Материал: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник

Мая смесь проходит через успокоитель 2, состоящий из радиально

расположенных лопаток. Примыкающие к импеллеру лопатки уси­ ленной конструкции приболчены к секциям периферийных лопаток.

Конструкция импеллера показана на рис. 128. Импеллер пальце­ вого типа имеет большое число стальных пальцев 11, равномерно

Рис. 127. Пневмомеханическая машина Механобра:

/ '— импеллер; 2 — успокоитель; 3 — корпус машины; 4 — опора успокоителя; 5 — пусто­ телый вал; 6 — каркас машины; 7 — электродвигатель; 8 — клиноременная передача; 9 —

воздушный коллектор; 10 — корпус подшипников; 11 — запорный вентиль; 12 — пеносъемник; 13 — съемные рейки для регулирования сливного порога

расположенных по периферии конической части 10. Пальцы для

большей прочности приварены с обеих сторон конического диска. Конусный диск в сборе с пальцами составляет каркас импеллера, который после соответствующей очистки и подготовки подвергают гуммированию. Крепежные детали и нижняя часть вала также за­ щищены износостойкой резиной. Коническая форма импеллера ока-

24?

залась более совершенной и надежной, чем ранее применявшаяся цилиндрическая с диском 10 плоской формы. Одна из конструкций

гуммированного успокоителя показана на рис. 129. Двенадцать рав­ номерно расположенных лопаток приварены к диску толщиной 8 мм и покрыты износостойкой резиной. Для лучшего закрепления резины

товление и повысить срок службы. При работе на агрессивных пуль­ пах устанавливают успокоители и импеллеры (рис. 129, а) из хро­

моникелевой стали марки 18ХН10Т. Отверстия диаметром 50 мм в конусной части импеллера служат для создания лучшей цирку­ ляции пульпы.

Пневмомеханические машины бывают с глубокими и мелкими камерами. По данным института «Механобр», машины с глубокими камерами более экономичны, так как занимаемая ими удельная площадь примерно на 40% меньше площади, занимаемой машинами

249

с мелкими камерами. В такой же степени снижаются эксплуатацион­ ные расходы. По сравнению с механическими машинами пневмо­ механические имеют более простую конструкцию и требуют меньшего удельного расхода электроэнергии. Независимое от вращения им­ пеллера поступление воздуха на аэрацию пульпы позволяет доста­ точно точно регулировать расход воздуха по фронту флотации.

К недостаткам пневмомеханических машин следует отнести не­ обходимость двух источников энергоснабжения: для подачи электро-

Рис. 129. Детали аэратора пневмомеханической машины:

а — кислотостойкий импеллер; б — гуммированный успокоитель

энергии и сжатого воздуха, для чего требуются воздуходувки или другие нагнетатели воздуха и разветвленная сеть воздухопроводов с большим числом трубопроводной запорной арматуры. При подводе сжатого воздуха в корпус подшипников ухудшаются условия их работы, так как происходит выдувание из полости подшипников смазки и вдувание в нее из воздухопровода влаги.

Пневмомеханические машины рационально применять при про­ стых схемах обогащения и мелкозернистых пульпах, содержащих не менее 40% частиц класса минус 200 меш и твердые частицы круп­ ностью до 1 мм.

Механические машины целесообразно использовать при слож­ ных схемах обогащения, когда необходимо тщательно регулировать уровень пульпы в камерах и иметь большое число всасывающих камер, а также сравнительно' часто направлять продукты обора^

250

щепия на дополнительное флотирование. Механические машины наиболее пригодны для работы на грубозернистых тяжелых пульпах.

На зарубежных фабриках находят применение роторные машины, одна из которых показана на рис. 130. Рабочим органом является вертикальный ротор 3, вращающийся внутри статора 4. Ротор со­

стоит из верхнего и нижнего дисков, соединенных между собой сталь­ ными трубами. Трубы устанавливают с небольшим шагом, чтобы создать между ними просвет, достаточный для прохода пульпы. Статор имеет аналогичное устройство. Устанавливают его строго концентрично ротору с соблюдением небольшого зазора между тру­ бами. Внутри дисков ротора находятся лопатки.

При вращении ротора лопатки верхнего диска засасывают через трубу 9 атмосферный воздух, а лопатки нижнего диска по каналу 11

засасывают пульпу. Потоки воздуха и пульпы перемешиваются внутри ротора. Пульпо-воздушная смесь выбрасывается через про­ светы между трубами в ванну камеры, где воздух интенсивно дис­ пергируется и воздушные пузырьки соединяются с частицами ми­ нералов.

Ротор вращается с очень большой скоростью, достигающей 10— 12 м/с при числе оборотов 500—600 в 1 мин. При такой скорости вра­ щения ротор и статор подвергаются интенсивному истиранию, осо­ бенно при работе на абразивных пульпах. Ротор, статор и вал ма­ шины гуммированы. Корпус 1 машины может быть круглого или

квадратного сечения. При круглом сечении пенный концентрат пере­ ливается с поверхности пульпы самотеком в кольцевой желоб. Глу­ бину погружения желоба регулируют тягами со штурвалами 5.

Из кольцевого желоба пенный концентрат стекает в установленный вдоль машины двусторонний желоб.

Уровень пульпы регулируют шиберной заслонкой 7, управляе­ мой штурвалом. Пески удаляют через отверстие 8, регулируемое

также штурвалом. Количество засасываемого воздуха можно регу­ лировать в некоторых пределах коническим патрубком 10. Для вну­

251

тренней циркуляции пульпы в днище чана 6 имеется несколько от­

верстии.

Статор прикреплен нижним фланцем к днищу камеры, а верх­ ним — к фланцу трубы 9. Роторная машина может работать как мно­

гокамерная. В этом случае каждую последующую камеру устанав­ ливают ниже предыдущей примерно на 50 мм. Чаще эти машины ра­ ботают как прямоточные с общим уровнем пульпы в камерах.

К преимуществам роторной машины относят: независимое регу­ лирование глубины слоя пены концентрата и высоты сливного порога пульпы, удаляемой из каждой камеры; интенсивную аэрацию пульпы при сравнительно меньшем расходе энергии. По практическим дан-

Рис. 13/. Ротор п статор машины «Фагергрен»

ным, расход электроэнергии не превышает 2,2 кВт-ч на 1 т перера­ батываемой руды. Наличие собственного привода от вертикального электродвигателя 2 позволяет повысить к. п. д. машины, упро­

стить эксплуатацию; вместе с тем это обусловливает повышенные требования к балансировке ротора, усложняет и удорожает электро­ двигатель (вал двигателя удлиненный, специального изготовления). Быстроходность ротора, сложность его конструкции и сравнительно малый срок службы являются недостатками данной роторной ма­ шины.

На рис. 131 показаны схематически детали аэратора современной флотомашины «Фагергрен» фирмы «Вемко». В отличие от прежних конструкций, в которых аэратор собирался из большого количества деталей (колец, пальцев и др.), эта конструкция аэратора имеет только две составные части: ротор 1 и статор 2. Ротор представляет

собой восемь звездообразно расположенных лопастей. Лопасти имеют специальный профиль и изготовлены (заодно) из износостой­ кой резины. При помощи стальной ступицы ротор закреплен на валу машины. Статор изготовлен в виде гуммированного патрубка ци­ линдрической формы. Для циркуляции пульпы предусмотрено два ряда отверстий.

Остальные узлы машины (привод, корпус и др.) сходны с узлами распространенных конструкций механических и пневмомеханических машин. Машина этой конструкции используется на многих зарубеж­ ных обогатительных фабриках. К достоинствам ее относят (по лите-

2 5 2

ратурньш данным): более высокую эффективность работы вследствие лучшей аэрации и более интенсивного перемешивания пульпы; меньший расход электроэнергии, примерно на 30% против расхода машинами с пальцевым ротором и механическими флотомашинами, очень простую и износостойкую конструкцию аэратора, состоящую из двух элементов — ротора и статора, что и послужило основанием называть эти машины как машины «с аэратором 1 плюс 1» (1 -)- 1). Машина имеет меньшую, по сравнению с другими флотомашинами, окружную скорость ротора, в пределах 6,3 м/с, что также способ­ ствует повышению срока службы аэратора.

§ 43. Пневматические (аэролифтные) машины

Пневматическими называют флотомашины, в которых перемеши­ вание и насыщение пульпы воздушными пузырьками осуществляют сжатым воздухом, поступающим из воздухопровода. Поэтому пнев­ матические машины имеют чрезвычайно простую конструкцию, в них отсутствуют какие-либо ме­ ханизмы. Наименование «ма­ шина» имеет чисто условный, традиционный характер, бо­ лее правильно было бы наз­ вать: флотационный аппарат.

