Файл: Глембоцкий В.А. Флотация учебник.pdf

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