PL197455B1 - Maszyna flotacyjna - Google Patents

Abstract

1. Maszyna flotacyjna, zawieraj aca komor e flotacyjn a, wyposa zon a w zespó l do zadawania zawiesiny do komory flotacyjnej, zespó l do dostarczania powietrza do zawiesiny i wytwarzania piany, urz adzenie do usuwania piany z komory flotacyjnej i zespó l do usuwania odpadów z komory flotacyj- nej, zespó l do zapobiegania przed mo zliwo sci a opadania piany podczas ruchu zespo lu do usuwania piany, zawieraj a- ca zasadniczo co najmniej osiem równo rozmieszczonych, promieniowo zorientowanych cz lonów stabilizacyjnych, znamienna tym, ze co najmniej jedno obracaj ace si e urz a- dzenie do usuwania piany (8, 26) jest zanurzone przynajm- niej cz esciowo w pianie (9, 21), przy czym urz adzenie do usuwania piany (8, 26) ma cz esc usytuowan a nad korytem (3) przystosowan a do przenoszenia piany (9, 27) do koryta (3, 23) ponadto urz adzenie do usuwania piany (8, 26) jest zamocowane do komory flotacyjnej (1, 21) do przenoszenia piany (9, 27), przy czym urz adzenie do usuwania piany (8, 26) z komory flotacyjnej (1, 21) wzd lu z czo la urz adzenia do usuwania piany (8, 26) do koryta (3, 23), przy co najmniej o smiu cz lo- nach stabilizuj acych (18, 30) pian e (9, 27), s lu zy do zabez- pieczenia opadania piany (9, 27), podczas ruchu urz adzenia do usuwania piany (8, 26). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest maszyna flotacyjna wykorzystywana w procesie flotacji zawiesiny do oddzielania wartościowych składników od odpadów, w której to maszynie w górnej części komorowej strefy piany zainstalowane jest urządzenie w taki sposób, że przynajmniej jedna część urządzenia rotacyjnego jest częściowo zanurzona w pianie w celu usprawnienia procesu usuwania piany z tej maszyny.

Maszyna do flotacji pianowej, przeznaczona do odzyskiwania wartościowych cząstek mineralnych, składa się standardowo z komory flotacyjnej w formie zbiornika z otworem wlotowym w ścianie tej komory, przez który zadawana jest zawiesina poddawana procesowi flotacji oraz otworem wylotowym znajdującym się w dolnej części komory, przez który usuwane są odpady. Powietrze do wytwarzania piany wprowadzane jest przez wydrążony wał obrotowy, który połączony jest z mieszadłem do mieszania zawiesiny w celu utrzymania jej składników w zawieszeniu. Podczas obracania się mieszadła do zawiesiny wprowadzane jest powietrze, a jego pęcherzyki są rozpraszane. Proces ten uzupełniany jest również przez dodawanie odpowiednich odczynników, które przyłączają się do powierzchni wartościowych cząstek w celu nadania tyra powierzchniom właściwości hydrofobowych, co korzystnie wpływa na powstawanie połączeń pęcherzyk/cząstka. Po przyłączeniu wartościowych cząstek mineralnych do pęcherzyka powietrza cząstki te wolno unoszą się w kierunku powierzchni komory, by utworzyć stabilną strefę piany. Warstwa piany jest ruchoma; przemieszcza się ona wzdłuż powierzchni komory, po czym gromadzona jest w korycie koncentratu, które często otacza górną część komory flotacyjnej. Wraz ze zwiększaniem się rozmiarów komory zwiększa się również odległość pomiędzy środkową częścią komory flotacyjnej a korytem koncentratu. Oznacza to, że zgarnianie piany z komory flotacyjnej nie jest procesem bardzo efektywnym, ponieważ zwiększeniu odległości transportu towarzyszy wzrost prawdopodobieństwa koagulacji pęcherzyków i ponownego opadania cząstek. Dlatego też w komorze flotacyjnej instalowane są różne urządzenia w celu poprawienia skuteczności procesu zgarniania piany.

Dokument patentowy nr US 6083389 ujawnia instalacje flotacyjną, zwłaszcza do obróbki ścieków, zawierającą cylindryczny zbiornik flotacyjny z obrotowym zgarniaczem i poziome koryto, która umieszczona jest wzdłuż obwodu zbiornika do usuwania wypłukanego materiału. Zbiornik zawiera także zespół do dostarczania ścieków z zawieszonymi cząstkami i do dostarczania powietrza do zawiesiny i elementy do usuwania osadu.

Obrotowy zgarniacz do zgarniania i usuwania wypłukanego szlamu jest zaprojektowany, jako poprzeczny człon z zamocowanymi do niego łopatkami zgarniacza.

Kąt utworzony przez łopatkę zgarniacza oraz styczną do obwodu kołowego zbiornika jest nastawialny. Dlatego natężenie usuwania wypłukanego materiału może być regulowane.

Łopatki zgarniacza są pochylone pod kątem 45 stopni w kierunku cięcia wypłukanego materiału. Zgarniacz rozciąga się ponad korytem (patrz fig. 1). Wypłukany materiał jest przemieszczany wzdłuż brzegu cysterny przez łopatki zgarniacza do koryta.

Dokument patentowy nr 5.039.400 opisuje element regulacyjny piany powstającej w maszynie flotacyjnej. Ów element stanowi stożek, którego wierzchołek zanurzony jest w pianie. W ten sposób swobodny obszar piany zmniejsza się ku górze i wymuszany jest ruch w kierunku ściany komory flotacyjnej, a w rezultacie w kierunku koryta koncentratu otaczającego górną część komory flotacyjnej.

Dokument patentowy nr 4.913.805 opisuje urządzenie i sposób flotacji pianowej w celu wyodrębnienia składników zawiesiny, przy czym rozwiązanie to jest szczególnie użyteczne w procesie wzbogacania węgla. W urządzeniu tym powyżej zbiornika flotacyjnego usytuowana jest dysza natryskowa, przy czym działanie natrysku powoduje powstawanie piany na powierzchni wody. Za zgarnianie piany zawierającej znaczne ilości cząstek węgla odpowiada pracujące w sposób ciągły urządzenie zbierające wyposażone w grzbiety lub żebra; zbiera ono pianę z powierzchni wody w postaci oczyszczonego lub wzbogaconego produktu.

Urządzenie zbierające, jakie opisano w patencie amerykańskim o numerze 4,913,805, znajduje zastosowanie w zbiorniku flotacyjnym, który wyposażony jest w koryto na pianę tylko w tym obszarze, gdzie urządzenie zbierające przemieszcza pianę z centralnej części zbiornika koncentratu w kierunku części wargi, która wyposażona jest w koryto.

Element regulacyjny przedstawiony w amerykańskim patencie o numerze 5.039.400 powoduje zmniejszenie odległości między centralną częścią komory flotacyjnej a wargą komory flotacyjnej. Co więcej, opisywany tu element regulacyjny może być wykorzystywany w połączeniu z korytem koncentratu

PL 197 455 B1 otaczającym komorę flotacyjną, przez co piana może być z swobodnie zgarniana w dowolnym kierunku, przemieszczając się ku wardze komory flotacyjnej.

O ile element regulacyjny tego rodzaju pozwala na zmniejszenie odległości transportowej piany, o tyle staje się on mniej skuteczny w sytuacji, gdy rozmiar komory przekracza 50 metrów sześciennych. Objętość czynna jest również znacząco redukowana poprzez ten człon wraz ze wzrostem rozmiarów komory.

Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowanie niekorzystnych stron rozwiązań znanych ze stanu techniki oraz przedstawienie urządzenia do zgarniania piany z obszaru swobodnego w górnej części maszyny flotacyjnej.

