Флотаційна машина rcstm, виробництва Metso Minerals
Підходи до створення сучасних пневмомеханічних флотомашин.
Стосовно устаткування флотації можна сказати що сучасна більше об'ємна флотаційна машина повинна задовольняти декільком основним вимогам:
добре перемішування в нижній зоні камери, не допускаючи запісочення і коротко-замкнутих потоків пульпи (що проходять крізним потоком через флотокамеру, без заходу в аераційний вузол);
ефективний контакт мінеральних частинок і бульбашок повітря;
добра диспергація і розподіл бульбашок повітря по об'єму камери при широких діапазонах регулювання витрати повітря;
наявність висхідних потоків в середній зоні камери, що сприяють флотації гідрофобних частинок великих фракцій і не допускають утворення критичної щільності в нижній зоні;
наявність спокійної верхньої зони камери, що не допускає руйнування пінного шару, чим забезпечується стабільний піноз'єм;
забезпечення стійкого розвантаження і транспортування пінного продукту;
легкий запуск під навантаженням після зупинки;
забезпечення низької витрати електроенергії, низького механічного зносу компонентів і високої їх надійності.
Розуміючи усі аспекти функціонування більше об'ємних флотомашин, а також безперспективність подальшого екстенсивного розвитку аераційних вузлів наявних конструкцій, компанія Metso Minerals (Svedala) у листопаді 1994 р. приступила до створення, і з 1997 р. почала продаж флотомашин RCS™ (Reactor Cell System, "Система реакторної камери") на основі аераційного вузла DV™ (Deep Vane, "Глибока лопать").
Конструкція аераційного вузла DV™ є однією з найсучасніших розробок і була спроектована спеціально для роботи в більше об'ємних флотаційних машинах. При розробці були враховані усі вищевикладені вимоги, а також недоліки, властиві деяким іншим конструкціям.
Флотомашина RCS™, разом з усіма перевагами чанових камер флотацій, також обладнана аераційним вузлом з унікальними характеристиками що дозволяє отримати ідеальні умови для ефективної роботи в будь-якій операції: основній, перечисній або контрольній. Для виготовлення флотаційних машин застосовуються сучасні матеріали, що забезпечують довговічну і надійну роботу. Флотаційні машини адаптовані для застосування найсучаснішого устаткування контролю і управління.
Для сучасних збагачувальних фабрик Metso Minerals пропонує широкий діапазон типорозмірів флотаційних машин об'ємом від 5 до 200 м3 ведуться роботи по подальшому збільшенню одиничного об'єму камери.
Конструкція флотаційних машин RCS™
Камера машини флотації RCS™(рисунок 14) є циліндричним чаном, який має низько розташовані патрубки подачі і розвантаження пульпи, що дозволяє уникати утворення коротко-замкнутих потоків пульпи. Завдяки особливостям аераційного вузла гумування потрібне тільки в центральній частині чана флотаційної машини. Конструкція камери флотації забезпечує функції, що несуть, надійно утримує аераційний вузол і його привід, а також є опорою для майданчика техобслуговування і елементів технологічного проходу, який встановлений уздовж каскаду флотаційних машин.
Рисунок 14. – Флотаційна машина RCS™
Флотаційна камера має два внутрішніх пересічних пінних жолоби, кожен жолоб забезпечує збір пінного продукту з двох сторін. Обидва пінні жолоби мають розвантаження на одну сторону флотаційної машини.
Пересічні пінні жолоби у відмітний від кільцевого пінного жолоба забезпечують ефективніший збір і розвантаження пінного продукту за рахунок меншої довжини і більшого ухилу при тому ж периметрі піноз'єму.
Також при використанні пересічного жолоба не відбувається деформації пінного шару при його русі по поверхні до жолоба, як у разі кільцевого пінного жолоба, що запобігає частковому руйнуванню пінного шару.
На флотаційних машинах RCS™ застосовується традиційна конструкція приймальних і розвантажувальних /проміжних карманів.
Розвантажувальний карман (рисунок 15) флотаційної машини обладнаний клапанами Дарт, що забезпечують регулювання рівня пульпи у флотаційній машині. Клапани Дарт забезпечують точніше регулювання рівня пульпи у флотаційній машині, а також є надійнішими в експлуатації в порівнянні з шланговими пережимними клапанами.
