Введение
Для ведения флотационного процесса вофлотационной машине должны обеспечиваться: необходимое перемешивание дляподдержания минеральных частиц во взвешенном состоянии; необходимый для эффективногоразделениячастиц расход воздуха, его диспергирование на мелкие пузырькии равномерное распределениепузырьков по объему камеры; создание наповерхности пульпыспокойной зоны ценообразования; подача питания ираздельная разгрузка пенного и камерного продуктов.
Поспособу перемешивания и аэрации пульпы большинство применяемых в настоящеевремя флотационных машин разделяются на: механические, в которых перемешиваниепульпы и засасывание воздуха осуществляются импеллером; пневмомеханические, вкоторых перемешивание пульпы, осуществляется импеллером, а воздух подается отвоздуходувки; пневматические, в которых перемешивание и аэрация пульпыосуществляются подачей сжатого воздуха. Возможны комбинации этих способов. Так,в некоторых машинах механического типа осуществляется дополнительная подачавоздуха воздуходувкой.
1.Механические флотационные машины
Флотационная машина машиностроительногоЗавода им. Котлякова. Прототипом этоймашины, как и многих других конструкций механических флотационных машин,является машина «Денвер-Фаренволд».
Аэратормашины завода им. Котлякова (рис. 1), состоящий из лопастного радиальногоимпеллера и надымпеллерного диска, по устройству аналогичен низконапорномуцентробежному насосу, в котором роль турбинки выполняет импеллер. При вращенииимпеллера пульпа отбрасывается лопатками к его периферии, в результате чего вцентральной зоне импеллера создается небольшое разрежение. Поэтому пульпапоступает на импеллер практически самотеком, ее дебит определяется высотойуровня в загрузочном устройстве и пропускной способностью питающего патрубка.Из-за того, что производительность импеллера по пульпе значительно большепоступающего на него потока пульпы, разрежение полностью не компенсируется и вполость импеллера через центральную трубу засасывается воздух. Воздухувлекается пульпой и концентрируется в областях пониженного давления залопатками вращающегося импеллера, образуя воздушные полости. В хвостовой частиполостей на границе с жидкостью возникают вихри, отрывающие от полостейпузырьки воздуха, которые вместе с пульпой выбрасываются в камеру.
/>
Рис.1Флотационная машина завода им. Кирова. 1 – импеллер; 2 – надымпеллерный диск; 3– питающая труба; 4 – карман; 5 – центральная труба; 6 – шибер длярегулирования уровня пульпы; 7 – циркуляционные отверстия; 8 – пеногон; 9 –радиальные успокоительные ребра; 10 – труба для промпродукта; 11 – корпускамеры
Четыре радиальных ребра в камере машиныустраняют завихрения пульпы и способствуют образованию спокойного пенногозеркала. Съем пены односторонний и осуществляется пеногоном с жесткозакрепленными лопатками.
Флотационная машина машиностроительногозавода им. Котлякова при работе на грубоизмельченных пульпах не забиваетсяпесками, так как питание поступает на импеллер сверху. Надымпеллерный дискпредохраняет импеллер от заиливания при остановках машины и ее можно пускать вработу, не выпуская пульпу из камер.
Машина состоит из всасывающих камер.Каждая такая камера имеет питающий патрубок и разгрузочный карман, снабженныйшибером для регулирования уровня пульпы в камере. Промежуточные продукты,возвращаемые в процесс, могут подаваться в любую камеру через специальноустанавливаемый для этой цели патрубок.
Флотационная машина «Механобр» состоит из камер квадратного сечения со шпицкастеном.Импеллер машины «Механобр» представляет собой вогнутый диск с шестьюрадиальными лопатками. Статор состоит, из диска с отверстиями и лопаток,установленных под углом 60° к радиусу по направлению вектора абсолютнойскорости выхода пульпы с импеллера. Центральная труба в нижней частизаканчивается расширением, называемым надымпеллерным стаканом. Надымпеллерныйстакан имеет регулируемое отверстие. Это отверстие, так же как и отверстия встаторе, предназначено для подачи на импеллер циркуляционного потока пульпы.
Наличие статора с косо поставленнымилопатками и подача на импеллер циркуляционного потока пульпы являютсяотличительными особенностями машины «Механобр» по сравнению с машинойзавода им. Котлякова. Эти особенности позволяют увеличить расход засасываемоговоздуха в 1,5—2 раза при том же расходе энергии на камеру.
