ГОСы. Основные понятия и назначение грохочения

• Название: Основные понятия и назначение грохочения
• Анкор: ГОСы.doc
• Дата: 25.12.2017
• Размер: 6.74 Mb.
• Имя файла: ГОСы.doc
• Тип: Документы; #12911
• страница: 10 из 23

Вопрос 41

Выбор, расчет и компоновка флотомашин.

Выбор.

При выборе машин исходят из: свойств руды, возможностей по­лучения максимальных технологических показателей, малой энергоемкости, простоты регулирования и экс­плуатации.

Широкое промышленное использование получили машины:

1. механические – в сложных флотационных схемах, требующих большого числа всасывающих камер и тщательного покамерного регулирования выхода пенного продукта; обычно используются при флотации крупнозернистых материалов.

2. пневмомеханические – в простых схемах флотации при крупности перерабатываемого материала не менее 40% класса – 74мкм с максимальной крупностью зерен1мм.

3. пневматические – следует применять при сочетании условий: легкой флотируемости п.и., малой или средней его плотности, простой схеме обогащения, большом выходе концентрата.

Из пневматических машин наибольшее распространение получили аэролифтные – в простых схемах флотации, не требующих высокой селективности, с большим выходом пенного продукта.

Флотомашины должны соответствовать следующим требованиям:

1. равномерная по всему объему аэрация пульпы 4. оптимальное соотношение между объемом

при высокой степени диспергирования воздуха; пены и скоростью ее удаления;

2. твердые частицы в пульпе должны находиться во взвешенном 5. неприрывность флотации;

состоянии, в условиях тесного контакта с пузырьками воздуха; 6. возможность регулирования

3. всплывание минерализованных пузырьков должно происходить высоты уровня пульпы и пены,

в относительно спокойной среде или в восходящем потоке пульпы; аэрации пульпы.

Расчет.

1. необходимое количество флотомашин:

а) флотомашины камерного и прямоточного типа (основные величины связаны общей формулой)

n – необходимое число камер;

V_М – количество пульпы, поступающее в операцию, м³/мин;

t – продолжительность флотации, мин;

V_К – отношение объема пульпы в камере к ее геометрическому объему (К= 0,65 – 0,75);

V_С – количество пульпы, поступающей в данную операцию, м³/сут.

б) флотомашины корытного типа

L – длина флотомашины, м; t ,K,VC, VM – см. выше.

S – площадь поперечного сечения ванны, занятая пульпой, м²;

Максимальная длина одной ванны не должна превышать 10м

2. продолжительность флотации:

t₀ – продолжительность флотации при исследованиях, мин;

а₀ – аэрация пульпы при исследованиях, л/мин*м²;

а – аэрация пульпы в машинах для установки на проектируемой О.Ф..

Компоновка.

При проектировании необходимо компактно разместить оборудование и предусмотреть удобное его обслуживание при минимальном количестве установленных насосов. Также следует стремиться к уменьшению объема перекачиваемых продуктов, к сокращению высоты подъема и расстояний перекачивания, по возможности уменьшить перекачивание пенных продуктов.

Число параллельно действующих механических машин в операциях основной и контрольной флотации следует выбирать, чтобы минутный дебит пульпы для каждой машины был 1,2 – 2 объемов ее камеры.

Если О.Ф. перерабатывает один сорт руды, можно запроектировать моносекцию (пульпу со всех агрегатов измельчения насосом направить в общий пульподелитель, от туда развести по флотомашинам). Достоинства: упростится контроль за процессом, подача и дозировка реагентов.

Для компоновки главного корпуса О.Ф. желательно, чтобы длина секции флотации в направлении, параллельном оси бункера, равнялась длине сопряженной с ней секции измельчения, а длина каждой флотомашины в ряду была одинаковой, т.е. в каждой машине было одинаковое число камер.

Для уменьшения числа насосов следует совместно перекачивать промпродукты, объединяемые в последующей операции. Также можно подсасывать промпродукты импеллером механических флотомашин.

