Конструкции и принцип работы флотационных машин.

Затем добавляют в определенном порядке реагенты, перемешивают необходимое время и впускают воздух. Если уровень пульпы оказался низким, в машину добавляют воду в таком количестве, чтобы гребок, снимающий пену, касался уровня пульпы (если пульпу снимают вручную гребком, то уровень пульпы нужно держать возможно выше, не допуская выплескивания через пенный борт). В процессе снятия пены с ней увлекается значительное количество воды, и уровень пульпы падает. Для поддержания постоянного уровня добавляется вода, имеющая примерно ту же щелочность, что и пульпа в начале флотации. При проведении опыта нужно несколько раз смывать налипшую на стенки и на другие части камеры пену.

Окончание флотации определяется по изменению цвета пены и результатом осмотра на часовом стекле проб пены. В начале флотации пена имеет цвет флотируемого минерала; например, при флотации свинцового блеска пена имеет цвет от стального (при крупном помоле) до черно-синего (при мелком помоле); цинковая пена имеет цвет от светло-коричневого до темно-коричневого в зависимости от крупности помола. По окончании флотации данного материала пена становится пустой, белой или принимает окраску следующего по флотируемости минерала.

Если в пробе пены, взятой на часовое стекло после отмучивания тонких шламов, видны (лучше всего через ручную или бинокулярную лупу) частицы флотируемого минерала, значит флотация еще не закончилась.

При известном навыке можно в некоторых случаях по внешнему виду пены определить качественно результаты флотации, не анализируя продукты.

Для ориентировочной оценки флотируемости, а так же для беспенной и вакуумной флотации применяют аппараты малого объема.

Более совершенной является трубка Халлимонда, измененная Фюрстенау и др. в этой трубке можно флотировать навески минерального порошка 2-3 г.

А.А. Абрамовым для малых навесок (0,3-0,5 г) предложен аналогичный прибор из органического стекла. С прибором из обычного стекла встретились затруднения в опытах с применением катионных реагентов, которые адсорбируются на стекле и вызывают прилипание пузырьков воздуха к стенкам прибора.

Необходимое количество камер флотомашин механического и пневмомеханического типов можно определить по следующей формуле

n= V^. t / 1440^. V_k^. K (1)

где V - суточный объем пульпы в операции, м³/сут;

t - время флотации, мин;

V_{k -} геометрический объем камеры, м;

К = 0,7...0,8-степень заполнения камеры пульпой.

Если объем пульпы заменить выражением

V = Q R + (2)

где Q - суточная производительность машины по твердому, т/сут;

R - отношение Т:Ж в пульпе;

р - плотность твердой фазы, т/м³,

то n = Q R + ^. t / 1440^. V_k^. K (3)

Общая длина пневматических машин определяется по формуле

L = Q R + ^. t / 1440^. S^. K (4)

где L - общая длина машины, м;

S - площадь поперечного сечения машины, м².

2. Флотационные машины – аппараты для флотационного обогащения полезных ископаемых, в камерах которых исходный материал разделяется, в аэрированной пульпе, на пенный и камерный продукты. Эти машины должны обеспечивать:

1.
непрерывную, равномерную подачу исходной пульпы и разгрузку пенного и камерного продукта;

2.
достаточно интенсивное перемешивание пульпы для поддержания минеральных частиц во взвешенном состоянии и их контактирования с воздушными пузырьками;

3.
оптимальную аэрированность пульпы и диспергирование воздуха на мелкие пузырьки с равномерным их распределении по всему объему пульпы;

4.
создание спокойной зоны пенообразования на поверхности пульпы.

Классификацию флотационных машин чаще всего производят в зависимости от способа аэрации пульпы. По этому признаку машины разделяются на механические, в которых перемешивание пульпы, засасывание и диспергирование воздуха осуществляется импеллером (мешалкой) различной конструкции; пневмонические, в которых перемешивание и аэрация пульпы осуществляется подачей через патрубки или пористые перегородки сжатого воздуха; пневмомеханические, в которых воздух подается от воздуходувки, а перемешивание пульпы и диспергирование воздуха осуществляется импеллером; пневмогидравлические с самоаэрацией или использованием для диспергирования принудительно подаваемого воздуха, различных гидравлических устройств; электрофлотационные, в которых аэрация пульпы проводится пузырьками, выделяющимися при электролизе; машины с изменяемым давлением, аэрация в которых обеспечивается растворением газов из пульпы, комбинированные, в которых пульпа аэрируется несколькими способами. Наибольшее распространение получили механические, пневмомеханические и пневматические флотационные машины.

Механические флотационные машины (см. рис. из предыдущего вопроса) представляют собой аппараты, у которых аэрация и перемешивание пульпы в камере осуществляет аэратор с вращающимся импеллером, всасывая необходимый для флотации воздух, непосредственно из атмосферы. Основная масса воздушных пузырьков, образующихся при этом, имеет диаметр 0,6 – 1мм. Наибольшее распространение для флотации руд получили механические флотационные машины ФМ с объемом камеры от 0,14 до 6,25 м³.

Флотационная машина ФМ монтируется из двухкамерных секций и может состоять из одних всасывающих камер или звеньев, включающих всасывающую или несколько прямоточных камер. Общее число камер во флотационном отделе обычно не превышает 22 – 24.

Имеются флотационные машины с кипящим слоем, в которых над аэратором по всему сечению камеры установлено решето для создания кипящего слоя из крупнозернистой фракции пульпы. В этих машинах флотируются частицы повышенной крупности при большой скорости флотации.

Флотационные машины механического типа нашли широкое применение при обогащении большинства полезных ископаемых (руд цветных и редких металлов, неметаллических полезных ископаемых, углей и др.).

Пневматические флотационные машины. В машинах этого типа аэрирование и перемешивание пульпы осуществляется подачей в нее сжатого воздуха от воздуходувок(давления до 25 – 35 кПа). Диспергирование воздуха производится через пористые перегородки (ткань, пористая керамика, пористый бетон и т.п.) или через трубки с мелкими отверстиями (металлические, резиновые и т.п.). Средний диаметр воздушных пузырьков в пневматических флотационных машинах составляет 2 – 3 мм. Пневматические флотационные машины проще механических, по конструкции, затрачивают меньше энергии, занимают меньшую площадь. Однако интенсивность перемешивание пульпы у них ниже, а размер воздушных пузырьков почти в 3 раза больше. Машины этого типа применяют в основном для флотации полезных ископаемых простого состава.

Из флотационных машин пневманического типа наибольшее распространение получили аэролифтные патрубочные машины, колонные флотационные машины и машины пенной сепарации.

Флотационные машины пенной сепарации принципиально отличаются от всех других тем, что в них исходная пульпа подается на пенный слой сверху. Это позволяет увеличить крупность извлекаемых частиц и повысить скорость флотации по сравнению с обычными флотационными машинами. При подаче исходной пульпы сверху на пенный слой гидрофобные частицы закрепляются на воздушных пузырьках и остаются в пене, а гидрофильные (или менее гидрофобные) проходят между воздушными пузырьками и выпадают в подпенном пространстве, оседая на дно камеры.

Пневмомеханические машины по сравнению с механически­ми имеют ряд преимуществ. В этих машинах достигается большая скорость флотации за счёт лучшей аэрации пульпы, а следовательно и большая производительность. Хорошее диспергирование происхо­дит при подаче воздуха до 4,5 м³/мин, в то время как в механической машине импеллер засасывает только 3 м³/мин воздуха. Удельный расход электроэнергии на 1 м³ воздуха, подаваемого воздуходувкой в пальцевой аэратор значительно меньше по сравнению с удельным расходом электроэнергии на I м воздуха, засасываемым из атмосфе­ры импеллером механической флотомашины.

Практика флотации различных руд в пневмомеханических флотомашинах показала, что скорость процесса в этих машинах вы­ше на 30... 40 %, а расход электроэнергии на 30... 40 % ниже, чем в механических машинах.

Рис. 50. Пневмомеханическая флотационная машина ФПМ:1-корпус, 2-импеллер, 3-полый вал, 4-радиальный успокоитель,5- воздушный коллектор, 6 – вентиль, 7-отверстие, 8 – привод, 9-перегон.

Фирма «OUTOKUMPU» (Финляндия) разработала пневмомеханическую машину типа ОК с объёмом камеры 0,5; 1,5; 3; 8; 16; 38; 50 м³. эти машины (рис. 51) имеют камеры и - образной формы, что позволяет исключить мёртвые зоны. Машины типа ОК отлича­ются высокой производительностью, оригинальной конструкцией импеллера, обеспечивающей высокую степень диспергирования воз­духа аэрацию и перемешивание пульпы. Каждая лопатка импеллера состоит из двух пластин, установленных таким образом, что бы между ними образовалась щель по всей их высоте для выхода посту­пающего из полого вала воздуха. Высота лопаток статора больше высоты лопаток импеллера.

Рис. 51. Пневмомеханическая флотационная машина ОК

1 - пустотелый вал; 2 - импеллер; 3 - камера; 4 - лопатки статора

Пневмомеханические флотомашины разнообразны по конст­рукции. В колонной флотационной машине (рис. 52) применен принцип минерализации воздушных пузырьков при противоточном движении пульпы и пузырьков. Колонна диаметром до 0,5 м имеет высоту от 2 до 10 м, В верхней части колонна 1 имеет трубу для по­дачи промывной воды 7 и трубу для разгрузки пенного продукта 6.

Рис. 52. Колонная флотационная машина