в чем заключается работа флотатора на обогатительной фабрике
Флотатор
Описание
Флотационное обогащение основано на том, что гидрофобные частицы минералов, то есть те, что плохо смачиваются водой, хорошо прилипают к пузырьку воздуха, а гидрофильные частицы, которые хорошо смачиваются водой, плохо прилипают к пузырьку воздуха. Руду тонко измельчают в воде и обрабатывают флотационными реагентами — органическими и неорганическими соединениями, которые изменяют свойства поверхности минералов, в результате чего одни из них становятся гидрофобными, а другие гидрофильными.
Профессионально важные качества
Работа человека на вакансии флотатора, требует не только острого зрения, но и хорошего цветоразличения, так как часто приходится по цвету или оттенку пены судить о правильности ведения процесса. Флотатор должен иметь хороший глазомер, так как, оценивая высоту пены или степень ее минерализации, он регулирует расход флотационных реагентов. Флотатору нужен хороший слух, потому что на слух можно определить неисправность в работе машин, а из-за шума, возникающего при работе флотомашин, в случае плохого слуха можно не услышать вызов по селектору. Специальность флотатора требует устойчивости вестибулярного аппарата и отсутствия боязни высоты, так как приходится многократно подниматься на высоко расположенные площадки и работать на них.
Медицинские противопоказания
Дефекты зрения, позвоночника и конечностей, слуха, нарушение в работе вестибулярного аппарата, аллергическая реакция на применяемые флотационные реагенты и некоторые другие.
Условия труда
Рабочее место флотатора — большой просторный цех, где находятся сотни камер флотационных машин. Флотатор почти весь рабочий день трудится на ногах, двигаясь вдоль флотационных машин и регулируя процесс обогащения. Он внимательно наблюдает за пенным слоем и показаниями приборов, регистрирующих ход флотационного процесса, оперативно принимает решения об изменении расходов реагентов, плотности пульпы, высоты пенного слоя, количества подаваемого воздуха и прочих параметров процесса и производит эти изменения, управляя питателями реагентов, кранами подачи воды, пульпы, шиберами флотационных машин и другими устройствами.
Области применения
Профессия флотатора является основной рабочей специальностью на обогатительных фабриках, использующих флотационный метод обогащения полезных ископаемых. Высококвалифицированными флотаторами чрезвычайно дорожат на предприятиях.
Базовое образование и пути получения профессии
Овладеть профессией флотатора можно в системе среднего профобразования.
Разбор работы флотационного отделения фабрики
Поскольку флотация полезных ископаемых совершается на специальных обогатительных фабриках, обычно называемых флотационными (если флотация является единственным процессом концентрации), разберем основные моменты работы такой фабрики с точки зрения центрального местонахождения в ней флотационного отделения или цеха.
Основные моменты работы флотационного отделения. Цель и назначение флотационного отделения — выдавать кондиционные готовые продукты в виде жидких пульп. Для этой цели цех использует весь комплекс своего специфического оборудования. Так как жидкие, готовые продукты (в виде пульп различной плотности) не всегда отвечают кондициям по влаге, то неразрывно с работой флотационного цеха связана работа по обезвоживанию, начиная от сгущения и кончая иногда сушкой всех или частью полученных готовых продуктов.
Для получения флотационных продуктов цех может быть оборудован, смотря по надобности, следующей основной и вспомогательной аппаратурой:
1. Флотационные машины.
2. Вентиляторы, воздуходувки или компрессоры для снабжения сжатым воздухом флотационных машин, использующих в той или иной степени регулируемую аэрацию.
3. Питатели реагентов и отделение для приготовления и дозировки реагентов по питателям.
4. Основные опробователи исходного материала и выходящих продуктов флотации.
5. Насосы для транспортировки продуктов флотации.
6. Контактовые чаны для обеспечения надлежащего времени контакта пульпы с реагентами в различные стадии флотации.
Из всего этого оборудования флотационные машины являются основным, а остальное — вспомогательным оборудованием.
Пример 104. Вкратце увязка работы внутри флотационного цеха (фиг. 31) сводится к следующему.