Maszyna flotacyjna, zawierająca komorę flotacyjną, wyposażoną w zespół do zadawania zawiesiny do komory flotacyjnej, zespół do dostarczania powietrza do zawiesiny i wytwarzania piany, urządzenie do usuwania piany z komory flotacyjnej i zespół do usuwania odpadów z komory flotacyjnej, zespół do zapobiegania przed możliwością opadania piany podczas ruchu zespołu do usuwania piany, zawierająca zasadniczo co najmniej osiem równo rozmieszczonych, promieniowo zorientowanych członów stabilizacyjnych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jedno obracające się urządzenie do usuwania piany jest zanurzone przynajmniej częściowo w pianie, przy czym urządzenie do usuwania piany ma część usytuowaną nad korytem przystosowaną do przenoszenia piany do koryta ponadto urządzenie do usuwania piany jest zamocowane do komory flotacyjnej do przenoszenia piany, przy czym urządzenie do usuwania piany z komory flotacyjnej wzdłuż czoła urządzenia do usuwania piany do koryta, przy co najmniej ośmiu członach stabilizujących pianę, służy do zabezpieczenia opadania piany, podczas ruchu urządzenia do usuwania piany.

Urządzenie do usuwania piany wyposażone jest w czoło tnące częściowo zanurzone w pianie.

Czoło tnące urządzenia do usuwania piany zainstalowane jest w nachyleniu względem powierzchni piany.

W innym wykonaniu czoło tnące urządzenia do usuwania piany zainstalowane jest w poziomie względem powierzchni piany.

Urządzenie do usuwania piany wyposażone jest w człon do usuwania piany, służący do usuwania materiału zawartego w pianie z komory flotacyjnej.

Urządzenie do usuwania piany zainstalowane jest współosiowo z elementem do obracania zawiesiny.

Urządzenie do usuwania piany połączone jest z mechanizmem napędowym silnika, połączonego z elementem do obracania zawiesiny.

Urządzenie do usuwania piany obejmuje swym zasięgiem zasadniczo cały swobodny obszar piany w komorze flotacyjnej.

Dzięki zastosowaniu urządzenia do usuwania piany według wynalazku ilość cząstek, jaka spada z powrotem do fazy szlamu rudnego, jest w dużej mierze zredukowana, przez co zwiększa się ogólny odzysk wartościowych składników - i to w dużo wyższym tempie niż to ma miejsce w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki. Co więcej, urządzenie do usuwania piany według niniejszego wynalazku pozwala na zmianę wymaganej długości wargi w komorze flotacyjnej poprzez zmianę zarówno liczby takich urządzeń, jak i prędkości operacyjnej w porównaniu z wargą.

W związku z tym urządzenie to pozwala również kontrolować tempo usuwania koncentratu pianowego, a przez to jego klasę.

Urządzenie do usuwania piany według niniejszego wynalazku pozwala w szczególności na usprawnienie procesu odzyskiwania surowych cząstek z komory flotacyjnej, jako że urządzenie to ogranicza czas, przez jaki cząstka musi znajdować się w fazie piany przed usunięciem do koryta. Urządzenie do usuwania piany eliminuje konieczność stosowania skomplikowanych koryt wewnętrznych oraz ogranicza stłoczenie swobodnego obszaru piany.

Z uwagi na to, że urządzenie do usuwania piany przynajmniej częściowo odpowietrza uzyskiwany koncentrat pianowy, rozmiar koryta obwodowego może zostać zmniejszony. Co więcej, zmniejszyć można rozmiary orurowania, nie wpływając przez to na ograniczanie wydajności.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

figura 1 przedstawia schematycznie w częściowym przekroju poprzecznym widok z boku korzystnego rozwiązania niniejszego wynalazku;

figura 2 przedstawia schematycznie w powiększeniu przekrój wzdłuż linii A-A widocznej na fig. 1, a fig. 3 przedstawia schematycznie w częściowym przekroju poprzecznym widok z boku kolejnego korzystnego rozwiązania niniejszego wynalazku.

