Устройство для кондиционирования пульпы

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ повышение извлечения ценных компонентов и качества товарных флотационных концентратов. Устройство для кондиционирования пульпы содержит корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, расположенную внутри корпуса камеру кондиционирования. Новым в конструкции является выполнение камеры кондиционирования пульпы в виде размещенного в приемном желобе ротора-кавитатора, состоящего, по крайней мере, из трех соединенных между собой с регулируемыми зазорами дисков,установленных на центральном валу привода, при этом верхний и средний диски имеют на обращенных друг к другу поверхностях кольцевые пазы,которые в радиальном сечении образуют сообщающиеся между собой кавитационные камеры переменного профиля, а нижний диск образует с верхним диском кольцевой эжектор, причем верхний диск выполнен с пульпоприемным окном, а нижний имеет центральное отверстие для прохода воздуха.(72) Якименко Петр Михайлович Куликов Иван Владимирович Еремин Юрий Прокопьевич Ультаракова Джумакуль Джумартовна(73) Республиканское государственное предприятие Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬПЫ(57) Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, к устройствам для подготовки пульпы, к процессу флотации и/или цианирования руд цветных и благородных металлов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и строительной промышленности. Предлагаемое устройство для кондиционирования пульпы в сравнении с прототипом обеспечивает 13429 Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности, к устройствам для подготовки пульпы к процессу флотации и/или цианирования руд цветных и благородных металлов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и строительной промышленности. Известно устройство для кондиционирования пульпы перед флотацией, например контактные чаны, представляющие собой круглый цилиндрический бак с размещенной внутри мешалкой для перемешивания пульпы с реагентами и воздухом в течение определенного времени, предусмотренного технологией (Дуденков С.В., Шубов Л.Я. Обогащение руд цветных и редких металлов. М. Недра,1976, с. 219-241). В данных чанах кондиционирование пульпы происходит недостаточно эффективно из-за незначительного физико-механического воздействия на поверхность минералов. Известны и аппараты колонного типа для кондиционирования пульпы, содержащие цилиндрический корпус, патрубки подвода и отвода жидкости,устройство отвода всплывающих и осаждающихся примесей, в которых из-за пониженного давления в центральной части происходит выделение растворенных микропузырьков газа, очищающих поверхность минералов и способствующих интенсификации процесса флотационного обогащения (а. с. СССР 655654, кл. В 03 1/14, 1997). Недостатком данного устройства является недостаточное физико-механическое воздействие на поверхность минеральных частиц, находящихся в пульпе, и, как следствие, недостаточная эффективность кондиционирования пульпы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для кондиционирования флотационной пульпы (а. с. СССР 988346, кл. В 03 1/14, 1981, прототип), включающее корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, расположенную внутри корпуса камеру кондиционирования крупнозернистой фракции пульпы с реагентами и выделившимся из пульпы воздухом. Недостатком данного устройства является низкая эффективность кондиционирования из-за недостаточного физико-механического и физикохимиче-ского воздействия на частицы сульфидных минералов в процессе установившегося вращательного движения материалов. Предложено устройство для кондиционирования флотационной пульпы, включающее корпус, загрузочный и разгрузочный патрубки, расположенную внутри корпуса камеру кондиционирования, отличающееся тем, что камера кондиционирования выполнена в виде размещенного в приемном желобе ротора-кавитатора, состоящего, по крайней мере, из трех соединенных между собой с регулируемым зазором за счет установки сменных радиальных или криволинейных лопастей заданной толщины дисков,установленных на центральном валу привода, при этом верхний и средний диски имеют на обращенных друг к другу поверхностях кольцевые пазы,2 которые в радиальном сечении образуют сообщающиеся между собой камеры переменного профиля,например треугольного, волнового, ромбического и др., а нижний диск образует с верхним диском кольцевой эжектор, причем верхний диск выполнен с пульпоприемным окном, а нижний имеет центральное отверстие для прохода воздуха. Предлагаемое устройство позволяет в сравнении с прототипом существенно повысить эффективность кондиционирования флотационной пульпы за счет увеличения физико-механического и физикохимического воздействия на частицы ценных сульфидных минералов в процессе обработки, которая заключается в следующем. При прохождении с большой скоростью исходной пульпы, содержащей флотореагенты и увлекаемый воздух, через сужающиеся и расширяющиеся камеры вращающегося ротора твердые частицы подвергаются многократным знакопеременным механическим воздействиям. При этом на участках с повышенным давлением захваченный воздух растворяется в жидкой фазе пульпы и проникает под поверхностные окисные пленки и в трещины минералов. На участках с пониженным давлением растворенный воздух выделяется и очищает поверхность минералов от окисных пленок и других загрязнителей. Дополнительная интенсивная механическая очистка и обработка поверхности минералов осуществляется за счет процесса кавитации на участках резкого расширения потоков пульпы. При выходе из ротора, скоростной поток пульпы эжектирует дополнительный объем воздуха и с большой скоростью ударяется о