пузырьками пара при повышенной темпера­

туре nозволяет сократить концентрацию в ней кислорода, резко

замедлить скорость окисления сульфидных ионов, депрессирую-

.302

щих флотацию сульфидов меди, и обеспечить стабильный ход

процесса при малых расходах депрессора.

Регулирование состояния жидкой фазы пульпы в ряде слу­

чаев удается осуществить ее маглитной обработкой. Имею­ щисся данные показывают, что предварительная магнитная об­

работка пулы.1ы может изменить смачивающую способность

воды, растворимость в ней газов и их активность при окислении

сульфидных минералов, активность и избирательность действия на флотацию реагентов (жидкого· стекла, цинкового купороса и др.) и техноJ1огические показатели флотации. Однако наблю­

даемые явления пока в достаточной степени не объяснены, что

затрудняет использование магнитной обработки пульпы для по­

вышения показателей фJютации.

Оптимизация подготовки коллективных концентратов к. их разделению. В последние годы все чаще при подготовке кол­

J1ективных концентратов к разделению используют термическую

и иногда у.пьтразвуковую их обработку.

Причинами более высокой' эффективности разделения кол­

л·ективных концентратов после предварительной термической

их обработки (пропарки, варки, подогрева) могут быть:

возможность термического разложения избытка собирателя

(например,. при пропарке медно-молибденовых концентратов);

более интенсивное протекание реакции, приводящей к по­

давлению флотации депрессируемых минералов (при доводке шеелитоных концентратов по методу Петрова);

возможность разнонаправленного изменения термодинами­

ческих функций разделяемых минералов (при пропарке медно­ никелевых концентратов перед их разделением), когда флоти­

руемость одних минералов улучшается, а других- ухудшается

вследствие различной закономерности изменения, например,

энтропии минералов от температуры. ·

Эффективность ультразвукового разрушения адсорбцион­

ных слоев реагентов на минералах при подготовке коллектив­

ных концентратов к разделению зависит от плотности адсорб­

ционного сдоя, его состава, природы минерала, его крупности,

продолжительности и других параметров ультразвуковой обра­ ботки. К настоящему времени показана принципиальная воз­

моясность разделения после ультразвуковой деструкции колдек­

тивного свинцово-пиритного, медно-пиритного,свинцово-медного

и -других концентратов. Использование удьтразвука в промыш­

.:1енных усJ1овиях пока затрудняется отсутствием промышлен­

ных· образцов необходимых аппаратов.

t5. ФЛОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

Для флотационного обогащения созданы сотни машин и

аппаратов, из которых лишь несколько десятков нашди широкое

промышленное применение. Общим для всех современных кон-

303

струкций фJ1отационных машин является исnОJ1Ьзование в ка­

честве рабочего агента воздуха в виде меJIКИХ nузырьков, обра­

зуемых в ny"1ьne тем ИJ1И иным сnособом. Минерал·изация воз­

душных nузырьков nроисходит nри непосредственном стоJiкно­ вении их с частицами, скольжении частиц по поверхности пузырьков, выделении пузырьков на поверхности частиц и со­

четании этих яв.1ений. Относительная ро.1ь сnособов минерали­

зации зависит от nрименяемых способов аэрации и конструкций флотационных машин.

t5.t. Кnассмфмкация фnотационных маwмн

Флотационные машины раз.1ичаются по конструктивным признакам, способу аэрации и техно.'!огическому назначению.

В большинстве случаев их к.1ассификации за опредеJlяющий признак nринимают способ аэрации [24, 44].

По этому признаку ф.1отационные :\Iашины могут быть раз­

делены на следующие группы [24]:

механические, в которых аэрация пульпы осуществляется

засасыванием воздуха из атмосферы мешалками рЗЗJlИчных

конструкций; пневмомеханические, обеспечивающие аэрацию пульпы сжа­

тым воздухом, подаваемым в машину от венти.1яторов, возду­ ходувок ИJIИ компрессоров, диспсргирование которого осущест­

вляется меша"1ками или виброустройс·щами различной кон­

струкции;

пневмогидравлические с самоаэрацией и.1и принудитеJ1ыюй

подачей сжатого воздуха, в которых д.1я диспергирования при­

меняются различные гuдравлические устройства;

пневматические с аэрацией пульпы сжатым воздухом, пода­ ваемым через патрубки и.ш пористые псрегородки;

эл~ктрофлотационные с аэрацией жидкости пузырьками, вы­

деляющимися при э.1ектролизе;

флотационные машины с изменяемым давлением, аэрация

в которых обеспечивается выдедением растворенных газов из пульпы при снижении дав.1ения над ней;

комбинированные, в которых пульпа аэрируется несколь­

кими способами.

Аэрирующие устройства устанав.пиваются в емкостях ко­

рьпного, кодонноrо и камерного типов.

Флотационные машины корытнаго типа представляют собой

ванну, вытянутую в ддину. Исходная пу.пьпа поступаст с одного

конца ее и выходит с другого в виде хвостов. Псну удаляют

в желоба по всей длине ванны через боковые борта (обычно

самотечным способом). Уровень пульпы регулируют скоростью

разгрузки хвостов.

Флотационные машины колонного типа представляют собой

вертика.'!ыiые устройства круглого, прямоугольного или э.'IJlИП­ совидного сечения. Концентрат удаляется с верхней, а хвосты-

304

с нижней частей колонны; исходное питание поступает обычно

в среднюю часть.

Ф.1отационные машины камерного типа состоят из отдель­

нюх камер, в каждой из которых устанавливается один или не­

сколько аэраторов. В зависимости от способа продвижения

пу.'!Ьпьr из предыдущей ка~еры в последующую машины под­

разделяются на ка~ерные, прямоточные камерные и.1и камерно­

прямоточные.

В камерных машинах уровень пу.пьпы регулируется в каж­ дой камере. Пу.аьпа из одной камеры в другую попадает через

специа.1ьный разгрузочный карман. Образующийся в полости

работающего импе.1.аера небольшой вакуум обеспечивает воз­

можность подеоса в аэратор промпродуктов ф.1отации. Благо­

даря это~у в одной машине можно осуществить несколько

технологических операций. Недостатками ка мерных машин яв­ ляются: бо.1ее сложный надзор из-за необходимости регулирова­

ния уровня пу.1ыiы в каждой камере; ограничение производи­

тельности машины по потоку производите.1ыюстью импеллера;

непостоянство аэрации при колебаниях потока пульпы.

