7. Выбор, расчет и компоновка флотационных машин

Выбор флотационных машин производится на основе свойств обогащаемого сырья, характеристики флотационной пульпы, возможности получения максимальных технологических показателей, минимальных энергетических затрат, простоты регулировки и эксплуатации.

Принятые флотационные машины должны обеспечивать:

• Большую производительность и высокие технологические показатели;

• Регулируемую и достаточно высокую степень аэрированности пульпы;

• Равномерное распределение пузырьков воздуха и минеральных частиц по всему объему камеры;

• Максимальную частоту столкновения частиц с воздушными пузырьками при минимальных относительных скоростях их движения;

• Быстрое и полное удаление минерализованной пены из машины;

• Эффективное использование производственной площади и низкое потребление электроэнергии;

• Простоту запуска, регулировки и замены деталей;

• Надежность в работе и большой межремонтный период.

В зависимости от способа аэрации и перемешивания пульпы флотационные машины подразделяются на: механические, пневмомеханические и пневматические.

В настоящее время имеется много данных о сравнительных испытаниях различных типов флотомашин, характеризующих эффективность работы сравниваемых машин в конкретных условиях фабрики и применительно к сырью, перерабатываемому на фабрике. Анализ имеющихся данных свидетельствует о том, что в большинстве случаев технологические показатели флотации материала обычной флотационной крупности при применении различных конструкций машин не имеют существенных различий. Поэтому выбор типа флотационных машин в большинстве случаев делается не на основе возможно получаемых технологических показателей при использовании различных типов флотомашин, а на основе технико-экономических показателей их эксплуатации, удобства регулировки, остановки и запуска машин.

При выборе типа флотомашин следует помнить, что пневмомеханические машины, по сравнению с механическими, имеют следующие преимущества:

• При одинаковых технологических показателях продолжительность флотации меньше на 35-40%;

• Расход энергии на 1 тонну руды меньше на 40-50%;

• Простота конструкции;

• Более высокая производительность (в 1,5 раза);

• Возможна работа с высокими скоростями потока пульпы;

• Возможна регулировка аэрации пульпы в широких пределах.

Отличительная особенность этих машин в том, что импеллер вращается с частотой, необходимой для поддержания частиц во взвешенном состоянии и тонкого диспергирования воздуха, воздух подается в машину от воздуходувки под давлением 10-30 кПа. Поступление воздуха от воздуходувки позволяет по сравнению с механическими флотомашинами обеспечить постоянный его расход в машине, независимо от износа аэратора и регулировать его по фронту флотации.

Механические флотомашины являются наиболее энергоемкими и требуют более частых ремонтов, чем пневмомеханические. Кроме того, они имеют малую производительность. Такие машины применяются при флотации грубозернистых пульп.

Из пневматических флотационных машин наибольшее распространение получили аэролифтные. Они имеют простую и дешевую конструкцию, высокую производительность, незначительный расход энергии, меньшую площадь пола, чем для механических машин. Недостатки этих машин следующие: при флотации труднофлотируемых руд получают недостаточно стабильные технологические показатели и концентраты высокой влажности, возникает опасность осаждения крупных и более плотных частиц на дно ванны или накапливания таких частиц в нижней зоне ванны вследствие менее интенсивного перемешивания пульпы, невозможность подсасывания промпродуктов, что при сложных схемах обогащения вызывает необходимость установки большого числа насосов.

Пневматические машины следует применять при сочетании таких условий, как: легкая флотируемость полезного ископаемого, малая или средняя его плотность, простая схема обогащения, большой выход концентрата.

Пневмомеханические машины вследствие указанных выше их достоинств принимаются к установке наиболее часто. Они применяются для обычных пульп (до 40% твердого и не менее 50% класса -74 мкм).

В нашем случае целесообразно применить пневмомеханическую флотационную машину типа «ОК».

Пневмомеханические машины типа «ОК» предназначены для обогащения руд методом пенной флотации. Благодаря оригинальности конструкции флотомашина «ОК» изготавливается под различные операции флотации с учетом особенностей обогащения минерального сырья.

