книги из ГПНТБ / Глембоцкий В.А. Флотация учебник

Аэрация пульпы определяет скорость процесса флотации, его технологические результаты и в некоторой мере расход реагентов. Наибольшая скорость флотации достигается при оптимальной аэри­ рованное™ пульпы. При этом также несколько улучшается разде­ ление частиц отдельных минералов, флотация крупных частиц и уменьшается расход реагентов (пенообразователей и собирателей).

Оптимальная аэрированность пульпы^ создается при помощи флотационных машин.

Крупность пузырьков воздуха, находящихся во флотационной пульпе, изменяется в весьма широких пределах. Подобно ситовому

217

Из данных табл. 17 видно, что производительность машины нахо­ дится в прямой зависимости от объема аэрированной зоны. Удель­ ная производительность, рассчитанная на единицу объема аэриро­ ванной зоны, остается примерно постоянной.

Таким образом, в высокопроизводительных флотационных маши­ нах должно вводиться в пульпу большое количество воздуха и он должен достаточно долго удерживаться в пульпе (последнее дости­

данные обрабатываются методами математической статистики по следующим формулам: среднее объемное содержание воздуха М определяется по формуле

Неравномерность распределения пузырьков воздуха оценивается при помощи коэффициента неравномерности V, определяемого по формуле

т / _ Ф - 1 0 0 0 ,

М

где ф среднеквадратичный коэффициент неравномерности;

-1

На рис. 69 приведено изменение основных показателей аэрации пульпы в зависимости от ее плотности во флотационной машине меха­ нического типа с радиальным импеллером.

218

С увеличением плотности пульпы количество засасываемого воз­ духа снижается. Однако содержание воздуха в пульпе вначале возрастает. Это связано с уменьшением размеров получаемых пузырь­ ков и увеличением сопротивления пульпы их всплыванию, в резуль­ тате чего время пребывания пузырьков в пульпе возрастает, дости­ гая 10—20 с. При очень высокой плотности пульпы (35—40% твердого и более) диспергирование воздуха резко ухудшается, пузырьки распределяются в пульпе очень неравномерно.

§ 2. Классификация флотационных машин

Существует ряд классификаций флотационных машин. Наиболее существенной и простой является классификация флотационных машин, основанная на способе аэрации пульпы, так как именно аэрация является основной особенностью и назначением флотацион­ ных машин. Такая классификация приведена в табл. 18.

На обогатительных фабриках ранее применялись преимущест­ венно флотационные машины механического типа. Однако в послед­ ние годы они заменяютсяили реконструируются на флотационные машины пневмомеханического типа.

Флотационные машины с изменением давления (вакуумные) в последнее время испытываются мало. Здесь акцентируется внима­ ние на компрессионные машины, применяемые также для очистки

219

сточных вод. Начали применяться новые типы машин — пенной сепарации, колонная.

Кроме того, флотационные машины подразделяются по принципу продольного перемещения в них пульпы на следующие три группы: корытного (ящичного) типа, «общего уровня» и камерные.

220

Ф л о т а ц и о н н ы е м а ш и н ы к а м е р н о г о т и п а (рис. 72) состоят из отдельных камер. Хотя пульпа и проходит иа одной камеры в другую, но между ними находится специальное устройство, позволяющее регулировать передвижение пульпы. Таким способом можно поддерживать в отдельных камерах совер­ шенно различные уровни пульпы и создавать разные условия фло­ тации.

Питание

\

Рис. 72. Машина камерного типа

Камерный принцип обычно применяется для машин механиче­ ского и пневмомеханического типа, корытный — для машин пневма­ тического типа, прямоточные машины бывают как механического, так и пневмомеханического типа.

§ 3. Флотационные машины механического типа

лась на отечественных обогатительных фабриках (в последние годы она реконструируется и применяется с аэратором пневмомеханиче­ ского типа).

Флотационная машина состоит из сдвоенных прямоугольных камер, первая из которых называется всасывающей, а вторая — прямоточной.

Всасывающая камера имеет карман 1, соединенный с централь­ ной частью импеллера 3 патрубком 2. Над импеллером находится статор, состоящий из диска 4 с отверстиями и направляющих 5, расположенных под углом около 60° к радиусу (рис. 74). Вал импел­ лера 6 (см. рис. 73) помещен в центральную трубу 7, верхняя часть которой герметически соединена с корпусом подшипника. Доступ воздуха в центральную трубу осуществляется через отдельную' трубку 8 с выходом наружу. Количество засасываемого воздуха может регулироваться. Нижняя часть центральной трубы переходит в стакан 9, соединяющийся с надымпеллерным диском. Стакан имеет

1 Большое количество конструкций флотационных машин механическоготипа описаны в литературе [5, 26, 136, 139, 142, 146, 211, 224]. Здесь приведены' только характерные конструкции.

221'

в боковых стенках отверстия. Во всасывающей камере к одному из них присоединяется патрубок 2. В прямоточной камере это отвер­ стие закрывается пробкой 10. Кроме того, имеются еще два отвер­

гло. 73. Флотационная машина механического типа «Механобр» (продольный разрез)

стия 11, расположенные друг против друга и служащие для подвода «(при необходимости) промпродуктов. Одно из этих отверстий может быть подсоединено к промпродук-

изменяться на ходу машины тягой

вляют собой прямоточную машину с одинаковым уровнем пульпы.