В прямоточных камерных машинах, в которых пу.1ьпа течет

по длине машипы самотеком, уровень пуJ1ьпы регуJJируется

тодько в последней камере, а одипаковый дебит проходящей

через аэратор пульпы обеспечивает постоянство ее аэрации. Это

исключает .недостатки, присущие камерным машинам. ДJ1Я про­ хода пульпы в межкамерных перегородках по ширине всей

камеры имеются бо.1ЬIIIИе отверстия, нижний уров~пь которых находится на уровне надымпеллерного диска, а верхний- на

300-400 мм ниже уровня ПУ•1ЫIЬI. Недостатком прямоточных

машин является понижение уровня пульпы вдоль машины, из-за

чего в каждой ка мере устанав:швается с_: воя высота пенного по­

рога и своя высота .1опастей пеносъемника.

Камерно-прямоточные машины собираются из секций,

состоящих из нескольких камер. Первая камера называется всасывающей. Пу.1ы1а в нее подается неносредственно на пм­ неллер, а оста.1ьные камеры работают как прямоточпые. Уровень пу,;lЬПЫ регулируется в последней камере каждой

секции.

Кроме того, существуют так называемые монокамерные фло­

тационные машины, состоящие из одной камеры. Эти машины

обычпо устанавливают на сливе мельницы, между ней и клас­

сифицирующим устройством, или перед основным фронтом флотации.

Камерными обычно бывают машины механического и пнев­

момсханического типа, корытными- машины всех других ти­ пов, ко.1онными- машины пневматического типа.

t5.2. Тре&овенм•, nредъ•вnнмwе к современнwм

фnОТ8ЦМОННWМ М8111МН8М

Практика промытленного применения флотационных машин

дJIЯ обогащения различных полезных ископаемых и в других

областях техники, исследование процессов, происходящих во флотационных машинах при пенной флотации и изучение

rидроаэродинамики машин позволяют сформулировать сле­

дующие основные требования к современным конструкциям флотационных машин.

1. Равномерная по всему объему аэрация пульпы при высо­

кой степени диспсргирования воздуха и оптимаJiьном соотноше­ нии тонкодисперсных и более крупных (несущих) пузырьков.

2. ~се твердые частицы в пульпе должны находиться во

взвешенном состоянии и в условиях тесного контакта с пузырь­

ками воздуха. ~аксимальная частота столкновения частиц

с пузырьками должна протекать при минимальных относитеJiь­

ных скоростях их движения, но при достаточном для полной

минерализации· пузырьков пути их движения в пульпе.

3. Всплывание минерализованных пузырьков должно прохо­ дить в относительно спокойной (безвихревой) среде ИJIИ в вос­ ходящем потоке пуJiьпы (что улучшает флотацию крупных ча-

стиц и агрегатов). -

4. Должно обеспечиваться оптимальное соотношение между объемом флотационной пены и скоростью ее удаления. Если эта

скорость чрезмерно велика, то не обеспечивается возможность

возврата частиц пустой породы, механически Захваченных пу­

зырьками, из пены в пульпу и качество концентрата ухуд­

шается. Если же скорость удаления пены недостаточна, то из-за

деминерализации пены снижается извлечение.

5. Непрерывность флотации, т. е. непрерывная подача пита­ ния и непрерывная разгрузка сфлотированных и несфлотиро-

ванных частиц. ·

6. Возможность регулирования высоты уровня пульпы к

пены, внутрикамерной циркуляции и аэрации пульпы.

Кроме этих требований, к фJiотационной машине, как и ко всякой другой, предъявляются общетехнические требования:

надежность в работе, высокая износоустойчивость деталей, ма­

Jiая энергоемкость, дешевизна, простота конструкции и т. д.

Работу флотационных машин ·характеризуют технол~гиче­

ские и технико-экономические показатели: извлечение и содер­

жание полезных компонентов в концентратах и хвостах, про­

должительность и стоимость флотации, производительность.

удобство ремонта, занимаемая площадь на единицу производи­

тельности и т. д.

306

3. Процессы дисперrмрованu воздуха

• аарации nynьnы во фnотацмонных машинах

J{испергирование воздуха и аэрации пульпы во флотацион­

ных машинах достигаются с помощью механического воздей­

ствия на струю засасываемого или подаваемого под давлением воздуха, пропускания воздуха сквозь медкие отверстия, выде­

ления из объема пудьпы растворенных в ней газов-или разло­

жения воды электродизом.

Диспергировапие воздуха механическим воздействием----. _основной способ аэрациИ пульпы в машинах механического,

пневмомеханического и пневмогидравлического типов. Персме­

щение струй воздуха и ~идкости в аэрирующих устройствах

этих машин характеризуЕ!тся крайней турбулентностью. Это

приводит к появдению сил, различных по значению и направ­

лению, обесnечивающих не- только разрыв струи воздуха и об­

разование мелких пузырьков, но и разрыв жидкости с образо­ ванием кавитационных полостей, заполняемых парами воды

или растворенными газами. Эффективность диспергирования возрастает, а крупность образующихся пузырьков d умень­

шается при увеличении скорости v персмещения струи воздуха

относитедьно жидкости, турбулентности движения и уменьше­

нии поверхностного натяжения <Jг-ж на границе раздеJlа жид­

кость-газ. Размер пузырьков при этом качественно характери­

зуется уравнением

где D и К' -начальный размер и коэффициент сопротивления пузырьков; р и р'- плотность соответственно жидкости и газа .

.Среднее значение d пузырьков в механических флотационных

машинах около 1 мм [24]. По данным Х. Шуберта, высокая дис­

персность пузырьков достигается при испольЗовании аэраторов,

создающих большое коJ1ичество мелкомасштабных турбулент-ных импульсов в объеме жидкости [24]. -

Струя воздуха вводится в пульпу обычно с помощью импел­ лера. Чтобы выбросить пульпавоздушную смесь в камеру, им­ пеллер должен создать статистический напор несколько боль­

ший, чем напор Нп пульпы в камере на уровне лопаток импел­

лера.

