автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Исследование флотации графита в колонных машинах с эжекторными аэраторами

Fío СД

На правах рукописи

КУНАКБАЕВ Вадим Раилешч

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТАЦИИ ГРАШИТА В КОДОНШХ МАШИНА! С ЭЖЕКТОРШДМ АЭРАТОРАМИ

Специальность 05.15.08.- "Обогащение полезных ископаемых"

А В Т OPEÖEPAT

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 1995

Ровота выполнева на кафедре обогащения полезных ископаемых Магнитогорской государственной горно-металлургической академии.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Чижевский В.Б.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Иещеряков Н.Ф.

кандидат технических наук, доцент Шадрунова И.В.

Ведущее предприятие: АОЗТ "Уралграфит"

Защита диссертация соотштоя рЛ >» 1995 г.

в часов на заседании совета Магнитогорской горно-

металлургической акадешш по адресу Магнитогорск, пр.Ленина, 38.

Отзывы в двух екзешляршс проспи высылать по адресу:

455000,Магнитогорск, пр. Ленина, 38. Справки по телефону: (351-1) 358-555 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разоолан ке^з^Ы 1995 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

- з

0ПШ1 XPAICTEFliCr.iîîA РЛЕОШ

А1СТУШЛ?С>СТГу ПРОКШ.!Ц ; Свгзгцц фактором успопшоЗ деятолыюсти горла ггродгтриятаЯ a Г-шючпшс уолопяях япляотол использование ышюспорецианшх, рэоурсо- и оиоргаобирагакках ггвхяологаЛ. npaicTHKû фяотоади гр&1атопих руд с Росогл и СНГ показывает, что-яолрдопшо высоких треПаашшЗ, првдыкшшшш к гранитовый концонтрагеи, низкого содоразшя грпфнтс ïi рудэ и иалоЯ селзктапиоста разделения в иеханичооких шаштх

ОХвии флотпЦИИ ЫНОГОСПОряЦИОШШО Ц 1:оя1чостпо ПврйЧКОИШК спорпщгй флотации достигает 11 .— 24-х. Иоподъоуешю шхашческиа Флотрыппшш сиооковиоргоеми!, ;з'.в»г? пначительнув отогаюоть, требуют больших и кош: у n ? û i;k м гш: s затрат.

Поэтому весьма перспекткиши явйяотол для фготсшм грвфата пршэпенао кологашх фяотсиашш, которые» обладай? рлдои преимуществ по оровнашга о ммигачеогаш. Практика пршонвнмя колошшх и вши и для фкотвцж палазмых acxonanim показиваот, что ели обладают mjooitcit салшетшноотьа разделения вследствие интоисипнсЛ копценуряшш а пч«шсм сдоо, шзкоонергоомки, занимает палую плогош>. До настоящего времени для флотации графита колошшэ иоггеш нэ пргывшиноъ п осношш» закономерности его флота ции s ташк шыхнвх но устиновлепц.

Оонсьи иоделгройашш кол<яптх флотоишот разики к роботах Рубинштейна Ю.В., Леонова С.В., Дибардеопп И.Х.,

Сшогаш В»Д.# 1'взороико B.W., Вдэльянова Д.С.,

Максимова И.П., НэЗоро В.П., Шодирава В.Д.. Полонского С.Б. к других ипторои.

Для рОЗрОбОТШЗ внвлитичоской мод0ли колонной мазшш необходимо изучить лроздо всого закономерности гьзоряопрололонил а ьортпкалышх каморах пря рааянчнш уолошях. Это том болоо niello, так r.üi: при фпотецда грзфята в порочиотшя отврвцклз ноовходам выход ионного продагга SO-SO %. Достигнуть ого кояю пря высокой степенп РйСиролаинооти пульпн. Выооку» степош, аэрнровшшости можно получить путем аорпцни пульпи шв каморц при помощи менторов. Лороторц-вкекторы до наотоящого сроыогат остаются иадаиаучатшми, sots csmt прости и надехаш в раоото. Подобные аэратор» цолооооОразно применять в колсйзшх макавах. Поетсму йктувльяа разработка ыэтодена paoverc иромшаштых образцов коленных ужат для флотации графита о екокториыш аороторами.

ЮШ> РАБОТЫ; т.Изушию гвзорвепродолония в вортиколышх комарах <5лйгомакш с розяачшны шша aDpaторов. а.Оптичяэадая конструктаышж параметров аэраторов-акэкторов. 3«Поозроеиае сшататичаскоа »«доля колошюл щюноточвоа машаш о ойэвтортчолн с ораторши.

4,Гэзра00УК9 лромшглогоюго oöpnoua колонной флотомаоимы.

5.Разработка ийлсопирзшюпной гохыолог.м &логяии1 гранта о щниепекем колоипаЯ £<яотоиа¡шли.

- 5 -

1ЛЕТ0ДИКИ провешгм экспеи'лнп'овi

1.Разработала нотодшт для опрэдодонкл гйзорасггродолотая но виеото кпуяр.ч о иепользопапяе» нэто.па пиаокочсототнсЯ згспдуктсмотрки. Создал генератор высокой чатоти, чзстогоызр II опродэлоп способ вклшоння иэморлтольной С-ЯЧОЙХЯ и цояь обратной овпзц генератора, псзволя'лцкй получить лсюйнуа зепясшооть велгппш тока частотомера о? пс.ълшш попшного газосодорксгал:

2.Разреботани иэтодтгз для опрэделмпм гьзогоепрадэлония пз вцоохо ¡дадогу, осповапнея на мотодз га-шп-пресгпчивсж;!

3.иихрсфотогрвХатовшшв газсидкоотан. систси.

4.Уточл&нол иатодикэ опрвдолевал повораяостяэгэ патязмтя цэтодси катглярюто политая о использосшпшн тсс'лш ДзГиа-Сагдот.

5.Сйшти по &яо-г8цш грдфатовш ионцснтрагоп в щлгягродуктса.

Мотодц кзтриетэтзскся статистша! испояьаосмш для

обреботга результатов вкслерныглиоп и прсворко вылккгоеиш

гипотез. Ашяратши ородотьом обработка дсше слуакаа

шэш.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: 1 .Предложена аналитическая модель я методика роочото .колонной прлгозд'шей фяатшеяяви для Флотации гра{ито.

2.Ёпервиэ ньучно обосновано ц очеяяржзвто,'шго подтворадоно, что плотность газорзспродлетгзя по г,исс:а каиори га^оет ви гаыио-раепредолеиия длл дабого сочония,

а иогшшоо гаэооодеравгою для )фуглого сечения 1 саперы оОратпопропорцдоналгио зтадрату диаметра наыэры. 4.Тооротичео1Ш доказало нообходашоть учата силы Кукоаокого, оказиваюяай значительное влияют па условия закрепления и максимальную массу флотируемых частиц при флотация в каморах-ячейках о ококторнши аэраторами. /

5 .Прэдлсгюнн соотношения для определения высоты зон флотещи колонной ыашаш, затухания восходящи потоков и высоты, на которой шгашаотоя рогты "захлебывания" огаетора. Предложен методика выбора оппшаяшсЯ высоты кгшори.

б.Иоутао скЗссясанс цехооосбрамюсть флотации графита в качорпя-ячоЗкох пряиэточного тяпп л аорацшз пулыш вне кшоры о использованием ожеютров.

ПРАКТИЧЕСКАЯ щагность РАБОТЫ ;На осшоае стрсводсшии ЕоследовангЗ к установленных закономерностей разработаны прошшлояныэ образцы аэраторов-сксктсров и колонных ©дотсиаша. Колошая машша амоет два ступош. Первая ступень квадратного евчошл 0.6x0.б ы и ниоотоя 4 ы. Вторая ступень круглого сеч вши диаметром 0.5 м л высотой 3.1 и. Кот-ошшя иёшшо смонтирована на ТвЕлшокоЯ графитовой фабрике ЛОЗТ пУрзлгр&1ит", вклзчена в тошодогачеоку» охему фпотаоди графито и иошгаша при : флотации гранитовых прошгродуктоа. Два операции флотации в колонией ыешшо зешшш? охеау ыалооолшого цшаа, вклгаашуя основную.

контрольную и одиннадцать порочпстних операций.

В рядовой цикл о исключаются чотиро порочнотша операции И контрольная флотация проилродуктов. При отоы пнспойоадаетоя соответственно 35 и 13 фдотоксмор та-1.2.

■АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ ¡Оопсршо полояонлл и результаты рмйоти долоые1Ш ' и обоуэдсш но иркгооударотвешш! научно-технических кол^лрояциля в г. Когннтсгарс:« и изо 1994-1995 г.г.: на ВсороосиПсксЯ иохаупоаскоЯ

паучио-техтгчеокоЯ конференции я т. ЕкятэхлшЗурго 12-22 сентября 1995 г,г ип паучншс соикнорзк кпфэдрц оЯогсценкя шлознш ис'соивоши МША 1993-1993 г.г.: технических совещаниях АОЗТ иУродгра$пт" п 199-1-1995 г.г. н Зовальевсксго гррфптового комбината в 1993 г..

ПУБЛИКАЦИИ: По теме дассьртацни спублкксвшю кооть почвттх рвбот.

