Выбор и расчет оборудования для флотации.

 

Выбор флотационных машин производится на основе свойств обогащаемого сырья, характеристики флотационной пульпы, возможности получения максимальных технологических показателей, минимальных энергетических затрат, простоты регулировки и эксплуатации.

Для флотации полезных ископаемых используются в основном механические, пневмомеханические и пневматические флотационные машины. В механических машинах импеллеры засасывают воздух из атмосферы и диспергируют, в пневмомеханических машинах в аэраторы атмосферный воздух подают под давлением; а в пневматических нет механических аэраторов, они действуют, используя энергию воздуходувок, вакуум-насосов или насосов, расположенных вне машины.

В настоящее время имеется много данных о сравнительных испытаниях различных типов флотомашин, характеризующих эффективность работы сравниваемых машин в конкретных условиях фабрик, применительно к сырью, перерабатываемому на фабриках. Анализ этих данных свидетельствует о том, что в большинстве случаев технологические показатели флотации при применении различных конструкций машин не имеют существенных различий. Поэтому выбирают типы флотомашин не на основе получаемых технологических показателей при использовании различных типов флотомашин, а на основе технико-экономических показателей их эксплуатации, удобства регулировки, остановки и запуска машин. Можно сделать вывод о том, что принятые флотационные машины должны обеспечивать:

1) большую производительность и высокие технологические показатели;

2) регулируемую и достаточно высокую степень аэрации пульпы;

3) равномерное распределение пузырьков воздуха и минеральных частиц по всему объему камеры;

4) максимальную частоту столкновения частиц с воздушными пузырьками при минимальных относительных скоростях их движения;

5) быстрое и полное удаление минерализованной пены из машины;

6) эффективное использование производственной площади и низкое потребление электроэнергии;

7) простоту запуска, регулировки и замены деталей;

8) надежность в работе и большой межремонтный период.

Пневмомеханические машины, по сравнению с механическими, потребляют на 15-20% меньше электроэнергии, имеют в 1,5-2 раза выше удельную производительность, проще в изготовлении и удобнее в эксплуатации. Отличительная особенность этих машин состоит в том, что импеллер вращается с частотой, необходимой для поддержания частиц во взвешенном состоянии и тонкого диспергирования воздуха, воздух подается в машину от воздуходувки под давлением Р_изб=10-30 кПа. Поступление воздуха от воздуходувки позволяет по сравнению с механическими флотомашинами обеспечить постоянный расход в машине, независимо от износа аэратора и регулировать его по фронту флотации.

Механические флотомашины являются наиболее энергоемкими и требуют более частых ремонтов, чем пневмомеханические. Они применяются при флотации крупнозернистых пульп.

Пневматические машины имеют простую конструкцию, незначительный расход электроэнергии и сравнительно высокую производительность. К недостаткам этих машин относят возможность осаждения крупных частиц и частиц с высокой плотностью, невозможность подсасывания промежуточных продуктов, что требует установки насосов, нестабильные технологические показатели при флотации труднофлотируемых руд. Их применяют для флотации легкофлотируемых полезных ископаемых малой и средней плотности.

Так как обогащаемая на Бурибаевской фабрике медная руда плотностью 3,8 т/м³ легкообогатимая, в следствии, различной вкрапленности минеральных зёрен, и небольшой разветвлённости схемы, остановим свой выбор на отечественных пневмомеханических флотационных машинах типа РИФ, т.к. стоимость их ниже иностранных машин, проще обслуживание, а также они имеют ряд преимуществ.

Модульный принцип конструкции флотомашин позволяет эффективно внедрять их при реконструкции старых предприятий с ограниченной высотой кровли и грузоподъемностью кран-балки. Благодаря такой конструкции флотомашины легко транспортировать как по железной дороге, так и автомобильным транспортом.

Качественно новые гидроаэродинамические условия, создаваемые аэрационными узлами новой конструкции РИФ за счет оптимальных придонных и восходящих потоков пульпы, позволяют увеличить количество тонко диспергируемого воздуха и снизить мощность, потребляемую приводом блока аэратора новой конструкции.

Лучшее диспергирование воздуха и вертикальная циркуляция пульпы обеспечивают получение высоких технологических показателей при больших производительностях по потоку пульпы.

Успешная флотация частиц широкого диапазона крупности, в том числе класса 0,2 и более.

Повышение технологических показателей по содержанию и извлечению полезных компонентов в концентрат, снижение потерь в хвостах.

Блок импеллера имеет разъемный вал.

Высокая эксплутационная надежность.