Развиваемый импеллером статический напор Не по теории действия центробежных машин определяется уравнением

Не =;pfPI2g,

где '/J- коэффициент, зависящий от конструкции импеллера и

условий работы (для импеллера без статора 'IJ=0,5+0,7, со статором 'IJ=0,75+0,85); V -окружная скорость импеллера.

307

Импеллер начинает засасывать воздух только при векоторои критической скорости v0 , отвечающей условию

Не= Нп -·-'ljJv~/2g.

Напор Н, вызывающий аэрацию пу.льпы, равен избыточному

над критическим Нп:

При постоянном дебите пу"1ьпы и раз"1ичных значениях

окружной скорости вращения импеллера объем выбрасывае~

мого в камеру воздуха опредс.пяется отношением

где Qв' и Qв"- объем выбрасываемого воздуха при скорости соответственно V1 и v2; К1 - коэффициент пропорциональности.

Аэрация пульпы в камере пропорциональна Qв, поэто:~<~у

где а1 и а2- аэрация пульпы. При постоянной производитель­

ности импеллера по пульпе аэрация прямо пропорциональна

разности квадратов фактической и крити­

ческой окружной скорости вращения им­

пеллера.

ИмпеJiлер не может засасывать воздух,

6

ecJIИ

его

полость це.тшком

запоJ1нена пуль­

пой. В то же время при встречающихся на

практикс

зпачениях

скорости

вращепия

импеллер не может работать как вентиля­

тор, так как давление воздуха

на

выходе

из импеллера недостаточно для преодоле­

ния противодействующего давления пуль­

пы. Поэтому для каждой заданной окруж­

ной

скорости

импеллера,

превышающей

:rt.

v0 , существует оптимальный поток пульпы

о

2

через

импеллср Qопт. при

котором аэрация

4 an,M jMUfl

будет максимальной (рис.

51 )

.

1 .

Рис.

15.1.

Влияние

Увеличение окружной скорости усили~

объема

Q,.

nотока

вает аэрацию, но при этом возрастают

в

лолость

юшел-

расход мощности и

значения

сил

инерции,

лера

на

объем

Qв

отрывающих частицы от пузырьков; поэто­

засасываемого

воз-

му окружная

скорость

вращения

импел­

духа

в камерах

фдо­

тационных

машин

.1ера у современных флотационных машин

ФМ-5 (/), ФМ-6

(2)

не превышает 10 м/с [24).

и ФМ-7 (8)

(no

дан­

Аэрация возрастает

при

уменьшении

ным В. А. Рундк~ис­

критической

скорости

v0 ,

определяемой

та)

308

давлением столба пульnы в камере. Поэтому уменьшение вы­ соты камеры nриводит к увеличению аэрации. При увеличении высоты камеры аэрирующий узел необходиУiо переводить в ре­ жим поддува, гарантирующий голодный режим его по жидкоУiу

и неизменность потребляемой мощности. Это особенно це.1с­ собразно при исnользовании камер большого объема.

Образование пузырьков при прохождении воздуха через по­ ристые перегородки (ткани, перфорированную резину, пористую

керамику и др.) является основным способом диспергирования

воздуха и аэрации пу.1ьпы в машинах пневматичсского типа.

EcJiи при выходе газа из отверстия dn пористой перегородки

образуется пузырек диаметром d, объемом :r.d³/6, то он будет

~прываться под действием архимедавой силы

F л= (бж-(\)gлd³/6

и удерживаться силой Fп nоверхностного натяжения, действую­ щей по периметру :rd" отверстия,

F₁₁ = лdпаж_1 ••

Предельный диаметр пузырька при отрыве найдем из ус.1о­

вия Fл- Fn по форму.пе

d = V6аж-гdп/fбж-бг) g],

из которой следует, что повышение дисперсности воздушных

пузырьков может быть достигнуто снижением поверхностного натяжения и диаметра отверстий в пористой nерегородке.

Избыточное давление входящего газа по сравнению с вы­

ходяiЦим из апnарата обусловлено необходимостью преодолеть противодействие избыточного давления внутри nузырька (лаn­

.1асова давления), статического давления стоJ1ба жидкости

• аппарате, сопротивJ1ений nри прохождении отверстий в nори­ стой псреrородке. При небалыних размерах отверстий в пори­ стой перегородке избыточное давление nодаваемого воздуха может быть значительно выше статического дав.1ения жидкости

• аппарате. На практике стремятся поддерживать такие избы­

точное давление и расход воздуха и применять пористые перс­

городки с таким размером отверстий, чтобы можно было полу­

чить тонкодисnергированныс пузырьки воздуха.

При средней крупности nузырьков 3-4 MYI степень аэрации

в пневматических флотационных машинах колеб.1ется от 15

до 35 % [24]. При истечении сжатого воздуха через движущиеся

пористые nерегородки или в движущиеся потоки пульпы раз­

меры пузырьков уменьшаются вс.1едствие срезаюiЦеrо воздей­

ствия потоков пульпы [15].

Образование пузырt,ков при выделении газов из раствора

яв.'Iястся· основным процессом аэрации пу.1ьпы во ф.'1отацион­

ных машинах с изУiеняемым давлением (вакуумных и ком­

прессионных).

309

В соответствии с законом Генри, растворимость газов ра­

<:тет при повышении давления на жидкость и, наоборот, умень­ шается при пониженин давления, приводя к выделению избы­ "Точно растворенных газов в виде пузырьков. При этом размер

dmln пузырьков, способных существовать в воде, находится

в прямой зависимости от значения сrж-г и в обратной от вели­

чины !!J.C пересыщения раствора газами или снижения давления !!J.p при условии начальной насыщенности раствора газами:

amln = 2crж_/(k!!J.C) = 2аж_/Ар,	(15.1)
где k - постоянная в уравнении	Генри. Число n зародышей пу­

зырьков; образующихся в единице объема за единицу времени,

определяется по уравнению Я. Б. Зельдовича [15]:

Л =(bD/dmtn)j/8лcrж_/(KT),

где в- коэффициент, D - аналог коэффициента диффузии,

К- постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура.

С учетом уравнения (15.1)

n=(k!iC/2crж-г)11 bDV&tDI(KТ).

Отсюда следует, что число зародышей пузьiрьков газов, вы­ деляющихся из раствора, тем больше, чем выше· пересыщение

раствора газами и чем меньше поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-газ.