Расходвоздуха существенно зависит от потока пульпы, подаваемой на импеллер. Длякаждого номера машины существуют оптимальные потоки пульпы, обеспечивающиемаксимальный расход засасьшаемого воздуха. Эти потоки пульпы для машин ФМ 1,2,ФМ 3,2 и ФМ 6,3 составляют соответственно 2-3, 5—7, 7-12 м3/мин.Статор и подача на импеллер оптимального потока пульпы обеспечивают поступлениев машины «Механобр» всех размеров, включая машину ФМ 6,3 глубиной1200 мм, 1 м3/мин воздуха на 1 м3 вместимости камеры без использованиявоздуходувки. При этом радиальный зазор между импеллером и лопатками статорадолжен составлять 5—8 мм, а осевой зазор между лопатками импеллера и статором — 6-10 мм. Увеличение радиального и осевого зазоров приводит к снижению расходазасасываемого воздуха.
Импеллер и статор гуммируютсяизносостойкой резиной. Приводной механизм и импеллер со статором собраны вединый блок, что позволяет быстро заменять изношенные импеллер и статор.
Длясоздания спокойнойзоныценообразования в последней конструкции машин «Механобр» предусмотренаустановка успокоителя, состоящего из радиальных Г-образных пластин,расположенных вокруг статора и крепящихся ко дну камеры. Для направления пены ксливному порогу задняя стенка камеры в верхней части выполнена в виде плавнойкривой. Съем пены в машине осуществляется пеногоном.
Таблица1. Технические характеристики флотационных машин “Механобр”Параметры ФМ 0,2 ФМ 0,4 ФМ 1,2 ФМ 3,2 ФМ 6,3
Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3
Диаметр импеллера, мм
Частота вращения импеллера, мин-1
Окружная скорость импеллера, м/с
Производительность по потоку пульпы, м3/мин
Установочная мощность электродвигателя на одну камеру, кВт
Мощность, потребляемая электродвигателем одной камеры для руды плотностью 2700 кг/м3 в пульпе с содержанием твердого 30 %, кВт
Расход засасываемого воздуха на камеру, м3/мин
Площадь пола, занимаемая одной камерой машины (без карманов и пенных желобов)
500х500х
х500
0,14
200
700
7,3
До 0,25
1,1
1
0,2
0,58
700х700х
х700
0,38
300
460
7,2
До 0,6
2,2
2
0,4
0,85
1100х1100х
х110
1,35
500
300
7,8
1,5-2,5
5,5
4,5
1
2,1
1750х1750х
х1750
3,2
600
280(320)
8,8 (10,1)
3,5-6,0
11(13)
9
3
3,2
2200х2200х
х2200
6,3
750
240(275)
9,4(10,8)
7-12
22(30)
20
6
6,5
Машина «Механобр» собирается издвухкамерных секций и может состоять из одних всасывающих камер или звеньев,включающих всасывающую и одну или несколько прямоточных камер. Пульпа поступаетсамотеком из приемного кармана машины (или из промежуточного кармана) черезпитающий патрубок на импеллер всасывающей камеры и проходит по машине черезотверстия в межкамерных перегородках.
Разгрузка пульпы из последней прямоточнойкамеры «звена осуществляется через карман, снабженный шибером для регулированияуровня пульпы в звене и песковой заслонкой для регулирования ширины отверстия,через которое загружается крупнозернистый материал. Шибер приводится в движениеот электродвигателя. Промежуточные продукты могут поступать в любую камерусамотеком через специально устанавливаемый для этой цели патрубок.
Технические характеристики флотационныхмашин «Механобр» приведены в табл. 1. Для каждого номера машиныцелесообразно выбирать максимальные потоки питания, указанные в табл. 1, дляснижения вредного влияния продольного перемешивания. Подача на импеллер такихпотоков пульпы обеспечивает также максимальный расход засасываемого воздуха.
Таким образом, при работе на максимальныхпотоках пульпы в машинах «Механобр» достигается наиболее высокаяскорость флотации. При подаче в машину максимальных потоков пульпы вовсасывающих камерах отверстия в статоре и надымпеллерном стакане должны бытьзакрыты. При меньших потоках питания отверстия в диске статора должны бытьоткрыты, чтобы общий поток, поступающий на импеллер, был постоянен. Впрямоточных камерах эти потоки на импеллер обеспечиваются открытием отверстий вдиске статора и надымпеллерном стакане и не зависят от подачи питания в машину.