Рисунок 15. – Розвантажувальний карман флотаційної машини RCS™
Таким чином, аераційний вузол в флотаційній машині RCS™ забезпечує утворення трьох основних зон (рисунок 17):
нижня зона, в якій за рахунок дуже активного перемішування забезпечується рівномірний розподіл твердого, а також створюються умови для багатократного контакту мінеральної частинки і бульбашки повітря, що зумовлює рівні можливості переходу в пінний продукт усіх наявних класів крупності;
верхня зона, зі значно меншою турбулентністю для запобігання відриву крупних частинок від бульбашок повітря;
нерухома поверхня пульпи в камері, що забезпечує спокійне розвантаження пінного продукту в жолоби, і мінімізує вірогідність повторного надходження мінеральних частинок з пінного шару в пульпу.
Аераційний механізм спроектований так, щоб звести до мінімуму утворення локальних зон з високою турбулентністю в роторі і статорі, що значно знижує знос елементів конструкції.
Усі компоненти аераційного механізму DV™ закріплені на верхній рамі. Така конструкція дозволяє здійснювати одночасний демонтаж усього аераційного вузла (ротора і статора), і значно спрощує поточний ремонт і обслуговування.
Обертання ротора виконується за допомогою редуктора або клиноремінного привода, який змонтований на одній рамі з трифазним асинхронним електродвигуном, шківів, клинових ременів і захисного кожуха ремінної передачі.
Для флотаційної камер об'ємом до 70 м3, зазвичай, застосовується клиноремінний привід. Для більших камер стандартним є привід редуктора, проте, по спеціальному замовленню ці машини можуть також оснащуватися клиноремінним приводом.
Для захисту елементів флотаційної машини від абразивної дії пульпи застосовується гумування. Зазвичай, вимагається гумувати днище флотаційної камери, завантажувальний карман, проміжний і розвантажувальний карман, а також внутрішню частину пінного жолоба.
Аераційний вузол DV™ (рисунок 16) складається з ротора, який змонтований на порожньому валу, і статора, який закріплений на трубі, що несе. Ротор має унікальне компонування вертикальних лопастей з нижніми гранями спеціальної форми і диспергаційну полицю. Через порожнистий вал флотаційне повітря подається в ротор, що обертається, через вертикальні отвори ротора повітря виходить в пульпу, при цьому відбувається його диспергація об нерухомі лопатки статора.
Конструкція аераційного вузла забезпечує потужну радіальну циркуляцію пульпи до стінок камери і сильні зворотні потоки до нижньої сторони ротора, що дозволяє уникнути запісочення флотаційної машини. Вертикальні лопатки статора направляють ці потоки в радіальному напрямі і повністю усувають обертання пульпи в камері (рисунок 16).
До особливостей аераційного вузла DV™ слід віднести наявність верхньої циркуляції, яка окрім додаткового винесення мінералізованих бульбашок, дозволяє підтримувати оптимальний розподіл твердого по об'єму флотаційної камери за рахунок часткового розбавлення пульпи у нижній частині камери з високою щільністю менш щільними верхніми шарами, і не допускати, тим самим, критичного збільшення щільності у дна. Також профіль ротора дозволяє мінімізувати споживання енергії.
Рисунок 16. – Аераційний вузол DV™ і циркуляційні потоки пульпи, що він створює
Для флотаційної камер об'ємом до 70 м3, зазвичай, застосовується клиноремінний привід. Для більших камер стандартним є привід редуктора, проте, по спеціальному замовленню ці машини можуть також оснащуватися клиноремінним приводом.
Для захисту елементів флотаційної машини від абразивної дії пульпи застосовується гумування. Зазвичай, вимагається гумувати днище флотаційної камери, завантажувальний карман, проміжний і розвантажувальний карман, а також внутрішню частину пінного жолоба.
Рисунок 17.- Основні зони, що створює аераційний вузол DV™
Зазвичай, для цього застосовується суцільнолите поліуретанове покриття або покриття зі зносостійких еластомерів.
Компонування флотаційних машин RCS™ (рисунок 18).
Рисунок 18 – Компонування флотаційних машин RCS™
З індивідуальних флотаційних машин RCS™ формуються каскади, шляхом з'єднання флотаційних камер між собою за допомогою проміжних патрубків, каскади за допомогою фланців розвантажувального (проміжного) кармана об'єднуються в нитки флотації.