ОБЪЕМ. И .СТРУКТУРА ДЙСССТТАШМгДяооарташя состоит та РЕэдоггал, пята глпв, выводов, списка исподьаовшгасЗ .татературн, секи пршгахегаа. Содорсгит 122 страницы цзшшописного текста, вклэтеот 18 рисунков н 25 тпО/г.'-Ц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАЩЕ РАПОТ»

Поотавлышио л работа задачи решались нооладслательно начинал о изучогая газораспределения в квмзрпх флотмш о различшл.'л талана асратороп. Затеи проводились ешэт; ^дотации графита п пряшточпих ксиораа о сиекгорншя

воратораыд. На основе лслучешшх дшпшх' проводилось снолитнчесг.ое озчсшато процосоа аэрации в колонной ившяио, раирпботшза методам ее расчет») и пршшмошшЕ образец.

Иэучошю газораспределения во флотсташэрах колопшп машш о гшешотическиш и вяокторншчи аэраторами

Ода'л из асзнеСзих ©акторов при флотации является наличие и распределение гьоовой <5)ази по шсото и сэчетш каыора. Работ, в гиторзх Си изучалось газораспределение в внртнкатых коцерпх (Дотации о примененной разлгаша типов аэраторов сравнительно вошого. Взе тоньше работ по исследованию еошэоиюй работы скекторов-оораторов и кодер-ячеек иоргшсальпого тша.

Повгому о цельи выявления закономерностей гпзороапрэдолэпия по васото и оочоппь хашри проведены исследования ка лабораторных установках круглого и прямоуголиюго сбчонил о ппешатачеокика еератореми и еврраторагга-вкектораыа. Пношатическио аэраторы представляли собой розиповыо перфорированные трубки о чаолсу отверстий 60-70 на 1 см и длина. В круглую камору устанавливался езшктор с кс.мороа сыэпения в виде труби ' Вентури и дневматкчешатй аасротор. В камерах-ячейках применялись ккекторя о короткой и с удлиненной камерой сыопошш.

Щи • изучении газораспределения о номсаью метода иыоокочпототыай кондуктохттрш определен способ включения

измерительной С-ячоШм в цепь обратной связи генератора тагам сОразом.что зависимость иотпшого газооодорзшшл от разности токов чаотогсмера ¿1 пряиопропорциопалшая: МН1, ' ( 1 )

Получогшио зависимости волячшш разности токов Д1 по виоото капер! для изученных спиртов С -С идентичны. Для комары высотой 2 и установлено, что о псвцЕениои поверхностей активности спирта газооодеркшша п коэдсм сечении каморы увеличивается.

Аполиз результатов рассчитанных фпгкхшЯ шютнооти газораспределения по высоте кенары позволял" «вдвинуть гипотезу гипотезу, что плотность газораспродлония по высота кямори ¡груглого сечышя шеот вид гаюш-рпсараделония о функцией плотности пида:

0-oh hp-t 0р ( 2 j

Г(р)

где с,р - параметры распределения;

Г(р) - гаммв-^ункция Эйлера; «

- Г(р) »'Jh,,"leh 6h , ( 3 )

о

Гипотеза проверена о применением специально разработанной программы на языке TURBO-PASKAL 6.0.Провор1Ш велась по критерию х3. Установлено, что на «греша значимости q«O.C5 я для выборки нет основ тпсЗ отвергать выдвинутую

О. ов

гипотезу о гаша-распределогащ. Пойдет параметры распределения рис для спиртов при их концентрации в ездкой |>азо 10,20 и 30 иг/да3 ( таблица 1).

Таблица 1

Влияние концентрации спиртов но параметры гамма-рвспродолэняя

Спирт Пирометр С Параметр Р Критерий ха ч

Концентрация реагента, мг/дыэ

10 20 30 10 20 30 10 20 30

1.Бутвиол 2.Гоксонал 3.Нонанол 0.5 0.8 0.6 0.4 0.6 0.5 0.3 0.4 0.5 2.375 0.199 0.064 0.776 0.249 0.177 3.097 .3.296 1.724

Полученные соотношения ( 2 ) и ( 3 ) позволили аналитически опновть процесс яоращш по высоте круглой кшэрц.

Изучоние газораспрэделення в камере-ячейке о вяокторными авратсрсш щюподилооь для тех кэ опиртов и концентрация. Обгемное газосодерг:вше в зависиностн от. ьыооты двухфазной ом о си для поученных сшров продставлепо но рпс.1.

