способ флотации частиц с различной плотностью и вибрационная флотационная машина для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ флотации частиц с различной плотностью, включающий подачу пульпы в камеру флотационную и ее аэрацию в вибрационной флотационной машине, отличающийся тем, что свежую пульпу подают в камеру смешения вибрационной флотомашины, аэрацию пульпы осуществляют при помощи барботера, а затем в вибрационной камере флотационной машины подвергают ее низкочастотным колебаниям с амплитудой, выбранной таким образом, чтобы частицы малой плотности не отрывались от пузырьков воздуха за счет силы инерции, а частицы большой плотности отрывались от пузырьков воздуха за счет сил инерции, и частотой колебаний, рассчитанной исходя из известной формулы, определяющей частоту резонансных колебаний газожидкостной смеси:



где f - резонансная частота колебаний газожидкостной смеси в вибрационной камере, Гц;

i=1,2 k - порядковый номер гармоники колебаний;

а - скорость звука в газожидкостной смеси в вибрационной камере, м/с;

Н - высота уровня газожидкостной смеси в вибрационной камере, м.

2. Вибрационная флотационная машина, включающая аэратор, отличающаяся тем, что она имеет камеру смешения пульпы с установленной внутри самовсасывающей мешалкой, камеру выгрузки пенного продукта, патрубок отвода камерного продукта, вибрационную камеру с установленными внутри отражательной перегородкой и в качестве аэратора - барботером, а также содержит циркуляционный контур, соединенный с самовсасывающей мешалкой и кран регулировки интенсивности циркуляции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к способу флотации и флотационной машине, и может применяться в химической, горной, металлургической и других отраслях промышленности, а также может быть использовано в очистке сточных вод.

Известен способ флотации в пневмопульсационном аппарате, включающий подачу свежей пульпы в камеру флотационную, смешивание ее с диспергируемой с помощью сжатого воздуха пульпой, разгрузку минерализованной пены, при этом процесс регулирования величины пузырьков, формирующихся в пневмопульсационном режиме, осуществляют введением в сжатый воздух пара или нагретого газа, подаваемого на флотацию в зависимости от температуры свежей пульпы, определяющей температурный режим в рабочей полости камеры (патент РФ № 2220005, кл. В03D 1/22, опубл. 27.12.2003). Указанный способ и аппарат приняты в качестве прототипа заявляемым.

К недостаткам известного способа следует отнести:

- значительная сложность, металлоемкость и, как следствие, дороговизна конструкции;

- работа машины в нерезонансном режиме, приводящая к значительным затратам энергии;

- необходимость подвода пара или нагретого газа.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности процесса флотации за счет увеличения селективности разделения минералов при разделении частиц с различной плотностью, а также снижение энергопотребления и удешевление способа.

Поставленная задача достигается тем, что в способе флотации в вибрационной флотационной машине, включающем подачу свежей пульпы в камеру смешения, и аэрацию пульпы, осуществляемую при помощи барботера, газожидкостную смесь в вибрационной камере подвергают низкочастотным колебаниям с амплитудой, выбранной таким образом, чтобы частицы малой плотности не отрывались от пузырьков воздуха за счет силы инерции, а частицы большой плотности отрывались от пузырьков воздуха за счет сил инерции, и частотой колебаний, рассчитанной исходя из известной формулы, определяющей частоту резонансных колебаний газожидкостной смеси:

где f - резонансная частота колебаний газожидкостной смеси в вибрационной камере, Гц;

i=1, 2 k - порядковый номер гармоники колебаний;

a - скорость звука в газожидкостной смеси в вибрационной камере, м/с;

H - высота уровня газожидкостной смеси в вибрационной камере м.

Поставленная задача достигается также тем, что вибрационная флотационная машина включает камеру смешения пульпы с установленной внутри самовсасывающей мешалкой, камеру выгрузки пенного продукта, патрубок отвода камерного продукта и снабжена вибрационной камерой с установленными внутри отражательной перегородкой и барбатером, а также снабжена циркуляционным контуром и краном регулировки интенсивности циркуляции.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса флотации за счет увеличения селективности разделения минералов при разделении частиц с различной плотностью, а также снижение энергопотребления машиной за счет работы в резонансном режиме, снижение затрат на создание, ремонт и обслуживание машины за счет упрощения ее конструкции и снижения металлоемкости, повышение эффективности использования пузырьков воздуха за счет улучшения равномерности их распределения по поперечному сечению камеры.

За счет имеющейся самовсасывающей мешалки в камере приготовления пульпы происходит постоянная рециркуляция жидкости и перечистка камерного продукта, причем за счет крана, установленного в циркуляционном контуре, регулируется интенсивность циркуляции жидкости в аппарате.

За счет наличия в машине отражательной перегородки происходит отвод пузырьков воздуха из зоны вибрации для предотвращения возможного схлопывания пузырька и сброса сфлотировавшихся частиц назад в вибрационную камеру, а также возможных негативных последствий при выгрузке пены. Таким образом, повышается эффективность работы машины на стадии образования и выгрузки пенного продукта.

Вибрационная флотационная машина изображена на фиг.1 и содержит камеру смешения пульпы 1, с установленной в ней самовсасывающей мешалкой 2, вибрационную камеру 3, камеру выгрузки пенного продукта 4, отражательную перегородку 5, подвижное уплотнение 6, барботер 7, циркуляционный контур 8, кран для регулировки расхода жидкости в циркуляционном контуре 9 и патрубок выгрузки камерного продукта 10.

Флотационная машина работает следующим образом.

Свежая пульпа подается в камеру смешения 1 и центробежной силой, создаваемой вращающимся импеллером мешалки 2, подается в вибрационную камеру 3. В вибрационной камере 3 пульпа аэрируется воздухом, подаваемым в барботер 7. Под действием колебаний с заданной амплитудой и частотой в вибрационной камере 3 частицы малой плотности не отрываются от пузырьков воздуха за счет силы инерции и поднимаются пузырьками в камеру выгрузки пенного продукта 4, отражаясь от перегородки 5, а частицы большой плотности отрываются от пузырьков воздуха за счет сил инерции и падают в низ вибрационной камеры 3, при этом часть частиц увлекается в циркуляционный контур 8 и вновь попадает в камеру смешения 1, а другая часть отводится через патрубок выгрузки камерного продукта 10.

Пример осуществления способа флотации.

При высоте уровня газожидкостной смеси в вибрационной камере, равной 0.5 м, и скорости звука в газожидкостной смеси в вибрационной камере 20 м/с, первая резонансная частота колебаний газожидкостной смеси в вибрационной камере составит:

Таким образом, заявляемые способ флотации частиц с различной плотностью и вибрационная флотационная машина для его осуществления позволяют повысить эффективность процесса флотации за счет увеличения селективности разделения минералов при разделении частиц с различной плотностью, а также снизить энергопотребление машиной за счет работы в резонансном режиме, снизить затраты на создание, ремонт и обслуживание машины за счет упрощения ее конструкции и снижения металлоемкости, повысить эффективность использования пузырьков воздуха за счет улучшения равномерности их распределения по поперечному сечению камеры.