Уровень пульпы регулируется специальным устройством в конце

Рис. 74. Схема установки лопастей прямоточной камеры, состоящим

статора на надимпеллерном диске из металлического короба 15, от­ флотационной машины «Механобр» крытого сверху и снизу. Внизу

стенки имеется отверстие 16, вели­ чина которого регулируется заслонкой при помощи стержня It. Выше расположено отверстие 18, прикрываемое крышкой 19. Поло­ жение этой крышки регулируется рычагом 20 с контргрузом на конце. Таким образом, каждая пара камер отделена от следующих

.222

камер и вся машина в целом может рассматриваться как камерная состоящая из сочетаний двух отделений прямоточного типа.

Машина «Механобр» действует следующим образом: на централь­ ную часть импеллера всасывающей камеры исходная пульпа посту­ пает по патрубку 2. Сквозь отверстия в диске 4 некоторое количество пульпы поступает на периферическую часть импеллера. Выбрасывае­ мая импеллером пульпа направляющими пластинками 5 статора выводится так, что непосредственно вокруг импеллера не образуется сильных вихревых потоков пульпы, препятствующих выбрасыванию ее импеллером. Таким способом достигается очень высокая произ­ водительность импеллера по пульпе и, следовательно, обеспечи­ вается большое количество засасываемого воздуха. В мелких вихревых потоках пульпы (отстоящих от импеллера дальше, чем обычно) происходит диспергирование воздуха. Статор настолько гасит крупные вихри, что верхняя часть пульпы остается достаточно спокойной и без установки успокоительных решеток. Вертикальные ребра уменьшают вращение пульпы в камере. Пена удаляется греб­ ками. Камерный продукт переходит в прямоточную камеру. В ее импеллере циркуляция пульпы осуществляется несколько иначе, чем в предыдущей камере. На осевую часть поступает пульпа не через отверстие, закрытое пробкой 10, а через отверстие 11, регули­ руемое шибером 12. В остальном работа импеллеров в обеих камерах идентична. Крупные пески выходят из камеры через отверстие 16г причем количество проходящей пульпы регулируется при помощи стержня 17. Основная часть пульпы выходит через отверстие 18. Уровень пульпы в камерах регулируется полуавтоматически. На рычаге 20 противовес устанавливается таким образом, чтобы заслон­ ка 19 неплотно прикрывала отверстие при определенном давлении пульпы, зависящем главным образом от уровня пульпы в камереПри случайном повышении этого уровня выше заданного давление на заслонку увеличивается, отверстие открывается больше и количе­ ство пульпы, вытекающей через отверстие, возрастает. При пониже­ нии уровня пульпы ниже заданного давление на заслонку снижается и отверстие прикрывается. Таким способом восстанавливается задан­ ный уровень пульпы в камере. Флотатору остается только иногда регулировать положение груза на рычаге и положение шибера

уотверстия 16.

Машина «Механобр» имеет ряд конструктивных решений, облег­ чающих ее применение. Так, например, аэратор и весь приводной механизм собраны в один блок (рис. 75), который можно при необхо­ димости быстро заменить запасным. Этим значительно упрощается ремонт флотационных машин и уменьшается их простой. Смазка большого числа точек централизована, она осуществляется при помощи ручной станции густой смазки и автоматических дозирующих питателей.

Междукамерный карман с регулятором уровня пульпы может быть установлен в любой камере машины. Вся машина легко соби­ рается из отдельных двухкамерных секций в зависимости от произво-

22$

дительности и схемы флотации. В отдельных случаях устанавли­ вается одна камера. Возможность различной компоновки промпродуктовых и выводных патрубков позволяет легче, чем на других флотационных машинах, осуществить различные схемы флотации и перераспределить камеры по отдельным операциям.

Техническая характеристика флотаци­ онных машин типа «Механобр» приведена

втабл. 19.

Впроцессе многолетней эксплуатации машин «Механобр» были выявлены суще­ ственные недостатки. Для их устранения повышена износостойкость блока импел­ лер — статор гуммированием импеллера, статора и внутренней нижней части надымпеллерного стакана. Модернизиро­ ваны регулятор уровня пульпы и привод импеллера. По инициативе обогатительной фабрики «Сихали» значительно увеличен поток пульпы, поступающей на импеллер. Ранее С. И. Митрофанов обосновал пре­ имущество последовательного прохож­ дения одного большого потока пульпы через относительно длинную нитку камер флотационных машин перед прохожде­ нием расчлененного потока (меньших объемов пульпы) через то же число бата­ рей камер, но подключенных параллельно друг другу [142]. При этом значительно увеличивается удельный расход воздуха

и другие характеристики работы импел­ лера. Доведение потока в камерах ма­ шины «Механобр» до величины, при кото­

рой в каждую минуту полностью сменяется пульпа в камере, резко повысила скорость флотации [136]. Наряду с этим выявлены специ­ фические недостатки у машин с большим объемом камер («Меха­ нобр» № 6а и 7). Они оказались менее производительными, так как часто забивались и имели большие зоны слабоаэрированной пульпы.

тительных фабриках. Она обычно разделена на камеры, но иногда применяется как прямоточная.

Флотационная машина состоит из ряда камер 1 круглого (иногда квадратного) сечения.

.224

Аэрирующее устройство имеет ротор 2 и статор 4, состоящие из ряда вертикальных стержней с зазорами между ними. На стержни надеты резиновые трубки для уменьшения износа. Ротор (рис. 77, а) имеет два диска, скрепляющие стержни. В этих дисках имеются

отверстия с лопастями, изогнутыми таким образом, что при враще­ нии ротора сквозь верхний диск воздух засасывается внутрь ротора,

а сквозь нижний засасывается пульпа. Статор неподвижно укреплен

вкамере. Ротор приводится во вращение валом 3 (см. рис. 76, б) жестко скрепленным с валом электродвигателя 5. Пульпа поступает

226