CC BY
72
0,09 м на 1 м длины шлюзов. При угле наклона 6°, наблюдается наиболее эффективная работа шлюз-грохота и поэтому шлюз-грохот следует монтировать при этом угле наклона к горизонту.
Библиографический список
1. Хаппель Д., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир, 1973.
2. Хорольский В.П., Сироджа И.Б., Козин В.З. Применение алгоритма распознавания образов в прогнозирующей
системе управления обогатительной секцией II Изв. вуз, Горн. журн. 1970. №12.
3. Чугаев P.P. Гидравлика (техническая механика жидкости). Л.: Энергоиздат, 1982.
4. Ястребов К,Л,, Куликов И М,, Леонов С,Б, Гидроаэромеханика процессов обогащения полезных ископаемых. Иркутск: ИГУ/1991.4.1 и II.
5. Hancock R.T. The teeter condition. - "Mining Magaz ", 1936,55, p. 90-94.
УДК 622.765.46
АЭРАТОР ДЛЯ КОЛОННЫХ ФЛОТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ
А.В.Никаноров1, П.Р.Ершов2, Л.А.Андреева3
Иркутский государственный технический университет, 664074, г, Иркутск, ул, Лермонтова, 83,
Рассмотрены конструкции различных флотационных аппаратов для флотации минерального сырья различного спектра крупности. Представлена конструкция оригинального элемента аэрации для колонных флотационных аппаратов с нисходящим движением пульповоздушного потока, Ил. 6. Табл,1, Библиогр. 10 назв.
Ключевые слова: колонный флотационный аппарат; шайбовый аэратор; пневмогидравлический аэратор; коллег тор.
AERATOR FOR COLUMNAR FLOATATION APPARATUSES A.V. Nikanorov, P.R. Ershov, L.A. Andreeva
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St, Irkutsk, 664074
The authors consider the designs of different floatation apparatuses for the floatation of mineral raw material of various range of coarseness, They present the design of the original element of aeration for the floatation apparatuses with a descending pulp air flow, 6 figures. 1 table. 10 sources.
Key words; columnar floatation apparatus; disk aerator; pneumatic hydraulic aerator; collector,
С развитием научно-технического прогресса в обогащении полезных ископаемых осваивается новое высокопроизводительное и более эффективное оборудование, позволяющее вовлекать в переработку ранее считавшиеся нерентабельными бедное и труд-нообогатимое рудное сырье и отходы производства. Учитывая, что основным процессом обогащения подавляющего большинства руд является флотация, в промышленной реализации получил распространение принципиально новый подход, основанный на использовании оборудования большой единичной производительности. Анализ исследований в области создания новых конструкций флотационных машин позволяет отметить, что их конструирование идет по пути повышения удельной производительности, уменьшения энергоемкости, диспергированности и распреде-
ления пузырьков воздуха по всему сечению камеры. При разработке флотационных машин и аппаратов с камерами большого объема всех типов (механических, пневмомеханических и пневматических) значительное внимание уделяется совершенствованию аэрирующих устройств, эффективности использования воздуха при флотации.
В период с 1915 по 1921 г. появился целый ряд флотационных машин, узел аэрации в которых был выполнен в виде перфорированного металлического днища или натянутой материи [1]. Однако предложенные способы диспергирования газовой фазы, несмотря на высокие аэрационные показатели, имели существенный недостаток — постоянное засорение аэраторов в процессе эксплуатации, что приводило к нарушению процесса аэрации и ухудшению технологи-
1Никаноров Александр Витальевич, кандидат технических наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов, тел.:(3952)33-12-26,
Nikanorov Alexander Vitaljevich, a candidate of technical sciences, an associate professor of the Chair of Metallurgy of Non-ferrous Metals, Tel.: (3952)33-12-26.
2Ершов Павел Радионович, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизации производственных процессов, тел.: (3952)51-37-86, 89027671506.
Ershov Pavel Radionovich, a candidate of technical sciences, an associate professor of the Chair of Automation of Industrial Processes,
Tel.: (3952)51-37-86,89027671506.
'Андреева Людмила Александровна, аспирант.
Andreeva Ludmila Alexandrovna, a postgraduate.
ческих показателей,
Рундквистом В.А, [2] была сконструирована первая отечественная флотационная машина с аэратором механического типа. Механические флотационные машины получили наибольшее распространение в практике флотационной переработки руд. Они надежны в эксплуатации, удобны в обслуживании и обеспечивают получение удовлетворительных технологических результатов, Однако аэрирующие устройства механического и пневмомеханического типа (рис.1), способны обеспечить увеличение подачи воздуха в диспергированном виде в объеме пульпы лишь при увеличении числа оборотов импеллера, что приводит к возникновению чрезмерной турбулентности, сопровождающейся появлением инерционных сил, приводящих к разрушению флотокомплекса и снижению технологических показателей,
Сжатый
воздух
I
пой ташипы. 1- импеллер, 2 — полый о ал, 3 — уьпипии-
шелн; 4 - пеносъемник
Для флотации крупнозернистых материалов были созданы машины пенной сепарации, машина кипящего слоя конструкции Н.Ф, Мещерякова, аппараты колонного [4] и аэрлифтного типов, аэрация пульпы в которых осуществляется устройствами, не имеющими вращающихся механизмов и относящимися к аппаратам барботажного типа со слабым перемешиванием, Узлы аэрации в пневматических флотомашинах выполняются, как правило, в виде набора перфорированных резиновых трубок [5, 6]. Однако, обладая хорошими диспергирующими способностями, резиновые перфорированные трубки имели один общий недостаток — постепенное засорение пор и, как следствие, нарушение процесса аэрации пульпы. Кроме того, ненадежность резиновых аэраторов при работе в уо= ловиях абразивных и агрессивных сред приводит к непредвиденным остановам технологического оборудования. По этой причине они не могли эксплуатироваться в течение продолжительного времени.
В 60-е годы значительное внимание исследователей было уделено разработке и внедрению флотационных машин и аппаратов с аэраторами, выполненными в виде эжектора или циклона. Эжекторные флотационные машины позволили повысить удельную производительность за счет более высоких по сравнению с механическими флотомашинами аэрационной
и диспергирующей способностей узла аэрации [7]. Работа этого узла основана на эжекционном способе захвата газовой фазы поверхностью струи пульпы, движущейся с большой скоростью (рис. 2). При этом происходит процесс массообмена между жидкой и газообразной фазами в условиях развитой турбулентности. Пневмогидравлический способ аэрирования пульпы позволяет производить изменение дисперсного состава газовой фазы в объеме пульпы в широком диапазоне от микронных размеров до единиц миллиметра.
воодух I
иувдпа \
Рис. 2. Схема пневмогидравлического аэратора
Принципы действия аэраторов-циклонов подобен принципу действия центробежных форсунок, теоретические основы работы которых достаточно полно разработаны Г.Н. Абрамовичем [8].
Разработанные в последние годы более прогрессивные пневматические флотационные машины и аппараты обеспечивают получение высоких технологических результатов, но вследствие низкой эксплуатационной надежности узла аэрации не находят широкого применения в практике. В связи С этим разработка надежного в эксплуатации аэрирующего устрой-
ходящим пульповоздушным потоком
ства, обеспечивающего эксплуатационные характеристики пневмогидравлического аэратора, является актуальной задачей.
-Ф-
—1 к
} \
1
ад?
Рис. 4. Коллектор
о
о
я
=4
Размер пузырька, мм 2,0
1,0
25,0 30,0 35,0
Усипснис затяжки гайки, кгс.
Рис. 5. Шайбовый аэратор
В колонном флотационном аппарате с нисходящим пульповоздушным потоком (рис. 3) использован совершенно новый оригинальный элемент аэрации [9].
В нижней части колонного аппарата расположен коллектор (рис, 4) с размещенными на нем шайбовыми аэраторами.
Шайбовый аэратор (рис. 5) представляет собой стальную трубку с отверстиями, на торец которой приварена шайба и гайка (1), В качестве аэрирующего материала используется лавсановая фильтроткань, проложенная стальными шайбами (2). Собранный аэратор стягивается гайкой (3). Усилие затяжки гайки (3) определяет конечный размер газового пузырька (рис. 6).
Связь эффективности минерализации с парамет-
Рис. 6. Зависимость размера пузырька воздуха от усилия затяжки регулировочной гайки шайбового аэратора
рами флотационного процесса в колонном аппарате определяется выражением [Ю]:
^ =1.5^,
ш
</с
к
где С'1 - константа скорости флотации; Уд - приведенная скорость газа (расход воздуха на единицу
уш9и
площади сечения 5 ); Ек - коэффициент захвата (вероятность минерализации); Ср - концентрация час-
тиц; 0 - диаметр пузырьков,
Из приведенной формулы видно, что скорость флотации можно повысить, увеличивая расход газа и
Результаты опытно-промышленной флотации датолитовой руды
Продукт флота- Способ аэра- Содержание, % Извлечение, %
ции ции В203 Ре203 СаСОз В20з Ре20з СаСОз
Концентрат 17,60 2,0 7,9 03,5 36,1 33,3
Хвосты Базовый 3,56 3,62 16,2 16,5 63,9 66,7
Исходное (ПГА) 10,67 2,80 12,0 100,0 100,0 100,0
Концентрат Шайбовый 17,95 1,50 6,1 85,5 23,8 22,8
Хвосты аэратор 4,66 3,88 16,8 25,5 76,2 77,2
Исходное 10,67 2,80 12,0 100,0 100,0 100,0
Ек или уменьшая Gft>,
За создание тонкодисперсных пузырьков воздуха более полно, по нашему мнению, отвечают шайбовые аэраторы (таблица).
К преимуществам таких аэраторов можно отнести: тонкое диспергирование пузырьков воздуха; возможность создания восходящего аэрированного потока пульпы, отсутствие крупномасштабного турбулентного (вихревого) перемешивания пульпы с подаваемым воздухом; простота конструкции и регулировки.
Данный тип аэратора внедрен в промышленность на ряде предприятий цветной металлургии (ППО «Бор», ОАО Ярославский ГОК, ОАО «РУСАЯ», ОАО «Бурятзолото» и пр.).
Библиографический список
1. Андреев С.Е,, Товаров В.В., Петров В,А, Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. М.: Металлургиздат, 1959. 437 с.
2. Рундквист В,А. Гидродинамические параметры механических флотационных машин II Обогащение руд. 1964. №1. С. 25-30.
3. Шестаков Л.Я, Сравнительные испытания аэраторов флотационных машин II Обогащение руд, 1965, №4. С, 34-38,
4. Тюрникова В.И., Наумов Н,Г. Повышение эффективности флотации. М.: Недра, 1980. 224 с.
5. Matoney J.P., Miller F.M. Cyclo-cell-Development and Application. Mechanization, 1961,- P. 47-53,
6. Малиновский B.A. Элементы основ пенной сепарации II в кн.: Пенная сепарация. М.: ВЗПИ, 1971. С. 4-15.
7. Классен В.И. Промышленные испытания эжекторной флотационной машины для флотации руд II Цветные металлы. 1963, №4,0,7-13.
8. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй, М.; Физ-матгиз, 1960. 715 с,
9. Никаноров А.В., Попова Н.Ю., Вавилов В.Л Теория и практика селекции минеральных частиц в колонных аппаратах с нисходящим пульповоздушным потоком - Иркутск: Изд-во Восточно-Сибирского института МВД России, 2007,131 с,
10. Волкова З.В. К вопросу о механизме флотации II Журн. физ, химии, 1936. Т. 8, №2. С, 197-207,
УДК G22.75/.77 ББК33.4
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ
К.В.Федотов1, В.В.Тютюнин2
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Описывается экспериментальная установка для определения скорости падения частиц в центробежном поле. Рассматривается метод построения численной модели данного процесса, ил. б. ьиолиогр. i назв.
Ключевые слова: обогащение полезных ископаемых; гравитационное обогащение; гравитация; центробежная сепарация; центрифуги; концентраторы; центробежная сила; фактор разделения; скорость свободного падения; скорость стесненного падения; равнопадаемость; седиментация; классификация,
MODELLING OF PROCESSES OF GRAVITATIONAL ENRICHMENT K.V. Fedotov, V.V. Tjutjunin
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The authors describe the experimental installation to determine the rate of particle falling in the centrifugal field, They consider the method to create the numerical model of the given process. 6 figures, 1 table, 1 source.
Keywords: enrichment of minerals; gravitational enrichment; gravitation; centrifugal separation; cetrifuges; concentrators; centrifugal force; factor of separation; rate of free falling; rate of constrained falling; equal falling; sedimentation; classification.
Закономерности свободного падения шарообразных тел в поле тяготения Земли изучались Ньютоном, Риттингером, Алленом, Стоксом, Финкеем, Эйнштейном и другими учеными [1], в то время как закономер-
ности свободного падения шарообразных тел в центробежном поле детально не изучались. В этом не было особой необходимости, так как аппараты, использующие принцип центробежного разделения
Федотов Константин Вадимович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии, тел,; (3952)405-430,
Fedotov Konstantin Vadimovich, a doctor of technical sciences, a professor, the head of the Chair of Enrichment of Minerals and Engineering Ecology, Tel.; (3952)405-430.
2Тютюнин Веденей Викторович, ассистент-совместитель, аспирант, тел.: (3952)405-686, e-mail: vedenevt@rambler.ru Tjutjunin Vedeney Victorovich, an assistant, a postgraduate, Tel.: 405686, e-mail: vedenevt@rambler.ru