По данным Н. Ф. Мещерякова [24], при вакууме 933 гПа и -ф.потационных концентрациях пенообразователя (соснового масла) из 1 л воды выделяется 90-96% растворенных газов общим объемом 300 мл. При крупности пузырьков 0,1-0,3 мм их суммарная поверхность в 1 л воды велика и составляет 6 -

18 м²•

Выделение растворенных газов улучшается в присутствии тонких гидрофобных частиц, поскольку, чем гидрофобнее по­

верхность, тем слабее связь ее с молекулами воды, и, следова­ тельно, работа на образование зародышей микропузырьков и последующего роста их, связанная с разрывом свя;зей между

моJiекулами на поверхности раздела минерал-вода, меньше

работы по разрыву связей между молекулами воды.

Яйления растворения и выделения растворенных газов на­ -блюдаются также в пульпе механических, пневмомеханических

и пневмоrидравлических машин, характеризующихся. большими

.перепадами давления особенно в зоне аэрационного устройства.

Образование пузырысов газов при элеtстролизе явJiяется ос­

·новным процессом аэрации пульпы в электрофлотационных ма-

шинах. .

Минимальное напряжение, необходимое для начала элек­

тролиза воды, составляет обычно 1,6-1,7 В. На поверхности

:.катода выделяются пузырьки водорода, на поверхности анода-

:З\0

пузырьки кислорода. Крупность образующихся пузырьков за­

висит от условий электролиза, степени шероховатости и кри­

визны поверхности электродов, поверхностного натяжения на

границе раздела фаз и температуры пульпы [7, 13].

'15.4. Механические фnотацмонные машины

Во всех аэрационных уЗлах флотационных машин засасыва­

ние воздуха из атмосферы и образование пульповоздушной

смеси, выбрасываемой под действием центробежных сил в ка­ меру, обусловлено образованием небольшого вакуума в полости вращающегосЯ: импеллера. В качестве импеллеров использу­

ются мешалки различных конструкций (дисковые с радиально расположенными лопатками, стержневые типа беличьего ко­ леса с осевыми насосами внутри них и др.). При этом аэрация

пуЛьпы определяется окружной скоростью импеллера и кон­

структивными особенностями аэрирующих yзJlOB и ка:v~ер меха­ нических флотационных машин.

В СССР наибольшее распространение пш1учили механиче­ ские флотационные машины конструкции Механобра ФМ (СССР) с вместимостью камер от 0,14 до 6,3 м³. Стандартная

машина ФМ собирается из двухкамерных секций:. первая ка­ мера яв-1ястся всасывающей, вторая прямоточной (рис. 15.2) _

В случае необходимости машина может собираться из одних

всасывающих камер ИJIИ из звеньев, состоящих из одной всасы­

вающей и нескольких прямоточных камер.

В кажд~й камере устанавливается блок аэраторов, который

полностью моптируется на заводе и является самостоятельным

конструктивным узло:v~. Блок аэратора (см. рис. 15.2) состоит из вертикального вала 10 с насаженным на нем имп~ллером.

Импеллер представляет собой диск 19 с шестью радиальными лопатками 17. Вал вращается внутри трубы 2, верхний конец

которой закрыт наглухо. В нижней части труба расширяется и

к ней крепится надымпеллерный диск 9 с лопатками статора 16, расположенными под углом 60° к радиусу. Направляющие ло­

патки статора способствуют иревращению тангенциальной со­ ставляющей динамического напора пульпы в статический, уве­

.1ичивая тем самым аэрацию. Радиальный зазор между лопат­ ками импеллера и статора не до.1жен превышать 5-8 мм.

Исходная пульпа из приемнаго кармана 1 поступает в аэра­ тор по трубе 20, а воздух- по трубе 3. Для внутрикамерной

циркуляции надымпеллерный диск имеет кругл.ые отверстия. расположенные по окружности над лопатками 17 импеллера.

Кроме того, для регулирования внутрикамерной циркуляции

в нижней части трубы 2 им·еется отверстие 18, которое прикры­

вается заслонкой 14. Тягой 5 она устанавливается в тако:v~ по­ ложении, чтобы был обеспечен оптимальный поток пульпы на импеллер, необходимый для достижения максимальной аэра­

ции.

31}

Рис. 15.2. Ф.1отационная машина конструкции Механобра с всасывающими {а) и прямоточной (fi) камерами

ДJIЯ всасывания промпродуктов в каждой камере может

быть установJiен патрубок, идущий от центральной трубы к пе­

редней стенке камеры. В тех камерах, куда промпродукт не по­

ступает, патрубок не устанавливается, а отверстие в расширен­

ной части вертика.аьной трубы закрывается пробкой 15. Пен­

ный продукт удаляется в сборный же-10б.

Всасывающая и прямоточная камеры разл.с-1ены перегород­ кой 4. В каждой второй камере секции и.1и в последней камере

прямоточной машины имеется устройство для регулирования

уровня пульпы и удаления камерного продукта (хвостов). Ос­ новная часть пульпы переливается через отверстие 13 в боко­ вой стенке 12 камеры и поступает в приемный карман сдедую­ щей ка:v~еры. Чтобы вместе с камерным продуктом не уходИJiа пена, разгрузочное отверстие экранировано перегородкой 6.

Д.1я регуjшрования высоты слоя пены в камере (секции)

и.ш, что то же, уровня пу.1ьпы разгрузочное отверстие со сто­

роны :v~ежкамерного кармана прикрыто зас.1онкой 11, по.'lоже­

нис которой регулируется устройством 8. Ддя разгрузки круп­

ных частиц (песков), находящихся в нижнем с.1ое пульпы, вни­ зу меж/\амерной перегородки 12 имеется небольшое отверстие, которое может перскрываться шибером при опускании его тя­ гой 7.

Д.1я создания спокойной зоны пенаобразования предусмот­

рен успокоитель, состоящий из радикальных Г-образных пла­

стин, расположенных вокруг статора и прикреп-1енных ко дну

камеры. Для устранения застаивания пены в задней части ка­

меры и ускорения пенасъема задняя стенка выполнена изогну­

той в сторону пешюго порога, допасти пенасъемщика имеют

шарнирную подвеску.

