6.4 Флотационные машины

Общим для всех современных конструкций флотационных машин является использование в качестве рабочего агента воздуха в виде мелких пузырьков, образуемых в пульпе тем или иным способом.

По способу аэрации пульпы основные флотационные машины могут быть разделены на следующие группы:

Механические, в которых аэрация пульпы осуществляется вследствие засасывания воздуха из атмосферы мешалками различных конструкций;

Пневмомеханические, обеспечивающие аэрацию пульпы сжатым воздухом, подаваемым в машину от вентиляторов, воздуходувок или компрессоров, диспергирование которого осуществляется мешалками или виброустройствами различной конструкции;

Пневматические с аэрацией пульпы сжатым воздухом, подаваемым через патрубки или пористые перегородки;

Во всех аэрационных узлах машины засасывание воздуха из атмосферы и образование пульповоздушной смеси, выбрасываемой под действием центробежных сил в камеру, обусловлено образованием небольшого вакуума в полости вращающегося импеллера. В качестве импеллеров используются мешалки различных конструкций (дисковые с радиально расположенными лопатками, стержневые – типа беличьего колеса с осевыми насосами внутри них).

Механическая флотационная машина ФМР. Стандартная машина собирается из двухкамерных секций: первая камера является всасывающей, вторая – прямоточной.

В каждой камере устанавливается блок аэраторов. Блок состоит из вертикального вала 10 с насаженным на нем импеллером, который представляет собой диск 19 с 6-ю радиальными лопатками 17. Вал вращается внутри трубы 2. В нижней части трубы крепится диск 9 с лопатками статора 16, расположенными под углом 60 градусов к радиусу. Направляющие лопатки способствуют превращению тангенциальной составляющей динамического напора пульпы в статическую, увеличивая тем самым аэрацию.

Исходная пульпа из приемного кармана 1 поступает в аэратор по трубе 20, а воздух – по трубе 3.

Пенный продукт удаляется в сборный желоб. Основная часть пульпы переливается через отверстие 13 в боковой стенке камеры 12 и поступает в приемный карман следующей камеры. Чтобы вместе с камерным продуктом не уходила пена, разгрузочное отверстие экранировано перегородкой 6.

Преимущества механической флотационной машины: хорошие гидродинамические параметры, универсальность применения и пригодность для использования в любых технологических схемах, отсутствие потребности в дополнительных источниках воздуха.

Недостатки: непостоянная аэрационная характеристика, зависящая от степени износа импеллера и статора, отсутствие регулирования количества воздуха в зависимости от потребностей технологического процесса, сложность конструкции, относительно высокая энергоемкость и металлоемкость, довольно быстрый износ статора и импеллера.

Аэратор прямоточных флотационных машин типа ОК состоит из лопастного ротора 1 и радиального статора 2. Лопасти соседних элементов параллельны и между ними имеются щели, из которых воздух, подаваемый через полый вал 3, выходит в камеру.

При вращении ротора пульпа со дна камеры засасывается вверх в полость между радиальными лопастями и выходит в верхней части ротора. Точки выхода пульпы и воздуха из полости ротора чередуются попеременно по кругу, но на выходе не смешиваются. Образованная пульповоздушная смесь выбрасывается между лопатками статора 2 в камеру.

Достоинства: достаточная простота их конструкции, постоянство аэрационной характеристики, не зависящей от износа рабочих органов, возможность регулирования количества воздуха в широком диапазоне, небольшая металлоемкость, меньший расход

электроэнергии, большой срок службы аэратора, простота эксплуатации.

Недостатки: невозможность организации покамерной регулировки уровня пульпы, необходимость использования всасывающего механического блока для перекачки промпродуктов, а также применения воздуходувок для нагнетания воздуха.

Пневматические флотационные машины :

Флотационная колонна является типом флотационной машины, она имеет ряд конструктивных особенностей для улучшения технологических показателей процесса. К ним относятся:

Уменьшенное соотношение площади поверхности к объему камеры, что повышает стабильность пены

Система промывки пены снижает ее загрязнение

Спокойные условия флотации повышают ее селективность

Система аэрации обеспечивает подачу пузырьков, близких по размеру

Уникальные черты:

регулируемый распределитель промывной воды, обеспечивающий поверхностное или заглубленное (внутри пенного слоя) распределение промывной воды для регулировки степени очистки и плотности пены в соответствии с потребностями

внутреннее распределение питания при помощи продольных распределительных пластин для обеспечения равномерного безнапорного распределения потока питания

кольцевые внутренние желоба позволяют уменьшать расстояние, преодолеваемое нагруженными пузырьками, что улучшает извлечение крупных частиц

перегородки в пенном слое слегка заглублены в пульпу для обеспечения стабильной пены и уменьшения продольного перемешивания в ходе дренажа из пены

запатентованная система подачи воздуха Slam Jet обеспечивает ввод воздуха или водовоздушной смеси через одиночное керамическое износостойкое сопло, она представляет собой саморегулирующийся механизм, обеспечивающий автоматическое перекрывание при падении давления сжатого воздуха в системе

внутреннее коническое днище камеры улучшает разгрузку хвостов и снижает риск отложения песков на днище колонны

Флотационные колонны обязаны своим именем геометрической форме камеры. В отличие от обычных механических машин, которые обычно состоят из сравнительно мелких прямоугольных камер, колонные машины имеют большую высоту, обычно находящуюся в пределах от 8 и до 15 м. Поперечное сечение колонн может быть круглым, квадратным или прямоугольным в зависимости от условий применения. При одинаковой вместимости площадь поверхности колонны значительно уже, чем в обычной камере. Это уменьшение поверхности улучшает стабильность пены и позволяет проводить процесс с весьма глубоким пенным слоем.

Важная отличительная черта: система промывки пены. Промывка пены обеспечивает дополнительные возможности удаления примесей из пенного слоя во флотации. Промывная вода, подаваемая сверху колонны, фильтруется через пенный слой, вытесняя жидкую фазу пульпы вместе с механически вынесенными частицами, удерживаемыми между пузырьками.

В колоннах отсутствуют механические мешалки. Отсутствие интенсивного перемешивания обеспечивает селективность и способствует извлечению тонких частиц.

Поток питания подается в колонну в одном или нескольких местах, расположенных в верхней трети корпуса колонны, и движется вниз против восходящего потока мелких пузырьков, генерируемых системой аэрации. Частицы, сталкивающиеся с пузырьками и закрепляющиеся на них, поднимаются в верхнюю часть колонны, достигая раздела между пульпой и пеной.

Воздух для флотации подается во внешний распределительный трубопровод и вводится в колонну через набор трубок, установленных в донной части колонны.