close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4006

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4006
(13)
C1
(51)
(12)
7
B 03D 1/02,
B 03D 1/24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФЛОТАЦИИ ВЕЩЕСТВ С МАЛОЙ
СТЕПЕНЬЮ ГИДРОФОБНОСТИ И/ИЛИ МАЛОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ
ПЕНООБРАЗНОГО ПРОДУКТА, В ОСОБЕННОСТИ СМЕСИ СОЛЕЙ
(21) Номер заявки: 950430
(22) 1995.04.21
(31) P 44 16 261.8-24
(32) 1994.05.07
(33) DE
(46) 2001.09.30
(71) Заявитель: Кали унд Зальц ГмбХ (DE)
(72) Авторы: ГЕТТЕ, Йост, ШНЕЦ, Харальд,
ЗИНГЕВАЛЬД, Арно (DE)
(73) Патентообладатель: Кали унд Зальц ГмбХ (DE)
BY 4006 C1
(57)
1. Способ безымпеллерной флотации веществ с малой степенью гидрофобности и/или малой стабильностью пенообразного продукта, в особенности смеси солей, включающий аэрацию кондиционированной
пульпы с помощью аэрирующего приспособления, формирование аэрированной пульпы в виде вертикальной
свободной струи, входящей в разделительную камеру с образованием в ней пенного и остаточного продуктов, и вывод продуктов из разделительной камеры, отличающийся тем, что аэрированную пульпу, выходящую из аэрирующего приспособления, разбавляют пульпой меньшей плотности или несущей жидкостью с
формированием вертикальной свободной струи, окруженной оболочкой из пульпы меньшей плотности или
несущей жидкости.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пенный продукт, образующийся у верхнего края разделительной камеры, поддерживают воздушной подушкой.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что воздушную подушку образуют вдуванием воздуха.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульпу меньшей плотности или несущую жидкость подают по
периметру свободной струи.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что пульпу меньшей плотности или несущую жидкость подают
коаксиально свободной струе.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульпу меньшей плотности или несущую жидкость подводят
к началу свободной струи.
Фиг. 1
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уровень жидкости в разделительной камере поддерживают
вблизи верхнего края разделительной камеры.
BY 4006 C1
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образующийся пенный продукт направляют в несколько радиально расположенных пеносливных каналов.
9. Устройство для безымпеллерной флотации веществ с малой степенью гидрофобности и/или малой стабильностью пенообразного продукта, в особенности смеси солей, включающее разделительную камеру
(1,1а), аэрирующее приспособление (4, 4а), сообщенное с приспособлениями для подачи пульпы и сжатого
воздуха и приспособлением для формирования аэрированной пульпы в виде вертикальной свободной струи,
отличающееся тем, что приспособление для формирования аэрированной пульпы в виде вертикальной свободной струи представляет собой установленную в разделительной камере (1,1а) по меньшей мере одну вертикальную открытую сверху направляющую колонну (8, 8а), при этом аэрирующее приспособление (4, 4а)
расположено под нижним концом направляющей колонны (8, 8а) коаксиально ей, а между аэрирующим приспособлением (4, 4а) и направляющей колонной (8, 8а) выполнены отверстия (9, 9а), через которые подводится пульпа меньшей плотности или несущая жидкость.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что отверстия (9, 9а) для подвода пульпы или несущей жидкости расположены коаксиально с аэрирующим приспособлением.
11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что разделительная камера имеет несколько направляющих
колонн (8а).
12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными в верхней зоне разделительной камеры между направляющими колоннами (8а) пеносливными каналами (15), которые оканчиваются
в общем пеносливном приспособлении (16).
13. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными в верхней зоне разделительной камеры пористым кольцевым трубопроводом (18), по которому вдувается воздух.
(56)
SU 822904 A, 1981.
DE 3801905 A1, 1989.
Изобретение относится к способу и устройству для безымпеллерной флотации веществ с малой степенью
гидрофобности и/или малой стабильностью пенообразного продукта, особенно смеси солей, путем насыщения скондиционированной пульпы воздухом в разделительной камере с помощью устройства для насыщения, из которой пульпа затем выходит в форме свободной струи.
Согласно известному способу флотации, осуществляемой без стационарного перемешивания (называемой
пневматической или безымпеллерной флотацией), скондиционированную пульпу нагнетают в реактор для насыщения под большим избыточным давлением. В нем проводят насыщение пульпы подводимым извне сжатым
воздухом. Из реактора насыщенную пульпу подают в разделительный резервуар, где формируется свободная
струя (статья А. Югмана и У.А. Рейларда" Исследования в области пневмофлотации различных остаточных и
сырьевых продуктов с применением флотационной системы", опубликованной в "Aufbereitungstechnik", 1988, № 8,
с. 471). Гидрофобные, прилипшие к пузырькам воздуха частицы твердого вещества достигают поверхности
разделительного резервуара и образуют пену, тогда как гидрофильные, не связанные с пузырьками воздуха зерна выпадают из свободной струи или их часть выпадает из пенного продукта, опускаются и осаждаются внизу в
виде флотационного осадка.
Осуществление этого способа приводит к высокой скорости потока при входе насыщенной воздухом
пульпы в разделительный резервуар и соответственно - к турбулентности в данной области. Это приводит к
тому недостатку, что большая часть агрегатов из зерен и воздушных пузырьков разрушается из-за этой турбулентности, вследствие чего зерна могут оседать и что приводит к соответствующим потерям при флотационном обогащении.
Для избежания этого недостатка было предложено вводить насыщенную пульпу с большой скоростью в
подъемную трубку, в которой начинается замедление и вследствие этого должно происходить соответствующее уменьшение энергии потока (см. статью А. Юнгмана и У.А. Рейларда "Исследования в области пневмофлотации различных остаточных и сырьевых продуктов с применением флотационной системы", опубликованной в "Aufbereitungstechnik", 1988, № 8, с. 473.).
Однако этот способ имеет тот недостаток, что в области вхождения свободной струи создается значительная турбулентность из-за существующих там давлений, приводящая частично к обратному течению, а
это означает, что агрегаты из зерен и воздушных пузырьков не попадают в пенный слой кратчайшим путем в
верхнюю часть подъемной трубы. Это является недостатком, поскольку воздушные пузырьки могут разрушиться или лопнуть, вследствие чего снижается выход полезного продукта, получаемого при флотации
(сравните также с немецкими патентными заявками DE-OS 31 11 506, DE-PS 38 01 905).
Задачей изобретения является разработка способа и устройства, обеспечивающих более эффективное
протекание пневматической флотации, особенно, чтобы агрегаты зерен и воздушных пузырьков направлялись таким образом, чтобы как можно короче был путь агрегатов из зерен и воздушных пузырьков из уст2
BY 4006 C1
ройства для насыщения до пенного слоя и тем самым уменьшилась опасность разрыва воздушных пузырьков
по каким-либо причинам. При этом необходимо учитывать, что сохранение структуры пузырьков зависит от
времени.
Задача, согласно изобретению, решается тем, что насыщенную воздухом пульпу разжижают пульпой,
имеющей меньшую плотность, или разбавляют жидким носителем и эту смесь в разделительной камере
формируют в вертикальную свободную струю, имеющую оболочку, при этом пульпу меньшей плотности
или жидкий носитель предпочтительно вводят коаксиально вокруг объема и в начале свободной струи.
Пульпа меньшей плотности означает, что соотношение в ней количеств твердого вещества и жидкого носителя является меньшим по сравнению с исходной пульпой.
В результате этих мер достигается то, что в дальнейшем свободная струя приобретает значительно более
спокойное течение, поскольку из-за введения пульпы меньшей плотности или жидкого носителя прекращаются турбулентные явления и обратное течение и, следовательно, смесь зерен и воздушных пузырьков достигает пенного слоя кратчайшим путем.
Подачу жидкого носителя или пульпы меньшей плотности осуществляют непосредственно после форсунки, коаксиально к свободной струе.
Вследствие более спокойного течения свободной струи предотвращаются столкновения друг с другом агрегатов зерен и воздушных пузырьков и, как следствие этого, снижается опасность разрыва воздушных пузырьков этими агрегатами.
Для того чтобы можно было побыстрее удалить образующийся в верхнем конце свободной струи и разделительной камере пенный продукт, во избежание образования пенных растворов, зависящего от времени,
стараются, чтобы образовывался только относительно тонкий его слой, примерно 5-10 см. Это достигается
тем, что уровень жидкости в разделительной камере поддерживают вблизи верхнего края этой камеры. Такое же действие оказывает и мера, состоящая в том, что образовавшийся в верхнем конце свободной струи
пенный слой поддерживается воздушной подушкой. Пенный слой, образовавшийся над этой воздушной подушкой, легче "соскальзывает" в соответствующие пеноотводящие каналы и выносится оттуда, в результате
чего сводится к минимуму время пребывания в свободной струе агрегатов зерен и воздушных пузырьков и,
как следствие этого, уменьшается опасность разрушения структуры пузырьков.
Образующуюся пену целесообразно отводить в несколько радиально расположенных пенообразующих
каналов.
Образование воздушной подушки в верхнем конце свободной струи легко происходит благодаря тому,
что в верхнюю область разделительной камеры вдувают воздух.
Согласно изобретению, способ впервые относится к пневматической флотации систем, в которых насыщенные растворы применяют в качестве жидкостных носителей и проводят обогащение солей океанических
отложений. Способ обеспечивает разделение ценного продукта, содержащего избыток каменной соли, с хорошим выходом и чистотой.
При этом можно так проводить процесс, что, например, в пену попадает кизерит. Применяя другие кондиционирующие средства, можно осуществить флотационное выделение хлорида калия в пенный продукт. В
свою очередь, используя другие кондиционирующие средства, можно получить в пенном продукте такие
минералы как каинит, шенит, карналлит, лангбейнит или каменную соль.
Устройство для осуществления способа отличается тем, что в разделительной камере расположена, по
крайней мере, одна вертикальная, открытая вверху направляющая колонка, и в нижней части имеется устройство для насыщения воздухом, причем вблизи его расположены отверстия через которые подают пульпу
или свежий жидкостной носитель для разжижения флотационной смеси. При этом отверстия, через которые
подают пульпу или жидкостной носитель, расположены коаксиально к устройству для насыщения.
На прилагаемых фигурах в качестве примеров показано несколько устройств, посредством которых более
подробно раскрывается способ согласно изобретению.
На фиг. 1 показано устройство в его основной форме выполнения.
На фиг. 2 показано в разрезе устройство для осуществления способа в особой форме выполнения.
На фиг. 3 показан вид сверху устройства, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 4 показано устройство в другой форме выполнения.
На фиг. 5 показан вид сверху устройства, изображенного на фиг. 4.
На фиг. 1 разделительная камера обозначена цифрой 1, в камере находится наклонное основание, имеющее отверстие 3 для стока, через которое удаляют флотационный осадок.
Свежую, скондиционированную пульпу подают через подводящую трубку 5 и через воздухопровод 6 к
пульпе подают воздух. У верхнего конца подводящей трубки 5 смонтировано устройство 4 для насыщения
воздухом, выходящее в воздухопровод 6. Из насыщающего устройства в месте 7 выходит насыщенная пульпа в форме свободной струи 7а, имеющей оболочку. Свободная струя формируется благодаря направляющей
колонке, обозначенной цифрой 8, и в целом она имеет форму трубы. Во время выхода свободной струи из
насыщающего воздухом устройства и подачи ее в направляющую колонку, благодаря соответствующему
давлению к струе одновременно коаксиально направляют через отверстие 9 пульпу меньшей плотности, ко3
BY 4006 C1
торая разжижает струю. Дополнительная подача пульпы меньшей плотности к свободной струе, а именно к
началу ее истечения, предотвращает турбулентные явления и делает течение потока струи спокойным. В противном случае в этом месте возникла бы турбулентность после выхода струи из насыщающего воздухом устройства. Поэтому через отверстие 9 проникает пульпа, имеющая меньшую плотность по сравнению с пульпой,
поступающей через трубку 5. В разделительной камере, вследствие процессов разделения, плотность пульпы
автоматически уменьшается. Разжижение свободной струи пульпой меньшей плотности и жидкостным носителем обеспечивает спокойное течение и, кроме того, достигается разрыхление смеси, поднимающейся в свободной струе. Вследствие этого предотвращаются столкновения частичек твердого вещества, слипшихся с воздушными пузырьками. Кроме того, это предотвращает разрыв воздушных пузырьков, а также нежелательные
последствия для выхода конечного целевого продукта.
Вследствие разжижения свободной струи обеспечивается также то, что агрегаты зерен и воздушных пузырьков в свободной струе кратчайшим путем достигают пенного слоя и время пребывания этих агрегатов в
свободной струе оказывается незначительным. Это важно потому, что долговечность воздушных пузырьков
таких агрегатов также зависит от времени. Следовательно, необходимо стремиться обеспечить то, чтобы подобные агрегаты зерен и воздушных пузырьков по возможности быстрее достигали слоя пены и попадали
оттуда в пеноотводящие каналы. Важно также, чтобы образующийся слой пены как можно быстрее удалялся, для чего он должен иметь небольшую плотность. Это достигается посредством того, что уровень жидкости 21 в разделительной камере поддерживают вблизи верхнего края 22 камеры. Аналогичный результат
достигается и в том случае, если пенный слой, образующийся в верхней части струи, поддерживается воздушной подушкой. Воздушная подушка формируется благодаря тому, что в верхнюю область разделительной камеры дополнительно вдувают воздух через форсунку 10. Образующаяся при этом воздушная подушка обеспечивает более легкое соскальзывание пенного слоя в пеноотводящие каналы 11.
Скорость удаления пены оказывает влияние на время пребывания агрегатов зерен и воздушных пузырьков в системе и может его уменьшить.
Когда флотационная смесь подходит к верхнему краю направляющей колонки, она распределяется в разделительной камере. Не обладающие гидрофобностью частицы твердого вещества тотчас же начинают падать и собираться у выводящего канала 3, а гидрофобные твердые частицы собираются в пенном слое.
На фиг. 2 показана особая форма выполнения устройства. В нем разделительная камера 1а представляет в
целом цилиндрический резервуар, оканчивающийся внизу конической частью 12. Скондиционированную
пульпу подают через трубопровод 13, которая распределяется в трубках 13а, к которым присоединены направляющие колонки 8а. Флотационный осадок выводят через трубки 14 и 14а. В разделительной камере
устроено несколько таких направляющих колонок 8а.
Направляющая колонка 8а открыта сверху. Между направляющими колонками сверху устроены радиальные пеноотводящие каналы 15, выходящие в общее пеноотводящее устройство 16 с патрубком 17. В верхней
части разделительной камеры размещен пористый трубопровод 18, через отверстия 19 которого можно вдувать воздух под образующийся слой пены. Таким образом, формируется слой из воздушных пузырьков, который поддерживает слой пены и, вследствие этого облегчается его сток.
У нижнего конца направляющей колонки смонтировано устройство 4а для насыщения воздухом. К этому
устройству через трубку 13а подают свежую пульпу и через воздухопровод 6а нагнетают сжатый воздух.
Сжатый воздух смешивается с пульпой в насыщающем устройстве 4а аналогично тому, как описано выше с
помощью фиг. 1. Следовательно, из насыщающего устройства 4а выходит свободная струя 7а.
В соответствии с формой выполнения устройства, показанного на фиг. 2, через трубку 20 и отверстие 9а
коаксиально к насыщающему устройству или свободной струе дополнительно подают жидкостной носитель,
который попадает затем в направляющую колонку и разжижает свободную струю посредством чего достигаются те же результаты, которые уже были приведены выше при описании фиг. 1. Кроме того, жидкостной
носитель охватывает кольцеобразно струю вследствие его коаксиальной подачи. В результате этого уменьшается диссипация энергии свободной струи.
На фиг. 4 и 5 показана несколько иная форма выполнения устройства. Она отличается от формы выполнения устройства, показанной на фиг. 2, тем, что в ней нет дополнительной подачи жидкостного носителя.
Направляющая колонка 8а начинается непосредственно возле насыщающего устройства 4а и она имеет в
нижней части отверстие 9а в форме кольцевидного канала, через который втекает посредством всасывания
пульпа меньшей плотности, в связи со свободной струей, как это уже было подробно разъяснено при описании основной формы выполнения устройства.
Если пульпа, подаваемая через трубку 13, содержит твердую соль или калийную соль-сырец, то вместе с
пенным продуктом выводится кизерит или хлорид калия. В обоих случаях применяют кондиционирующие
средства, причем в первом случае в качестве такого средства применяют, например, Praestabitol, а в другом
случае - аминоацетат жирного ряда. В обоих случаях в осадке получают минеральную каменную соль.
В качестве флотационной жидкости применяют раствор, насыщенный каменной солью. В случае флотации КС1 жидкость дополнительно насыщают КС1.
Источники информации:
4
BY 4006 C1
1. SU 822904 A, 1981.
2. DE 3801905 A1, 1989.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
178 Кб
Теги
by4006, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа