Флотационные процессы и оборудование - Флотация в металлургии
Обогащение руд методом флотации производят на флотационных фабриках, основное оборудование которых включает флотационные машины, контактные чаны и реагентные питатели.
Флотационные машины предназначены для проведения собственно флотации. В них осуществляют перемешивание твердых частиц (суспендирование пульпы) и поддержание их во взвешенном состоянии; аэрацию пульпы и диспергирование в ней воздуха; селективную минерализацию пузырьков путем контакта с обработанными флотореагентами частицами; создание зоны пенного слоя; разделение пульпы и минерализованной пены; удаление и транспортировку продуктов обогащения. Впервые патент на флотационную машину выдан в 1860; первые промышленного образцы машин разработаны в 1910-14 (T. Гувер и Д. Кэллоу, США).
Широкое использование флотации для обогащения полезных ископаемых привело к созданию разных конструкций машин. Каждая машина состоит из ряда последовательно расположенных камер с приемными и разгрузочными устройствами для пульпы; каждая камера снабжена аэрирующим и пеносъемным устройствами. Различают одно - и многокамерные флотационные машины. К однокамерным относятся флотационные колонны, в которых высота камер превышает их ширину более чем в 3 раза; эти аппараты применяют при флотационном обогащении мономинеральных руд и флотационном отделении шламов.
Многокамерные машины позволяют реализовать сложные схемы обогащения полиминеральных руд с получением нескольких концентратов.
По способам аэрации пульпы выделяют механические, пневмомеханические, пневмогидравлические и пневматические машины. В механических машинах взвешивание частиц руды (перемешивание пульпы), засасывание и диспергирование воздуха осуществляется аэратором, или импеллером. В отличие от этих устройств в пневмомеханические машины воздух подается в зону импеллера принудительно с помощью воздуходувки. В пневмогидравлических машинах воздух диспергируется в аэраторах специальные конструкций (например, в эжекторах) при взаимодействие струй жидкости и воздуха. В пневматических машинах воздух диспергируется при продавливании через пористые перегородки.
Работа механических и пневмомеханических машин в значительной степени определяется конструкцией импеллера, вариантом подвода к нему воздуха, особенностями перекачивания импеллером пульпы и ее циркуляции в камере. От способа перекачивания пульпы импеллером зависят особенности аэрации пульпы и гидродинамический режим в камере. Последний определяется также размерами зоны интенсивной циркуляции пульпы. По этому признаку различают машины с придонной циркуляцией и циркуляцией во всем объеме камеры.
Характер движения потоков пульповоздушной смеси в камере зависит от конструкций статора машины (имеет вид цилиндров или пластин), устройства для удаления минерализовованной пены с поверхности пульпы (обычно применяют лопастной пеносъемник), успокоителей (предотвращают разрушение пенного слоя), межкамерных перегородок, наличия отбойников и формы камеры (имеет, как правило, скошенные снизу боковые стенки, благодаря чему исключается накапливание в углах твердых частиц и облегчается их перемещение у дна от стенок к импеллеру).
Оптимальная степень разделения минералов при изменении характеристики сырья достигается путем изменения количества подаваемого в камеру воздуха, толщины пенного слоя и уровня пульпы, а также производительности импеллера. Средние показатели современного механической и пневмомеханической машин: производительность по потоку пульпы 0,2-130 м3/мин; объем камер от 12-40 м3 (в России) до 30-100 м3 (за рубежом). Применение больше объемных камер позволяет на 20-30% сократить капитальные затраты, металлоемкость машин, а также их энергоемкость (достигает 1,5-3,0 кВт/м3).
По сравнению с механическиеми и пневмомеханическими машинами пневмогидравлическими флотационными машины отличаются большей скоростью, небольшими капитальными затратами, высокой производительностью, низкими металло - и энергоемкостью и т. д. Однако из-за отсутствия надежного в работе и долговечного аэрирующего устройства эти флотационные машины еще недостаточно широко применяют в практике обогащения полезных ископаемых.