Надлежаще диспергированная в отделении тонкого измельчения пульпа, зачастую уже имеющая достаточный контакт с частью коллекторов и депрессоров; дозированных в тонкое измельчение, поступает из классификатора E при определенном т:ж, либо непосредственно во флотации, либо через контактовый или агитационный чан J.
Пульпа, проходя через ряд флотационных камер К, имеющих назначение путем очистных и перечистных операций достичь максимального разделения полезных минералов от неполезных, разбивается на два или несколько конечных продуктов, которые поступают для дальнейшего обезвоживания в сгущение L, фильтрование N и иногда в сушку.
В процессе обработки пульпы во флотационных машинах добавляются в необходимых дозах и местах реагенты из питателей F, соответственным образом расставленных.
Для подачи продуктов в машины, расположенные зачастую на разных горизонтах флотационного цеха, используются центробежные насосы P и желоба R (подача самотеком).
Увязка работы флотационного отделения фабрики с отделением тонкого измельчения и обезвоживания. Так как помол до конечной тонкости должен быть сделан перед флотацией, — в отделении тонкого измельчения — то связь между этими двумя цехами является наиболее тесной. На ряде фабрик флотационный мастер объединяет надсмотр и руководство работой отделений тонкого измельчения и флотации. Это вытекает из тою положения, что пока пульпе не будет обеспечена необходимая ей ситовая характеристика, бесполезно стремиться достигнуть оптимальных результатов обогащения путем только маневрирования процессом во флотационном цехе. Второй связью между этими отделениями служит установка рациональной системы питания реагентами, обычно проводимая в обоих отделениях, что естественно, только укрепляет более тесную увязку совместной работы в них.
Наконец, использование оборотной воды и ее качество (наличие в ней остаточных, частью растворенных, частью механически неиспользованных реагентов рабочей смеси) заставляют также держать тесный контакт между флотационным отделением и отделением сгущения, хотя значение этой связи меньшее, чем между тонким измельчением и флотацией.
Более подробно эта увязка будет видна при разборе примеров работы фабрик по разным схемам для разных полезных ископаемых.
Основные характеристики работы флотационных машин различных типов. Чтобы понять механизм образования пены, вкратце разберем основные характеристики работы типовых флотационных машин по фиг. 30 (см. выше).
Машины механического типа (фиг. 30, а) благодаря вращающемуся валу 7 с пропеллером на конце или особой конструкции роторообразному горизонтальному валу, энергично перемешивают все компоненты пульпы (жидкие, газообразные и твердые) в ящике А. Засасываемый механически, атмосферный воздух при этом диспергируется с той или иной степенью интенсивности, зависящей от особенности конструкции агитационного отделения машины.
Приготовленная таким образом пульпа, где каждый компонент в сущности подвергся различному воздействию других компонентов ее, поступает через щелеобразные 2 или решетчатые отверстия в более спокойное отделение, называемое шпицкастеном, В. Роль шпицкастена сводится к обеспечению пульпе возможности расслаиваться на два слоя: пенный 3 и жидкий 4. В первый слой, благодаря флотационному воздействию реагентов на твердую и газообразную фазы пульпы, собирается основная масса гидрофобных в данный момент твердых частиц, которая и удаляется через слив шпицкастена в виде обогащенного продукта, а во втором остается пульпа, обогащенная гидрофильными твердыми частицами и обедненная наличием в ней газовой фазы.
Многократное повторение пропуска этой остаточной пульпы с тем или иным видоизменением ее в части новых дозировок реагентов позволяет достичь более совершенной степени разделения готовых продуктов, чем это обычно удается сделать при однократном пропуске пульпы через машину (поэтому машины механического типа обычно используют многоячеистую систему).
