Контактовые или агитационные чаны

06.08.2018
Значение выбора правильного времени контакта пульпы с реагентами огромно и часто является решающим в использовании рабочей смеси для данной флотации.

До сего времени не выяснена зависимость между факторами, влияющими на время, необходимое для контакта для большинства минеральных компонентов.

Преимущественное использование селективной флотации всегда ставит перед обогатителем задачу не только обеспечения необходимого контакта коллектора с флотируемой частицей, но и одновременного достижения депрессии не подымаемой в пену частицы. Весьма часто обе операции оканчиваются не одновременно, поэтому их часто растягивают на известный период подготовки пульпы к флотации. Вследствие этого практика выработала метод дозировки части реагентов в цикл тонкого измельчения и в случае особой необходимости стала применять дозировку в контактовые чаны.

Парсонс, указывает, что халькопирит из Манитобы и Квебека весьма легко депрессировался цианидом, а халькопирит из Эниокса и Британии (Британская Колумбия, Канада) — с большим трудом. Изучение условий контакта с реагентами было проделано Ральстоном и Мак-Лакланом и показало, что в разных условиях можно контакт вести в двух направлениях: либо производить обычную агитацию в так называемых агитационных чинах, по типу работы агитационных отделений машин механического типа МС, либо производить эту же операцию с участием воздуха, вплоть до сжатого, в так называемых контактовых чанах.

В случае свинцово-цинковых руд часто требуется только медленная агитация, а для медных руд время контакта является иногда настолько продолжительным, что работа собственно агитационного чана становится непригодной. Поэтому в таких случаях предпочитают вводить воздух, используя более эффективные контактовые чаны. Найдено, что глубокие чаны работают эффективнее, обеспечивая гидростатическое давление на воздушные пузырьки, вследствие чего кислород легче аэрирует пульпу. Низкие и широкие чаны, а также ванны, например Макинтоша, дали отрицательные результаты по обеспечению правильного контакта с реагентами. Этим объясняется то, что в механических машинах агитационные отделения, выполняя роль контактовых чанов для многих руд, не требуют их специальной установки, а для пневматических и пневмо-механических использование контактовых чанов является обычным.

В некоторых случаях является более целесообразным даже отказаться от использования цикла тонкого дробления как периода контакта пульпы с реагентами, а целиком остановиться на надлежаще подобранной работе контактовых чанов.

Основными моментами, которые нужно иметь в виду при использовании контактовых чанов, являются: 1) различное время физической и химической реакции во флотации; 2) неполное перемешивание или эмульсификация реагентов до поступления во флотацию; 3) непостоянство состава исходной руды, влияющее на однообразие состава пульпы и равномерность потребления реагента, и 4) излишние расходы на реагенты вследствие неправильного времени контакта.

Необходимо отметить, что перемешивание с реагентами в условиях боты тонкого измельчения вредно влияет на действие некоторых реагентов вследствие окисления поверхностей зерен избыточным кислородом. Отсутствие регулирования этого момента в мельнице особенно вызывает необходимость использования контактового чана. Кроме того, такой чан, являясь как бы ресивером перед флотацией, стабилизирует надлежащее поведение равномерно поступающей в машину пульпы.

Использование чана с продолжительным контактом дает возможность применить более дешевые, ко медленно действующие реагенты, взамен быстро действующих, но дорогих, чем окупается вся операция. Рациональное использование контакта часто достигается уменьшение-расхода реагента.

В силу сказанного, к контактовому чану можно предъявить следующие требования:

1. Обеспечение правильного времени для физического и химическою взаимодействия пульпы с реагентами.

2. Полное перемешивание и эмульсификация реагентов с пульпой.

3. Малая энергоемкость всей операции.

4. Возможность поддержания циркуляции или агитации удельно тяжелых или плотных пульп.

5. Возможность работы с добавкой воздуха под определенным контролем.

6. Легкость пуска после временной остановки без опоражнивания чана.