После того, как выбран тип флотационной машины, определяем ее размер. Необходимо стремиться выбирать большие флотомашины, так как это позволяет иметь:

1. Меньшее количество машин и вспомогательных устройств;

2. Более низкие капитальные и эксплуатационные затраты;

3. Меньший расход электроэнергии на единицу объема машины;

4. Меньшую работу по управлению флотационным процессом;

5. Более простое оснащение приборами флотационного цикла и более легкий автоматический контроль;

6. Более высокие показатели флотации.

Размер флотационных машин выбирается исходя из минутного дебита пульпы на флотацию и требуемого количества секций.

Так как проектируемая обогатительная фабрика имеет достаточно большую производительность (2,3 млн.т/год), то необходимо принять 2 секции.

Пример расчета флотационных машин рассмотрим на операции основной медной флотации.

Так как на проектируемой фабрике 2 секции, то соответственно потоков тоже будет 2, тогда количество пульпы, поступающей на 1 секцию, будет равно:

Определим минутный дебет пульпы

Определим требуемый объем камер V_тр:

Для данной операции подбираем машину ОК-38 с объемом камеры 38,8м³.

Определяем количество камер:

Аналогично проводится расчет флотационных машин для других операций.

Результаты расчета приведены в таблице 3.1.

После расчета потребного количества камер флотационных машин производится их компоновка. Машины следует размещать компактно, с учетом удобства ремонта и регулировки при минимальном количестве установленных насосов. Необходимо стремиться к уменьшению объема перекачиваемых продуктов, к сокращению высоты подъема и расстояний перекачивания, по возможности уменьшить количество перекачиваемых продуктов. Основной поток пульпы должен идти самотеком.

Для уменьшения числа насосов следует перекачивать совместно продукты, объединяемые в операциях.

Применяют две основные схемы компоновки оборудования – многоэтажную (высотную) и уступчато-одноэтажную (плоскостную).

В большинстве случаев флотационные машины компонуются по уступчато-одноэтажной схеме, обеспечивающей максимальный самотек продуктов.

Результаты компоновки флотационных машин приводятся в приложении 2.

Техническая характеристика флотомашин приведена в таблице 13

Таблица 13 - Результаты расчета потребного количества камер флотационных машин

Наименование операции	V, м3/мин.	tфл., мин.	Тип ФМ	Vк, м3	Кол-во камер	Общий Vк, м3
Медная головка 1	1,84	5	ОК-16	16,6	1	16,6
Медная головка 2	5,4	5	ОК-16	16,6	3	49,8
Основная Cu флотация	5,6	15	ОК-38	38,8	3	116,4
Контрольная Cu флотация	8,9	15	ОК-38	38,8	5	194
Медная перечистка	0,13	15	ОК-16	16,6	1	16,6
Основная Zn флотация	12,57	15	ОК-38	38,8	6	232,8
I Zn перечистка	4,33	15	ОК-16	16,6	5	83
II Zn перечистка	1,5	12	ОК-16	16,6	2	33,2
III Zn перечистка	0,71	10	ОК-16	16,6	1	16,6
Контрольная Zn флотация	9,13	12	ОК-38	38,8	4	155,2

Таблица 14 - Техническая характеристика флотомашин ОК-38 и ОК-16

Тип флотационной машины		ОК-38-1…4U
Объем камеры (общий)		38,8 м3
Объем камеры (эффективный)		38 м3
Тип		SINGLE
ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ
РОТОР		ДВИГАТЕЛЬ
диам.	об/мин	УСТАНОВЛ. кВт/МЕХАН.		ПОТРЕБЛ. кВт/МЕХАН.
900	155	55/75		35-45
ФЛОТАЦИОННЫЙ ВОЗДУХ
МИН. ДАВЛЕНИЕ МЕХАНИЗМА, бар			РАСХОД НА МЕХАНИЗМ, м3/мин
0,33(4,8)			10…20
Тип флотационной машины			ОК-16-1…5U
Объем камеры (общий)			16,6 м3
Объем камеры (эффективный)			16 м3
Тип			SINGLE
ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ
РОТОР		ДВИГАТЕЛЬ
диам.	об/мин	УСТАНОВЛ. кВт/МЕХАН.		ПОТРЕБЛ. кВт/МЕХАН.
750	165	30/45		15-22
ФЛОТАЦИОННЫЙ ВОЗДУХ
МИН. ДАВЛЕНИЕ МЕХАНИЗМА, бар			РАСХОД НА МЕХАНИЗМ, м3/мин
0,23(3,3)			6…15