Машины пневматического типа не обладают преимуществами предварительной агитации пульпы, перелагая задачу агитации и контакта с реагентами в основном на контактовые чаны, откуда пульпа, более или менее подготовленная, не требуя энергичной агитации, сможет в машинах этого типа при обеспечении регулируемой аэрации разделяться на два слоя — пенный и пульпу. Вследствие иного соотношения в этих машинах агитации и аэрации, наблюдается также иное соотношение между слоями в отделении шпицкастена, которое иногда бывает единственным отделением пневматической машины (ванны Келлоу) (фиг. 30 б). Пенный слой занимает здесь по высоте доминирующее положение и, при отсутствии резкой границы раздела между слоями, по мере приближения к поверхности уровня слива, характеризуется постепенным повышением насыщенности его воздушной фазой. Жидкая пульпа, имея при различных методах флотации различный уровень, является по характеру аналогичной пульпе в других машинах.
В последних конструкциях этого типа машин аэрированная в узком пространстве С пульпа поступает для отделения пены в специальный шпицкастен (патрубочные машины) (фиг. 30, в). Ее дальнейшее разделение на твердые компоненты (перечистные операции) обычно совершается в отдельно стоящих пневматических машинах, иногда с теми или иными промежуточными контактовыми или дополнительными агитационными приборами.
Машины механо-пневматического типа отличаются уменьшенным объемом агитационного отделения, в котором все явления совершаются аналогично машинам механического типа. Однако, наличие добавочного аэрирования агитируемой пульпы сжатым воздухом 5 в агитационном отделении усиливает его диспергирование, что влияет на условия работы мешалки.
В машинах этого типа (фиг. 30, г и д) шпицкастен обычно является продолжением по высоте агитационного отделения, чем уменьшаются габаритные размеры этих машин против машин механического типа. Разделительной перегородкой между обоими отделениями в большинстве случаев служит решетка Д, являющаяся как бы ложным дном шпицкастена.
Распределение обоих слоев в шпицкастене механо-пневматической машины несколько более приближается по характеру аэрирования к машинам пневматического типа, хотя границы между слоями более резки. Обработка жидкой фазы производится в последующих отделениях многоячеистой машины. Вследствие сочетания особенностей этих машин их часто называют комбинированным типом.
Mашины пневмо-механического типа (фиг. 30, е) характеризуются в основном свойствами машин пневматического типа, но наличие в них подвижного ротора E с теми или иными добавочными лопастями или иного приспособления аналогичного действия для медленного перемешивания пульпы обеспечивает последней более энергичную агитацию, интенсивность которой ни в коем случае нельзя приравнивать к машинам механического типа. Эти машины имеют только отделение шпицкастена Р, в значительной части аэрированное, с менее резкой линией раздела жидкого и пенного слоя.
В машинах двух последних типов в зависимости от характера поступления воздуха в аэрируемое пространство и режима его перехода в шпицкастен (где таковой находится) величина пузырьков пены может заметно изменяться.
Виды флотаторов для очистки сточных вод и что это такое
Важной частью комплексов по очищению сточных вод выступают флотаторы. Они необходимы для удаления мелкодисперсных не растворяемых частиц, которые остаются в жидкой среде после отстойников и фильтров.
Такие механизмы применяются чаще в очистительных сооружениях промышленного назначения.
Что это такое?
Флотатор – это устройство для удаления взвешенных частиц и органики из воды путем комбинирования физических и химических процессов.
Способом флотации стоки очищают от:
Принципы функционирования
В стоки, которые подвергаются очищению, разнообразными способами подается воздушная смесь. Не растворенные частицы присоединяются к капсулам с газом, проходящим сквозь жидкую среду. Затем всплывают наверх емкости в состоянии пены (фотошлама).
С поверхности стоков она собирается механизированным способом с помощью специальных скребков. Очищенная вода отводится из камеры флотирования.
Насыщать жидкость капсулами с газом можно несколькими способами:
Механизированное наполнение загрязненной жидкости газообразными смесями выполняют по следующим этапам:
При использовании напорного метода в загрязненную жидкость с помощью давления закачивается кислород. Применение вакуумного варианта – канализационные стоки насыщают молекулами воздуха в специальных емкостях.
Для того, чтобы воздушные капсулы имели требуемый объем, производят их дробление при помощи:
Достоинства и недостатки
Преимущества использования флотационных установок:
При этом есть и определенные минусы флотационной чистки:
Эффективность работы также зависит от:
Область применения
Флотаторы используются в основном в системах очищения на производствах:
На горнодобывающих производствах такой метод часто используется для обогащения породы.