312

К недостаткам			машин ФМ			Boзily:r
относятся большой износ JlО­						\
паток статора и сильные вос­
ходящие	потоки			пульпы,
вызывающие бурJ1ение и на­
рушение	процесса		пенообразо­
вания,	что	имеет		особенно
бо"1ьшое значение при флота­
ции руд с низким содержанием
полезного компонента. Однако					1
:машины	отличаются			большой
производительностью				по пото­
ку пульпы		и засасываемому					i
воздуху;	по	конструктивным					8
параметрам		они находятся на
уровне	лучших		зарубежных		Рис.	15.3.	Ф.1отационная машина
образцов.					с кипящим		С.1ОСМ ФМ6, зкс
Флотационная				машина
с кипящим cлoeJrt ФМб,ЗКС (СССР)						отличается по конструкции

(рис. 15.3) от ф.'lотационных машин ФМ, во-первых, тем, что

внутри камеры на высоте 500-550 мм от дна камеры 2 уста­

навливается решетка 1 из уго.'lков, живое сечение щелей кото­

рой составляет 18-20% всей ее площади. Во-вторых, на

передней стенке камеры с внешней ИJIИ внутренней стороны ус­

танавливается сходящнйся желоб 5 постоянного сечения, соеди­

няемый трубой 6 с ко.ппаком надымпелJ1ерной трубы 3. Желоб

сJ1ужит ДJlЯ отбора через щель 4 циркуляционного потока на

и:мнеллер из верхней зоны камеры.

Решетка обеспечивает гашение турбулентности потоков и их

равномернос распреде,1ение по всему горизонтаи1ьному сечению

камеры. В результате этого над решеткой создается кипящий,

и.пи взвешенный, с.аой мннера"1ьных частиц и воздушные пу­ зырьки вместе с потоками жидкости .движутся по криволиней­ ным кана.'!ам, образуемым витающими частицами. Это обеспе­

чивает многократное столкновение пузырьков с частицами ми­

нера.lов и более д.1ителыюе время их контакта, чем в машинах

ФМ. Наряду с этим резкое уменьшение турбулентности потоков

в зоне минерализации и флотации позволяет свести к минимуму

деминерализацию воздушных пузырьков, а на,1ичие восходящих

потоков, направленных к пенному порогу, ускоряет вывод ми­

нера.lизованных пузырьков из камеры. Все это позволяет повы­ сить скорость фJ1отации и иногда крупность ф,'!отируемых

частиц. Кроме того, пу.1ьпа, возвращаемая на импеллер 8 и

статор 7 через щеJiь 4, имеет низкую плотность и не содержит крупных абразивных частиц, что способствует уве.пичению срока службы аэратора.

Машина ФМб,ЗКС предназначена в основном для обогаще­

ния горно-химического сырья фJ10тационной крупности, но мо­

жет быть испоJ1ьзована и для руд цветных металлов.

3\З:

3 '1 5

Рис. 15.4. Аэраторы флотационных машин «Денвер-М:. (а), «Бут» (6),

«Гумбольдт» (в)

Отличите"'lьной особенностью аэратора флотационной .маши­

ны «Денвер Суб-А» (США) с вместимостью камеры до 11,3 м³

по сравнению с аэратором машины ФМ является радиальное

расположение статора. Это уменьшает бурление пульпы, но приводит к тому, что ГJ1убокие машины (с глубиной камеры 1235 мм) _могут работать только с подачей воздуха от воздухо­

дувки.

Флотационн·ая .машина «Денвер-М» (США) отличается (рис. 15.4, а) от предыдущей наличием на одном валу двух импеллеров: центробежного импеллера 1 (типа «Денвер Суб-А») и осевого четырехлопастного пропеллера 5. Центро­

бежный импеллер, имеющий больший диаметр, расположен на

глубине 800 мм, осевой- на глубине 1200 мм от верха камеры. Аэрация пульпы обеспечивается в результате засасывания воз-

. духа из атмосферы через центральную трубу 3 в зону верхнего

импеллера.

Пульпавоздушная смесь, выбрасываемая центробежным им­ пеллером· 1 через лопатки 2 статора 4, частично увлекается осевым импеллером 5 вниз, обеспечивая тем самым в нижней

части камеры перемешивание и аэрацию пульпы. В нижней

зоне камеры подсасываемый в трубу 6 воздух не только допол­

нительно диспергируется, но и частично растворяется.

Растворенный воздух при выходе из трубы выделяется на

поверхности гидрофобных частиц в виде 'Микропузырьков, ко­

торые облегчают последующее прилипание к ·частицам крупных

пузырьков при их прохождении в зоне интенсивной аэрации, создаваемой центробежным импеллером 1.

Флотационные машины этого типа применяют для флотации

тяжелых или крупнозернистых материалов, например золото­

содержащих песков, свинцаво-цинковых руд, а также для фло­

тации углей.

314

Флотационная .машина «Бут» (США) с вместимостью ка­ меры до 12,5 м³ также имеет на одном валу два импеллера,. установленных на разных уровнях от дна машины (рис. 15.4 б). Надымпеллерный диск 4 с радиальными лопатками 5 монти­ руется над верхним импеллером 2, который выполнен в виде

крестовины трапециевидного сечения и предназначен для заса~

сывания (через трубу 3) и диспергирования воздуха. Нижник

импеллер 1 имеет форму пропеллера и обеспечивает взвешива­ ние частиц минералов в нижней части камеры и подачу их

в зону аэрирующего действия верхнего импе.плера 2. Аэрацион­

ный узел обеспечивает хорошую циркуляцию пуJ1ьпы и доста­

точно интенсивную ее аэрацию в средней части камеры 4 ма­

шины.

Недостатками флотационных машин «денвер-М» и «Бут»­

яв.1яются сложность конструкции аэратора, недостаточная аэра­

ция в нижней части камеры, трудность создания с подобным

типом аэратора машин с большой вместимостью камер. В на-

- стоящее время -"машины «Денвер-М» серийно не выпускаются.