Особенностью данных машин является то, что для поддержания уровня пульпы в каскадах флотомашин секции промежуточного разгрузочного кармана снабжаются системой автоматической стабилизации уровня пульпы, которая:

Обеспечивает высокую надежность за счет двухканальной системы регулирования;

Предоставляет возможность визуального наблюдения текущего и заданного значений уровня пульпы, а также возможность быстрой смены здания и установок регулятора;

Обладает высоким быстродействием, что обеспечивает плавность регулирования уровня пульпы;

Обеспечивает возможность контроля текущего значения плотности пульпо-воздушной смеси;

Обладает долговечностью, которая обеспечивается конструкцией датчика уровня пульпы, не склонного к зарастанию в отличие от поплавковых датчиков, а также использованием высоконадежного автоматического регулятора;

Позволяет исключить влияние плотности пульпы за счет двух пьезометрических датчиков, опущенных на разную глубину камеры;

Позволяет стабилизировать уровень пульпы с точностью ±10 мм при изменении уровня пульпы в диапазоне от 0 до 500 мм, за счет применения высокоточного микропроцессора регулятора с двухканальной системой регулирования.

В связи с вышеописанными достоинствами пневмомеханических машин и непосредственно машины «РИФ», а также с тем, что медно-цинковые руды обогащаются приемущественно методом пенной сепарации, установка флотомашин данного типа эффективна и оправдана.

Исходными данными для расчета машин является рассчитанная водно-шламовая схема.

Определяем минутный дебит пульпы в каждой операции флотации:

где V – часовой дебет пульпы, м³ /ч;

Определяем оптимальный объем камеры флотомашины.

Требуемый объем флотомашин рассчитывается исходя из времени пребывания пульпы в камере флотомашины.

Для пневмомеханических машин равно:

 

Расчет флотационных машин

Пример расчета рассмотрим на операции межцикловой флотации.

Определим минутный дебит пульпы

Для пневмомеханических машин равно:

 

Для данной операции подбираем машину с объемом камеры 16,0м³, время флотации для данной операции 12 мин. Определяем количество камер:

где n – требуемое число камер флотомашин для операции;

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

t - продолжительность флотации в рассматриваемой операции, мин;

Vк – геометрический объем камеры, м³;

К – отношение объема пульпы в камере при работе флотационной машины к геометрическому объему камеры, К = 0,7 – 0,8.

 

к установке принимаем 5 камер.

 

Аналогично производится расчет флотационных машин для других операций. Результаты расчета приведены в таблице 2.1

 

Таблица 2.12.

Результаты расчета потребного количества камер флотационных машин.

 

Нименование операций	Поступающий объем пульпы, м.куб/мин	Время флотации,мин	Тип флотомашин	Объем камеры	Расчётное число кам.	Устанавливаемое число камер
Межцикловая флотация	3,6		РИФ		5,1
Cu головка	11,7		РИФ		10,1
Основная Cu флотация	11,4		РИФ		9,8
1 Cu перечистка	1,3		РИФ	3,5	4,7
2 Cu перечистка	0,99		РИФ	3,5	3,9
Контрольная Cu флотация	11,1		РИФ		10,4
Итого:

 

Таблица 2.13.

Технические характеристики модульных пневмомеханических флотационных машин

Тип флотомашины	Вместимость камеры, м^3	Производительность по потоку пульпы м^3/ч не более	Мощность привода импеллера, кВт	частота вращения привода импеллера, об/мин	Напряжение питания, В	Удельная потребляемая мощность на м^3 объема камеры, кВт/м^3,не более	Удельный расход воздуха на камеру м^3/мин/м^2 площади камеры
РИФ-16	16±0,8	16,0	18,5/22		380+19	0,9	1,0
РИФ-3,5	3,5±0,16				380+19	1,5	1,0

 

В таблице 2.13 приведены технические характеристики модульных пневмомеханических флотационных машин

Компоновка флотомашин

После расчета потребного количества камер производится их компоновка. Машины следует размещать компактно, с учетом удобства, ремонта и регулировки при минимальном количестве установленных насосов. Необходимо стремится к уменьшению объемов перекачиваемых продуктов, к сокращению высоты подъема и расстояний перекачивания, по возможности уменьшить количество перекачиваемых продуктов. Основной поток пульпы должен идти самотеком. В большинстве случаев флотационные машины компонуются по уступчатой - одноэтажной схеме, обеспечивающий максимальный самотек продукта. Иногда в зависимости от рельефа местности, применяется установка всех машин на одном уровне.

В прямоточной нитке машины рекомендуется устанавливать:

для флотомашин вместимостью камер от 0,2 до 8,5 м³ – не более 6-8 камер;

для флотомашин вместимостью камер от 16 до 63 м³ – не более 4 камер.