Виды флотационных устройств
Можно выделить основные варианты:
Кроме того, оборудование классифицируется по виду образования воздушных капсул.
Механический тип
Флотационное оборудование простого типа — резервуары, в которых осуществляют перемешивание канализационных отходов лопастями.
Оборудование подходит для жидкостей с высоким количеством взвешенных загрязнений, склонных к пенообразованию.
Напорный
Самыми эффективными и наиболее распространенными являются флотационная установка с подачей газов в воду напорным способом. Его используют, если плотность взвесей сравнима плотности жидкости. В этом варианте мелкодисперсные загрязнения не выпадают в осадок.
Основой данного метода является введение газов в воду под давлением в специальных емкостях. Затем водовоздушная смесь подается в резервуар со стоками. Из-за перепада давления происходит активное образование мелких газовых капсул.
Действие сил поверхностного натяжения закрепляет их к молекулам загрязнений. Образованный флотошлам всплывает на верх резервуара. Здесь он механически удаляется.
Принцип работы простейшей флотационной машины:
Практически чистая вода сливается из флотационного танка. Часть ее перенаправляется в насос для повторного смешивания с газом.
Электрический
Для выделения взвешенных загрязнений из канализационной массы также используют электрический ток.
Принцип работы флотатора для очистки сточных вод электрического типа:
Этот вариант достаточно эффективен при установке стержней из алюминия или железа. В качестве вспомогательных реагентов для образования устойчивых соединений взвесей грязи и капсул газа выступают ионы металлов.
Большим достоинством использования электроустановок является простая конструкция, не занимающая много места.
В составе такого оборудования отсутствуют емкости для реагентов и сатураторы. Но увеличиваются затраты на электроэнергию при очистных работах. Кроме того, требуется оборудование для вывода водорода.
Для введения в воду воздуха также используют различные материалы с пористой структурой. В некотором оборудовании производится выделение газа в результате реакций химического типа.
Химические добавки
Реагенты для флотационного очищения жидкости значительно повышают эффективность работы оборудования.
Флотореагенты классифицируются на три основных группы:
Подбор реагентов осуществляется в зависимости от вида оборудования и состава очищаемой жидкости.
Кто занимается производством?
Перед покупкой флотационных машин требуется четко определиться с параметрами.
Параметры подбираются исходя из следующих условий:
В Москве и Санкт-Петербурге реализацией установок занимаются довольно много компаний:
Монтаж
Монтирование флотаторов выполняется согласно инструкции по эксплуатации. Она поставляется в комплекте документов вместе с установкой.
Этапы работы:
Перед продажей все установки проходят гидроиспытания.
При подборе вида флотационного оборудования стоит учитывать:
Полезное видео
Смотрите интересный видеоматериал, в котором показан принцип работы флотационного устройства на примере компании Экосистема.
Заключение
Флотационные системы чрезвычайно важны для качественной очистки сточных вод, независимо от типа устройства. Перед приобретением важно ознакомиться со всеми характеристиками флотатора и информацией о производителе.
Флотация руд цветных металлов. Возможности и перспективы
Сегодня флотационный метод обогащения применяется на большинстве обогатительных фабрик по переработке медных, медно-цинковых, медно-свинцово-цинковых (полиметаллических) руд, а также отвальных и конвертерных шлаков медеплавильных заводов.
Целый ряд факторов обуславливает целесообразность применения систем флотации для обогащения данного вида природного, техногенного и минерального сырья. Флотация обеспечивает:
Кроме того, флотационное оборудование имеет высокую производительность, процессом относительно просто управлять, к тому же многие показатели опытный флотатор может отследить визуально.
Что считать шламом?
В последние десятилетия в переработку на ГОКах вовлекаются тонковкрапленные руды, а для раскрытия ценных минералов в них требуется весьма тонкое измельчение до крупности менее 20 мкм.
Однако в практике обогащения руд данную крупность принято считать шламами, наличие которых затрудняет процесс флотации и приводит к снижению технологических показателей обогащения.