Известны также мало распространенные пока машины: вакуумные и компрессорные (аэрация достигается выделением из пульпы растворенных газов); центробежные и со струйным аэрированием; электрофлотационные (аэрация пульпы пузырьками, выделяющимися при электролизе).
Другая аппаратура. Для обработки пульпы флотореагентами предназначены контактные чаны (кондиционеры), в которые сначала подаются, как правило, модификаторы, затем собиратели и далее пенообразователи. Время контактирования пульпы с реагентами составляет от нескольких секунд до десятков мин. Реагентный режим флотации определяется ассортиментом флотореагентов и порядком их ввода во флотационный процесс. Подача ингредиентов в систему в заданных количествах обеспечивается реагентными питателями, или дозаторами реагентов.
Основные процессы и вспомогательные операции
Работа предприятий. Флотационные процессы подразделяют на прямые и обратные. При прямой флотации в пенный продукт, называют концентратом, извлекают полезный минерал, в камерный продукт, называемыми отходами или хвостам, частицы пустой породы. Последние извлекают в пенный продукт при обратной флотации.
Различают также основную, перечистную и контрольную флотационные операции. Основная флотация дает так называемый черновой концентрат, из которого в результате перечистной флотации получают готовый концентрат. Камерный продукт основной флотации (несфлотированные частицы) подвергают одной или нескольким операциям контрольной флотации с получением отвального продукта (отходов).
Камеры флотационных машин соединяют в такой последовательности, которая позволяет осуществлять упомянутые операции, циркуляцию промежуточных продуктов и получать концентраты требуемого качества при заданном извлечении полезного компонента. Показатели флотации особенно для сульфидных руд цветных металлов достигают высокого уровня. Так, из медной руды, содержащей 1,5-1,7% Cu, получают медный концентрат (35% Cu) с извлечением 93% Cu. Из медно-молибденовой руды, содержащей около 0,7% Cu и 0,05-0,06 Mo, производят медный концентрат (25% Cu) с извлечением 80% Cu и молибденовый концентрат (св. 50% Mo) с извлечением сверх 70% Mo. Из свинцово-цинковой руды, содержащей около 1% Pb и 3% Zn, получают свинцовый концентрат с содержанием сверх 70% Pb (извлечение сверх 90%) и цинковый концентрат с содержанием 59% Zn (извлечение сверх 90%) и т. д.
Важное значение для достаточно полного разделения минералов, наряду с ионным составом жидкой фазы пульпы, составом растворенных в ней газов (особенно сильно влияние кислорода воздуха), ее температцрой и плотностью, схемой и реагентным режимом флотации имеет степень измельчения сырья. Лучше всего обогащаются частицы крупностью 0,15-0,04 мм. Для разделения частиц мельче 40 мкм наиболее пригодны флотационные колонны, в которых исходная пульпа после смешения с флотореагентами поступает в среднюю или верхнюю часть (ниже уровня пенного слоя), где встречается с восходящим потоком пузырьков воздуха, вводимого в нижнюю часть.
Благодаря противотоку пульпы и воздуха, а также большей, чем в других флотационных машинах, вторичной минерализации пенного слоя достигается высокая селективность процесса. Для флотации частиц крупнее 0,15 мм в России разработаны машины пенной сепарации, в которых пульпу подают на слой пены, удерживающей только гидрофобизированные частицы, а также машины кипящего слоя с восходящими потоками аэрированной жидкости.
Во флотационных машинах весьма часто наблюдается побочный процесс, заключающийся в осаждении на стенках камеры гидрофобных частиц. На этом процессе, называемым флотация твердой стенкой, основано разделение тонких шламов (10 мкм и менее) с применением носителя - гидрофобных частиц флотации крупности, избирательно взаимодействующих с извлекаемыми шламами; образующиеся агрегаты подвергают обычной пенной флотации.
В технологии флотации большое внимание уделяется качеству воды, которое характеризуется пределами содержания взвешенных частиц, катионов и анионов, рН, жесткостью и т. д. Для достижения требуемого качества воду подвергают спецециальной подготовке, включающей удаление с помощью коагулянтов и флокулянтов взвешенных частиц, электрохимическую обработку, корректировку ионного состава воды подачей извести, кислот, щелочей и др.