Установлено, что наиболее равномерное распределение газовой фазы по высото камеры-ячейки получено для ' ноняяола, но сбосштгав значение объемного газосодераания для наполола меньше,чем у гексанола, и а шло чем у бутанола. Зашогоюоть объемного газосодеркшгая по высоте камеры показала, что вкоктори способны обеспечить высокую степонь оэрироввыности пульни.

Для исследованного соотношения площади кявого сечения камеры и устья вхектора иь/оо= 23.4 газовая фаза приходит к | равномерному распределению на расстоянии от уотья ежектора около 1/3 всей высоты двухфазной смеси для всех иооледованных спиртов.

¿0

о ¿о ¿о ев Iо юо /го

Ь-^м

Рио.Х, Зависимость объёмного

газосодерхания от висоги двухфазной смеси для оутанола-а, гекоанола-0, нонанола-в.

ЫО, 2-20 , 3-30 мг/л.

<с 6 £ /л /.' г? и а *£>

Г, с

Рис.З, Влияние концентрации бутанола-а, гексанола-б, нонанола-в

на величину извлечения углерода в пенннй продукт при различием

времени флотации,/'-10 , —20, -,-30 иг/л / Сила Куковского-г, </«

I а.

Рис 2 . Лэрагоры-ожекторн

- 12 -

Для выяснения вопроса о плотности газораспределения по высоте камеры-ячейки рассмотрена функция плотности объемного газозодеразиая /?00. Исследована дифференциальная функция распределения ар(Ь) щи различных предположениях: оксловенциальнш, равномерном и гамью-распределении. Доказано, что данная функция имеет вид гамма-распределения.

Схэтогрсфгровеше двухфазной струи, содержащей в шдкоЗ фазе ПАВ и валетбнцойиз устья вагектора, позволило установить три оековшо зонн двиаеная двухфазного потока в камере-ячейке. Первая еона — вто зсна, в которой двухфазная струя движется о максималшаЗ скоростью к разделение газовой и кадкой фаз но происходит. Сто зона безвихревого течения. Вторая зона — зона резкого снижения скорости дшшмшя струи, ео компрессионного сз'.отля и респодо иа капли. В результате чего из нее образуются пузьрыет воздуха за счет дробления струи и выделения 'их из кикой фазы. Пузырьки начинает двигаться вверх и частично в третьи зону. В третьей золе происходит увеличение розморов пузырьков, большая часть которых начинают интенсивно подниматься вверх и меньшая часть — захватывается олова в струю.

Изучены эжекторы о диаметром устья 2.5, 4.0, 7.0 ш. Установлено, что для минимальных размеров образующихся пузырьков при дроблении двухфазной струи для всех исследуемых спиртов С,-С. число Вебера «а находится в

4 9

- 13 -

пределах Со =16-23. Это позволило одолать вывод, что распад струп слабо зависит от формы устья ояоктора и ого размеров, а определяется лишь характернотиксиа потока.

Найлоны оптимальные соотношения основных копструютшных параметров ояекторов о коыпвютоа струой: о удлиненной камерой смешения п о камерой смешения в гшде трубы Вентури. Обоснована целесообразность применения таких конструкций аэраторов для аэрации графитовой пулыш шю камеры, так как опн позволяют достигать вноокум отепонь еэ аарированности. Так коэффициент пнжекцни, ровный:

где V«- количество подсасываемого воздуха;

VP- количеотво подаваемой пулыш через внзктор.

для вкокторов о удлиненной камероЗ сыепеяня в зависимости от величины противодавления находится d пределах 11. «6.56-0.71; для окектора о камерой смешения- и взда трубы Вентури К. ,=0.51-0.58. На величину ковф|пциопта

Inj

ппаекцви влияет высота пулыш в камера.

Опрэделепо, что при работе эжектора bosmoshu два раяошо: первый — о большим заяаоои коофЯмцвента шиекцни, второй -- о максимальным коефЕациоптсм инкэкшт. Для первого рекима увеличение подсоса воздуха вшивеет роот шоота двухфазной емаои без снииешш пэличшш кй&Мицпента шшокцга. При увеличения ковФЕяциенто шкокцки высота двуфазяой смеси увеличивается. Присутствие в ожэкцяонпой

. -14 -

средо ПАВ и увеличение ого концентрации ведет к росту выооты двухфазной сиесп при одинаковых ковффщиентах шшокции. В качество поверхностно-активного • вецеотва испытан реагент ВКП, копользуешй при флотации графдта ев Тойгинской графитовой фабрике.

