Способ и аппарат для контактирования пузырьков и частиц в системе разделения флотацией - RU2007132868A

Реферат

1. Аппарат для контактирования пузырьков и частиц в системе разделения флотацией, причем указанный аппарат включает:

контактор, выполненный с возможностью принимать под давлением подачу подаваемой пульпы, включающей частицы, суспендированные в жидкости, и подачу газа, причем контактор выполнен с возможностью смешивания пульпы с воздухом, образуя газо-жидкостную пузырьковую двухфазную смесь;

выпуск из контактора выполнен с возможностью обеспечения сужения потока смеси при прохождении через него и поддержания смеси в пределах контактора под давлением;

манипулятор потока, расположенный ниже по потоку от выпуска, выполненный с возможностью вызывать высокоэнергетическое рассеяние в смеси, проходящей через него; и

камеру разделения, выполненную с возможностью приема смеси из манипулятора потока и позволения пузырькам с прикрепленными частицами подниматься к поверхности жидкости в камере.

2. Аппарат для контактирования пузырьков и частиц в системе разделения флотацией по п.1, в котором камера разделения обеспечивается устройством, направляющим смесь, выполненным с возможностью принимать смесь из манипулятора потока и управлять выпуском этой смеси в камеру.

3. Аппарат по п.1, в котором контактор включает существенно вертикальную колонну, выполненную с возможностью принимать подаваемую пульпу под давлением на верх колонны.

4. Аппарат по п.3, в котором емкость включает устройство смешивания, включающее сопло, выполненное с возможностью формирования падающую вниз струю подаваемой пульпы в колонне, и вход газа вблизи струи, выполненный так, что при использовании газ захватывается в струю, образуя указанную газожидкостную пузырьковую двухфазную смесь.

5. Аппарат по п.3, в котором выпуск из контактора выполнен с возможностью образовывать, по меньшей мере, одну трубу дросселирования, обеспечивающее указанное сужение потока смеси через нее.

6. Аппарат по п.5, в котором труба дросселирования имеет сужающийся участок, приводящий к горловине, обеспечивающей указанное сужение.

7. Аппарат по п.5, в котором манипулятор потока включает расширяющийся участок, расположенный непосредственно ниже по потоку трубы дросселирования, выполненный так, чтобы вызывать ударную волну в смеси, проходящей через расширяющийся участок при использовании и обеспечивать указанное высокоэнергетическое рассеяние.

8. Аппарат по п.5, в котором труба дросселирования выполнена с возможностью резкого открывания в трубу, простирающуюся в пределах камеры разделения, причем указанная труба имеет одно или более отверстий в камеру разделения, смежную с трубой дросселирования, через которые жидкость вовлекается в использование из камеры разделения в трубу.

9. Аппарат по п.8, в котором трубу дросселирования и трубу выполняют так, что при желательных эксплуатационных условиях ниже по потоку трубы дросселирования формируется ударная волна, обеспечивающая указанное высокоэнергетическое рассеяние вблизи отверстий в трубе.

10. Аппарат по п.5, в котором колонну размещают нижним концом в пределах камеры разделения и в которой имеются множество указанных труб дросселирования, ориентированных радиально наружу, рядом с нижним концом колонны.

11. Аппарат по п.5, в котором колонну размещают нижним концом в пределах камеры разделения и в котором трубу дросселирования ориентируют по существу вниз у нижнего конца колонны и обеспечивают отбойником, установленным по существу горизонтально ниже трубы дросселирования, и расположенным на расстоянии от нее так, чтобы обеспечить указанный манипулятор потока, вызывающий указанное высокоэнергетическое рассеяние в пределах смеси, проходящей через него.

12. Аппарат по п.11, в котором отбойник включает нижний круговой диск, выровненный с верхним круговым диском и расположенный на расстоянии от него, причем верхний круговой диск имеет центральное отверстие, выполненное с возможностью принимать смесь, выходящую из трубы дросселирования, так что в комбинации с диаметром дисков и рабочими давлением и скоростью в трубе дросселирования, в горловине трубы дросселирования или ниже по потоку горловины трубы дросселирования при использовании осуществляются акустические условия потока, при этом нижний диск отделен на определенное расстояние от верхнего диска, причем указанное расстояние является определенным для обеспечения указанных акустических условий потока.

13. Аппарат по п.12, в котором нижний диск свободно двигается в вертикальном направлении относительно верхнего диска, что позволяет нижнему диску приходить в устойчивое равновесие при использовании, образуя указанные акустические условия потока.

14. Аппарат по п.12, в котором нижний диск является гибким и способным принимать форму, обусловленную давлением, развивающимся в потоке между дисками при использовании, причем нижний диск снабжен центральной твердой износостойкой зоной, расположенной на определенном расстоянии ниже выпуска из трубы дросселирования.

15. Аппарат по п.2, в котором устройство, направляющее смесь, включает всасывающую трубу в форме по существу вертикальной насадки, расположенной в камере разделения и выполненной с возможностью направлять поток смеси из манипулятора потока в камеру разделения.

16. Аппарат по п.15, в котором насадка открыта с верхнего и нижнего концов и установлена так, чтобы вызывать поток жидкости через нее в основном в верхнем направлении при использовании так, что жидкость в нижней части камеры разделения принуждается течь вверх через насадку, соединяясь со смесью, входящей в насадку из манипулятора потока.

17. Аппарат по п.16, в котором нижний конец насадки ограничен в размере, чтобы управлять расходом жидкости, входящей в насадку из камеры разделения.

18. Способ контактирования пузырьков и частиц в системе разделения флотацией, причем указанный способ включает стадии: обеспечение аппарата, включающего: контактор, выполненный с возможностью принимать под давлением подачу подаваемой пульпы, включающий частицы суспендированные в жидкости, и подачу газа, смешивающее устройство в контакторе, выполненное с возможностью смешивать пульпу с воздухом, образуя газожидкостную пузырьковую двухфазную смесь, выпуск из контактора, выполненный с возможностью обеспечения сужения потока смеси при прохождении через него и поддержания смеси в пределах контактора под давлением, манипулятор потока, расположенный ниже по потоку от выпуска, выполненный с возможностью вызывать высокоэнергетическое рассеяние в смеси, проходящей через него, и камеру разделения, выполненную с возможностью принимать смесь из манипулятора потока и позволить пузырькам с прикрепленными частицами подниматься к поверхности жидкости в камере; и подачу пульпы и газа в контактор при определенных скоростях подачи и давлениях, чтобы образовать указанную газожидкостную пузырьковую двухфазная смесь и принудить смесь двигаться через указанный манипулятор потока со скоростью, которая вызывает указанное высокоэнергетическое рассеяние в смеси, снижая размер пузырьков в смеси и приводя эти пузырьки в непосредственный контакт с частицами в смеси.

19. Способ по п.18, включающий стадию подачи смеси из манипулятора потока в устройство, направляющее смесь, в пределах камеры разделения, таким образом, что в комбинации с формой устройства, направляющего смесь, снижают турбулентность в смеси.

20. Способ по п.19, в котором устройство, направляющее смесь, является всасывающей трубой в форме по существу вертикальной насадки, выполненной с возможностью направлять поток смеси вверх в камеру разделения.