Модульна конструкція флотаційних машин значно спрощує монтаж і зборку. Технологічний прохід забезпечує доступ до усіх вузлів приводів для обслуговування. Розвантаження пінних жолобів на одну сторону значно спрощує компонування ниток флотацій.
Відмітні особливості флотомашин RCS™.
Основним перевагами флотаційної машини RCS™, виробництва Metso Minerals є:
модульна конструкція флотаційної машини значно спрощує транспортування і монтаж;
конструкція пересічних пінних жолобів "перехресного потоку" забезпечує оптимальний режим піноз'єму і транспортування пінного продукту;
клапани Дарт забезпечують більш точніше і надійне управління рівнем пульпи в камері.
Аераційний вузол конструкції DV™ забезпечує:
низький знос елементів вузла за рахунок оптимального профілю і використання для виготовлення спеціальних зносостійких матеріалів;
ефективну диспергацію повітря і рівномірний розподіл бульбашок по об'єму камери;
ефективний режим формування суспензії мінеральних частинок, який не допускає запісочення камери флотації;
максимальна кількість зіткнень бульбашок з мінеральними частинками;
ефективне видалення пісків з флотаційної камери при запуску після зупинки;
наявність верхньої циркуляції, що перешкоджає критичному підвищенню щільності в нижній частині флотаційної машини, що сприяє зниженню споживання електроенергії приводом;
просте технічне обслуговування за рахунок єдиного вузла ротор-статор з верхнім кріпленням, що забезпечує одночасний демонтаж обох компонентів навіть без зупинки технологічного процесу.
Пневмомеханічні флотаційні машини з конічними аераторами типу «РИФ» мають камери, місткістю 3– 45 м3, більше 800 камер «РИФ» упроваджені в промисловість, вони успішно експлуатуються на збагачувальних фабриках Учалінського, Зиряновського ГЗК.
Флотаційні машини «РИФ» побудовані за модульним принципом, що дозволяє здійснювати набір камер для забезпечення розрахункового фронту флотації (рисунок 19).
Рисунок 19. – Флотаційна машина «РИФ»
Машини «РИФ» компонуються з наступних основних секцій (модулів):
Секція приймального кармана;
Секція камери;
Секція пінних жолобів;
Секція проміжного кармана;
Секція розвантажувального кармана.
Секція камери (II) складається з корпусу 1 (рисунок 20), на днищі якого встановлюється статор 2. На опорні балки корпусу 3 вмонтовується стійка 4, на яку встановлюється електродвигун 5 приводу блоку імпелера 6. Шківи блоку імпелера і електродвигуна вкриваються кожухом 7. Підведення технологічного повітря до блоку імпелера здійснюється за допомогою повітроводу від колектора, що встановлений уздовж флотомашини, через засувку.
Рисунок 20. – Секція камери
Прямоточні нитки машини стикуються за допомогою секції проміжного кармана. Секція розвантажувального кармана (V) приєднується до останньої секції камери для підтримки рівня пульпи в останньому каскаді флотомашини. У цій секції встановлений патрубок скидання камерного продукту.
Камери флотомашини оснащені поперечними пінними жолобами, над якими встановлюються ґратчасті настили, для спостереження за піноз'ємом .
Аераційний вузол флотомашини «РИФ» (рисунок 21), який включає імпелер і статор, дозволяє перемішувати мінеральні частинки, крупністю до 3 мм, за рахунок рифленої поверхні конічної частини імпелера і створення торового вихрового потоку в нижній частині камери.
Рисунок 21. - Аераційний вузол флотомашини «РИФ»
Якісно нові гідродинамічні умови, що створюються аераційними вузлами конструкції «РИФ», за рахунок оптимальних придонних і висхідних потоків пульпи, дозволяють збільшити кількість тонкодиспергуємого повітря і понизити потужність, яка споживається флотомашиною.
Модульний принцип побудови флотомашин «РИФ» дозволяє ефективно впроваджувати їх при реконструкції старих підприємств, з обмеженою висотою крівлі і вантажопідйомністю кран-балки, а також їх легко транспортувати.
Пневматичні флотаційні машини
У пневматичних флотаційних машинах пульпа перемішується повітрям, що підводиться; знімання піни - двосторонній і часто здійснюється самопливом.