Негативное влияние шламов на процесс обогащения обсуждается в кругу специалистов ещё с середины прошлого века, но при этом строгого определения понятия «шлама» в технической литературе до сих пор нет.
В 1960-70 гг. понятие «шлам» во флотационном процессе определялось разными авторами как «частицы крупностью менее 20 (5) мкм».
Отметим, что в то время максимальная крупность материала, подвергающегося флотационному обогащению в силу благоприятных текстурноструктурных характеристик руд, составляла порядка 100 мкм.
В этом случае можно согласиться с тем, что материал крупностью 20 мкм по отношению к материалу крупностью 100 мкм будет являться шламом. Однако сегодня, когда в переработку вовлекаются руды с тонкой и эмульсионной вкраплённостью, необходимо поменять отношение к тонким классам крупности при их флотации.
Специалисты института «Уралмеханобр» неоднократно демонстрировали, что внедрение тонкого и ультратонкого измельчения сырья перед флотационным обогащением позволяет повысить уровень извлечения ценных металлов в товарную продукцию. Разница действительно существенная: от нескольких процентов до десятков процентов. Также учёные отмечают повышение качества товарной продукции.
В связи с этим мы предлагаем другую, более современную трактовку понятия «шлам» во флотационном процессе: «Шлам — это часть измельчённого материала, крупность которого более чем в 5 раз отличается от номинальной крупности этого материала».
Флотационные машины и реагенты
В связи с переходом на технологии обогащения тонких классов крупности перед производителями обогатительного флотационного оборудования встал вопрос о необходимости совершенствования флотационных машин для создания и обеспечения благоприятных гидродинамических и аэрационных условий флотации тонких частиц.
Немаловажную, а порой и основную, роль в процессе флотационного обогащения руд играют реагенты. В настоящее время известны сотни и тысячи флотационных реагентов как отечественного, так и импортного производства. Прогресс в области флотационного обогащения руд в значительной мере определяется усовершенствованием реагентного режима, а именно:
При разработке технологий обогащения руд цветных металлов
ОАО «Уралмеханобр» уделяет особое внимание экологической безопасности принимаемых технологических и технических решений.
Например, в институте разработана «бесцианидная» технология обогащения медно-свинцово-цинковых руд Алтайского края. Известно, что в большинстве случаев при селекции медно-свинцовых концентратов, получаемых при обогащении полиметаллических руд, применяют опасный и ядовитый депрессор — цианид натрия.
Кстати, некоторые исследователи его использование позиционируют как единственно возможный вариант. Однако в 2007 году учёные института разработали технологию переработки медно-свинцово-цинковой руды, которая позволила исключить из технологического процесса цианид натрия, заменив его на сочетание тиосульфата натрия и железного купороса. В настоящее время «Рубцовская» обогатительная фабрика, расположенная в Алтайском крае, успешно работает по предложенной технологии.
Интересен тот факт, что в ходе проведения исследований выявляют новые свойства реагентов. Так, например, учёные института выявили депрессирующие свойства цинковых и свинцовых минералов при применении реагента интенсификатора помола «Литопласт».
Изначально завод-изготовитель позиционировал его как реагент, позволяющий повысить тонину помола руды. Однако заявленного увеличения тонины помола в процессе измельчения руды не было достигнуто.
Но специалисты обнаружили другой любопытный факт: при введении реагента в процесс усиливается депрессия сфалерита и галенита. В настоящее время данный реагент успешно прошёл испытания и рекомендован к использованию при обогащении медно-цинковых и полиметаллических руд ряда месторождений.
Кроме того, вовлечение в переработку бедных и труднообогатимых руд требует значительного увеличения производительности обогатительных фабрик. Например, сейчас производительность фабрики может достигать 100 тыс. т. руды в сутки или 35 млн т. в год.
Безусловно, очень важны и такие факторы, как использование оборудования высокой единичной мощности и постоянное совершенствование технологического процесса.
Сегодня конструирование и внедрение флотационных машин во всем мире идёт по пути применения большеобъемных камер, обеспечивающих снижение капитальных и эксплуатационных затрат. Тренд на их использование прослеживается с 1970-х годов.
Флотация является одним из самых дорогих обогатительных процессов из-за большого расхода электроэнергии. Снизить его возможно путём установки большеобъёмных флотационных машин, что отражено на график 2, Metso Outotec.
Перспективы флотационного метода обогащения
Разумеется, в ближайшие десятилетия флотационный процесс обогащения будут активно применять для обогащения руд цветных металлов, несмотря на его трудоёмкость, наукоёмкость и высокую стоимость.
Однако в силу того, что в переработку вовлекают всё более бедное, тонковкраплённое, упорное, труднообогатимое сырьё, следует ожидать развития комбинированных технологий обогащения. Они будут основаны на процессах флотации и гидрометаллургии.
В данном контексте целесообразно получение богатых концентратов флотации из упорного сырья. Впоследствии они могут быть направлены в пирометаллургический процесс. Также целесообразно получение коллективных концентратов, которые будут доводиться до конечных продуктов при помощи гидрометаллургии.
На этом принципе основана «теория двух концентратов»:
Текст: Сергей Мамонов, заведующий отделом обогащения (наука) ОАО «Уралмеханобр»
Место и роль флотационного комплекса в жизнедеятельности современной обогатительной фабрики
Хохлова Евгения Юрьевна
ДонНТУ ФЭМА
Введение.
Флотация- процесс обогащения, основанный на различной смачиваемости минералов.
Флотация применяется для следующих классов крупности:
Область применения флотации:
Плёночная флотация: интенсифицируется добавлением масел.
Масляная флотация: интенсифицируется кипячением пульпы и добавлением кислот.
Роль процесса флотации при обогащении углей.
Как известно на обогатительную фабрику уголь поступает различной крупности, в том числе и класса 0-1мм. В процессе подготовительных процессов, таких как грохочение, дробление, измельчение, имеет место дополнительное измельчение материала. То есть,если на фабрику поступило 10% класса 0-1 мм, нет никакой гарантии, что уйдёт не более этих 10%. Гравитационными методами возможно обогащение только до крупности 0,5мм, а что-же делать с оставшимся мелким материалом,практически с пылью?
Вот как раз ответить на этот вопрос и можно: обогащать с помощью флотации! Ведь как раз для такого обогащения был в своё время обоснован и научно доказан этот метод обогащения!
Встал вопрос: Что делать со шламовой водой? Ответ напрашивался сам собой: Необходимо создать подобие пруда, или озера, ведь как известно со временем тяжёлые, частички минералов осядут вниз под действием силы тяжести. Вот тогда можно будет верхний слой «Чистой воды» опять вернуть на фабрику.
Итак, после принятия такого решения начали создавать, так называемые, илонакопители. Находились илонакопители за приделами фабрики, но не редко и на её территории. Во втором случае для строительства илонакопителя приходилось отводить площадь на территории самой фабрики, ограничивая тем самым возможные площади для застройки в будущем. В случае строительства за приделами обогатительного комплекса, приходилось не только отводить пахотную землю, но и рассчитывать водопроводную систему для доставки шламовой воды в илонакопитель, и забора осветлённого, верхнего, слоя назад на фабрику. Со временем, заполняя старые илонакопители приходилось строить всё больше и больше новых, занимать всё больше и больше новой территории.
Естественно сам собой напрашивался вывод: Нужно что-то делать! Внедрив для обогащения мелких, тонкозернистых минералов процесс флотации вопрос отвода земли был решён, одновременно с этим появилась возможность дообогащения класса 0-0,5мм и экономии расходов технической воды на фабрике.
Со временем, при добыче угля наблюдается тенденция к уменьшению количества крупных классов, и соответственному увеличению процентного содержания мелочи. При такой тенденции роль флотационного обогащения увеличивается. На ряде фабрик (например ОФ»Киевская»), в последнее время, даже наметилось расширение флотационного отделения и достройка новых корпусов для обогащения класса 0-0,5 мм.
Из всего вышесказаного можно сделать следующий вывод: Флотация как процесс обогащения не полько актуален в современном мире, но и является методом обогащения будущего!