ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ

К оборудованию для флотационного обогащения относятся флотационные машины, контактные чаны, питатели реагентов.

Флотационными машинами называются аппараты, в которых непосредственно осуществляется процесс флотации. Основное назначение всех флотационных машин – поддержание минеральных частиц во взвешенном состоянии (перемешивание) и аэрация пульпы – насыщение пульпы диспергированными пузырьками воздуха. Помимо этого флотационные машины должны обеспечивать разгрузку продуктов обогащения, циркуляцию промежуточных продуктов, возможность регулирования технологического процесса. Все эти требования могут обеспечиваться конструкцией одной флотомашины либо ее совместной работой с другим оборудованием – воздуходувками, насосами, промежуточными емкостями и пр. По способу перемешивания и аэрации пульпы все флотационные машины можно разделить на следующие типы:

механические, в которых и перемешивание, и аэрация пульпы осуществляются механически, вследствие вращения ротора;

пневмомеханические, в которых перемешивание пульпы осуществляется вследствие вращения ротора, а аэрация пульпы – подачей сжатого воздуха от воздуходувки;

пневматические, в которых и перемешивание, и аэрация пульпы осуществляются вследствие подачи сжатого воздуха.

Машины всех указанных типов широко применяются при флотационном обогащении в соответствии со своими особенностями и назначением операции флотации, для которой они используются.

Механическая флотационная машина (рис. 6.6, а) состоит из ряда последовательно расположенных камер прямоугольного сечения, разделенных перегородками. Машина собирается из двухкамерных блоков, причем одна из камер является «всасывающей», другая – «прямоточной». В каждой камере по центру расположена центральная труба, внутри которой вращается вал ротора (импеллера), приводимый в движение клиноременной передачей от двигателя. В нижней части центральная труба имеет расширение (надымпеллерный стакан), переходящий в надымпеллерный диск с отверстиями для циркуляции пульпы и косо закрепленными ребрами по нижней периферии диска. (Надымпеллерный стакан с диском называют статором). К нижней части вращающегося вала прикреплен ротор, с обращенными кверху ребрами для перемешивания пульпы.

Центральная труба патрубком соединена с атмосферой. Во всасывающей камере внутренняя полость статора трубой соединяется с карманом на торце машины, в который подается исходная пульпа, в прямоточной камере соответствующее отверстие в статоре закрыто пробкой. Пульпа свободно перетекает из всасывающей камеры в прямоточную через отверстие в стенке. Перетекание пульпы из прямоточной камеры во всасывающую осуществляется через отверстие в стенке между ними, закрытое пробкой с расположенным на рычаге контргрузом, с помощью которого можно регулировать уровень пульпы в камерах.

При работе флотомашины ребра вращающегося ротора «выбрасывают» пульпу из-под статора, создавая таким образом разрежение в надымпеллерном стакане и центральной трубе. Вследствие этого разрежения исходная пульпа постоянно «всасывается» из кармана на торце машины внутрь статора, также в центральную трубу и статор засасывается воздух из атмосферы, который вместе с пульпой выбрасывается в камеру. Проходя через узкий зазор между ребрами ротора и надымпеллерным диском, воздух диспергируется на пузырьки диаметром 0,4-0,8 мм, на которых закрепляются гидрофобные минералы. Пузырьки с закрепившимися на них минералами всплывают в верхнюю часть пульпы, образуя минерализованную пену, которая постоянно снимается специальными гребками в желоб, установленный вдоль флотомашины.

Отечественные флотационные машины механического типа выпускаются с камерами объемом от 0,14 до 6,3 м³; при большем объеме камер возникают трудности с аэрированием пульпы вследствие быстрого износа блока «статор – ротор», приводящего к уменьшению разрежения внутри статора и увеличению размера пузырьков воздуха. (В зарубежной практике используются механические флотомашины с объемом камер до 140 м³). Обозначаются флотационные машины механического типа по объему камеры, например: ФМ-6,3. Мощность двигателя привода импеллера до 20 кВт. В машинах малого типоразмера устанавливается один двигатель на две камеры, большого – привод индивидуальный на каждую камеру. Из зарубежных флотомашин механического типа наиболее распространены машины типа «Денвер», «Бут», «Фагергрин», «Вормен» и др.

Пневмомеханическая флотационная машина (рис. 6.6, б) имеет полую центральную трубу, внутри которой вращается вал с импеллером, представляющим собой конус с расположенными по его периферии пальцами. Импеллер вращается внутри диспергатора – кольца с радиальными лопатками, закрепленного на нижней части центральной трубы. При вращении импеллера происходит перемешивание пульпы и диспергирование на мелкие пузырьки воздуха, который в свою очередь, подается внутрь центральной трубы от воздуходувки при избыточном давлении 10-30 кПа. Принудительная подача сжатого воздуха позволяет использовать многокамерные флотомашины с объемом камер до 12,5 м³ (ФПМ-12,5), а однокамерные до 40 м³ (ФПМ-40). В последние годы широкое распространение получили пневмомеханические флотомашины РИФ отечественного производства с объемом камер до 130 м³. Камеры пневмомеханической флотационной машины работают в прямоточном режиме. Машина собирается из блоков – по 2-4 камеры. Для обеспечения перемещения пульпы вдоль машины каждый последующий блок устанавливается на 400 мм ниже предыдущего, в голове машины может быть установлена всасывающая камера механического типа. Из зарубежных пневмомеханических флотомашин наиболее известны машины фирмы «Outokumpu», например ОК-16 с объемом камеры 16 м³. В мировой практике используются также машины «Аджитейр», «Денвер», «Сала» и др.

Рис. 6.6. Флотационные машины

Из всех типов пневматических флотационных машин (корытных, чановых, колонных) наибольшее распространение в настоящее время получают последние (рис. 6.7). Это объясняется отсутствием в машине движущихся частей и, соответственно, механического привода, сравнительно низкими капитальными затратами, малой площадью для установки, возможностью объединения в одной машине операций основной, перечистной и контрольной флотации.

Флотомашина представляет собой трубу, в нижней части которой установлен аэратор, диспергирующий подаваемый от воздуходувки воздух под давлением до 35 кПа. Исходная руда в виде пульпы, прошедшей предварительную обработку реагентами, подается в среднюю часть машины. В колонне флотационной машины осуществляется противоточное движение падающих частиц и всплывающих пузырьков воздуха. Закрепившиеся на пузырьках воздуха минеральные частицы поднимаются вверх и разгружаются по всей окружности верхнего края трубы в кольцевой желоб, незакрепившиеся частицы опускаются на дно машины и разгружаются через специальное устройство. Диаметр колонной машины – до 2 м, высота – 7-2 м.

Контактный чан предназначен для осуществления контактирования поверхности минеральных частиц с флотационными реагентами. Контактные чаны применяются в том случае, когда требуется длительное время для закрепления реагентов (собирателей) на поверхности минеральных частиц, а также, в ряде случаев, для операций активирования или депрессирования минералов перед последующими операциями флотации.

Контактный чан (рис. 6.8) представляет собой цилиндрический бак, в центре которого вращается вал с мешалкой на нижнем конце. Вал вращается в центральной трубе с отверстиями для циркуляции пульпы. Исходная пульпа непрерывно подается в центральную трубу, обработанная пульпа удаляется переливом в верхней части чана. Контактные чаны выпускаются объемом до 100 м³ (КЧ-100).

Питатели реагентов предназначены для равномерной и точной подачи реагентов в процессе флотации. В зависимости от свойств флотационных реагентов различают питатели для сухих сыпучих, жидких невязких и вязких реагентов. Для сухих сыпучих реагентов применяют тарельчатые и ленточные питатели; для жидких невязких – стаканчиковые, скиповые, ковшовые, в т. ч. автоматические; для жидких вязких реагентов – шкивные питатели.