шероховатую поверхность приемного желоба, испытывая нормальные и касательные усилия. В процессе такого интенсивного физико-механического воздействия поверхность минералов активизируется и реагенты оказывают на нее максимальное физико-химическое действие, что приводит к достижению наибольшего эффекта кондиционирования и положительного эффекта в целом. При этом обеспечивается следующий технический результат в сравнении с прототипом - повышается извлечение золота из руды в товарный концентрат при флотационном обогащении на 4,8(с 86,4 до 91,2 ) повышается качество золотосодержащего концентрата в 1,11 раза (с 199,2 до 222,7 г/т) - повышается извлечение меди в медный концентрат на 7,2(с 75,4 до 82,6 ) с одновременным повышением качества концентрата по содержанию меди на 3,1(с 12,4 до 15,5 ). Для пояснения описываемого объекта на фиг. 1 изображен вертикальный разрез устройства для кондиционирования пульпы, на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1, на фиг. 3-9 - некоторые варианты выполнения кавитационных камер. Устройство для кондиционирования флотационной пульпы включает корпус 1, загрузочный патрубок 2, разгрузочный патрубок 3, приемный желоб 4 с отверстиями 5, размещенный в приемном желобе 4 ротор-кавитатор 6, состоящий, по крайней мере,из трех соединенных между собой с регулируемыми 13429 зазорами за счет установки радиальных или криволинейных лопастей 7 заданной толщины дисков 8,9, 10, установленных на центральном валу 11 привода 12, при этом верхний и средний диски 8, 9 имеют на обращенных друг к другу поверхностях кольцевые пазы 13, которые в радиальном сечении образуют сообщающиеся между собой камеры 14 переменного профиля, а нижний диск 10 образует с верхним диском 8 кольцевой эжектор 15, причем верхний диск 8 выполнен с пульпоприемным окном 16, а нижний диск 10 имеет центральное отверстие для прохода воздуха 17. Устройство работает следующим образом. При вращении от привода 12 центрального вала 11 и ротора 6 в него через загрузочный патрубок 2 и окно 16 подается с реагентами подлежащая к обработке пульпа, которая совместно с увлекаемым воздухом поступает в кавитационную зону ротора 6 между дисками 8 и 9, раскручивается лопастями 7 и с большой скоростью проходит через ударнокавитационные камеры 14 переменного профиля между дисками 8 и 9, где подвергается многократным знакопеременным импульсным физикомеханическим воздействиям - повышенного давления на расширенных участках и вакуумирования на суженных участках и участках резкого расширения канала. При этом на участках с повышенным давлением захваченный воздух растворяется в жидкой фазе пульпы и проникает под поверхностные окисные пленки и в трещины минералов. Затем на участках с пониженным давлением растворенный воз дух выделяется и очищает поверхность минералов от окисных пленок и других загрязнений. Кроме того, на участках резкого расширения каналов и понижения давления происходит дополнительная интенсивная механическая очистка и обработка поверхности минералов за счет процесса кавитации. При выходе из ротора 6 скоростной поток пульпы эжектирует с помощью эжектора 15 дополнительный объем воздуха через центральное отверстие 17 и каналы между дисками 9, 10 и с большой скоростью ударяется о шероховатую поверхность желоба 4, испытывая нормальные и касательные усилия. В процессе такого интенсивного физико-механического воздействия поверхность минералов активируется и реагенты оказывают на нее максимальное физико-химическое действие, что приводит к достижению наибольшего эффекта кондиционирования. Обработанная пульпа выходит из аппарата через отверстия 5 желоба 4 и разгрузочный патрубок 3. Заявляемое устройство (лабораторный образец) было испытано в сопоставимых условиях в сравнении с прототипом на золото- и медьсодержащих рудах. Руда измельчалась в лабораторной шаровой мельнице типа МЛ-40 до крупности 85 класса минус 0,074 мм. Затем пульпа с содержанием твердого 30 пропускалась через соответствующий активатор и флотировалась в лабораторной флотомашине ФЛ-1 с объемом камеры 3 л. Результаты испытаний приведены в таблице 1. Таблица 1 Сравнительные результаты испытаний кондиционирования пульпы перед флотацией в заявляемом устройстве и в устройстве прототипа Продукты флотации Содержание золота в руде Содержание золота в хвостах Выход флотоконцентрата Содерж. золота в концентрате Извлечение золота Содержание меди в руде Содержание меди в хвостах Выход флотоконцентрата Содерж. меди в концентрате Извлечение меди Сопоставляемые объекты кондиционирование в кондиционирование в устройстве прототипа заявляемом устройстве Золотосодержащая руда г/т 7,4 7,4 г/т 1,04 0,67 Таким образом, предлагаемое устройство для кондиционирования пульпы обеспечивает в сравнении с прототипом повышение извлечения ценных компонентов и качества товарных флотационных концентратов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для кондиционирования пульпы,включающее корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, расположенную внутри корпуса камеру кондиционирования пульпы, отличающееся тем,что камера кондиционирования пульпы выполнена в виде размещенного в приемном желобе роторакавитатора, состоящего по крайней мере из трех 3 13429 соединенных между собой с регулируемыми зазорами дисков, установленных на центральном валу привода, при этом верхний и средний диски имеют на обращенных друг к другу поверхностях кольцевые пазы, которые в радиальном сечении образуют сообщающиеся между собой кавитационные камеры переменного профиля, а нижний диск образует с верхним диском кольцевой эжектор, причем верхний диск выполнен с пульпоприемным окном, а нижний имеет центральное отверстие для прохода воздуха.