УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ПЕННОГО ПРОДУКТА ФЛОТАЦИОННОГО ПЕРЕДЕЛА
TRANSFER DEVICE OF FROTH PRODUCT OF FLOTATION STAGE

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации цветных, черных, редких и благородных металлов, а также неметаллических полезных ископаемых. Известно, что когда в технологическом процессе производства присутствует пенная флотация, приходится сталкиваться с такой проблемой, как транспортировка флотационной пены.
Флотационная пена представляет собой трехкомпонентную систему в виде устойчивых к разрушению пузырьков, которая состоит из частиц руды, воды и воздуха. При прохождении пузырьков через насос происходит их разрушение и скапливание воздуха в районе рабочего колеса. Таким образом, формируется воздушная полость, вследствие чего уменьшается контакт поверхности рабочего колеса с пульпой.
Производительность насоса постепенно падает, уровень пульпы в питающем резервуаре растет, растет и давление на всасывающем патрубке насоса, пока не становится достаточным для проталкивания воздушной пробки.
Такой циклический режим работы может привести к переливу питающего резервуара, а значит, потере ценного компонента, или его загрязнению, а так же к снижению производительности насоса, что может нарушить технологический процесс.
Присутствие воздуха в пульпе создает трудности в выборе подходящего типоразмера насосного оборудования и мощности двигателя. Для устранения этих трудностей разработан целый ряд специальных методик расчета снижения номинальных рабочих характеристик насосов, в зависимости от количества воздуха в пульпе. Однако применение в расчетах даже таких методик не является гарантией того, что оборудование подобрано верно. Выяснить это удается иногда только после того, когда насосное оборудование уже установлено и запущено в работу. В лучшем случае, оборудование будет работать со сниженными показателями эффективности, в худшем - придется произвести замену оборудования на новое.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для перекачки пенного продукта, содержащее зумпф и насос, зумпф снабжен патрубками для ввода пенного продукта и для соединения с насосом (RU, патент №2258564, кл. B03D 1/02, 2003 г.).
Известное устройство размещено в технологической схеме для флотационного обогащения полезных ископаемых.
Недостатками известного устройства является низкая эффективность его работы, обусловленная попаданием в насос пузырьков воздуха с пенным продуктом и вызванной этим нестабильностью напора, что приводит к снижению его производительности и возможности поломки, а также к переливу пенного продукта через край зумпфа, а значит, потере ценного компонента, или его загрязнению, что также приведет к потере производительности и увеличению потребляемой электроэнергии для поддержания работоспособности устройства.
В конечном итоге эти недостатки приводят к нарушению всего технологического процесса, в котором задействовано данное устройство.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности, производительности работы устройства для перекачки пенного продукта флотационного передела и снижении энергозатрат.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для перекачки пенного продукта флотационного передела, содержащем зумпф и насос, зумпф снабжен патрубками для ввода пенного продукта и для соединения с насосом, согласно изобретению зумпф выполнен в виде конической емкости с радиальными пластинчатыми сетчатыми отбойниками и с тангенциальными подводом пенного продукта и отводом пульпы в насос, при этом дном конической емкости является ее меньшее основание, а в центре дна емкости расположен усеченный конус, установленный меньшим основанием вверх, причем нижняя сторона пластинчатого сетчатого отбойника расположена на уровне верхнего основания усеченного конуса, патрубок для вода пенного продукта установлен в боковой стенке емкости на высоте от дна 0,1÷07 H, где H - высота зумпфа, а патрубок для соединения с насосом расположен в нижней части конической емкости по ходу потока пульпы, ниже верхнего основания усеченного конуса, при этом внутренний диаметр патрубка для соединения с насосом равен внутреннему диаметру патрубка для ввода пенного продукта.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что диаметр нижнего основания усеченного конуса составляет 0,3÷0,5 диаметра меньшего основания конической емкости.
На фиг.1 изображен вертикальный разрез устройства для перекачки пенного продукта флотационного передела.
На фиг.2 изображен общий вид устройства для перекачки пенного продукта флотационного передела.
Устройство для перекачки пенного продукта флотационного передела содержит зумпф 1 с патрубком 2 для ввода пенного продукта и патрубком 3 для соединения с насосом 4. Зумпф 1 выполнен в виде конической емкости с тангенциальными подводом пенного продукта и отводом пульпы в насос, дном 5 конической емкости зумпфа 1 является меньшее основание, а в центре дна 5 расположен усеченный конус 6, установленный меньшим основанием вверх. Наличие усеченного конуса 6 позволяет создать зону для равномерного распределения твердых частиц в пульпе для ее перекачки. На внутренней поверхности зумпфа 1 установлены радиальные пластинчатые сетчатые отбойники 7, нижняя сторона отбойника 7 расположена на уровне верхнего основания усеченного конуса 6, что позволяет потоку пульпы свободно перемещаться к патрубку 3 для соединения с насосом 4 (всасывающему патрубку), не создавая отложения твердых частиц.