Флотационная машина «Механобр» —первая в мире механическая машина с камерами большой вместимости (6,3 мэ)и одним импеллером в камере.
Флотационные машины «Механобр»установлены на фабриках разной производительности, перерабатывающих различныеруды.
Флотационная машина «ДенверСуб-А», выпускаемая фирмой«Денвер» (США), создана на основе машины «Денвер —Фа-ренволд». Вместо надымпеллерного диска в машине «ДенверСуб—А» установлен статор — диск с радиальными лопатками. Статорувеличивает аэрацию и улучшает распределение воздуха в камере. Эти выемкислужат для направления выбрасываемой импеллером пульповоздушной смеси к центральнойтрубе и обеспечивают более равномерное распределение воздуха в камере.
Импеллерпредставляет собой диск с шестью лопатками, выступающими за края диска.Импеллер и статор гуммированы износостойкой резиной. В тех случаях, когда вкачестве реагентов применяются масла, керосин или жирные кислоты, импеллер истатор гуммируются неопреном.
Воздухво флотационные машины «Денвер Суб-А» засасывается из атмосферы иподается от воздуходувки. Расход поступающего воздуха в машины всех размеровсоставляет 1,25 м3/мин на 1 м3 вместимости камеры. Машина«Денвер Суб-А» состоит из всасывающих камер и выпускается с одно- илидвусторонним съемом пены. Пена удаляется пеногоном. Технические характеристикимашин «Денвер Суб-А» приведены в табл. Ш.8. В настоящее времяфлотационные машины этого типа в основном применяются в перечистных операциях ипри разделении коллективных концентратов, так как обеспечивают возвратпром-продуктов без применения насосов.
Таблица2. Технические характеристики флотационных машин “Денвер Суб- А”№ машины Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3 Диаметр импеллера, мм Окружная скорость импеллера, м/с Установочная мощность электродвигателя на одну камеру, кВт
8
15
18
24
30
180
300
500
483х406х406
711х610х762
914х813х864
1220х1092х1016
1575х1422х1220
1981х1829х1626
2235х2235х1829
2845х2692х1981
0,08
0,34
0,68
1,42
2,38
5,09
8,49
14,16
203
280
406
558
685
-
-
-
9,15
9,15
9,15
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
1,1
2,2
3,7
5,5
7,4
14,7
22,1
29,4
Флотационнаямашина «Вемко», выпускаемаяфирмой «Вемко» (США), состоит из квадратных или прямоугольных камер,имеющих в нижней части по ширине трапецеидальное сечение (рис. 2)
Разработанныйфирмой в 1967-68 гг. аэратор, состоящий из цельнолитых ротора и статора,получил название «1 + 1» (см. рис.2, б)
Звездообразныйротор имеет 6—10 радиальных лопаток, заканчивающихся трапецеидальным утолщением.Статор выполнен в виде цилиндра с овальными отверстиями, между которыми свнутренней стороны расположены полуцилиндрические ребра. Ротор и статор целикомизготовлены из резины. Между ротором и статором имеется большой зазор, которыйдля машин № 120 (вместимость камеры 8,49 м3), например, составляет180 мм.
Привращении ротора из атмосферы через центральную трубу засасывается воздух, аснизу — пульпа. Воздух и пульпа смешиваются в полости ротора, и пульповоздушнаясмесь выбрасывается через отверстия статора в камеру в радиальном (а нетангенциальном) направлении, так как благодаря большому зазору турбулентныепотоки в значительной степени гасятся в пространстве между ротором и статором.Радиальный выброс аэрированной пульпы способствует более равномерномураспределению воздушных пузырьков по объему камеры.
/>
Рис. 2. Флотационная машина«Вемко»: а — поперечный разрез; б — ротор и статор конструкции. 1 +1: 1- ротор; 2 — камера; 3 — статор; 4 — центральная труба; 5 -труба длязасасывания воздуха; 6 — конический перфорированный колпак; 7 — циркуляционнаятруба; 8 — перфорированное ложное днище; С — зазор между ротором и статором; d — глубина погружения ротора
Для создания на поверхности пульпыспокойной зоны пенообразования на центральной трубе установлен коническийперфорированный колпак.
В камерах вместимостью 2,83 м3и более для усиления циркуляции пульпы установлено ложное дно, не доходящее достенок камеры, с циркуляционной трубой. Пульпа, выброшенная ротором к стенкамкамеры, проходит между настоящим и ложным дном и через циркуляционную трубузасасывается ротором вверх. Такая циркуляция препятствует осаждению материалана дне камеры, что позволяет увеличить глубину камеры с 686 (№ 66) до 2667 мм(№ 190). При этом расстояние от поверхности пульпы до верхней кромки ротора вкамерах большей глубины по сравнению с мелкими камерами изменяетсянезначительно.
Так, для камеры вместимостью 28,32 м3(№164) глубина погружения ротора составляет в стандартных условиях всего 250мм. Малая глубина погружения ротора обеспечивает засасывание в машинузначительных объемов воздуха. Фирма указывает, что максимальный расход воздухасоставляет для машин всех размеров 1 м3/мин на 1 м3вместимости камеры. Номинальный расход воздуха для больших номеров машинприблизительно равен 0,5 (№ 120), 0,5 (№ 144) и 0,4 м3/мин на 1 м3вместимости камеры (№№ 164, 190), что соответственно составляет 0,8—1 м3/мин на 1 м2 сечения камеры.
Съем пены в машинах «Вемко»обычно двусторонний и осуществляется самотеком, однако при необходимости дляудаления пены используется пеногон. Машина состоит из отдельных прямоточныхзвеньев, устанавливаемых каскадно.
Наибольшее число камер в звене равно шестидля машин до № 120 включительно, пяти — для машин № 144 и четырем — для машин№№ 164, 190. Звенья машины соединяют посредством промежуточных карманов. Вконце машины устанавливается разгрузочный карман. Регулирование уровня пульпы впромежуточных и разгрузочных карманах может быть ручным и автоматическим.Пульпа поступает в машину самотеком через приемный карман, перетекает из камерыв камеру через отверстия в межкамерных перегородках и промежуточных карманах ивыпускается через разгрузочный карман. Реагенты и промпродукты могут подаватьсяв приемный и промежуточные карманы. Промпродукты подаются насосами.
Технические характеристики машин«Вемко» приведены в табл. 3.
В последние годы фирма «Вемко»разработала конструкцию машины, в которой вместо воздуха используется азот.Машина получила название «Инертный газ». Необходимость разработкибыла вызвана применением на ряде фабрик при разделении медно-молибденовогоконцентрата азота вместо воздуха с целью снижения расхода подавителя сульфидовмеди — гидросульфида натрия.
В основе конструкции машины «Инертныйгаз» лежит стандартная машина «Вемко». Она состоит из рядакамер, собранных в единую установку. Камеры и желоба герметизированы, над нимиимеется замкнутое пространство. В начальный момент в машину из атмосферызасасывается воздух. В пульпе кислород, содержащийся в воздухе, расходуется наокисление гидросульфида натрия, а оставшийся почти чистый азот используется вкачестве флотационного газа. Частично азот выделяется из пульпы при разрушениипены и собирается в замкнутом пространстве над машиной, частично уходит спенным и камерным продуктами.
Для извлечения азота из камерного продуктапоследняя камера машины превращена в камеру дегазации. В ней вместо блока«Вемко» смонтирован корабельный винт. Частота вращения винтаобеспечивает только взвешивание частиц и позволяет пузырькам азота выделитьсяиз пульпы и собраться в замкнутом пространстве над машиной. Для извлеченияазота из пенного продукта последний поступает в буферный чан, а оттуда вдегазатор.
В дегазаторе под действием центробежнойсилы и вакуума из пенного продукта выделяется азот, направляемый в замкнутоепространство под машиной, а обезгаженный концентрат через буферный чан идет надальнейшие операции. Собранный в замкнутом пространстве азот вновь засасываетсяв пульпу и таким образом многократно используется для флотации.
Машина «Инертный газ» производитазот из воздуха, ей не требуются специальные источники азота. Применение машины№ 66 на фабрике Твин—Бьютте в основной молибденовой флотации позволилоуменьшить расход подавителя на 68 %.
Флотационные машины «Вемко» применяютсяпри обогащении медных, медно-молибденовых, свинцово-цинковых,полиметаллических, железных, фосфатных и других руд на обогатительных фабрикахмногих стран. Машины больших размеров установлены на ряде зарубежныхпредприятий, реконструированных и построенных в последние годы:«Чайно», «Пима», «Магна» и «Артур»(США), «Квеста» (Канада), «Эль-Тениенте» и«Чукикамата» (Чили), «Кобриза» (Перу) и др.
Таблица3. Технические характеристики флотационных машин “Вемко”№ машины Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3 Диаметр ротора, мм Окружная скорость ротора, м/с Установочная мощность электродвигателя на одну камеру, кВт
18
28
36
44
56
66
66Д
84
120
144
164
190
305х457х254
457х711х305
914х914х406
1118х1118х508
1422х1422х610
1676х1676х686
1524х1676х1194
1600х2134х1346
2286х3048х1346
2743х3658х1600
3023х4166х2362
3556х4826х2667
0,03
0,09
0,31
0,59
1,13
1,7
2,83
4,25
8,49
14,16
28,32
42,48
89
140
178
216
279
324
406
406
559
660
762
889
4,6
5,1
5,3
5,6
6,2
6,4
5,7
6,6
6,4
6,6
7,4
7,7
0,4
0,7-1,1
2,2
3,7
5,5
7,4
11,0
11,0
18,4-22,1
22,1-29,4
44,2-55,2
73,6-92,0
2. Пневмомеханические флотационныемашины
Отличительной особенностьюпневмомеханических флотационных машин является то, что в этих машинах импеллервращается с частотой, необходимой для поддержания частиц во взвешенномсостоянии и тонкого диспергирования воздуха, а воздух подается в машину отвоздуходувки, что позволяет по сравнению с механическими флотационными машинамиобеспечить постоянный расход воздуха в машине независимо от износа аэраторов и осуществитьрегулирование расхода воздуха по фронту флотации.
Флотационная пневмомеханическая машина ФПМимеет квадратные камеры, в каждой изкоторых расположен аэратор.
В машинах с камерами вместимостью 3,2; 6,3и 8,5 м3 аэратор представляет собой перевернутый усеченный конус сотверстием по нижнему сечению конуса (рис. 3). Основанием конуса служит диск,выступающий за края конуса. На внешней поверхности конуса расположенынарифления в виде усеченного конуса. Основаниями нарифления крепятся к дискуаэратора, а их концы расположены на небольшом расстоянии от кромки нижней частиаэратора. На диске имеются радиальные полуцилиндрические выступы. Внутри конусапроходит воздушный канал, который соединяется с полым валом.
У вращающегося аэратора вследствиеразличия окружных скоростей его верхней и нижней частей центробежное действиеусиливается снизу вверх, что приводит к возникновению потока вдоль образующихконуса. У основания конуса поток делится на части и движется к стенкам камеры,а затем по дну камеры возвращается к аэратору. Воздух по полому валу в нижнемсечении конуса выходит в камеру, смешивается с потоком пульпы и увлекаетсявверх, концентрируясь в областях пониженного давления за нарифлениями.Возникающие на границе воздушных полостей с пульпой вихри диспергируют воздух.Пульповоздушная смесь при сходе с' диска аэратора выбрасывается в камеру.
Машинакомпонуется из прямоточных звеньев. Звенья могут быть установлены на одномуровне иди каскадно. В последнем случае в головных камерах прямоточных звеньевустанавливается блок импеллера механического типа. Механические блоки такжепозволяют возвращать промежуточные продукты по принятой схеме без применениянасосов.
/>
Рис. 3 Флотационная машина ФПМ сконическим аэратором: а — поперечный разрез; б — аэратор: / — корпус камеры; 2 — импеллер; 3 -полый вал; 4 — лопатки успокоителя; 5 — диск; б — нарифления; 7 —радиальные полуцилиндрические выступы
Съемпены осуществляется пеногоном.
Вмашине ФПМ 8,5 с камерой вместимостью 8,5 м3 и глубиной 1,8 мконический аэратор сверху дополнительно снабжен лопастями, закрытыми диском сотверстием в центре для прохода пульпы. Благодаря наличию лопастей достигаютсяинтенсивное перемешивание и равномерное распределение частиц по всему объемукамеры.
/>
/>
Рис. 4 Флотационная машина ФПМ 12,5: а — поперечныйразрез; б — импеллер; в — импеллер упрощенной конструкции: 1 — корпус камеры; 2— блок импеллера; 3 — привод импеллера; 4 — вентиль; 5 — воздуховод; 6 —пеногон; 7 — крыльчатка; 8 — конус
В машине ФПМ 12,5 с камерой вместимостью12,5 м3 (рис.4, а) установлен лопастной импеллер (см. рис. 4, б), представляющийсобой ступицу, связанную восемью радиальными лопастями с диском, в нижней частикоторого имеется конический раструб. Сверху на ступице закреплен конус,обеспечивающий раздельный подвод верхнего и нижнего потоков пульпы.
Импеллер крепится на полом валу, надимпеллером размещен дис-пергатор-диск с 24 радиальными лопатками. Диспергаторкрепится к циркуляционной воронке, которая в свою очередь закреплена нацентральной трубе. При вращении импеллера через нижний раструб засасываетсяпульпа, которая вместе с воздухом, поступающим по полому t валу, идет черезокна между радиальными лопастями в зону лопаток, где воздух диспергируется.Затем пульповоздушная смесь смешивается с верхним потоком пульпы, поступающимчерез циркуляционную воронку, и выбрасывается в камеру через промежутки междулопатками диспергатора, который снижает турбулентность потоков пульпы в камере,способствует тонкому диспергированию воздуха и обеспечивает равномерноераспределение воздуха в камере. Импеллер и диспергатор гуммируются.
На рис. 4, в показан импеллер упрощеннойконструкции к машине ФПМ 12,5.
Импеллер флотационной машины ФПМ 25 свместимостью камеры 25 м3 принципиально не отличается от импеллера,изображенного на рис.4, в.
В настоящее время институтом«Механобр» создана флотационная машина ФПМ 40 с камерой вместимостью40 м3 и бесстаторным аэратором. Машина успешно эксплуатируется наодной из медно-никелевых фабрик. Промышленные испытания, проведенные нафабрике, перерабатывающей медно-никелевые руды, показали, что при близкихтехнологических показателях аэратор машины ФПМ 40 потребляет на 30-35 % меньшеэлектроэнергии, чем аэратор ОК-38. Аэратор такой же конструкции создан длямашины ФПМ 12,5. Успешные испытания этого аэратора проведены на фабрике,перерабатывающей медно-цинковые руды.
Технические характеристики машин ФПМприведены в табл.4.
Флотационная машина «Аджитейр» выпускается в настоящее время фирмой «Вемко»(США). В последние годы широко известная конструкция машины с пальцевымимпеллером и квадратным успокоителем была существенно усовершенствованаприменительно к большеобъемным машинам.
Машина состоит из квадратных илипрямоугольных камер со скошенными углами, в которых установлены импеллер типа«пипса» и радиальный успокоитель. Нижняя часть импеллера«пипса» представляет собой плоский диск с прикрепленными к нему снизупальцами. В верхней части импеллера «пипса» имеется конический диск сотверстием в центре для подачи пульпы. Между коническим и плоским дискамирасположены лопатки.
Нижняя часть импеллера работает какобычный пальцевый импеллер, создавая донную циркуляцию пульпы и диспергируявоздух. Верхняя часть импеллера работает как лопастной импеллер центробежноготипа — пульпа поступает на лопатки через отверстие в центре конического диска ивыбрасывается к стенкам камеры. Это создает дополнительное перемешивание и циркуляциюпульпы в камере и облегчает запуск машины после аварийных остановок."
Круговой успокоитель состоит из диска сотверстием под импеллер и радиальных лопаток. Из-за наличия горизонтальногодиска эта конструкция обеспечивает достаточно сильную донную циркуляцию.Пульпа, выброшенная импеллером к стенкам камеры между лопатками успокоителя, подну камеры под диском возвращается снова на импеллер.
Конструкциякамеры со скошенными углами препятствует оседанию песков в углах камеры ипридает потокам пульпы и воздушных пузырьков движение в вертикальномнаправлении, а наличие горизонтальных выступов у боковых стенок в местахперехода скошенной части камеры в вертикальную создает дополнительныйциркуляционный поток на импеллер, способствующий транспорту частиц.
Таблица4. Технические характеристики флотационных машин ФПМПараметры ФПМ 3,2 ФПМ 6,3 ФПМ 12,5 ФПМ 25 ФПМ 40
Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3
Диаметр импеллера, мм
Частота вращения импеллера, мин-1
Окружная скорость импеллера, м/с
Установочная мощность электродвигателя на одну камеру, кВт
Мощность, потребляемая электродвигателем одной камеры для руды плотностью 2700 кг/м3 в пульпе с содержанием твердого 30 %, кВт
Суммарная потребляемая мощность на одну камеру с учетом мощности на подачу воздуха, кВт
Расход воздуха на камеру, м3/мин
Площадь пола, занимаемая одной камерой машины (без карманов и пенных желобов)
Избыточное давление воздуха, кПа
1600х1750х
х1100
3,2
650
200
6,3
7,5
4,4
5,8
2,3
3,4
18-22
2200х2200х
Х1200
6,3
760
240
9,4
18,5
15,5
17,6
4,4
5,5
18-22
2600х2600х
х1800
12,5
900(760)
190(165)
8,8 (6,3)
45(30)
21,5 (16)
27,5 (20,5)
10 (7,5)
8,7
25
2900х2900х
Х2900
25
1000
143
7,5
55
33
40
10
10,5
40
3500х3500х
Х3300
40
900
150
7
55
25
35
12
15,4
50
Таблица5. Техническая характеристика флотационных машин “Аджитейр”№ машины Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3 Диаметр ротора, мм Окружная скорость ротора, м/с Установочная мощность электродвигателя на одну камеру, кВт
60х100
78х200
90х300
102х500
144х100
165х1500
1524х1524х1220
1980х1980х1448
2286х2286х1727
2743х2769х2007
3353х3581х2540
4200х3660х3000
2,83
5,66
8,49
14,16
28,32
42,48
-
690
760
840
1020
1140
5
5,3
5,8
5,9
6,9
6,9
7,4
11
18,4
29,4
44,2
-
Благодаря новым разработкам глубина камерыбыла увеличена с 762 мм в машинах с малой вместимостью камер до 3000 мм вмашинах № 165 х 1500 с вместимостью камеры 42,48м3 (табл. 5).
Съемпены в машине осуществляется самотеком. Выход пенного продукта регулируетсянакладными планками. Машина «Аджитейр» — прямоточного типа и состоитиз отдельных звеньев, устанавливаемых каскадно. Уровень пульпы в машинерегулируется автоматически. Для подачи промежуточных продуктов в различныеоперации используются специальные насосы. Технические характеристикифлотационных машин «Аджитейр» приведены в табл.5. Флотационнаяпрямоточная машина «Денвер Д-Р» выпускается фирмой «Денвер»для интенсивного ведения основной и контрольной флотации. Машина состоит изкамер квадратного или прямоугольного сечения. В отличие от машины «ДенверСуб-А» в машине «Денвер Д-Р» пульпа поступает на лопаткиимпеллера из средней по высоте зоны камеры через конический стакан, которыйкрепится к статору. Воздух подводится к лопаткам импеллера от воздуходувки черезцентральную трубу, заканчивающуюся криволинейным раструбом. Пульпа смешиваетсяс воздухом непосредственно при входе на лопатки импеллера, что являетсяособенностью машин «Денвер Д-Р». Пульповоздушная смесь выбрасываетсямежду радиальными лопатками статора в камеру, где возникают восходящие потокипульпы. Сочетание конического стакана с лопастным открытым сверху импеллеромобеспечило в машине «Денвер Д-Р» принудительную циркуляциюзначительных объемов пульпы и позволило создать камеры большой вместимости,имеющие глубину 2590 мм (табл. 6).
Таблица6. Технические характеристики флотационных машин “Денвер Д-Р”№ машины Размеры камеры, мм
Вместимость камеры, м3
Диаметр импеллера, м3 Окружная скорость импеллера, м/с
Расход подаваемого воздуха на камеру, м3/мин Установочная мощность электродвигателя на камеру, кВт
8
15
18
24
100
180
300
500
1275
483х406х430
711х610х762
914х813х914
1220х1092х
х1014
1575х1575х
х1220
1829х1829х
х1930
2235х2235х
х1980
2692х2692х
х1980
4267х3531х
х2590
0,09
0,34
0,71
1,42
2,83
5,09
8,49
14,16
36,08
0,2
0,3
0,46
0,56
0,61
-
0,84
0,84
1,17
6,3
6,4
6,7
6,6
6,4
-
7,2
7,5
8,0
0,3
0,8
1,4
2,4
3,6
5,1
7,6
11,3
14,22
1,1
2,2
3,7
5,5
11,0
14,7
22,1
29,4
55,2
Импеллер представляет собой диск свырезами между лопатками. При вращении такого импеллера пульпа со дна камерычерез вырезы поступает в полость импеллера, отбрасывается к стенкам камеры, азатем по дну камеры возвращается на импеллер. Таким образом, наряду сциркуляцией пульпы через конический стакан в машине «Денвер Д-Р»имеется также донная циркуляция, увеличивающая перемешивание в нижней частикамеры.
Подача больших объемов пульпы на импеллерпривела к необходимости увеличить число лопаток импеллера с 9 в камерахвместимостью 2,83—8,49 м3 до 12 в камере вместимостью 14,16 м3и до 18 в камере вместимостью 36,08 м3.
