Оборудование для обогащения сырья флотационным методом

Сущность метода флотации заключается в разделении веществ (минералов), смачиваемых и не смачиваемых водой.

Если в сосуд с водой поместить минералы в измельченном виде и к их поверхности подводить пузырьки воздуха, то, с поверхности не смачиваемых частиц, воздух вытеснит воду, и воздушный пузырек «прилипнет» к поверхности; с поверхности же смачивающихся частиц, например кварца, воздух не в состоянии вытеснить воду и воздушный пузырек к ним не прилипает. При определенном количестве воздушных пузырьков, прилипших к поверхности частицы, не смачиваемой водой, общий их вес может оказаться меньше веса вытесненной ими воды. В этом случае они неизбежно всплывут (флотируют) вместе с частицей материала. Характерно, что на разделение минералов при флотации не влияет их удельный вес. В зависимости от степени смачиваемости могут всплывать самые тяжелые минералы и оседать самые легкие. Используя специальные (флотационные) реагенты можно в значительной степени изменять отношение минерала к воде и пузырькам воздуха. Таким реагентом при обогащении кварцевого песка является сырое сульфатное мыло, получаемое в качестве отхода целлюлозно-бумажного производства. Добавление реагента способствует образованию пены и сообщает минералам избирательную способность прилипать к пузырькам воздуха. Пузырьки вместе с прилипшими частицами выносятся на поверхность в виде пены, в результате чего одни минералы отделяются от других.

Флотооттирочный процесс состоит из трех одновременно протекающих процессов: флотации (обогащения), оттирки пленки гидрооксидов с поверхности зерен и промывку зерен. Оттирка пленки гидрооксидов происходит при взаимном трении частиц песка в плотной пульпе без измельчения кварцевых зерен, так как твердость и абразивная способность кварца и пленки гидрооксидов сильно отличны. Для успешного проведения флотооттирочного процесса частицы песка не должны быть крупнее 1 мм. Хорошие результаты получаются при отношении (по весу) твердого к жидкому 1:1.5, т.е. когда вес песка составляет 40% от веса пульпы. В качестве так называемого «понизителя твердости», способствующего разрушению пленки гидроокиси, используют раствор едкого натра или кальцинированной соды. Оптимальные соотношение: на 1 т SiO₂ – 1 кг мыла и 3 кг соды.

Для обогащения кварцевых песков применяют флотационные машины, в которых пульпа перемешивается вращающейся мешалкой, а воздух при этом засасывается через пустотелый вал, или трубу. Такие машины называют механическими. Наибольшее применение в стекольной промышленности нашли флотационные машины роторного типа. Схема роторной флотационной машины представлена на рис. 29.

Машина состоит из ряда камер прямоугольного сечения. Каждая камера содержит агитационно-аэрационное отделение 2. Решетка 3 отделяет зону перемешивания-аэрации от зоны пенообразования. Воздух для аэрации поступает через трубу 5, расположенную вокруг приводного вала 6, на который насажен импеллер 7, представляющий собой диск с шестью радиально расположенными и обращенными вверх ребрами. Вращение импеллера создает разряжение необходимое для засоса воздуха. Пульпа поступает на импеллер через патрубок 9 из загрузочного кармана или из разгрузочного кармана предыдущей камеры. Пена удаляется лопатками перегона 10, приводимого в действие отдельным электродвигателем. Пульпа последовательно продвигается из одной камеры в другую через щель в междукамерной перегородке. Высоту щели можно регулировать, поднимая или опуская шибер 12. Обогащенный песок выгружают из разгрузочного кармана последней камеры.

Рисунок 29

а – продольный разрез; б – поперечный разрез; в – импеллер

Технологическая схема установки для обогащения песка флотооттиркой проектируется применительно к песку данного месторождения, поэтому машина может содержать от 6 до 12 камер.

Корпус, более современной флотационной машины «Механобр» (рис. 30), представляет собой сборную деревянную или металлическую конструкцию, образующую длинную ванну, в которой установлены блоки импеллеров - статоров для аэрации и перемешивания пульпы. Машина «Механобр» комплектуется из одной головной секции, принимающей питание, одной хвостовой и нескольких промежуточных секций. Каждая секция имеет по две камеры: всасывающую и прямоточную (под камерой следует понимать часть машины с одним импеллером). Во всасывающей камере основной поток подается к импеллеру по всасывающей трубке из приемного кармана или из предыдущей камеры через карман регулятора уровня пульпы. В прямоточной камере основной поток не проходит через импеллер, а поступает из предыдущей камеры самотеком через порог. Всасывающая трубка при этом удаляется, отверстие для нее закрывается деревянной пробкой.

Рисунок 30

I – всасывающая камера; II – прямоточная камера; 1 – поперечный карман; 2 – регулятор-заслонка; 3 – всасывающая трубка: 4 - отверстие для потока основного питания; 5 – порог

Производительность флотационных машин зависит от количества камер, объема пульпы в камере, плотности пульпы, содержания в ней твердого вещества.

Опыт эксплуатации флотооттирочных машин ряда заводов показал возможность перевода песков первого сорта с содержанием оксидов железа 0,11% в нулевой сорт, содержащий не более 0,04% оксидов железа, а песков второго сорта, содержащих не более 0,21% оксидов железа, в первый сорт.

Дата добавления: 2015-04-24