Совершенство флотации, кроме качества получаемых концентратов, уровня извлечения полезных компонентов, расходов флотореагентов и т. п., определяется также степенью использования оборотной воды. Например, на флотационных фабриках США, обогащающих фосфатные руды, при расходе воды 11,2-84,2 м3 на 1 т руды доля водооборота составляет 66-95%; на фосфатных фабриках бывшего СССР расходуется 13,8-35,7 м3 воды на 1 т руды при водообороте 80-100%.
Целевые продукты флотации направляют для обезвоживания в непрерывно действующие отстойники-сгустители, гидросепараторы и гидроциклоны (40-60% влаги в сгущенном продукте), фильтры (10-15%) и сушилки (1-3% влаги). Для ускорения сгущения и отстаивания пульпы обрабатывают реагента-мифлокулянтами (полиакриламид, полисахариды и др.) и магнитными методами.
Флотация на обогатительных фабриках осуществляется как механизированный, автоматизированный непрерывный процесс - от поступления руды до выпуска концентратов и хвостов. Регулирование крупности частиц при измельчении, подачи флотореагентов по их остаточной концентрации в пульпе, непрерывный анализ ее плотности, температуры и рН лежат в основе автоматизированного управления работой флотационных фабрик. Важное место на них занимают внутренний транспорт сырья и готовой продукции, водо - и энергоснабжение, охрана труда и окружающей среды и др. Мощность наиболее крупных современных фабрик по горной массе достигает 50-55 тыс. т в сутки. Одна из первых в мире флотационных фабрик была пущена в России (1904).
Похожие статьи
-
Основные направления совершенствования процесса - Флотация в металлургии
1. Разработка бессточных систем, основанных на использовании селективных флотореагентов, обеспечивающих разделение минералов в воде с повышенной...
-
Флотационные реагенты - Флотация в металлургии
Флотореагенты - химические вещества (чаще всего применяют ПАВ), которые добавляют при флотации в пульпу для создания условий селективного...
-
Виды флотации - Флотация в металлургии
Пенная флотация - наиболее распространенный способ флотации, которым в мире ежегодно обогащают 1 млрд. тонн горной массы - более 20 типов руд. Первый...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
ВВЕДЕНИЕ, Области применения - Флотация в металлургии
Флотация, в переводе - плавание на поверхности воды, разделение мелких твердых частиц, чаще всего минералов, и выделение капель дисперсной фазы из...
-
Рассчитаем необходимое число единиц гипсоварочных котлов, согласно формуле: N=Pп/(Pч-K), Где Pп - требуемая часовая производительность предприятия; Pч -...
-
Т. к производство крупносерийное и деталь зубчатое колесо с большой разницей в диаметре, заготовку рационально получать штамповкой на...
-
Схема размещения технологического оборудования - это расположение технологического оборудования и рабочих мест на производственной площади. В курсовом...
-
Для изготовления трикотажного платья целесообразно использовать оборудование представленное в таблице 4. Таблица 4. Характеристика оборудования,...
-
При расчете потребного количества оборудования необходимо привести формулы для расчета производительности с расшифровкой входящих в них параметров и...
-
На базе одного и того же технологического процесса (или процессов) можно организовать (спроектировать) различные производственные процессы. Так,...
-
Основной мартеновский процесс - Полная характеристика черной металлургии
Перед началом плавки определяют количество исходных материалов (чушковый чугун, стальной скрап, известняк, железная руда) и последовательность их...
-
ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ В БЕНЗИНОВЫХ ДВС - Сгорание топлива в поршневых ДВС с внешнем смесеобразованием
Двигатель сгорание топливо Развитие процесса горения в ДВС с внешним смесеобразованием. Процесс сгорания топлива представляет собой химическую реакцию...
-
Технологический процесс изготовления щитов из ламинированной ДСтП включает следующие операции: 1) раскрой плит на щитовые заготовки (без припусков на...