Восходящие потоки обеспечивают хорошееперемешивание, предотвращая расслоение частиц по высоте, и помогают подъемучастиц и пузырьков до верхнего среза конического стакана. Необходимо отметить,что расстояние от верхнего среза стакана до поверхности пульпы даже для камербольшой вместимости незначительно, и минерализованные пузырьки вне зоныциркуляции должны пройти относительно короткий путь, чтобы достичь пенногослоя.
Машина «Денвер Д-Р» состоит изотдельных звеньев, устанавливаемых каскадно, что обеспечивает движение пульпычерез машину самотеком.
Съем пенного продукта в машинах«Денвер Д-Р» одно- и двусторонний и осуществляется самотеком илипеногоном. Промежуточные продукты подаются в различные операции с помощьюнасосов.
В табл.6 приведены техническиехарактеристики машин «Денвер Д-Р». Флотационные машины «ДенверД-Р» применяются при обогащении различных руд на зарубежных обогатительныхфабриках многих стран.
Флотационнаямашина «ОК» выпускается фирмой«Оутокумпу Оу» (Финляндия). Машина состоит из квадратных камер спрямоугольным или V-образным вертикальным поперечным сечением (рис.5, а).В каждой камере имеется аэратор, включающий ротор и круговой радиальный статор(см. рис. 5, б, в). Ротор представляет собой диск, к которому снизу симметричнопо.кругу крепятся десять элементов. Каждый элемент состоит из двух радиальныхлопастей сложного профиля и имеет V-образную форму (см. рис. 5, в).
/>
Рис.5 Флотационная машина «ОК»: а— поперечный разрез (пунктиром показана камера V-образнойформы); б — ротор; в — статор; 1 — ротор; 2 — статор; 3 — камера; 4 — полыйвал
Лопастисоседних элементов параллельны и между ними имеются щели, из которых воздух,подаваемый через полый вал, выходит в камеру. При вращении ротора пульпа со днакамеры засасывается вверх в полость между радиальными лопастями каждогоэлемента и выходит в верхней части ротора. Точки выхода пульпы и воздуха изполости ротора чередуются попеременно по кругу, т.е. осуществляется раздельныйвыход пульпы и воздуха с лопастей ротора.
Конструкция ротора рассчитана такимобразом, что воздух выходит из полости ротора на всем расстоянии, равном двумтретьим высоты ротора от его верхнего края, а не только в наименее погруженнойчасти ротора- Возрастание гидростатического давления с увеличением расстоянияот верхнего края ротора компенсируется уменьшением давления, создаваемогоцентробежной силой вращающейся жидкости в пространстве между ротором истатором.
На выходе из ротора пульпа и воздух смешиваются,и образованная пульповоздушная смесь выбрасывается между лопатками статора вкамеру. Пузырьки поднимаются в пену, а пульпа по дну камеры возвращается наимпеллер, создавая циркулирующий поток.
Конструкция ротора позволяет запускатьмашину после остановок без выпуска пульпы из камеры. Ротор и статор гуммируютсяизносостойкой резиной.
В камереV-образной формыпроисходит более слабое осаждение песков, иона имеет меньшую массу, чемкамера с прямоугольным вертикальнымсечением.
Съем пены в машине «ОК»двусторонний, но возможна и односторонняя разгрузка. Машина сверху закрытакрышкой, которая одновременно является площадкой для обслуживания. В крышкувставляется труба, черезкоторую отсасывается отработанный воздух,выходящий из пены.
Технические характеристики машин«ОК» приведены в табл.7. В настоящее время создана машины ОК-60 скамерой вместимостью 60м».
Машина «ОК» компонуется издвухкамерных секций, устанавливаемых каскадно. Уровень пульпы в машинеподдерживается автоматически.
Флотационные машины «ОК»установлены на фабриках Финляндии, на отечественных предприятиях, на фабрикахКанады, Швеции, Филиппин, Бразилии, Замбии и других стран.
Флотационнаямашина «Дорр-Оливер», выпускаемаяфирмой «Дорр-Оливер»(США), состоит из квадратных илипрямоугольных камер, Имеющих в основном V-образноевертикальное поперечное сечение. В камере установлен аэратор, включающий ротори круговой радиальный статор. Ротор состоит из диска и шести лопастей, которыекрепятся к диску снизу. Лопасти имеют профиль, аналогичный профилю лопастейротора машины «ОК». Две соседние лопасти образуют полость V-образнойформы. В центре ротора имеется камера, которая соединяется с каждой из полостейканалами.