книги из ГПНТБ / Глембоцкий В.А. Флотация учебник

ное устройство. Особенностью разгрузочного устройства является установка в разгрузочном отделении 9 (см. рис. 82) аэролифтного подъемника, позволяющего поднимать твердые части пульпы на большую, чем обычно, высоту, предотвращая в известной мере осаждение песков в разгрузочном отделении. В ванне устанавли­ вается несколько полуперегородок 10, замедляющих перемещение пульпы вдоль ванны и превращающих машину в прямоточную (об­ щего уровня).

Интенсивность удаления пены изменяется по длине машины регу­ лированием подачи воздуха в отдельные участки ресивера 7 и изме­ нением высоты сливного порога наложением на него планок 8.

Высота машин изменяется от 2 до 3,5 м. Давление воздуха со­ ставляет всего 0,26—0,30 ати (несколько выше, чем у мелких машин); расход воздуха на 1 пог. м длины около 5 м3 /мин.

В последние годы институтом Механобр сконструирована глубо­ кая машина, отличающаяся тем, что воздух подводится в нее снизу через щелевидный аэратор. Промышленные испытания (табл. 21) показали, что на этой флотационной машине могут быть получены те же технологические показатели, что и на флотационных машинах механического типа, но при значительно (на 40—50%) меньшем удель­ ном расходе электроэнергии [136].

Т а б л и ц а 21

Сравнительные результаты промышленного испытания пневматической и механической флотационных машин «Механобр» на Балхашской

в этих машинах используется тот же принцип аэрации пульпы, что и в мелких. Однако двухили трехкратное увеличение глубины машины позволило резко улучшить аэрацию пульпы, увеличив интенсивность вихревого движения ее в зоне образования пузырьков и выделение растворенных газов вследствие значительного уменьше­ ния давления в пульпе при ее перемещении из нижней части ванны в верхнюю;

применение специальных клапанов позволило предотвратить за­ бивание машины при остановке и закупорку трубок. Таким способом

237

удалось избежать серьезных эксплуатационных затруднений, каза­ лось бы, неизбежных при столь значительном увеличении глубины ванны;

увеличение скоростей движения пульпы вследствие возрастания разности давления столба пульпы в аэрационном и флотационном от­

воток падающих частиц и всплывающих пузырьков, причем вслед­

238

Колонная пневматическая машина применяется и испьгтывается на ряде фабрик. Например, в ней с успехом флотируются серные руды на обогатительной фабрике в Польской Народной Республике. Испытания колонной пневматической машины на медной обогати­ тельной фабрике Балхашского горно-металлургического комбината дали положительные результаты. Отмечено, что стабильность работы колонной пневматической машины связана со строгим автоматическим выдерживанием постоянства уровня пульпы и давления воздуха в диспергаторе. Установлена также высокая удельная производитель­ ность колонной машины (в 5—8 раз превышающая удельную производи­ тельность машины «Механобр»).

150—200 мм. Материал поступает на пену и перемещается вместе с ней к пенным порогам 5. На начальный участок поверхности пены с по­ мощью брызгал 4 подается вода или раствор реагента-подавителя, чем усиливается процесс вторичной концентрации. Пена с удержи­

фазы от твердой, выпавшие из пены частицы удаляются через раз­ грузочное устройство 7.

239

Первые машины для пенной сепарации, сконструированные и испытанные институтом Госгорхимпроект, дали весьма положи­ тельные показатели. Установлено, что в них успешно флотируются очень крупные частицы: сильвина до 3—4 мм, фосфорита до 1,5 мм, сульфидных минералов до 2 мм, угля до 3—4 мм и алмазов до 2 мм [ИЗ, 1551.

Время флотации у этих машин определяется скоростью выпадения из пены тонких гидрофильных частиц. При чрезмерно затянутой флотации начинает ощутимо сказываться и выпадение крупных частиц флотируемых минералов. Расчет'таких машин должен быть весьма специфичен. В промышленных условиях установлено, что при флотации сильвинитовых и фосфоритовых руд удельная произ­ водительность машин пенной сепарации составляет 3—5 т'ч на 1 м фронта машины.