-
Технологический процесс термофинишной обработки Расчет термообрубного отделения начинается с составления ведомости термофинишных операций, приведенной в...
-
Использование технического оборудования снижает трудоемкость первичной обработки сырья, уменьшает процент отходов и т. д. Внедрение механизированных...
-
Моя практика проходила в сварочном цехе. Цех ИТЦ (рашифровать) сварочный специализируется на изготовлении трубопроводов для обвязки газокомпрессорных...
-
Анализ проблемы - Выбор варианта автоматизации процесса конструирования
Рассматривая появление новых технических изделий на рынке, пусть это будет сравнительно простой технический предмет потребления или сложная...
-
Введение - Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности
Гомогенизацией называется механический процесс разделения частиц вещества на части с очень малыми размерами (100-200 мкм и меньше) частиц с целью...
-
Производство чугуна - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Материалы, применяемые в доменном производстве Для выплавки чугуна в доменных печах используют железные руды, топливо и флюсы. Железные руды Содержат...
-
Производство стали в конверторах - Полная характеристика черной металлургии
Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и...
-
Где - затраты на ремонт оборудования; - норматив годовых затрат на ремонт механической части оборудования, руб./ед. р.с. (примем равным 87000 руб./ед....
-
Получение сульфата аммония основано на поглощении аммиака из коксового газа раствором серной кислоты и протекании реакции нейтрализации....
-
Составление плана прядения и выбор оборудования - Производство меланжевой пряжи
План прядения - это параметры, характеризующие технологический процесс, т. е. данные о линейной плотности продукта, величинах вытяжек и круток, числе...
-
Описание процесса приготовления цементного клинкера в трубной шаровой мельнице Измельчение материалов в цементном производстве - один из технологических...
-
Производственная система SIPA PPS 48 для производства ПЭТ преформ состоит из следующих комплектующих: Машина SIPA с пресс формой производства фирмы SIPA...
-
Поддержание требуемого уровня надежности технических объектов в процессе эксплуатации осуществляется путем проведения комплекса...
-
005. Для токарной операции выбираем токарно-винторезный станок модели 16Л20, исходя из его технических характеристик: 1. Наибольший диаметр...
-
Технологический процесс производства хлеба - Технологический процесс производства хлеба
Испокон веков выпекание хлеба требовало от пекаря особого мастерства, терпеливости и старания. Невзирая на бурное развитие передовых приемов переработки,...
-
Как уже отмечалось в современных условиях, для организации ремонта двигателя ЯМЗ-240 рекомендуется не обезличенный поточный способ ремонта, при котором...
-
Дроты (стеклянные трубки) изготовляются механизированным горизонтальным вытягиванием, так как размягченное стекло способно сохранять при растягивании...
-
Дроты (стеклянные трубки) изготовляются механизированным горизонтальным вытягиванием, так как размягченное стекло способно сохранять при растягивании...
-
Назначение, область применения и место установки в производственном процессе Шнековый питатель ПШМ - 1 входит в состав аэрозоль транспортера и...
-
Причины пожаров и противопожарные мероприятия - Шахтное оборудование
Причинами пожаров на производстве могут быть: несоблюдение правил обращения с открытым огнем, неисправности нагревательных печей, отсутствие защиты...
-
В таблице приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 г съедобной части. Калорийность...
-
Контроль качества -- это деятельность, включающая проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки параметров объекта и сравнение полученных...
-
Изгиб вала Износ поверхности под подшипник Износ шлицов по ширине Износ резьбы. 005 слесарная 010 токарно-винторезная 015 слесарная 020 наплавочная 025...
-
В гомогенизаторах измельчение происходит в результате течения продукта под большим давлением через узкие кольцевые щели. Схемы конструкций...
-
При размещении оборудования руководствовались технологическими, техническими требованиями и регламентированными нормами. При выборе варианта компоновки...
-
Стадии и описание биотехнологического процесса производства йогурта резервуарным способом Производство кисломолочных продуктов резервуарным способом...
Флотационные процессы и оборудование - Флотация в металлургии