PL 197 455 B1

Zgodnie z tym, co zaprezentowano na fig. 1, komora flotacyjna 1 wyposażona jest w otwór 2, przez który wprowadzana jest zawiesina poddawana flotacji, a także koryto 3 na koncentrat pianowy wytworzony w komorze 1. W dolnej części komory flotacyjnej 1 znajduje się otwór 4, przez który odprowadzane są odpady. Komora flotacyjna 1 posiada również w swej dolnej części wirnik 5 otoczony przez stojan 6. Rotor 5 przyłączony jest do osi 1, która obracana jest przez silnik 17. Oś 7 jest wydrążona; przez oś 1 do silnika 5 wprowadzane jest powietrze na potrzeby flotacji pianowej. W górnej części komory flotacyjnej współosiowo z osią 1, lecz niezależnie od niej zainstalowane jest urządzenie do usuwania piany 8, przy czym urządzenie do usuwania piany 8 jest przynajmniej częściowo zanurzone w pianie 9 wytworzonej w komorze flotacyjnej 1. W pianie 9 poniżej urządzenia do usuwania piany 8, promieniowo od elementu regulacji piany 13 w kierunku ściany komory flotacyjnej 1, zainstalowane są elementy stabilizacji piany 18.

Urządzenie do usuwania piany 8 sterowane jest przez mechanizm napędowy 10. Koniec 11 urządzenia do usuwania piany 8 oddzielonego od osi 7 ukształtowany jest w ten sposób, że ciągnie się on nad wargą 12 pomiędzy korytem 3 a strefą piany w komorze flotacyjnej 1. W komorze flotacyjnej 1 element regulacji piany 13 otacza oś 7. Urządzenie do usuwania piany 8 zainstalowane jest w taki sposób, że w trakcie pracy ma ono dostęp zasadniczo do całego swobodnego obszaru piany.

Figura 2 przedstawia bardziej szczegółowo urządzenie do usuwania piany 8. Czoło tnące 14 jest przynajmniej częściowo zanurzone w pianie 9 zawierającej usuwane pęcherzyki 15. Czoło tnące 14 znajduje się w nachyleniu względem pęcherzyków 15, w wyniku czego przynajmniej większość pęcherzyków 15 jest nierozbitych, z chwilą gdy są one usuwane z piany 9, przemieszczając się do powierzchni czoła tnącego 14 i dalej do dolnej powierzchni elementu do usuwania piany 16 w urządzeniu do usuwania piany 8. Element do usuwania piany 16 zainstalowany jest w taki sposób, że dolna powierzchnia elementu do usuwania piany, odbierająca pianę, znajduje się zasadniczo na takim poziomie jak warga 12 pomiędzy korytem 3 a strefą piany w komorze flotacyjnej 1. W elemencie do usuwania piany 16 w urządzeniu do usuwania piany 8 pęcherzyki 15 są odpowietrzane i w rezultacie rozbijane. Piana w postaci cieczy płynie w kierunku koryta 3, a tym samym na zewnątrz komory flotacyjnej 1.

Rozwiązanie przedstawione na fig. 1 i 2 przewiduje, że urządzenie do usuwania piany 8 obracane jest współosiowo z osią 7 za pomocą mechanizmu napędowego 10. Podczas obracania się siła odśrodkowa pompuje odpowietrzoną pianę w urządzeniu do usuwania piany 8 w kierunku koryta 3, a tym samym na zewnątrz komory flotacyjnej 1.