Во флотационных процес­ сах руд цветных металлов на­ ходят некоторое применение пневматические машины с аэраторами, действующими по принципу аэролифта — воздушного подъемника; на­ зывают эти машины аэролифтными: мелкими с глубиной ванны около 0,9 м и глубо­ кими — с глубиной от 2,4 до

3,0 м.

Мелкая аэролифтная ма­ шина (рис. 132) состоит из

длинной (до 30—40 м) деревянной ванны с наклонными под углом 45° боковыми стенками, скрепленными с брусчатым каркасом 9 ма­ шины. Поперечными перегородками 10 ванна разделена на несколько

секций длиной 1200 мм. По длине ванны закреплены две вертикаль­ ные стенки 1 и две слегка наклонные стенки 12. Над стенками 1

установлены крышки для создания воздушной камеры. Над стен­ ками 12 расположен отбойник 2 (дефлектор, отражатель). Прост­

ранство между этими стенками называют аэролифтной камерой. Сжатый воздух поступает от воздушного коллектора 4, располо­

женного по всей длине машины, через трубки 5 диаметром 12,5— 15 мм. Шаг трубок принимают около 100 мм, а расстояние нижнего конца их от днища ванны 150—200 мм. На концах трубок имеются

253

резиновые насадки с откидным клапаном для выхода воздуха. При отсутствии сжатого воздуха клапан закрывается, поэтому трубка и насадка защищены от попадания в них пульпы. Таким образом, на­ садки являются своеобразным затвором, предохраняющим аэраторы от забивания осадком пульпы.

Действие аэролифта основано на разности веса столба пульпо­ воздушной смеси в аэролпфтной камере и пульпы в отсеках ванны, примыкающих к этой камере. Сжатый воздух, смешиваясь с пульпой, образует более легкую смесь, чем пульпа. Пульпо-воздушная смесь поднимется внутри камеры кверху, при этом воздух продолжает диспергироваться в пульпе и частицы минералов прилипают к пузырь­ кам воздуха и поднимаются к верху камеры. При встрече с отбой­ ником 2, имеющим наклонные стенки, смесь изменяет свое направле­ ние и движется между стенками 1 п 12 и собирается в зоне 6. Здесь

смесь отстаивается, пенный концентрат и промпродукты самотеком переливаются в желоба 8 и 7. Поскольку воздух подается непре­

рывно, свежая пульпа также непрерывно засасывается в зону разрежения 11 аэролпфтной камеры. Пульпа поступает в приемный

ящик в торце машины, а хвосты отводятся через порог в противо­ положном ее конце. Количество поступающего воздуха регулируют вентилем 3.

По сравнению с механическими и пневмомеханическими аэролифтные машины отличаются очень простой конструкцией, низкой первоначальной стоимостью, малыми ремонтно-эксплуатационными расходами и малым расходом электроэнергии. Недостатки машины: низкая эффективность использования воздуха вследствие плохого его перемешивания, а следовательно, образуется меньшее количество и сравнительно крупных воздушных пузырьков; малая производи­ тельность на 1 м2 производственной площади, особенно при работе на крупном материале большой плотности.

Глубокая машина (рис. 133) Механобра сходна с рассмотренной мелкой машиной по принципу действия, но значительно отличается по конструкции основных узлов. Машина состоит из стального кор­ пуса 8, зафутероваппого деревянными досками. Поперечными пере­

городками корпус разделен на отдельные сообщающиеся между собой секции (камеры). В каждой секции имеется два отсека разме­ ром 1,5 X 1,5 м и глубиной 2 м.

Аэролифтная камера 7 представляет собой стальную прямоуголь­

ную коробку шириной 300 мм, закрепленную вверху иа поперечных балках машины, а внизу на специальных опорах 9. Длина каждой камеры соответствует длине отсека 1500 мм. Над аэрокамерами уста­ навливают отбойники 5, представляющие собой сварные стальные

полуцилиндры.

Направляющее устройство 4 имеет форму прямоугольной свар­

ной коробки и предназначено направлять выбрасываемую из аэролифтной камеры пульпо-воздушную смесь в боковые отсеки машины, образованные стенками аэролпфтной камеры и машины. В крышке направляющего устройства предусмотрено отверстие, предназначен­ ное для выпуска так называемого транспортного воздуха, которым

254