Пневматическая флотационная машина
PNEUMATIC FLOTATION MACHINE

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов.
Известна пневматическая флотационная машина, включающая цилиндроконическую камеру, реактор, в котором происходит формирование пузырьков, подача питания и прямое взаимодействие пузырьков с частицами (Патент США №4938865, МКИ В03D 1/24, опубл. 03.07.90).
Недостатком указанной машины является отсутствие специального устройства для организации процесса коалесценции пузырьков, что приводит к недостаточно высоким показателям флотации.
Известна пневматическая флотационная машина, включающая сепарационную камеру, реактор, аэратор, а также установленный в сепарационной камере под реактором распределитель потока аэрированной пульпы, выполненный в виде крышки с отверстиями и днища, пенный желоб, разгрузочное приспособление для хвостов (Патент ЕР №0514800, МКИ В03D 1/24, опубл. 31.07.96).
Недостатком данной машины является разрушение агрегатов частица-пузырек при ударе выходящей из реактора струи о днище распределителя потока аэрированной пульпы и засорение отверстий крышки распределителя, что приводит к снижению показателей флотации.
Известна пневматическая флотационная машина типа реактор-сепаратор, включающая аэратор, в котором происходит подача питания, формирование пузырьков и прямое их взаимодействие с частицами, реакторы с раструбами, цилиндроконическую камеру сепаратора, пеноотстойник и пенный желоб (Патент РФ 2214871, Самыгин В.Д., Филиппов Л.О., кл. B03D 1/24, опубл. 27.10.03).
Недостатком данной машины является низкая скорость расслоения потока минерализованных пузырьков и потока пульпы (воды) в объеме сепаратора.
Известна пневматическая флотационная машина типа реактор-сепаратор, включающая реакторы, аэратор, сепарационную камеру, а также установленные в сепарационной камере на конце каждого из реакторов раструбы, расположенные определенным образом, пенный желоб и разгрузочное приспособление для хвостов (Патент РФ 2281810, кл. B03D 1/24 от 20.08.06).
Недостатком данной машины является несовершенная конструкция ввода потоков из реакторов в полость сепаратора, которая приводит к интенсивному вертикальному перемешиванию в объеме сепаратора и, как следствие, ухудшению расслоения насыщенной пузырьками пульпы. Это снижает показатели флотации.
Известна пневматическая флотационная машина, включающая аэратор, реактор, цилиндроконическую сепарационную камеру и устройство для равномерного распределения потоков по реакторам, а также пенный желоб, разгрузочное приспособление для хвостов (Патент США №2004/0112804, МКИ В01D 17/00, опубл. 17.06.04).
Недостатком данной машины является заметный унос пульпой минерализованных пузырьков в хвосты из-за перемешивающего действия центробежной силы в горизонтальном направлении, что приводит к снижению показателей флотации.
Известна пневматическая флотационная машина, включающая аэратор, реактор и сепаратор, в котором расположен соосно с сепаратором конический распределитель потока аэрированной пульпы в виде усеченного конуса, обращенный вершиной вниз, в который тангенциально вводятся нижние срезы реакторов, а в нижней части которого установлена отражательная пластина (Патент RU №2393023,  МПК B03D 1/24, (2006.01) опубл. 27.06.2010).
Недостатком данной машины является частичное разрушение пены аэрированным потоком, выходящим из конического распределителя, что приводит к снижению извлечения.
Наиболее близким аналогом является пневматическая флотационная машина, включающая аэратор, тройник, реакторы, сепарационную камеру, диффузор, пеноотстойник, регулятор пеносъема, приспособление для расслоения однородного потока аэрированной пульпы и устройство для вывода хвостов (Патент RU №2487762, МПК B03D 1/24, (2006.01) опубл. 20.07.2013).
Недостатком наиболее близкого аналога является большой механический вынос частиц подавляемых минералов в пену.
Задачей изобретения является снижение механического выноса неизвлекаемых минеральных частиц в концентрат при флотации и снижение обводненности пены при флотационной очистке сточных вод. Техническим результатом изобретения является снижение механического выноса частиц подавляемых минералов с пеной, увлекаемых водной частью пульпы в пенный продукт.
Технический результат достигается тем, что пневматическая флотационная машина типа реактор-сепаратор, включающая аэратор, реактор, сепарационную камеру, пеноотстойник, регулятор пеносъема, приспособление для расслоения и устройство для вывода хвостов, согласно изобретению, снабжено установленным между сепарационной камерой и пеноотстойником, внешним аэратором для повышения газосодержания в подпенной зоне, представляющим собой обечайку с пористой внутренней поверхностью.
Снабжение флотомашины внешним аэратором, представляющим собой обечайку с пористой внутренней поверхностью, обеспечивает подачу в пеноотстойник внешнего воздуха, который приводит к усилению образования более плотных аэрофлокул и к усилению оттока жидкой части пульпы от пены в объем камеры сепаратора с дальнейшим выводом в хвосты.
В результате внешний воздух, поданный в пеноотстойник через обечайку с пористой внутренней поверхностью, обеспечивает достижение технического результата изобретения - снижение механического выноса частиц неизвлекаемых минералов с пеной. Верхний срез обечайки внешнего аэратора соединен с нижним срезом обечайки подпенной зоны. Нижний срез обечайки внешнего аэратора соединен с верхним срезом камеры сепаратора.
Изобретение поясняется чертежом, где изображен общий вид пневматической флотационной машины.
Пневматическая флотационная машина включает: аэратор 1, реактор 2, приспособление для расслоения потока в виде изогнутой по окружности трубы 3, камеру сепаратора 4, внешний аэратор в виде обечайки с пористой внутренней поверхностью 5, пеноотстойник 6, регулятор пеносъема 7, пенный желоб 8, устройство для вывода хвостов 9.
Пневматическая флотационная машина работает следующим образом. Исходная пульпа, обработанная реагентами, проходит через аэратор 1, в который эжектируется атмосферный воздух. В камере смешения аэратора 1 воздух подвергается дроблению на мелкие пузырьки. С этого момента начинается процесс закрепления гидрофобных частиц или капель эмульсии на пузырьках воздуха и продолжается в реакторе 2. Однородный поток аэрированной пульпы из реактора поступает в приспособление для расслоения 3, которое изготовлено из изогнутой по окружности трубы. В изогнутой трубе под действием центробежной силы в вертикальной плоскости поток расслаивается на две струи. Частицы с плотностью более плотности среды отклоняются к внешней стенке приспособления 3, а минерализованные пузырьки, имеющие плотность менее среды, отклоняются к внутренней стенке 3. Далее обе струи поступают в камеру сепаратора 4, в которой разделяются на минерализованные пузырьки и пульпу, которая выводится через устройство для вывода хвостов 9. Минерализованные пузырьки, поступившие в объем обечайки внешнего аэратора с пористой внутренней поверхностью 5, образуют с внешним воздухом поток плотных аэрофлокул и увеличивают отток пульповой части в объем камеры сепаратора. В пеноотстойнике 6 поток аэрофлокул снижает скорость и с помощью регулятора пеносъема 7 направляется в пенный желоб 8.
При флотации в предлагаемой машине при равном извлечении качество пиритного концентрата возрастало на 3-5% по сравнению с прототипом. При очистке сточных вод уменьшалась обводненность пенного продукта на 5-8% при одинаковой степени очистки от нефтепродуктов и взвешенных частиц.