Флотационная .машина «Гумбольдт» (ФРГ) с вместимостью камеры до 10 м³, имеет (рис. 15.4, в) импе.1лер 5, прсдстав­

ляющий собой накJюнный диск, на котором сверху и снизу рас­ положены лопатки. Над импел.1ером помещена статорная плита 2, на наружной кромке которой имеются короткие радиаJ1ЬН()

расположенные ребра 4 (статор), между которыми находятся отверстия 3. При вращении импеллера 5 создается резкая смена

давления и разрежения, в результате чего достигается интен­

сивное персмешивание и аэрация пульпы. ФJ10тационные м а-­ шины применяются д.'IЯ флотации калийных солей, железных.

руд-и угJiей.

П ря.моточная флотационная .машина «Вор.мен» (Австралия) имеет аэрационный узе.1 (рис. 15.5, а), состоящий из пальце­ вого ротора 3, крепящегося на полом валу 4, статора 2 и успо­

коителя 1. Ротор представляет собой диск с прикрепленными к нему пальцами круглого или фигурного сечения, расширяю­

щимися к нижней части. Оси пальцев расходятся книзу и имеют

наклон 45° в направлении, противоположном направлению вра­

щения ротора. Статор представляет собой диск с лопастями.

расположенными по окружности в виде отдельных дуг. Высота лопастей по направJ1ению к периферии уменьшается. Успокои­

тель состо~т из четырех секторов с эвольвентными лопастя:ми различных радиусов.

Преимуществом машины «Вормен» является возможность - переработки грубозернистой пульПЬI, так как интенсивный тур­ булентный поток обеспечивает взвешивание крупных частиц,

что облегчает их контакты с пузырьками воздуха.

Удельная производительность и технологические показатеJ1И _ машины выше, чем у флотационной машины «денвер Суб-А». Машины «Вормен» применяются на угольных фабриках .Япо­ нии, США, а также на рудных фабриках Австралии.

315

9

ft='4'r===IIIJ==!IF= ж~~+;;;;;;;;;;;~~ 8

Рис. 15.5. Аэрационныс узJiы фJiотационных машин «Вормен» (а), «Фаrер­ грен» (б), МФУ (в)

Прямоточная флотационная машина <{Фагергрен» (США) (рис. 15.5, б) имеет аэратор (типа 1 + 1), выполненный из цель­ нолитых (из износостойкой резины или синтетических материа­

.пов) ротора 3 и статора 4.

Статор представляет собой цилиндр с отверстиями овальной

формы, на внутренней поверхности которого между отверстиями

проходят вертикальвые ребра, имеющие форму полуЦилиндра.

Статор крепится к воздушной трубе 7, внутри которой прохо­ дит вертикальный вал с ротором 3 на нижнем конце. Ротор

316

представляет собой в сечении форму звезды с 8 или 10 ради­

альными "1опастями ( «"1учами»), которые на периферии имеют

трапециевидное и"ш цилиндрическое утолщение. Статор короче ротора, благодаря чему аэратор обеспечивает хорошее взвеши­

вание минераJ1ьных частиц в камере.

При вращении ротора пу"1ьпа, засасываемая снизу, и воз­

дух, засасываемый сверху через трубу 7, смешиваются и выбра­

сываются в зону интенсивных ударов между статором и рото­

ром. В этой зоне воздух тонко диснерrируется и выводится

• горизонтальном напраВJiении потоками пульпы в окружающее

статор пространство. Пузырьки воздуха поднимаются на по­

верхность в пенный с"юй, а деаэрированная пульпа возвра­ щается по боковым стенкам обратно. в зону ротора.

Для создания на поверхности пу.!lьны спокойной зоны пево­

образования на трубе 7 ycтaiiOBJieн конический перфорирован­

ный ко.1пак 5. Для усиления цирку.1яции пульпы в камере 6

устаiюв.lено перфорированное ложное днище 1 с циркуляцион­ ной трубой 2, через которые пульпа засасывается ротором

вверх.

ГоризонтаJ1ьная н;шравленность потоков пу"1ьпы, выбрасы­

ваемых ротором, и высокая их аэрированность позвОJlЯЮт вести

процесс флотации в машинах при низком уровне пульпы в ка­ мере, имеющей бо.1ьшую ширину, что обусловливает низкий

удслы1ый расход ЭJiектроэнергии (не более 2 кВт· ч/т руды).

Пена из ·камер удаляется с двух сторон самотеком.

Ф.;ютационныс машины «Фагергрен» (или «Вемко-Фагер­

грен») выпускаются с вместимостью камер до 28,3 м³ и ЯВJlЯ­

ются одной из наибоJ1ее распространенных конструкций машин,

применяемых дJ1я ф"1отации руд и углей [24, 44].

Прямоточная флотационная машина МФУ (СССР) с вме­

стимостыо	камеры до 10 м3	и двусторонним съемом иены
(рис. 15.5,	в) имеет в каждой	камере 4 по два блок-аэратора 2,

состоящих из центробежного 3 и осевого 1 импеллеров, распо­

ложенных на общем валу 9, центральной трубы 8 с отверстием

10 для воздуха. Импеллеры помещены в аэрационную камеру

14, верхняя часть которой представляет собой крышку 13 с ло­

патками, выполняющую роль статора.

Пу.1ьпа подводится к нижней части центробежного импел­

лера 3 с помощью пульповода 7 и к верхней- через кольцевые отверстия 12 между диском импеллера и статора и через отвер­

стия 11 между диском импеллера и центра.1ьной трубой. Здесь

она аэрируется и затем поступает на осевой импеллер 1, где пульпавоздушная смесь смешивается с частью неаэрированной

пульпы и выбрасывается во флотационную камеру 4 через

успокоитель 6 с перфорированной поверхностью. Для аэрации верхнего слоя пульпы в камере и стабилизации работы осевого импел.пера часть высоко насыщенной воздухом пульпы выбра­

сывается через ще"ш 5 аэрационной камеры непосредственно во флотационную камеру 4. В результате этого в машине осуще-

317

ствляется послойная аэрация пульпы на уровне центробежного

и осевого импеллеров.

Двухстадиальный принцип аэрации пульпы и полное разде­ ление зон аэрации и флотации, позволяющее создать необхо­

димый гидродИнамический режим .в . каждой из этих зон, ста­

бильная и доста·точно высокая степень аэрации пульпы, наличие

восходящих потоков в камере являются по.1ожительными осо­

бенностями машины МФУ2-63, широко используемой ·при фло-

тации углей [43]. ·

Преимуществами механических флотационных машин по

сравнению с другими типами являются их хорошие гидродина­ мические параметры, универсальность примепения и пригод­

ность для использования в любых технологических схемах, от­ сутствие потребности в дополнительных _источниках воздуха.