При размещении флотомашин по высоте следует руководствоваться минимальными уклонами самотечных трубопроводов.

Флотомашины в цехе флотации размещаются параллельно или перпендикулярно оси бункера. Параллельное расположение машин возможно при крутом и пологом или горизонтальном рельефе площадки, а перпендикулярное расположение только при слабонаклонном и горизонтальном расположении площадки.

Если в схеме много перечисток, то вместо насосов предпочитают устанавливать специальные пульпоподъемные камеры (чаны), подсасывающие пульпу и поднимающие ее на высоту загрузки во флотомашину. При установке такой камеры в ряд пневмомеханических машин позволяет сократить число уступов в отделении флотации и осуществлять сложные схемы при установке машин на одном уровне.

На большинстве О.Ф. цех флотации компануется по уступчато – одноэтажной схеме. В отдельных пролетах при крутом рельефе площадки флотомашины могут устанавливаться на двух этажах. Центробежные насосы устанавливаются на нижних уступах, а также в зумфах и траншеях верхних уступов. Лучше насосы собрать в одном или нескольких отдельных местах и установить их в ряд для удобства обслуживания.

Вопрос 42

Механические флотомашины, устройство и регулировка.

В аэрационных узлах флотомашин 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 и др.). При этом аэрация пульпы определяется окружной скоростью импеллера и конструктивными особенностями аэрирующих узлов и камер меха­нических флотомашин.

Наибольшее распространение получили механиче­ские флотомашины, конструкции Механобра (ФМ) . Стандартная машина ФМ собирается из двухкамерных секций: первая ка­мера является всасывающей, вторая прямоточной (рис.15.2), В случае необходимости машина может собираться из одних всасывающих камер или из звеньев, состоящих из одной всасы­вающей и нескольких прямоточных камер.

В каждой камере устанавливается блок аэраторов, который является самостоятельным конструктивным узлом. Блок аэратора (см. рис.15.2) состоит из вертикального вала 10 с насаженным на нем импеллером. Импеллер представляет собой диск 19 с шестью радиальными лопатками 17. Вал вращается внутри трубы 2, верхний конец которой закрыт наглухо. В нижней части труба расширяется и к ней крепится надимпеллерный диск 9 с лопатками статора 16, расположенными под углом 60° к радиусу.

Исходная пульпа из приемного кармана 1 поступает в аэра­тор по трубе 20, а воздух — по трубе 3. Для внутрикамерной циркуляции надымпеллерный диск имеет круглые отверстия, расположенные по окружности над лопатками 17 импеллера. Кроме того, для регулирования внутрикамерной циркуляции в нижней части трубы 2 имеется отверстие 18, которое прикры­вается заслонкой 14. Тягой 5 она устанавливается в таком положении, чтобы был обеспечен оптимальный поток пульпы на импеллер, необходимый для достижения максимальной аэра­ции.

Для всасывания промпродуктов в каждой камере может быть установлен патрубок, идущий от центральной трубы к пе­редней стенке камеры. В тех камерах, куда промпродукт не по­ступает, патрубок не устанавливается, а отверстие в расширен­ной части вертикальной трубы закрывается пробкой 15. Пен­ный продукт удаляется в сборный желоб.

Всасывающая и прямоточная камеры разделены перегород­кой 4. В каждой второй камере секции или в последней камере прямоточной машины имеется устройство для регулирования уровня пульпы и удаления камерного продукта (хвостов). Ос­новная часть пульпы переливается через отверстие 13 в боко­вой стенке 12 камеры и поступает в приемный карман следую­щей камеры. Чтобы вместе с камерным продуктом не уходила пена, разгрузочное отверстие экранировано перегородкой 6.

Для регулирования высоты слоя пены в камере (секции) или уровня пульпы разгрузочное отверстие со сто­роны межкамерного кармана прикрыто заслонкой 11, положе­ние которой регулируется устройством 8. Для разгрузки круп­ных частиц (песков), находящихся в нижнем слое пульпы, вни­зу межкамерной перегородки 12 имеется небольшое отверстие, которое может перекрываться шибером при опускании его тя­гой 7.