§ 6. Флотационные машины пневмомеханического типа

П н е в м о м е х а н и ч е с к а я ф л о т а ц и о н н а я м а ш и н а с п а л ь ц е в ы м р о т о р о м

Конструкция пневмомеханической машины отличается следующим. Пальцевый импеллер (рис. 86) представляет собой полый конус, за­ крепленный на полом же валу 3. Нижняя часть конуса имеет фланец с расположенными на нем пальцами круглого сечения. Успокоитель пульпы 4 состоит из вертикальных пластин, расположенных по ра­ диусу. Передняя, наиболее изнашиваемая часть лопастей — съемная. Для предотвращения оседания крупных частиц между нижней частью лопастей и днищем камеры имеется зазор шириной 180 мм. Лопасти успокоителя не только предотвращают бурление поверхности пульпы, но и способствуют диспергированию воздуха. Воздух, поступающий из воздуходувки в коллектор 5, подается за­ тем в полый вал. Основное диспергирование воздуха происходит при его истечении через отверстия между пальцами. Здесь же ввиду большой турбулентности потоков образуется множество небольших зон с повышенным давлением, в которых активно, растворяется воз­ дух, выделяющийся из раствора по выходе пульпы из успокоителя.

Обильное ценообразование позволяет удалять пену самотеком, без каких-либо пеносъемников.

Машина имеет возможность гибкой регулировки расхода воздуха в каждой камере, высоты пенных порогов, возможности возвращения части пены на перефлотацию (с осуществлением струйной флотации), величины донного потока. Простота конструкции машины сочета­ ется с ее высокой производительностью и технологической эффектив­ ностью. Результаты подробных сравнительных испытаний машин

Выявленные преимущества пневмомеханических машин послу­ жили основанием для замены ими машин типа «Механобр». В отдель-

240

ные пневмомеханические машины с пальцевыми роторами. Промыш­ ленные испытания, проведенные на Карабашской, Среднеуральской

Рис. 86. Пневматическая флотационная машина с пальцевым аэратором института «Механобр»

и других обогатительных фабриках, подтвердили их преимущество перед машинами механического типа. В среднем в новых машинах на 4 0 % увеличена скорость флотации и на 44% снижены удельные энергозатраты.

Флотационная машина кипящего слоя, сконструированная Н. Ф. Мещеряковым, предназначена для флотации частиц повышен­ ной крупности (рис. 87).

Пульпа подается на наклонную решетку 1, имеющую живое сечение 25—30%. Поток пульпы равномерно распределяется по всей

ширине камеры 3 и поступает в зону повышенной аэрации, созда­ ваемую работой аэролифта 15. В другом варианте конструкции аэролифт отсутствует. Часть полезного минерала при прохождении

242

осуществляется через патрубок 7. Во флотационной машине ки­ пящего слоя имеются два контура циркуляции. Один создается работой аэролифта 15, другой — аксиальным импеллером 11, кото­ рый установлен соосно с диспергирующим устройством 9 на полом валу 2. Пульпа аэрируется сжатым воздухом, подаваемым в аэро­ лифт 15. Диспергирующее устройство 9 выполнено в виде полого усеченного конуса с рифленой гофрированной или ребристой по­ верхностью.

При флотации сильвина крупностью — 3 + 0 , 8 мм во флотацион­ ных машинах этого типа были получены хорошие технологические показатели. На комбинате Беларускалий действуют такие машины (объем камеры 2,5 м3 ).

§ 7. Флотационные машины с понижением давления

Флотационные машины с понижением давления над пульпой были предложены еще в 1906 г. и в свое время применялись на обогати­ тельных фабриках в несколько реконструированном виде. В настоя­ щее время они сохранились только на нескольких старых английских углеобогатительных фабриках. Эти машины единственные, в которых флотация осуществляется исклю­ чительно пузырьками газов, вы­ делившихся из раствора. Они обладают значительными перспек­ тивами усовершенствования. В на­ стоящее время машины данного типа начинают все шире приме­ няться для очистки сточных вод.

поступает из зумпфа 4 по трубе 5 в камеру машины. Хотя зумпф п расположен на 6—7 м ниже камеры, пульпа поднимается вверх вследствие разности давлений — атмосферного и под колпаком 2. Труба 5 постепенно расширяется и заканчивается вверху концент-

рическими кольцами еще большего диаметра. По мере подъема пульпы по трубе уменьшается давление, под которым находится пульпа. Еще большее снижение давления происходит в камере 1. Поэтому из пульпы выделяются растворенные газы, образуя пузырь­ ки на минеральных частицах. Особенно широко осуществляется аэрофлокуляционная флотация. Минерализованная пена, заполня­ ющая стакан 6, самотеком поступает в кольцевой желоб 7 и оттуда по трубе 8 выводится из машины. Для того чтобы пена могла вытечь из сосуда с пониженным (против атмосферного) давлением, прихо­ дится делать трубу 8 значительной длины (8—11 м). Кроме того, вытекание пены регулируется количеством воды, добавляемой по трубе 9.