Для регаша о максимальным коэффициентом инзекц;ш увеличение высоты двухфазной смета вздет к сниаению количоствза подсасываемого воздуха. Впервые

установлено, что о регатой концентрация рэогента пенообразователя в ежэкциояной срода коэффициент инжекции/ оюжяетоя. Начиная о концентрации ВКП «3.3 мг/да3 исчезает снарядный роютд движения газовой фазы , во воем исследованном диапазоне изменения коэффициента иккекшш. Наличие двух режимов работы ааектора в присутствии ПАВ обгоняется изменением рехшмов истечения газоаидкосгной смеси из устья вкектора и изменением соотношения меэду охекционной и ежектируемой средой. ,

Установлено, что сильное снижение коэффициента инжекции имеет место при низких концентрациях ВКП до 2-3 мг/дм3. Бра высоких концентрациях ВКП снижение вдет медленнее. В, критическом случав по достижении определонного значения величины противодавления екектор переходит в реииы "захлебывания" и флотация прекращается. .

Изучение режимов работы екекторов и движения двухфазных еыеоей в камерах позволило найти .оптимальные соотношения

-15-

остошшх конструктивных параметров о гго кторов: соотношение днсыотров горловины и ссша (dj/d,) а длшш горловины для разных типов авраторов и величины углов коифузора и дф$узсра для екектсра о камерой смепешш в виде труби Вентури. Вид разработаппых аераторов-внекторов приведен на рио.2.

Исследование влияния сшш Жуковского при флотации графита в камерах о егекторпши авраторами

Изучепие работы окэкторов и рошшоа движения двухфазных потоков в камерах-ячейках позволило сдолать вшзод, что в узкой камере и высокой скорости вылета струи из устья Виктора на образование флототеишгакза и величину ипоеы сфлотпровапши частиц будет оувдзствеппоэ влнянио оказывать сила Яуковского.

Так как внэкторы способны обеспечить . гыоскуи степень аэрированпости пульпа, то для изучения закономерностей флотации в каморах-ячейках о эаекторшвш аэраторами н йорацией пульпа пие камеры проведены опыта по изучению пязшзия поверпюотноЗ активности рэагэнтоз а времена флотации па воличнпу извлечения углерода в концентрат. Время ' флотации принято ' определять ' временен подьеиа фдотокошлокса после вылета из устья огежгора до перелива в пенный 20лоб. Результаты опытов ( рис.3 ) показывает, что чем вше поверхностная ектшшоегь реагента, тем

г

Пенями продует

ч

с£рос Кац&рнаго прсЭаеияс)

Я-А

1Ьа

Рис,1*, Камера-ячейка прямоточного типа.

1-эжектор

2-кем ера

3-вихрестох

лоЭсос вовЭыха

Охем;л колени 0:1 флотомаиани

Дррв/яор -Эжектор с- ¿¿омлах1Г>ной

б.&Лаки эжекторов

ггрои

¡еныпал ого концентрация требуется для достиаешш алболывего извлечения углерода в концентрат нрн опоотавимоы з{ачеетвв концентрата. Необходимо отметить алпчне окотромального характера зависимости извлечения от рэмепи флотации в камере-ячейке. Это можно объяснить опыленном селективности флотации графита о ростом высоты амеры.

Исследование влияния реагента ВКП на показатели нотации грс^ота о походной зольностью 12.4 % в мерах-ячейках прямоугольного и ' 1сругдого оечения таблица 2 ) позсазнваот, что увеличение концептрацпи ЕГО > определенного зиьчетш в камере круглого ' сечения ганвает утзолипошш извлечения углерода в пошшй продукт, га этом для достпзепия высоких показателей флотации юфгга требуется капая концентрация ВКЛ.

Следует отметить, что для дооткяешя одинакового хода пенного продукта, равного 84-85 % нагрузка на камеру шоугольного сечения выше, чем па камеру круглого чения. Поэтому для аерирования пулыхн вне каморы способа ввода пульповоэдукной смеси в камеру важным ктором является ее форма.

Результаты опытов и теоретических ' •«следований адетельствуют, что прямоугольное сечонио кодера позволяет эепечить более благоприятные условия дяя е;яотпнгл гранта г зходящую скорость потоков в номере л стяснргчц'р флот-зцэт

Таблица 2

Результаты флотации графита при различных резошах в прямоточных камерах -

Вид камеры и режим Кощ. ВКП, ыг/л Давл. перед еаект. Р .ати а Расход пульпы V ,ом3/о р концентрат Нагрузка на камеру Ч,(Гсма

выход 7 „.* зольп извлечен е.Й

1.Камера-ячейка пршоугол. типа -рвкпм 1 -рашм 2 7.2 9.0 0.45 0.45 100 100 57.8 85.0 6.3 7.0 61.8 90.2 0.089 0.089

2.Камера

круглая

-роааш 1 0.5 0.7 100 54.9 6.0 58.9 0.037

-роким 2 2.7 0.7 100 85.0 7.9 89.4 0.057

-реким 3 6.84 0.7 100 84.0 8.2 88.0 0.024

частиц. Поэтому весьма перспективны!! является флотация графита в каиерах-яча&ках прямоугольного типа о еаектораш.

Результата флотации графита в камерах-ячейках с игэктораии показывают, что процесс'идет вф£ективной, чем в камере круглого сечения. Достигается шоокиЛ выход и извлечение углерода в концентрат при достаточно калых концентрациях реагента в пульпа. Такой аффект обусловлен особенностью флотации в каперах-ячейках. Елогодзря узкой форме камеры-ячейки и высокой скорооти вылета многофазной струи из устья еаектора, в так в силу неравномерности обтекания флотокомплекса пото1£ом на него начинает действовать оила Жуковского А ( рио.З ), которая оказывает значительное влияние на условия закрепления и максимальную

массу частиц гранта, закрепившихся на пузырыю. Эта сллз рзноо не учитывалась. Для различит размеров частиц при скорости набегаадого потока 1 и/о, окорооти потока

днркуляцш 1 м/о л скорости движения флотоксыплекоа 7а* Р^ультвтн сравнения максимальной массы чаотиц графита плотностьп ¡=2.3 г/см3 закрепившихся па пузырьке о /чатом силы Жуковского н без нее приведены в таблице 3. [ Принято, что частица закрепилась па пузырьке дашэтром 1т).

Таблица 3

Вляявно силы Яукопского па макснмал"..пув массу частиц графим, звкрешшплхся на пузырьке

Размер частицы. Сила сопротивл. Р ,Н Сила Куков. А, Н тА/ш о о

50 100 500 800 6.23*10"° 1.65*10"® 6.59»Ю"® 1.56*10", 4.28*10" 2.0 10.94 297.9 763.4

ала .Чуковского оценивслаоь по соотношению:

А = р и Г. ( 5 )

' р о

Г И 2П 1»кг, ( 6 )

цэ р - влогнооть пульпы: р

.и - линейная скорость потока циркуляции;

Г - циркуляция; г - радиуо флотокомплекса.

Выоокая скорооть. вылета струи создает более мгоприятные условия, для закрепления чаотиц графита на

пузырьке. Теоретический анализ показал, что возникновение сшш Нуковского в момент образования флотокомплекоа приводит к увеличению маосы частиц графита на пузырьке в деояткп ■к сотни раз. Именно ата сила шкет сшшциировать к флотации труднофлотируешо частицы и существенно расширить спектр флотируемых минеральных частиц.

Таким образом, при флотации в камерах-ячейках с сжекторншш аэраторами сила Куковогаго оказивеот значительной влияние на уоловия закрепления и максимальную массу флотируешд частиц. Поэтому для флотации графита необходимо создавать флотокамерн прямоугольного оочения о езгектораш.

Аналитическое моделирование колонной машны для флотации графита

Описание распределения газовой фазы по сечении комэрц произведено ва основе квазягоыогешой модели, в которой предполагается, что условия изотермические и дисперсность газовой фазы на i-том уровне одинаковая:

f£r S

зх 30 • зХЕ° /( 7 )

где d - диаметр пузырька;

b

pf~. плотность фаз в колонне;

градиент плотности фаз в камере.

ах

IIa основа продложогаюго подхода доказано, что ясгинпое газосодеряанле р в лгоЗом соченш круглой камеры оератнолропорцпоналъно im ядрату диаметра отая камеры:

(8 )

где ф - истинное гсзоссдоржанив; ü, - диаметр камеры.

п

сошП = Н(р'+ 2Л_)/( ШР" № )( ( 9 >

К 16 Г13

где В - число пузнрьков в слое Ыг:

а - поверхностное натякешзе на границе гидкое-газ; В - газовая постоянная;

Т - абсолютная температура; р"- плотность газовой фазы;

Для камэрн-ячейки ( рпо.4 ) выведена ооотнояешт, позволяющие определить высоту зоны Флотация с учетом времени флотации и скольжения фаз и = I а '."о :

ГР ь

h а 1_ {/ЛЖ.

