Вибір та розрахунок обладнання для флотації
Вибір флотаційних машин проводиться на основі властивостей сировини, що збагачується, характеристики флотаційної пульпи, можливості отримання максимальних технологічних показників, мінімальних енергетичних витрат, простоти регулювання та експлуатації.
Для флотації корисних копалин використовуються в основному механічні, пневмомеханічні та пневматичні флотаційні машини. У механічних машинах імпелери засмоктують повітря з атмосфери та диспергують, у пневмомеханічних машинах в аератори атмосферне повітря подають під тиском; а в пневматичних немає механічних аераторів, вони діють, використовуючи енергію повітродувок, вакуум-насосів або насосів, розташованих поза машиною.
В даний час є багато даних про порівняльні випробування різних типів флотомашин, що характеризують ефективність роботи порівнюваних машин у конкретних умовах фабрик, стосовно сировини, що переробляється на фабриках. Аналіз цих даних свідчить у тому, що здебільшого технологічні показники флотації при застосуванні різних конструкцій машин немає істотних відмінностей. Тому вибирають типи флотомашин не так на основі одержуваних технологічних показників під час використання різних типів флотомашин, але в основі техніко-економічних показників їх експлуатації, зручності регулювання, зупинки і запуску машин. Можна зробити висновок про те, що прийняті флотаційні машини мають забезпечувати:
1) велику продуктивність та високі технологічні показники;
2) регульований і досить високий ступінь аерації пульпи;
3) рівномірний розподіл бульбашок повітря та мінеральних частинок по всьому об'єму камери;
4) максимальну частоту зіткнення частинок зповітряними бульбашками при мінімальних відносних швидкостях їхнього руху;
5) швидке та повне видалення мінералізованої піни з машини;
6) ефективне використання виробничої площі та низьке споживання електроенергії;
7) простоту запуску, регулювання та заміни деталей;
8) надійність у роботі та великий міжремонтний період.
Пневмомеханічні машини, порівняно з механічними, споживають на 15-20% менше електроенергії, мають у 1,5-2 рази вищу питому продуктивність, простіше у виготовленні та зручніше в експлуатації. Відмінна особливість цих машин полягає в тому, що імпелер обертається з частотою, необхідною для підтримки частинок у зваженому стані та тонкого диспергування повітря, повітря подається в машину від повітродувки під тиском Ризб = 10-30 кПа. Надходження повітря від повітродувки дозволяє в порівнянні з механічними флотомашин забезпечити постійний витрата в машині, незалежно від зносу аератора і регулювати його по фронту флотації.
Механічні флотомашини є найбільш енергоємними та вимагають більш частих ремонтів, ніж пневмомеханічні. Вони застосовуються при флотації крупнозернистих пульп.
Пневматичні машини мають просту конструкцію, незначну витрату електроенергії та порівняно високу продуктивність. До недоліків цих машин відносять можливість осадження великих частинок і частинок з високою щільністю, неможливість підсмоктування проміжних продуктів, що вимагає установки насосів, нестабільні технологічні показники при флотації руд, що важко флотуються. Їх застосовують для флотації легкофлотованих корисних копалин малої та середньої щільності.
Оскільки мідна руда, що збагачується на Бурибаївській фабриці, щільністю 3,8 т/м 3 легкозбагачувана, в результаті,різної вкрапленности мінеральних зерен, і невеликий розгалуженості схеми, зупинимо свій вибір вітчизняних пневмомеханічних флотаційних машинах типу РИФ, т.к. вартість їх нижча за іноземні машини, простіше обслуговування, а також вони мають ряд переваг.
Модульний принцип конструкції флотомашин дозволяє ефективно впроваджувати їх під час реконструкції старих підприємств з обмеженою висотою покрівлі та вантажопідйомністю кран-балки. Завдяки такій конструкції флотомашини легко транспортувати як залізницею, так і автомобільним транспортом.
Якісно нові гідроаеродинамічні умови, створювані аераційними вузлами нової конструкції РІФ за рахунок оптимальних придонних і висхідних потоків пульпи, дозволяють збільшити кількість повітря, що тонко диспергується, і знизити потужність, споживану приводом блоку аератора нової конструкції.
Найкраще диспергування повітря та вертикальна циркуляція пульпи забезпечують отримання високих технологічних показників при великих продуктивності потоку пульпи.
Успішна флотація часток широкого діапазону крупності, зокрема класу 0,2 і більше.
Підвищення технологічних показників щодо вмісту та вилучення корисних компонентів у концентрат, зниження втрат у хвостах.
Блок імпелера має роз'ємний вал.
Висока експлуатаційна надійність.
Особливістю даних машин є те, що для підтримки рівня пульпи в каскадах флотомашин секції проміжної розвантажувальної кишені забезпечуються системою автоматичної стабілізації рівня пульпи, яка:
Забезпечує високу надійність з допомогою двоканальної системи регулювання;
Надає можливість візуального спостереження поточного та заданого значень рівня пульпи, а також можливістьшвидкої зміни будівлі та установок регулятора;
Має високу швидкодію, що забезпечує плавність регулювання рівня пульпи;
Забезпечує можливість контролю поточного значення густини пульпо-повітряної суміші;
Має довговічність, що забезпечується конструкцією датчика рівня пульпи, не схильного до заростання на відміну від поплавкових датчиків, а також використанням високонадійного автоматичного регулятора;
Дозволяє виключити вплив густини пульпи за рахунок двох п'єзометричних датчиків, опущених на різну глибину камери;
Дозволяє стабілізувати рівень пульпи з точністю ±10 мм за зміни рівня пульпи в діапазоні від 0 до 500 мм, за рахунок застосування високоточного мікропроцесора регулятора з двоканальною системою регулювання.
У зв'язку з вищеописаними перевагами пневмомеханічних машин і безпосередньо машини «РІФ», а також з тим, що мідно-цинкові руди збагачуються переважно методом пінної сепарації, установка флотомашин даного типу ефективна та виправдана.
Вихідними для розрахунку машин є розрахована водно-шламова схема.
Визначаємо хвилинний дебіт пульпи у кожній операції флотації:
де V - годинний дебет пульпи, м3/год;
Визначаємо оптимальний обсяг камери флотомашини.
Необхідний обсяг флотомашин розраховується з часу перебування пульпи в камері флотомашини.
Для пневмомеханічних машин одно:
Розрахунок флотаційних машин
Приклад розрахунку розглянемо операції міжциклової флотації.
Визначимо хвилинний дебіт пульпи
Для пневмомеханічних машин одно:
Для даної операції підбираємо машину з об'ємом камери 16,0 м 3 час флотації для даної операції 12 хв. Визначаємокількість камер:
де n - необхідне число камер флотомашин для операції;
V - кількість пульпи, що надходить в операцію, м3/хв;
t - тривалість флотації в аналізованій операції, хв;
Vк - геометричний об'єм камери, м 3;
К – відношення обсягу пульпи в камері під час роботи флотаційної машини до геометричного обсягу камери, К = 0,7 – 0,8.
до встановлення приймаємо 5 камер.
Аналогічно проводиться розрахунок флотаційних машин інших операцій. Результати розрахунку наведено у таблиці 2.1
Результати розрахунку необхідної кількості камер флотаційних машин.