Патрубок 2 для ввода пенного продукта установлен в боковой стенке емкости на высоте от дна 0,1÷07 H, где H - высота зумпфа 1. Выбор высоты размещения патрубка для ввода пенного продукта обусловлен вязкостью пенного продукта. В зависимости от стадии флотационного передела и применяемых реагентов вязкость пены может быть различной. Для менее вязкой пены высота расположения патрубка 2 для ввода пенного продукта составляет 0,1÷0,5 H, для более вязкой пены - 0,6÷0,7 H. Патрубок 3 для соединения с насосом 4 (всасывающий патрубок) расположен в нижней части конической емкости зумпфа 1 по ходу потока пульпы, ниже верхнего основания усеченного конуса 6, что обеспечивает стабильность потоков пульпы на входе во всасывающий патрубок 3 насоса 4. Внутренний диаметр патрубка 3 для соединения с насосом равен внутреннему диаметру патрубка 2 для ввода пенного продукта, что позволяет предотвратить перелив пульпы через край зумпфа.
Диаметр дна конической емкости составляет 0,3÷0,5 диаметра верхнего основания конической емкости, что позволяет предотвратить заиливание зоны разгрузки емкости.
Устройство для перекачки пенного продукта флотационного передела работает следующим образом.
Пенный продукт флотационного передела поступает в патрубок 2.
Подача пенного продукта в зумпф 1, выполненный в виде конической емкости, осуществляется в тангенциальном направлении. За счет этого происходит необходимое завихрение пенного продукта для удаления воздуха.
Потенциальная энергия потока преобразуется в кинетическую за счет тангенциального ввода потока и раскручивает пенный продукт в зумпфе 1. Воздушные пузырьки, несущие частицы полезных минералов, соударяются с сетчатым отбойником 7 и разрушаются, часть минеральных частиц под действием центробежной силы отбрасывается на стенки зумпфа 1 и транспортируется на дно 5, в пространство между усеченным конусом 6 и стенками зумпфа 1. Другая часть минеральных частиц под действием силы тяжести по сетчатым отбойникам 7 также опускается вниз на дно 5.
При разрушении пены образуются две фазы. Жидкая фаза с минеральными частицами из нижней части зумпфа 1 тангенциально отводится, попадая в установленный по ходу потока пульпы всасывающий патрубок 3 горизонтального насоса 4. Газовая фаза удаляется с открытой поверхности зумпфа 1.
Наличие на дне зумпфа 1 усеченного конуса 6 позволяет создать зону для равномерного распределения твердых частиц в пульпе для ее перекачки.
Выбор высоты размещения патрубка для ввода пенного продукта обусловлен вязкостью пенного продукта. В зависимости от стадии флотационного передела и применяемых реагентов вязкость пены может быть различной. Для менее вязкой пены высота расположения патрубка 2 для ввода пенного продукта составляет 0,1÷0,5 H, для более вязкой пены - 0,6÷0,7 H.
Размещение патрубка 3 для соединения с насосом 4 (всасывающего патрубка) в нижней части конической емкости зумпфа 1 по ходу потока пульпы, ниже верхнего основания усеченного конуса 6, обеспечивает стабильность потоков пульпы на входе во всасывающий патрубок 3 насоса 4.
То, что внутренний диаметр патрубка 3 для соединения с насосом равен внутреннему диаметру патрубка 2 для ввода пенного продукта, позволяет предотвратить перелив пульпы через край зумпфа.
А то, что диаметр нижнего основания усеченного конуса составляет 0,3÷0,5 диаметра меньшего основания конической емкости зумпфа 1, позволяет предотвратить заиливание в зоне разгрузки (зона всасывающего патрубка 3 насоса 4) емкости.
Таким образом, предложенное устройство для перекачки пенного продукта флотационного передела позволяет, используя кинетическую энергию потока пенного продукта, удалить воздушные пузырьки из пенного продукта и стабилизировать работу горизонтального насоса за счет предотвращения попадания пузырьков воздуха в насос, что, в свою очередь, позволит стабилизировать напор, предотвратить потери ценного продукта из-за его переливов через край зумпфа и снизить потребление электроэнергии, а следовательно, повысить производительность и надежность работы устройства.
Устройство для перекачки пенного продукта флотационного передела может быть установлено в любой технологической схеме для флотационного обогащения полезных ископаемых, в которой используется пенная флотация, для снижения энергозатрат, повышения производительности, надежности работы и эффективности ее работы, за счет предотвращения снижения производительности или даже выхода из строя насоса, что приведет к нарушение всего технологического процесса.