Камерный продукт опускается на дно камеры. Для того чтобы на стенках последней не скапливался осевший материал, в нижнюю зону подается вода по трубке 10, направленной по касательной к ка­ мере. Таким способом в ней создается медленное вращательное дви­ жение пульпы.

Камерный продукт удаляется по трубе 11 длиной 7—10 см. Ско­ рость разгрузки (уровень пульпы в камере) регулируется задвижкой 12 при помощи рукоятки и троса.

Диаметр камеры равен обычно 1,5—2, м; расход энергии на один аппарат 3—4 кВт. Производительность одного аппарата диаметром 1,5 м (на сульфидной руде) 25—50 т/су т.

Особенности машины с понижением давления:

аэрация пульпы и образование минерализованных пузырьков происходят исключительно вследствие выделения газов из раствора; практически совершенно отсутствует вихревое движение пульпы, чем сводятся к минимуму силы, отрывающие частицы от пузырьков. Основные недостатки машин с понижением давления — их гро­ моздкость (особенно по высоте) и малая производительность. Машины с понижением давления при условии их существенного усовершен­ ствования могут быть применены при флотации частиц крайних размеров (очень крупных или чрезмерно мелких). Флотация крупных частиц может быть осуществлена в машинах такого типа вследствие того, что в них создаются хорошие условия для флотации частиц несколькими пузырьками воздуха и сводятся к минимуму силы, от­ рывающие частицы от пузырьков. Практика работы некоторых ан­ глийских углеобогатительных фабрик свидетельствует, например, о том, что в машинах с понижением давления флотируются частицы

угля размером 5 мм.

В Финляндии значительно продвинулись вперед работы по кон­ струированию и испытанию вакуумных флотационных машин [120]. Особенностью модернизированной машины является установка в ка­ мере инжектора, через который в камеру вводится дополнительное количество пузырьков воздуха (по-видимому, этим достигается осу­ ществление коалесцентного механизма минерализации пузырьков). Испытания этих машин при флотации нескольких типов тонкоизмельченных сульфидных руд дали весьма положительные результаты.

244

§ 8. Расчет флотационных машин При проектной, промышленной и исследовательской работе воз­

водительности фабрики).

Основным показателем, необходимым для осуществления расче­ тов, является оптимальное время флотации (для каждой ее операции). В каждом конкретном случае необходимое время флотации опреде­ ляется при проведении специальных опытов в лабораторных и полу­ промышленных условиях. При этом крайне важно, чтобы применя­

в промышленных (при прочих равных условиях, но величина этого расхождения весьма различна — от 10 до 50%) . Поэтому в ответ­ ственных случаях проверяют время флотации во флотационных ма­ шинах большого размера.

где L — длина машины, м;

S — площадь поперечного сечения ванны, занятая пульпой, м 2 ; t, К, Vc и VM имеют те же значения, что и в предыдущей формуле. Максимальная длина одной ванны не должна превышать 10 м.

245

Необходимое количество камер можно определить и другим спо­ собом.

По времени флотации t (мин) определяют число смен объемов пульпы в час т:

60

т = — .

Зная количество пульпы, поступающее на флотацию в 1 ч,

V = —24 =—Vм -60'

' ч —

определяют необходимый .общий объем камер (по пульпе)

V = Ь-

общ т '

откуда нетрудно определить число камер п

. ^общ

П - VKK '

Аналогичным путем можно определить и другие величины (время флотации, производительность данных машин).

v Обычно заранее известны следующие данные: количество руды

или угля, поступающих на флотацию, Q т/сут, плотность материала б, весовое отношение жидкого к твердому в пульпе (Ж : Т = R). Тогда

F c = <?(# + { ) , мз/сут.

Из этого уравнения можно определить

a l T R ' т / с у т

или

R = Vcb-Q

<?8

§9. Эволюция конструкций флотационных машин и их выбор

Ссамого начала развития флотации применялось большое коли­ чество различных конструкций флотационных машин. Основную ли­ нию развития этих конструкций можно проследить на следующих примерах.

Главные типы машин (механический, пневматический и с пони­ жением давления) были созданы почти одновременно. Но степень

246