Для создания спокойной зоны пенообразования предусмот­рен успокоитель, состоящий из радикальных Г-образных пла­стин, расположенных вокруг статора и прикрепленных ко дну камеры.

К недостаткам машин ФМ относятся большой износ лопаток статора и импелера, высокий расход эл. энергии, сложность конструкции, сравнительно низкая производительность.

Достоинства: возможность флотации грубозернистых пульп (до1 – 2мм) по сложным схемам с малым количеством насосов для замыкания схемы.

Флотационная машина с кипящим слоем ФМ6.3КС отличается по конструкции (рис.15.3) от флотационных машин ФМ, во-первых, тем, что внутри камеры на высоте 500—550 мм от дна камеры 2 уста­навливается решетка 1 из уголков, живое сечение щелей кото­рой составляет 18—20 % всей ее площади. Во-вторых, на передней стенке камеры с внешней или внутренней стороны ус­танавливается сходящийся желоб 5 постоянного сечения, соеди­няемый трубой 6 с колпаком надимпеллерной трубы 3. Желоб служит для отбора через щель 4 циркуляционного потока на импеллер из верхней зоны камеры.

Решетка обеспечивает гашение турбулентности потоков них равномерное распределение по всему горизонтальному сечению камеры. В результате этого над решеткой создается кипящий, или взвешенный, слой минеральных частиц и воздушные пу­зырьки вместе с потоками жидкости движутся по криволиней­ным каналам, образуемым витающими частицами. Это обеспе­чивает многократное столкновение пузырьков с частицами ми­нералов и более длительное время их контакта, чем в машинах ФМ. Наряду с этим резкое уменьшение турбулентности потоков в зоне минерализации и флотации позволяет свести к минимуму деминерализацию воздушных пузырьков, а наличие восходящих потоков,, направленных к пенному порогу, ускоряет вывод ми­нерализованных пузырьков из камеры. Все это позволяет повы­сить скорость флотации и иногда крупность флотируемых частиц. Кроме того, пульпа, возвращаемая на импеллер 8 и статор 7 через щель 4, имеет низкую плотность и не содержит крупных абразивных частиц, что способствует увеличению срока службы аэратора.

Машина ФМ6.3КС предназначена в основном для обогаще­ния горно-химического сырья флотационной крупности, но мо­жет быть использована и для руд цветных металлов.

Достоинства: низкий расход эл. энергии, высокая крупность флотируемых частиц.

Вопрос 43

Пневматические флотомашины. Устройство, регулировка, преимущества и недостатки. Область применения.

В машинах этого типа нет механических аэраторов; они действуют используя энергию воздуходувок (компрессоров), вакуум – насосов, расположенных вне машины.

Глубокая аэролифтная (патрубочная) ма­шина (рис.81, а) является одной из более совершенных аэро-лифтных машин, превосходящих в 2—3 раза глубиной более старые мелкие машины (высота ванны достигает 2—3 м). Эта машина корытного типа. Имеет по всей длине аэрационное отделение 1 и флотационные отделения 2, ограниченные пере­городками 5. От продольного воздушного коллектора в ма­шину выведены вертикальные патрубки 3, имеющие на концах резиновые наконечники 4, являющиеся простыми клапанами

предотвращающими попадание в патрубки пульпы после оста­новки подачи сжатого воздуха и их засорение (рис.81,6).

Сжатый воздух, выходящий из патрубков, проходят более половины аэрационного отделения сплошной струей или в виде воздушных пробок и лишь, затем распадается на крупные пу­зырьки. Мелкие пузырьки получаются также в вихревых по­токах, создаваемых перегородками 6. Ввиду многократного подъема пульпы на большую высоту со значительным уменьше­нием по этой причине гидростатического давления в глубоких машинах значительно развито образование пузырьков выделе­нием газов из раствора. В глубоких машинах данного типа аэрированность в 2 раза выше, чем в мелких. Около трети объема пульпы аэрируется так сильно, что превращается в пену, самотеком поступающую в желоба.

Поскольку высота машины- относительно велика и разность гидростатического давления, столбов аэрированной и малоаэрированной пульпы в отделениях 1 и 2 весьма значительна, в глубоких патрубочных машинах скорость движения пульпы в аэрационном отделении гораздо больше, чем в мелких патрубочных машинах. Следовательно, достигается более интенсивное вихревое движение пульпы в зонах дробления воздуха, и пузырьки, образующиеся в глубоких машинах, имеют очень небольшие размеры, приближающиеся к размерам пузырьков в машинах механического типа. Циркулируя по вертикали и постепенно перемещаясь вдоль ванны, пульпа приближается, к ее концу, где находится обычно

разгрузочное устройство.

Флотационные машины пенной сепарации принципиально отличаются от всех других кон­струкций тем, что у них вся ис­ходная пульпа подается сверху на пенный слой. Более гидро­фобные частицы удерживаются в пене, а менее гидрофобные под действием силы тяжести и сте­кающей воды проходят сквозь пену и выпадают из нее. Другими словами, в пене происходит вторичная концентрация минера-

лов, описанная выше.

Машина для пенной сепара­ции конструкции института Гос-горхимпроект показана на рис.82. Она состоит из флотационной камеры корытного типа 1, вдоль середины которой расположено загрузочное устройство 2, выпол­ненное в виде желобчатого дели­теля, равномерно распределяю­щее питание по длине машины. Под поверхностью пульпы, на глубине 150—200 мм располо­жены трубчатые аэраторы 3 (ряд резиновых трубок с мельчай­шими отверстиями), в которые подается сжатый воздух. В при­сутствии пенообразователя на поверхности пульпы образуется слой достаточно устойчивой пены. На начальный участок пены с помощью брызгал 4 подается небольшое количество воды, чем усиливается выпадение из пены гидрофильных частиц.

Пена с удерживающимися в ней частицами самотеком или с помощью гребков удаляется через пороги 6 в желоба. В слу­чае флотации водорастворимых солей из пены через сетки 8 вы­деляется маточник. Хвосты удаляются через разгрузочное уст­ройство 7.

Машины для пенной сепарации, сконструированные и ис­пытанные институтом Госгорхимпроект, дали весьма положительные показатели. Установлено, что в них успешно флоти­руют очень крупные частицы сильвина (до 3—4 мм), фосфо­рита (до 1,5 мм), сульфидных минералов до 2 мм, угля (до 3—4мм).

Своеобразная конструкция машины пенной сепарации, так называемый глубокий пен­ный сепаратор МПСГ, разра­ботана институтом Госгорхим­проект для решения обратной задачи — не для флотации сверхкрупных частиц, а для флотационного выделения тон­ких глинистых шламов из сильвинитовой пульпы. Эта конструкция отличается боль­шой высотой камеры (6 м), высокой производительностью. В машинах пенной сепара­ции разделение минералов про­исходит в основном путем ис­пользования их вторичной кон­центрации в пенном слое, .по­этому здесь с большим успе­хом применяют орошение пены водой и растворами.

Основным недостатком ма­шины пенной сепарации, яв­ляется относительная ненадеж­ность пневматических аэрато­ров, конструкция которых нуж­дается в улучшении.

Колонная флотационная машина представляет собой круглую или квадратную ка­меру шириной около 1м и вы­сотой около 7—9 м (рис.83). Питание подается выше се­редины, но ниже мощного пен­ного слоя, занимающего около '/з высоты колонны, и переме­щается сверху вниз. Аэрацию осуществляют внизу с помощью различных аэраторов с мелкими отверстиями. Лучше всего при­менять резиновые трубки с проколотыми отверстиями. В ко­лонне осуществлен противоток падающих частиц и всплываю­щих пузырьков, причем вследствие большого пути, проходимого пузырьками, они сталкиваются с частицами гораздо чаще, чем в машинах других конструкций. Для повышения избирательности флотации путем вторичной концентрации пену орошают водой.

Скорость нисходящих потоков пульпы не должна превышать скорость всплывания пузырьков. В противном случае происходит локальное скопление пузырьков, приводящее к их коалесценции и образованию воздушных пробок.

Колонные машины малоэнергоемки и занимают всего 5-10 % площади, необходимой для машин других конструкций, с равноценной производительностью.

Флотационные машины с понижением давления над пуль­пой (вакуумные) были предложены еще в 1906 г. и в свое время применя­лись на обогатительных фабриках в несколько реконструированном виде. В настоящее время они сохранились только на нескольких старых английских углеобогатительных фабриках. Но эти машины имеют значительные перспективы усовершен­ствования. В настоящее время выделение газов из раствора начинают все шире применять для очистки сточных вод.

Камера машины с понижением давления 1, имеющая форму двух усеченных конусов (рис.84), заканчивается наверху ци­линдрическим участком 6, вокруг которого находится кольце­вой желоб 7. Цилиндр и желоб герметически закрыты колпа­ком 2, из которого по трубке 3 вакуум-насосом отсасывается воздух (до разрежения 665—806 гПа). Пульпа, предварительно перемешанная с воздухом (для увеличения концентрации в ней растворенных газов), поступает из зумпфа 4 по трубе 5 в ка­меру машины. Хотя зумпф и расположен на 6—7 м ниже ка­меры, пульпа поднимается вверх вследствие разности давлений атмосферного и под колпаком 2. Труба 5 постепенно рас­ширяется и заканчивается вверху концентрическими кольцами еще большего диаметра. По мере подъема пульпы по трубе уменьшается давление, под ко­торым находится пульпа. Еще большее снижение давления происходит в камере 1. По­этому из пульпы выделяются растворенные газы, образуя пузырьки на минеральных ча­стицах. Особенно широко осу­ществляется аэрофлокуляционная флотация. Минерализован­ная пена, заполняющая ста­кан 6, самотеком поступает в кольцевой желоб 7 и оттуда по трубе 8 выводится из ма­шины. Для того чтобы пена могла вытечь из сосуда с по­ниженным (против атмосфер­ного) давлением, приходится делать трубу 8 значительной длины (8—11 м). Кроме того, вытекание пены регулируется количеством воды, добавляе­мой по трубе 9.

Камерный продукт опускается на дно камеры. Для того чтобы на стенках последней не скапливался осевший материал, в нижнюю зону подают воду по трубке 10, направленной по ка­сательной к камере. Таким способом в ней создается медленное вращательное движение пульпы. Камерный продукт удаляется по трубе 11 длиной 7—10 см. Скорость разгрузки (уровень пульпы в камере) регулируется задвижкой 12 при помощи ру­коятки и троса.

Диаметр камеры равен обычно 1,5—2 м; расход энергии на один аппарат 3—4 кВт. Производительность одного аппа­рата диаметром 1,5 м (на сульфидной руде) 25—50 т/сут.

Особенностью вакуумной машины является практически полное отсутствие вихревого движения пульпы, чем сводятся к минимуму силы, отрывающие частицы от пузырьков.

Основные недостатки вакуумных машин — их громоздкость (особенно по высоте) и малая производительность. Эти машины при условии их существенного усовершенствования могут быть применены при флотации частиц очень крупных или чрезмерно мелких. Флотация крупных частиц может быть осуществлена в машинах такого типа вследствие того, что в них созданы хо­рошие условия для флотации частиц несколькими пузырьками воздуха и сведены к минимуму силы, отрывающие частицы от пузырьков. Практика работы некоторых английских углеобога­тительных фабрик свидетельствует, например, о том, что в ма­шинах с понижением давления можно флотировать частицы угля размером 5 мм.