7. Разгрузка пульпы во флотации без потери в высоте.

8. Регулирование циркуляции пульпы внутри чана.

9. Солидная и прочная конструкция, обеспечивающая стандартизацию изготовления и управления.

Приборами, наиболее полно отвечающими этим требованиям, служат контактовые чаны Денвер и Рутс. Целям же преимущественно агитационного порядка может служить агитационный чан Геко.

Первые два прибора нашли применение при сульфидизации пульпы с окисленными минералами, при депрессировании или активации отдельных минералов, при дополнительной обработке промпродуктов с целью более полною извлечения, как промежуточные чаны, например между уплотнением и фильтрацией, и даже в качестве зумпфов для оборотной пульпы.

1. Контактовый чан Денвер. Контактовый чан Денвер (фиг. 154) состоит из деревянного или стального чана, внутренней арматуры и фермы с приводным механизмом.

Деревянный чан 12 по высоте ограничивается длиной клепки. Внутренняя арматура состоит из пустотелой не доходящей до дна трубы 9 с рядом расположенных по винтовой линии отверстий 16, регулируя которые можно надлежащим образом подобрать ход оборотных струй 14. К нижней части трубы прикреплена неподвижно покрышка 11, предохраняющая пропеллер 13 от осаждения материала во время остановки и излишних водоворотов в этом месте пульпы, чем уменьшается трение и расход энергии. Правильное укрепление трубы с покрышкой достигается распорными пластинами 17. К верхней или нижней части трубы с одной стороны приделывается желоб 7 или 10 для исходного материала. На фиг. 154 отверстие 10 закрыто пробкой. Подача снизу применяется там, где желательно сэкономить по высоте и облегчить работу насоса или элеватора, но при этом ослабляется часть стенки чана из-за проведения питающей трубы. Подача сверху увеличивает путь и более благоприятна для целей контакта. В целях предохранения дна чана от износа ударяющими струями пульпы на нем имеется футеровочная плита 15. Для разгрузки пульпы со стороны противоположной ее поступлению имеется ряд по вертикали расположенных отверстий 8, позволяющих регулировать количество пульпы в чану и время контакта. Под отверстиями 8 расположен отводящий желоб или труба. Ферма с приводным механизмом состоит из собственно фермы 4 стальной конструкции, на которой укреплен мотор 3 с передачей вращения через текс-роп 2 валу, укрепленному в верхнем 1 и нижнем 5 подшипниках. На конце вала укреплен пропеллер 13 особой конструкции, обеспечивающей наиболее совершенную циркуляцию пульпы в чане, при минимальном расходе энергии. Пропеллер делается из стойкого. к коррозии материала. Труба 9 может с помощью регулировочных болтов б подыматься и опускаться над лопастями. В случае необходимости подачи сжатого воздуха верхнюю часть трубы 9 закрывают, по типу устройства в машине Фаренволда (фиг. 155), резиновым колпаком 18, подавая воздух через трубу 19.

Вкратце процесс происходит следующим образом. Пульпа, поступая по желобу 7 через пустотелую трубу 9, падает на пропеллер 13, откуда в виде вихреобразных струй 14, перемешивается до тех пор, пока не выйдет через отверстие 8 в желоб, совершая ряд оборотных струй через отверстия /б, где по пути ею захватывается воздух и происходит дополнительная аэрация.

Пример 200. Разберем по табл. 111 данные о стандартных размерах чанов Денвер с приводом от мотора, причем размеры A и B (фиг. 155 делаются почти одинаковыми (размер В больше А на 6—8 мм).

Для подбора чанов Денвер может служить формула (59):

где V — объем чана в м3;

Q — производительность по руде в т/сутки, проходящей через данный чан;

t — время контакта в минутах;

vк — объем в м3, небхрдимый для обеспечения суточного контакта. 1 т руды.