2 ✓ Р_ Öv

+ и),

( 10 )

1Ш1 „

2 ак(1-р)

( 11 )

г

- ?г

Затем получэшюэ значение сравнивается со вначевием высота, на которой затухают восходядае потоки

Ь = и X . ( 12 )

Б

и величиной противодавления в камере, при котором начинается реззш "захлебывания" окоитора:

К' 2

= /Н- * # 2 ) 0 ( ( 13 ,

У "

ЯРД (НО

где 11 ,Ь ,>1 - соответственно высоты зон флотации; затухания восходящих потоков и "заоебываная" екектора;

X - преыя флотации; р^- плотность пульпы; Ш - критическое число Вебера; а - диаметр пузырьков;

и

оо- скорость вылета трехфазной струи из устья вдактора;

Ы ,И - соответственно плоцадь кшого сечения устья е«ек-

тора и камеры-ячейки; ¡3 - объемное газосодераанио;

V - восходящая скорость потоков в каморе;

С - маосовый расход пульпы чорез Ежектор;

¡1=0.414 - кооффициэнт

Выбор высоты зоны флотации осуществляется из условия:

То есть, высота зоны фпотгаяш должна сыть меньше или равна высото затухания восходглгвх потоков и мвньао высоты "захлебывания" взгекторв.

- гз -

Промнллеттно пспатшпт колоппоЯ флотонашпш

На основе лабораторных исследований и прадлокошой .юдоли' колонной Ы9ЕЛНЫ о еаекторшши аораторсыи разработан промышленный образец двухступенчатой коленной &лотсмешгаш. Первая ступень сечением 0.6x0.6 м имеет высоту 1 п. В ней установлен еоратор-ожоктор пульпы о компактной ¡труей с диаметром сопла 10 мм п диаметром горловины 36 мм. Секционной средой является пульпа. Вторая !тупень круглого сечешя диаметром 0.5 м и енсотсй 3.1 u о жокторпши аэраторами о удлиненной камерой смешения. йаметр сопла равен 7 мм, даьметр горловины 14 мм. 'Явкцношюй средой является вода. Эяенторы собраны в три лока по четыре еяектора в каздем. Блоки установлены по ериметру камеры о центральным углом 120°. Предусмотрена одвча реагента ВКП в воду аэратора через трубу Вентури. хема флотомапкны приведена на рис.5. Для увеличения ериштрэ пенооъема в конструкциях колонных фпотшашин становлон двухскатный ¡колоб по центру камеры.

Флотомаиина смонтирована на Тайгинской графитовой абрике АОЗТ "Урал^рафит" и включена в технологическую схему нотации графита. Рядовой цикл флотации .влючает основную, знтрольнуя. 12 порочистных операций флотации и флотацию юмнродуктов. Мзлозольный цикл состоит из основной, мтрольнсЯ, 11 порочистных флотация и двух . операций

- 24 -

дсфлотации проипродуктоБ. Прошшлошшо испытания колонной иапиш проходили о 1.03.95 по 7.03.95 г.г. п о 10.10.95 по 20.10.95 г.г.. 11а флотацию напрплялоя пешшй продукт после 7-ой порзчистной флотеции рядового н 7-ой перочвотной флотации малозольного циклов. Сравнительные показатели флотации в колонной и ыэхшшчесгагх мошнах приведены в таблица 4.

Таблица 4

Сравнительные показатели флотации в колонной и моха1шчооко15 флотсысшшшх

Флотируемый продукт Колонная флотомсшна Механическая флотоыаш

Исход зольн % Выход конц. % V Зольн конц. % ш ше % Поход зольн % Выход конц. * Зол. конц % Й5 да§ %

1 .Концентрат 7-ой перочпог -М1 рядового цикла 18.5 Б8.3 9.4 91.3 20.7 60.6 9.2 69.4

2. Концентрат 7-ой первчиот-101 малозольного цикла 1.6 82.7 1.1 83.1 1.5 82.4 1.2 82.7

Результаты прсаявшншцх испытаний показали, что колонная флотсмашша заменяет в малозольном цикле флотации четыре перочистныо операции с (8-ой по 11-ю), высвобоздая 8 камер о уотановочной иоащоотью 44 квт. При флотации концентрата'7-ой перечистки рядового цикла колонная машина заменяет токко четыре первчиотшв операции с (9-ой по 12-ю). и выовобоадает 13 флотокамер о установочной мощпоотью 71.5 квт,

Do громя прошгалшпок зтспнгштй производет зк^ора аоосодорпюшя по ваоота круглой ксмчри. Результата замеров олгоотьв подтвердила выводи лабораторных исследования о аракторэ газораспределения по высота кглэри. _ Установлено, то для рабочего рсг,тап флотации графита необходимо давление одч перед аэраторами Р^« 115-140 иПа. 'Это обеспечивает сэОДицгонт шпзокцни К. .= 0.62-0.65.

ln J

Изучение работы ооратора-сяенстора пульпы о компактной труоЯ ПСКГ.30Л0, что при расходе пульпы чзроз озеютор =9-10 м:,/чоо о содержанием твордого до 4-5 Я Оеозечзаоетпя нормальный рэ:®м его работа л флотации ря£ята. При таких условиях кооданшепг шнектш составляет . ,=0.48-0.56.

Inj ,

Промышленные испытания показали вф^ектистость п адеяюстья созданного флотационного оборудования. Колонная впила о аарэторами-екекторамл приня та к использованию аа ойгипскоЯ гроф!тсвоЯ С-эбрико.

Ha основе результатов • крс;гапшонных испытаний датируется вместо молозольпого цикла использовать две порации флотации с щгаиенением колошшх масяш, что позволит оздать малоол^рационную. низкозноргоемкую технологии дотации графтгй, обеспечить значительное повышение о7JH1K0-окономиче сют показателей. Ток при флотации в колонне онцэнтрата 7-оЯ перечистки рядового цикла охшдоемоя коноши от штаты за електроеноргай составит 32.12 млн.руб./год

( к ценах на шеи» 1995 г. ). При флотации концентрата 7-ой перечистки малозольного цюию 19.1 мгл.руб./год.

Выводы по работа

Предложен подход для репэния актуальной проблемы разработки модели. иетоднга расчета п создания промышвнного образца колонной мешшш для Дотации гра£ига. Основные научние и практические результаты работы

заключается в слодувдсы:

1.Разработала аналитическая модель и методика .раочати колонной прямоточной флотокошпш о вжокторныш аориторашз.

2.Теоретически обоснована небходдмость учета си:¡и Буковского, оказшюодеИ значительное влияние на . условия закрепления па пузырьке и позвсшянгеП повысить массу флотируешь, чесгиц.

3.Впарвые установлено, что плотность газораспределения по висото камеры имеет вид гамма-распределения. Определены параметры распределения для ПАВ: бутанола, гекоалолй,

нопансла.

4 .Научно обосновано и экспериментально нодтверэдэно, что иотшшое гвзосс -ерканио $ в любем сечении круглой каыоры обрьтиопроторционалъЕо квадрату диаметра камеры.

5.Найдена оптиыалышэ соотношения основных кензгруктишшх параметров оиекторов для аэрации пульпы.

6.Научно обоснована целесообразность оорэциа гр^итовой

- 27 -

. пулъпц ига камеры при пешая охокторов и флотации гранита в камэрах-ячеаках.

7.Разработал промышленный образец колонной ыаиины о охокторншп, аэраторами. Промыалошко испытания показали

• надсхзюсть п ойективность их работа. Колонная кгиянз принята и использованию на ТаЯтнекай гранатовой фабрике.

8.Создана малоопзрзциоштя, онергосборегвщвя технология флотации графита. Спияекио затрат па электровноргиэ составит 51.22 илп.руб./год.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЯ

1.Кунакбаов В.Р., Гурэма В.В. Закономерности распределения флотацистшх фаз по высоте колонкой флотсмашты// Состояло и перспективы развитая научно-технического потонцнела вгшоуральского региона:Тезнсы докладов некгосуд. пачно-техн. конф. 16-21 мая 1994 г.— Магнитогорск, 1994.— С.126-127.

2.Кунакбаев В.Р., Гурона В.З. Применение колонной флотомаялжн ну* Дотации гранта Тайпшоксго «остороазденкя// Развитие сырьевой базы цромшлвшшх зрэдпрппятиа Урвлв: Тезисы докладов неэтосуд. научно-тохн. жрф. 16-20 мая 1395 г,— 5.!згни?огсрок, 1995.— 3.113-119.

Э.ЧпяевскиЯ В.Б., Кунакбаев В.Р., Гурэне В.В. Научные основа

- га -

создания и нрзаенсилш високовйФокгавЕото низко&нерюоисого флотационного оборудования.// ©ундшыгаалышэ проблеш иатоллуршп: Тознси докладоа иагйуз.научпо-яогн.ковЗ. " 20-21 сентября 1SS5 г.— Екатеринбург, 19Э5.— С.33-39. 4.К.упа:соьев В.Р.."Гуреиа Б.В. Влияли о раагонтсщ кг. газораспределение- в кодоннш барбортшшои аппарате// Наследование иколопш п оценка состояния стронтедышх конструкций. прсисооруаапй, швюноршх систем, ььзрго-и рэоурсооборзгагдкг технологий: сборка: шучшх трудов.— иапштогорск, 1995.— С. 171-17?.

б.Купахбаоз В.Г-. О шевмогидравличвских вврьторах.//

Исследование . вкодогсд к оценка состояния отроитвлиаи конструкций, происооруненпй, инзенершх систем. енорго- к ресурсосберегающих технологий.— Магнитогорск, 1995.— С.177-183.