Zgodnie z tym, co pokazano na fig. 3, komora flotacyjna 21 wyposażona jest w otwór wlotowy 22, przez który wprowadzana jest zawiesina, koryto 23 na pianę, oraz otwór wylotowy 24, przez który odprowadzane są odpady. Zastosowano tu również element 25, z pomocą którego do komory flotacyjnej 21 dostarczane jest powietrze. Urządzenie do usuwania piany 26 zainstalowano powyżej strefy piany 21 w taki sposób, że czoło tnące 28 urządzenia do usuwania piany 26 jest częściowo zanurzone w pianie 27. Urządzenie do usuwania piany 26 obracane jest za pomocą mechanizmu napędowego 29. Co więcej, poniżej czoła tnącego 28 w strefie piany 27 zainstalowane są elementy stabilizacji piany 30. Działanie i budowa urządzenia do usuwania piany 26 są podobne jak w urządzeniu do usuwania piany zgodnie z rozwiązaniem przedstawionym na fig. 1. Oznacza to, że podczas ruchu obrotowego siła odśrodkowa pompowała będzie odpowietrzoną pianę w urządzeniu do usuwania piany 26 w kierunku koryta 23, a w rezultacie na zewnątrz komory flotacyjnej 21.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Maszyna flotacyjna, zawierająca komorę flotacyjną, wyposażoną w zespół do zadawania zawiesiny do komory flotacyjnej, zespół do dostarczania powietrza do zawiesiny i wytwarzania piany, urządzenie do usuwania piany z komory flotacyjnej i zespół do usuwania odpadów z komory flotacyjnej, zespół do zapobiegania przed możliwością opadania piany podczas ruchu zespołu do usuwania piany, zawierająca zasadniczo co najmniej osiem równo rozmieszczonych, promieniowo zorientowanych członów stabilizacyjnych, znamienna tym, że co najmniej jedno obracające się urządzenie do usuwania piany (8, 26) jest zanurzone przynajmniej częściowo w pianie (9, 21), przy czym urządzenie do usuwania piany (8, 26) ma część usytuowaną nad korytem (3) przystosowaną do przenoszenia piany (9, 27) do koryta (3, 23) ponadto urządzenie do usuwania piany (8, 26) jest zamocowane do komory flotacyjnej (1, 21) do przenoszenia piany (9, 27), przy czym urządzenie do usuwania piany (8, 26) z komory flotacyjnej (1,21) wzdłuż czoła urządzenia do usuwania piany (8, 26) do koryta (3, 23), przy co najmniej ośmiu członach

   PL 197 455 B1 stabilizujących (18, 30) pianę (9, 27), służy do zabezpieczenia opadania piany (9, 27), podczas ruchu urządzenia do usuwania piany (8, 26).
2. 2. Masszyaweełuuzastrz.1, znamienaatym, żż urząddeniedduuswaniapiany (8,22)wyyosażone jest w czoło tnące (14, 28) częściowo zanurzone w pianie (9).
3. 3. Massayywenług zastrz.1 , znamienaatym, żż cczto o nncce 14, 22)urząddaniadouuswesia piany (8, 26) zainstalowane jest w nachyleniu względem powierzchni piany (9, 27).
4. 4. Maszanywenług zastrz.1 , znamiiennatymi, żż cza-o o nncce 14, 22)urząddaniadou uswesia piany (8, 26) zainstalowane jest w poziomie względem powierzchni piany (9, 27).
5. 5. Maszanywenługz astrz.1,znamienaatym, żżurząddaniedouuswesiapiasy( 8,22)wyposażone jest w człon do usuwania piany (16), służący do usuwania materiału zawartego w pianie (9, 27) z komory flotacyjnej (1,21).
6. 6. Maszznywenługzastrz. 1.z namienaatym, żż urząddaniedouuswesia piasy(8)zainntalowane jest współosiowo z elementem do obracania zawiesiny (7).
7. 7. Maszany wenług gastrz. 1 1 znamienaa tym, żżu u7ąddanie d ou uswesiapiasy y8) połądzany j z mechanizmem napędowym (10) silnika (17), połączonego z elementem do obracania zawiesiny (7).
8. 8. Maszznywenługzastrz. % z namienaatym, żż urząddaniedo uuswesia piasy(8,22)obe(muje swym zasięgiem zasadniczo cały swobodny obszar piany w komorze flotacyjnej (1, 21).