Пневмомеханічна флотаційна машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, предназначено для флотации угольных шламов и может быть использовано для флотации руд и очистки сточных вод. Для максимального извлечения горючей массы из рядового угля при одновременном снижении зольности угольного концентрата необходимо обеспечить максимальную глубину обогащения и особенно это касается обогащения углей, используемых для коксования. В настоящее время наиболее эффективным способом при обогащении тонких классов угля (0,5-0 мм) является флотация, хотя данный способ обогащения весьма дорогостоящий и удешевить его возможно за счет использования малогабаритных машин, обладающих минимальными энергоемкостью и металлоемкостью, высокопроизводительных и технологически эффективных конструктивно простых и надежных в эксплуатации, работающи х при минимальном расходе реагентов. Известна флотационная машина [Тюрникова В. И., Неумов Μ. Ε. Повышение эффективности флотации. М.: Недра, 1980. -С. 191-192, рис. 5-10], состоящая из ванны трапецеидальной формы, в нижней части которой с внешней стороны расположены цилиндрические камеры аэрации. Внутри камер аэрации установлены горизонтальные трубчатые аэраторы с индивидуальными приводами. Боковые стенки ванны имеют в нижней части по всей длине окна для выброса пульповоздушной смеси из зоны аэрации в зону флотации. Торцевые стенки ванны оборудованы шибером для регулирования уровня пульпы в ванне и подводящими каналами в камеры аэрации. Горизонтальный аэратор состоит из перфорированного вала, на котором закреплены перфорированные резиновые ребристые импеллеры. Флотационная машина работает следующим образом. Пульпа с реагентами поступает в центральную зону машины и перемещается в виде горизонтального потока в следующую камеру или к месту разгрузки хвостов. Аэрация пульпы происходит благодаря вращению горизонтальных обособленных трубчаты х аэраторов, расположенных в аэрационных камерах, находящихся с внешней стороны в нижней части ванны. Пульпо-воздушная смесь из зоны аэрации выбрасывается через окна, расположенные по всей длине боковых стенок, в зону флотации. Затем пульпо-воздушная смесь подвергается дальнейшему диспергированию пузырьков воздуха на более мелкие, контактированию частиц с реагентами и закрепление угольных частиц на поверхности пузырьков воздуха. Минерализованные угольные частицы - пенный продукт, проходит через успокоительную решетку в фло тационную зону, где происходит удаление концентрата пеносъемниками. Несфлотируемая часть перемещается в следующую камеру, а затем в отвал. Недостатком указанной флотационной машины является низкая аэрация пульпы, так как пульповоздушная смесь, перемещаясь из расположенных с внешней стороны ванны камер аэрации через окна, преодолевает значительное гидравлическое сопротивление, что приводит к уменьшению поступления атмосферного воздуха в камеру флотационной машины, при этом ухудшается диспергирование пузырьков воздуха из-за того, что энергия, необходимая для диспергирования, расходуется на перемещение лульповоздушной смеси в горизонтальном направлении, что приводит к уменьшению производительности флотационной машины и возрастанию энергоемкости процесса. Известна также флотационная машина с горизонтальным трубчатым аэратором -прототип [Пиккат Г. А. и др. Технология флотационного обогащения угля. - М.: Недра, 1972. - С. 59-60]. Флотационная машина содержит ванну с загрузочным и разгрузочным устройством, в нижней части которой по центру размещен трубчатый аэратор и в стенках выполнены отверстия. Имеются воздухоподводящие трубы, через которые воздух поступает в воздухозаборное устройство. В трубе аэратора выполнены шлицевые окна. Концевые валки аэратора размещены в подшипниках опор вала аэратора, непосредственно за воздухозаборным устройством размещено сальниковое устройство. Нижняя аэрационная зона камеры машины отделена от верхней флотационной зоны успокоительной решеткой. Удаление пенного продукта осуществлено пеносъемниками. Флотационная машина работает следующим образом. Пульпа с реагентами через приемный карман поступает в нижнюю часть камеры. Атмосферный воздух через воздухоподводящие трубы поступает в воздухозаборное устройство и через шлицевые окна в трубчатый аэратор. На выходе воздуха через отверстия трубчатого аэратора происходит диспергирование воздуха на мелкие пузырьки, контактирование угольных частиц с реагентами и закрепление их на поверхности пузырьков воздуха. Затем пульпо-воздушная смесь проходит через успокоительную решетку в вер хнюю флотационную часть камеры, откуда при помощи пеносьемников концентрат удаляется с поверхности ванны. Несфлотироаанный продукт поступает в последующую камеру, а затем в отвал. Жидкая фаза, содержащая твердые частицы, из-за пульсирующего поступления воздуха периодически проникает в трубчатый аэратор и заполняет воздухо-приемное устройство, а потом проникает в сальниковое устройство и подшипники. Если для повышения аэрации пульпы увеличить число оборотов аэратора, то возрастает энергоемкость процесса флотации и нестабильность работы машины из-за частой замены сальниковых устройств и подшипников. Недостатком указанной флотационной машины-прототипа является относительно низкая аэрационная способность и количество воздуха, поступающего в фло тационную машину недостаточно, так как оно обусловлено малой аэрационностью горизонтального трубчатого аэратора. Чтобы возросло количество воздуха, поступающего в камеру машины, необходимо увеличить число оборотов аэратора, что приводит к ускоренному вы ходу из строя подшипников и сальниковых устройств и неустойчивости работы машины из-за частых ремонтов и повышает энергоемкость процесса флотации. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача усовершенствовать флотационную машину за счет улучшения аэрированности пульпы, равномерности распределения и минерализации воздушных пузырьков во всем объеме машины путем расположения спаренных аэраторов, вращающи хся навстречу друг другу и дополнительной подачи сжатого воздуха, что улучшит качество конечных продуктов и значительно повысит надежность работы машины за счет размещения сальникового уплотнения в воздушной камере и нахождения его в зоне разряжения во время работы. Поставленная задача решается тем, что в пневмомеханической флотационной машине, включающей ванну с загрузочным и разгрузочным устройствами, трубчатый аэратор, трубы для подвода атмосферного воздуха, успокоительную решетку и пеносъемники, в которой согласно изобретению, аэрационное устройство состоит из спаренных обособленных трубчатых аэраторов, расположенных вдоль или поперек потока пульпы, вращение их осуществлено навстречу друг др угу, а сальниковое уплотнение размещено в воздушной камере, при этом между аэраторами установлены перфорированные трубы подводящие воздух под давлением. Предлагаемая флотационная машина имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом. Выполнение аэрационного устройства, состоящего из спаренных обособленных тр убчаты х аэраторов, расположенных вдоль или поперек потока пульпы, вращение которых осуществлено навстречу др уг другу, а также регулируемая дополнительная подача сжатого· воздуха в зону аэрации, обеспечивает поступление необходимого количества воздуха, эффективное диспергирование капелек флотационных реагентов и пузырьков воздуха, быстрое и равномерное во всем объеме флотационной камеры, закрепление частиц на поверхности пузырьков воздуха и и х всплывание, благодаря турбулентному перемешиванию пульповоздушной смеси, в результате чего повышается селективность разделения, снижается зольность концентрата, повышается его выход и зольность отходов и снижается энергоемкость процесса. Размещение сальников в воздушной камере способствует ликвидации протекания пульпы через уплотнение при работе машины, так как они находятся в зоне разряжения, что существенно удлиняет срок их службы и на этой основе обеспечивается надежность в работе и долговечность подшипниковых узлов. На фиг. 1 представлена пневмомеханическая флотационная машина, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид с боку. Пневмомеханическая флотационная машина включает ванну 1 с загрузочным устройством 2, расположенным в нижней аэрационной зоне ванны 1, разгрузочное устройство 3, снабженное подвижным шибером 4, для регулирования уровня пульпы в камерах (ванне 1), Количество камер машины может быть любым и зависит от обогатимости угля, В нижней аэрационной зоне ванны 1 расположены спаренные трубчатые аэраторы 5, выполненные из наборных ребристых перфорированных дисков 6 с лопатками. Ребра диска расположены по радиусу, а лопатки 6 и перфорация выполнены по его торцу. Трубчатые аэраторы 5 могут быть расположены вдоль или поперек потока пульпы и вращение их осуществлено навстречу друг другу. В пространстве между спаренными трубчатыми аэраторами 5 размещена дополнительно перфорированная труба 7 для подвода воздуха под давлением, количество которого регулируют при помощи задвижек. Концевые валки 8 трубчаты х аэраторов 5 размещены в воздушной камере 9 и внутри каждой из них размещен сальник 10, делящий камеру на две части. В воздушной камере 9 размещены уплотнительные кольца 11, которые непосредственно примыкают к ступице 12 дисков 6. Подвод атмосферного воздуха в воздушн ую камеру 9, а затем в трубчатые аэраторы 5 осуществлен по трубам 13. Нижняя аэрационная зона камеры машины отделена от верхней флотационной зоны успокоительной решеткой 14. Удаление пенного продукта осуществлено пеносъемниками 15, посредством которых пенный продукт из ванны 1 направляется в сборный желоб 16. Пневмомеханическая флотационная машина работает следующим образом. Исходная пульпа с реагентами через загрузочное устройство 2 поступает в нижнюю аэрационную зону ванны 1. При вращении обособленных спаренных тр убчаты х аэраторов 5 происходит засасывание атмосферного воздуха по трубам 13 и он поступает в воздушную камеру 9, а затем в перфорированные диски 6 с лопатками. Для интенсификации процесса аэрации в пространство между спаренными трубчатыми аэраторами 5 при помощи горизонтальных перфорированных труб 7 подведен сжатый воздух, количество которого регулируют задвижками. При работе машины спаренные трубчатые аэраторы 5, вращающиеся навстречу друг другу, выбрасывают струи воздуха через перфорированные отверстия дисков, которые встречаются со струями воздуха подводимого через горизонтальные перфорированные трубы 7, под давлением при этом происходит интенсивное турбулентное перемешивание и диспергирование воздуха и флотационных реагентов с помощью лопаток, расположенных на дисках 6, прилипание капелек собирателя к поверхности угольных частиц и закрепление их на поверхности пузырьков воздуха. Образовавшаяся 5 пульпо-воздушная смесь для предотвращения деминерализации пузырьков воздуха, связанного с турбулентным перемещением, проходит через успокоительную решетку 14 и образовавшийся концентрат (пенный продукт) удаляется из ванны 1 при помощи пеносьемников 15 в сборный желоб 16. Пульпа с первой камеры перемещается в следующую и затем к разгрузочному устройству 3, при помощи которого осуществляют 5 разгрузку промпродукта или из последней камеры отходов (хвостов). Предложенная пневмомеханическая флотационная машина изготовлена и работает на групповой обогатительной фабрике "Белореченская".