К недостаткам механических машин относятся: непостоян­

ная аэрационная характеристика, зависящая от степени износа

импеллера и статора; отсутствие регулирования количества

воздуха в зависимости от потребностей технологического про­

цесса; · сложность конструкции; относительно высокая энерго­

емкость и металлоемкость; довольно быстрый износ статора и

импеллера.

f5.5. Пневмомеханнческне фnотацнонные машины

Особое значение, которое приобрели пневмомеханические машины в последние годы, обусловлено возможностью созда­

ния камер большой вместимости вследствие разъединения в них операций подачи воздуха и диспергирования его с одно­

временным персмешиванием пульпы мешалками различных

конструкций.

Из пневмомеханических машин с пальцевым. аэраторо.м наибольшее распространение получили в СССР флотационная

.машина Ф ПМ с вместимостью камеры до 6,3 м³, а в зарубеж­

ной	практике машины	«Аджитейр» с		вместимостью				камеры
			до 22,6 м3• Машины являются
			прямоточными и имеют прин­
			ципиально		одинаковый				аэри­
			рующий узел (рис. 15.6). На
			полый вал 1 насажен кони­
			ческий	(у машин ФПМ) или
			плоский		(у	машин		«Аджи-
		2	тейр»)	импеллер 2, по окруж­
			ности	которого			. ·на	расстоя-
	г--,_._-3		нии 20-30			мм друг		от	друга
			вертикально				расположены
			стержни (пальцы) небольшой
			длины. Импеллер окружен ста-
Рис.	15.6.Флотационная	машина	торной	решеткой			(успокоите­
с пальцевым аэратором			.1ем) с	радиаJ1ьными				лопастя-

318

Рис. 15.7. Аэраторы ф.1отационных машин «Денвер ДР:. (а), «БФР» (б) и ФПМУ6,3 (в)

ми 3. Сжатый воздух по воздухопроводу через полый вал по­

дается под крыПiку импеллера от воздуходувки низкого давле­

ния (1·10⁵-1,5·10⁵ Па).

Эффективная диспергация воздуха и аэрация пульпы· осу­

ществляются при прохождении их между стержнями вращаю­

щегося импеллера и при ударе о радиальные лопасти статор­

ной решетки, обеспечивающей также гаПiение турбулентных

потоков, выбрасываемых импеллером, вращающимся с окруж­ ной скоростыо 6-8,5 м/с.

Досто:инствами машины по сравнению с механическими яв­ ляются возможность регулирования аэрации в каждой камере,

меньПiие энергоемкость, стоимость ремо~та и время флотации

(на 20-30 %) в основных операциях; недостатками- невоз­

можность флотации крупнозернистого материала, необходи­ мость полной выработки камер при замене блок-аэратора.

Прямоточные м.ашин.ы ФПМ12,5 (СССР) с вместимостью

камеры 12,5 м³, ФПМ25 (СССР) с вместимостью камеры 25 м³ и «денвер ДР» (США) с вместимостью камеры до 36,1 м³

имеют принципиально одинаковый центробежный аэратор

(рис. 15.7, а). Нижняя часть воздуПiной трубы 1, в которой вращается вал импеллера 3, помещена внутрь открытого ко­ нуса 2, к нижней части которого присоединяется статор 4. Труба и конус соединены между собой вертикальными реб­

рами. Такая конструкция обеспечивает создание кольцевого

пространства между трубой и цилиндром.

При работе маПiины пульпа засасывается через кольцевое пространство между трубой и цилиндром, а во~дух нагнетается по трубе. Пульпавоздушная смесь, насыщенная хорошо дис­ пергированными пузырьками воздуха, выбрасывается через статор по всей поверхности днища камеры, преобразуясь за­

тем в равномерные потоки, направленные вверх и способствую­

щие подъему Пузырьков к поверхности.

Применеине машин ФПМ12,5, ФПМ25 и «Денвер ДР» поз­

воляет несколько повысить крупность флотируемых частиц, так

как при больших объемах пульпы, циркулирующей через им•

'319

пеллер, увеличивается скорость восходящих потоков, обеспечи­

вающих эффективное взвешивание минеральных частиц. Ма­

шины ФПМ12,5 и «Денвер ДР» широко применяются на обо­ гатительных фабриках, персрабатывающих калийные соли, фосфатные, медные, цинковые, мо.1ибденовые и другие руды,

а также при флотации углей и других полезных ископаемых

[41, 43].

Основной конструктивной особенностью прямоточной фло­

тационной пневмомеханической машины БФР (Швеция) с вме­

стимостью камеры до 8 м³ является подача воздуха в зону

перемешивания в виде струй тонкодисперсных пузырьков.

Аэрационный узел этой машины (рис. 15.7, б) состоит из ·им­ пе.1лера 4, резинового кольца 2, сопел и диспергатора 3. Им­

пeJlJiep представляет собой п.1оский диск с радиальными лонат­

ками с обеих сторон. Кольцо из специальной мягкой резины

имеет форму тора и устанавливается по псриферии надымпел­ дерного диска. В нижней части кольца имеются ИJIИ несколько

рядов прорезей д.1и1юй 2-5 мм, или большое число мелких отверстий. Дисnерrатор, представляющий собой кольцо с ра­

диаJiьными лопатками овальной формы, служит для дополни­

ТСJ1ЫЮЙ дисnерrации воздуха и равномерного распредеJiения

его и пульпы по камере. Воздух подается от компрессора или

воздуходувки и расход его регулируется вентилем 1.

ПоJiученис тонкодиспергированного воздуха положительно

сказывается на эффективности ф.1отации. Широкому распро­

странению машины препятствуют сложность конструкции аэра­

тора, относительно малый объем поступающего в камеры воз­

духа, довольно высокие энерго- и металлоемкость.

Прямоточная флотационная машина ФПМУ6,3 (СССР) с вместимостью камеры 6,3 м³ имеет комбинированный блок­ аэратор (рис. 15.7, в). Воздух поступает через полый вал 1

. в ступицу осевого имnеJIЛера 5~- заключенного в трубу 6. Ра­

диальные отверстия 7 полого вала СJ1ужат для равномерного

распределения воздуха в nолости конического пальцевого им­

пеJIЛера .1. Кроме того, воздух может быть подан через патру­ бок фурмы 4 непосредственно на лоnатки осевого импеллера.

Вокруг па.1ьцевоrо импеллера установлен статор 2 с укорочен­

ными лопатками, улучшающими диспергирование воздуха и

способствующими снижению турбулентности пульпы в камере.

Сочетание в б.1оке-аэраторе центробежного пальцевого и

осевого импеллеров позволило добиться эффективного диспер­

гирования больших объемов воздуха (до 300 м³/ч) и удовлет­

воритеJ1Ыюго распределения его по всему сечению камеры.

В прямоточной флотационной машине ФПМ (СССР) с ко­ ническим аэратором с вместимостью камеры до 6,3 м³ аэратор (рис. 15.8, а) представляет собой полый усеченный конус 4, за­ крытый сверху диском 2 и установленный на полом валу 3 вершиной вниз. На внешней поверхности копуса имеются

стержневые рифли 1.

320

а

Рис. !5.8. Аэраторы фJютациоиных машин ФПМ с коническим а3ратором (aj.

<'MIIШIMCT» (б), ОК\6 и 01(38 (в, г).

Воздух подается внутрь полого конуса, выходит через от­

верстие в его нижней части и за счет собственной подъемной

силы устрем.т1яется вверх по внешней расширяющейся поверх­ Iюсти, попадая в пристенвый слой, в котором он движется вме­

сте с потоками перекачиваемой жидкости. При этом благодаря

расширению конуса С•lОЙ воздуха утоньшается и на него с воз­

растающей интенсивностью воздействуют неровности поверхно­

сти, за которыми образуются каверны, при замыкании которых

происходит эффективное диспергировапие воздуха. Пульпавоз­

душные потоки в верхней части тела вращения по nериметру основания выбрасываются в окружающую среду.

Аэратор отличается· простотой конструкции, низкой энерго­ емкостью и высокой удельной производительностью. Машина

с коническими аэраторами применяются в основном при фJю­

тации гарнохимического сырья [24, 28].

В прямоточной флотационной .машине «Мине.м.ет» ( Фран­ ция) с вместимостью камеры до 12,2 мЗ, широко применяемой

на обогатительных фабриках Франции, импеллер (рис. 15.8, б)

11 Заказ Jl.il 1957

321

выполнен в виде к~рзины, стержни 5 которой расположены на

поверхности двух противоположно направленных конусов, на­

ходящихся на одной оси. Угол коиуснасти составляет 15-25°.

Верхний диск 4 импеллера сплошной, а в нижнем 1 имеются

циркуляционные отверстия 6. Импеллер устанавливается на полом валу 3, в ю~жней части ~отороrо имеются отверстия 2

для подачи воздуха внутрь импел.пера.

Импеллер флотационной машины, как правило, работает без статора, достаточно равномерно р.аспределяет воздух и пе­

ремешивает его с пульnой. Съем пены односторонний и осу­

ществJiяется самотеком.

Аэратор прямоточных флотационных машин ОК16 и ОК38

(Финляндия)	с вместимостью камеры 16 и 38 м3 состоит
(рис. 15.8, в, г)	из JlОПастноrо	ротора 1 и радиального статора
2. Ротор 1 представляет собой		диск, к которому снизу по круГу

крепятся 10 э.1ементов. Каждый элемент состоит из двух радиальных лопастей сложного профиля и имеет У-образную форму. Лопасти соседних элементов параллельны и между

ними имеются щеJ1и, из которых воздух, подаваемый через по­

лый вал 3, выходит в камеру.

При вращении ротора пуJ1ьпа со дна камеры засасывается

вверх в полость между радиальными лопастями и выходит

в верхней части ротора. Точки выхода пульпы и воздуха из

nолости ротора чередуются попеременно по кругу,· но на вы­

ходе из него смешиваются. Образованная пульпавоздушная <:месь выбрасывается между лопатками статора в камеру.

Аэратор обладает хорошими аэрациопвыми характеристиками

• машина 01(16 нашла широкое применсние в Финляндии.

• вибрационной флотационной машине пневмомеханиче­

<:кого типа (рис. 15.9, а), разработанной в СССР, аэратор

а

5

z

1

t

Рис. 15.9. Флотационные машины вибрационная (а) и с:Максвс.ы» (б)

З22

представляет собой диск 1 с конусными отверстиями, который

крепится на IIOJIOЙ штанге 2. Аэратор приводИтся ·в движение

от элек_тро.магнитного внбровозбудителя 4. При вибрации дис­

кового аэратора через конусные отверстия происходит движе­

ние пульпы от аэратора к днищу камерЫ, затем к боковым

стенкам и снова к аэратору. Воздух поступает в аэратор через штуцер 3 и по.1ую штангу. При.менение вибрацио11ного движе­ ния рабочего органа во фJютационных машинах вместо враща­ ТСJ1ЫI'ого может обеспечивать значительное сниж~ние расхода

эJiектроэнергии и .уменьшение износа рабочих органов.

Флотационная .машина «Максвелл» (Канада) представ-1яет

собой (рис. 15;9, б) чан вместимостью от 4,25 до 56,6 м3, в ко­

тором пульпа персмешивается лопастным импе.1Jiером 2, а воз­

дух подводится снизу через трубу 1 с обратным резиновым клапаном и специальной ·распределительной головкой. Пенный желоб 5 расположен внутри чана и закреплен на четырех успо­ коительных ПJ1астинах 4. Исходное питание поступает по трубе 6; камерный продукт выходит через трубу 3.

В других флотационных машинах, созданных на основе аги­ тационных чанов, воздух подается через кольцевой воздуховод,

гуммированный резиной с отверстиями для выхода воздуха и помещаемый внутрь чана.

Преимуществом машин типа «Максве.'lл» является возмож­

ность переработки в них ~равните.'lьно крупнозернистых пудьп

без оседания частиц при на.'lнчии в верхней части камеры спо­

койной зоны. Отличительной особенностью их являются не­ бо.'lьшой расход подаваемого воздуха (0,12:-0,33 м⁸/мин на