Vк/1440 — объем в м3, небходимый для обеспечения контакта 1 г руды в течение 1 мин. (1 440 = 24 час х 60 мин.).

vк зависит от процента твердого в пульпе и уд. веса и определяется по табл. 112, составленной аналогично табл. 97. Уд. вес пульпы выражен весом в 1 л. пульпы в граммах.

Пример 201. Подобрать объем и размер контактового чана для обеспечения контакта в течение 20 мин. при производительности 250 т/сутки для медной руды уд. веса 3,0 и 20% твердого.

По формуле (59) имеем:

На табл. 112 отыскиваем значение uk, для чего находим столбец 3,0 и стоку 20, место пересечения дает uk = 3,925.

Тогда:

По табл. 111 ближайшим большим чаном будет чан с объемом 17,59 м3 и размерами 3,0 X 3,0 м, который и принимается.

При подборе чана по объему с учетом разжиженности пульпы имеем следующее. Пусть время контакта 15 мин.; уд. вес руды %5; разжиженность т:ж = 1:3, производительность по твердому Q = 250 т/сутки. Тогда производительность по жидкому W = 750 т/сутки. Объем пульпы, поступающей в чан в течение 15 мин.:

Определим размеры чана из уравнения V = пD2Y/4, принимая D=Н. Тогда V2H = 4*9/п = 11,5 м2, или D = 3V11,5 = 2,4 м, что согласуется с табл. 111.

Наконец, если бы мы остановились на заранее выбранном чане, напримре 1,8x1,8 м, тогда число потребных чанов определяется как 9 :3,28 = 3,74, или 3 чана, считая, что в табл. 111 дана практическая емкость чана меньшая, чем теоретическая.

2. Контактовый чан Руте (фиг. 156) состоит из деревянного бака 1 с коническим дном, насоса Вильфлея 2 с зумпфом 3 и системы трубопроводов. Пульпа поступает в зумпф и насосом передается по трубопроводу а вверх чана. Чан имеет два выхода слив б, дающий готовый продукт для флотации, причем высота установки этого слива, регулируемого краном, может меняться, и выход для нижнего продукта также регулируемого краном в. Так как через нижний кран пойдет обогащенная более зернистым материалом часть пульпы, то ее, для лучшего обеспечения контакта направляют по трубе г, в виде оборотной струи, в зумпф 3.

Слив б перед поступлением во флотацию проходит зумпф, причем основная масса его непрерывной струей идет во флотацию, часть возвращается как оборотная струя в чан по трубе а. (На чертеже не показан выход готовой пульпы из зумпфа во флотацию.) Для прочистки трубопровода служат добавочная линия с высоким напором воды д и трубка е для дренажа.

Как видим, здесь контакт совершается с помощью многократной циркуляции пульпы через насос и серию трубопроводов, т. е. идея этого прибора взята из практики, где, как например на Карсакпайской фабрике, контакт с реагентом достигается путем прибавления его в зумпф насоса, на участке насос — трубопровод — флотационная машина.


По сравнению с контактовым чаном Денвер, чан Рутс проще по устройству, легче может быть изготовлен на месте и имеет изнашивающимися частями рабочие части насоса и трубопровод г. Для промывки насоса 2 служит кран ж для линии с высоким напором воды.

Операционные расходы сводятся к расходу энергии 0,25—0,5 kWh/т исходного материала. Износ частей в Америке обходится в 0,2—0,5 зол. коп. на т.

Как видим, эти чаны резко отличаются от чанов Денвер величиной установленных моторов и большей высотой самого чана. Чан 0,9х1,83 м является лабораторным.

Пример 203. Подберем размер контактового чана для обеспечения контакта в течение 20 мин., при производительности в 250 т/сутки при плотности пульпы 20% тв.

Для определения служит предложенный фирмой график (фиг. 157), составленный на средний уд. вес руды 2,7. На графике по оси ординат слева отложено произведение Qt— сухих тонн в сутки на время контакта в минутах, а справа — значения Q в т/сутки; по оси абсцисс внизу на установленных участках даны соответствующие размеры чана, а вверху — размер насоса, считаемого по диаметру трубопровода. Пунктирные линии разных процентов твердого пульпы относятся к задаче определения размера чана (внизу), а сплошные — к определению размера насоса (вверху). Таким образом, Qt = 250*20 = 5 000. Проведем горизонталь ab до пересечения с кривой 20% тв.; нулевая ордината точки b даст по ординате Ъс размер чана 2,74х3,66 №.

Для подбора насоса для данных условий берем горизонталь производительности Q (справа) de и проведем ее до пересечения со сплошной кривой процента твердого пульпы 20% тв.; вертикальная линия ef в точке f дает диаметр необходимого трубопровода насоса 102 ми. Подбор насоса производится по существующим формулам, не рассматриваемым здесь.

Таким образом, по табл. 113 мы находим остальные данные о чане: 2,74х3,66 м с трубопроводом для насоса 102 мм, требующим мощности мотора в 10 л. с.

Пример 204. Сравним размер чанов при одинаковых условиях подбора по способу Денвера и Рутса взяв за основу условия примера 203.

Тогда:

причем для vk по табл. 112 берется ближайший уд. вес. равный 2,6.

Таким образом, оба чана будут иметь диаметр 3 м, что показывает на идентичность построения графика и таблицы, отвечающей общей формуле (59).

Пример 205. Разберем агитационный чан Геко (фиг. 158). Такой чан установлен на Карсакпайской фабрике между уплотнителем Дорра и фильтром Оливера с целью поддержания в данном случае во взмученном состоянии сгущенного концентрата перед фильтрацией. Чан аналогичного устройства может служить и для целей агитации пульпы перед флотацией с необходимым контактом с реагентами.

Идея установки агитационных чанов перед фильтрацией принадлежит работникам фирмы Дженераль Инжиниринг K0 (Геко) и была вызвана в начале изменением условий фильтрования при переходе от кислых пульп к щелочным с использованием органических собирателей. Оказалось, что при новых условиях фильтрование на тех же фильтрах стало более эффективным, и число работающих фильтров уменьшилось. Изучение условий фильтрования показало, что рациональнее поддерживать работу фильтра на оптимальных показателях толщины кека и т.п., хотя бы его работа была периодической, чем заставлять его работать непрерывно, но в неэффективных условиях. Вследствие того, что фильтровальная установка стоит значительно дороже, чем установка уплотнителя, и что работа уплотнителя должна быть непрерывной, а фильтровальная может быть периодической, введение в цикл обезвоживания агитационного чана оправдало себя на многих руководящих заграничных фабриках.

Идея использования чана проста, и работает непрерывно, получая сгущенную пульпу из уплотнителя и поддерживая ее во взвешенном состоянии, наполняясь до определенного уровня, после чего пульпа направляется на фильтр для обеспечения его оптимальной работы. При снижении уровня пульпы в чане до определенной отметки поток пульпы на фильтр отсекается и фильтр останавливается, что дает возможность легче производить предупредительный ремонт фильтра и снижает оперативные расходы по фильтрации.

Чан (фиг. 158, 1) делается из деревянных клепок, стягиваемых полосовым или круглым железом со стяжками. Внутри его в дне имеется отверстие 2, закрываемое пробкой 3 и регулируемое от маховичка 4 с нарезкой. Внутри чана вращается мешалка 5 с двумя или более лопастями, с насаженными под углом уголками 6. Мешалка укреплена на квадратном валу 7, приводимом от конической передачи 11 через трансмиссионную передачу. В целях обеспечения эффективности перемешивания мешалка 5 может закрепляться в муфте 8 а различных положениях по высоте, для чего служат блок 9 и направляющие 10.

В табл. 114 сведены некоторые данные о таких чанах. Ввиду простоты устройства изготовление их возможно на любой фабрике.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: