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.

Источник

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.

Источник

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.

Источник

Виды и устройство флотаторов для очистки сточных вод

Виды и способы флотации

Очистка стоков методом флотации может производиться различными способами. То есть, именно образование пузырьков воздуха происходит с использованием различных методов. Рассмотрим все возможные.

Выделение пузырей воздуха из специального раствора

Причем здесь воздух можно выделять как напорным методом, так и вакуумным. В первом случае в воду под высоким давлением запускают воздух, в результате чего на всех слоях воды образуются нужные пузырьки. В случае с вакуумной флотацией сточная вода проходит через аэрационную камеру, где усиленно насыщаются воздухом. После этого стоки поступают в дезаэратор, где из воды удаляется лишний воздух (не растворившийся). Затем серая жидкость переливаются именно во флотационную камеру, где давление падает до критической точки, от чего и происходит образование пузырьков воздуха.

Механический способ насыщения воды воздухом

Этот метод обогащения стоков воздухом заключается в трех основных способах:

Насыщение воды воздухом с использованием пористого материала

Этот способ заключается в проведении потока воздуха сквозь специальные пористые структуры. В качестве примера можно привести специальные тонкие пластины с тонкими щелями по всему периметру. Причем чем тоньше будет щель в пластине, тем мельче будут воздушные пузыри.

Электролиз

Этот способ образования пузырьков воздуха считается одним из наиболее эффективных. Схема действия метода заключается в помещении в воду специальных электродов, по которым в стоки проводят ток. В месте расположения электродов (в месте их контакта с водой) происходит формирование нужных пузырьков.

Флотационная очистка

Предварительная химическая обработка сточных вод коагулянтом и флокулянтом происходит в трубчатом флокуляторе, которым оборудована флотационная установка.

Сточные воды, подвергнутые предварительной химической обработке, направляются на флотационную установку. По приточному трубопроводу поток воды попадает во флотационный резервуар, во входной трубе интенсивно смешивается с воздухом, нагнетаемым насыщающим насосом.

Пузырьки газа прикрепляются к частицам твёрдого вещества, в результате чего образуются хлопья из твёрдого вещества и газа, которые легче воды и поэтому всплывают вверх. Размер микропузырьков можно легко регулировать и существенно уменьшать образование больших пузырьков, препятствующих флотационному процессу. Хлопья из твёрдого вещества и газа всплывают во флотационном бассейне и образуют слой флотата (флотационный пенный шлам) на поверхности воды.

Ленточный сбрасыватель сдвигает этот слой в лоток отвода флотата, при этом флотат дополнительно обезвоживается балкой сбрасывателя.

По мере накопления бункера пенный шлам самотеком поступает в накопительную емкость, а затем подается на обезвоживание.

Флотационная установка для физико-химической очистки производственных сточных вод включает в себя:

При выборе флотационной установки для очистки производственных сточных вод особое внимание необходимо обратить на следующие факторы:

Какие вещества включает флотация

Флотацию можно назвать одним из способов, которые используются для очищения сточной воды.

Безнапорная флотация должна выполнятся под наблюдением специалистов

Но если говорить конкретно о данном методе очищения, то цель флотации заключается только в том, чтобы вывести на поверхность различные мелкие вещества, которые схожи с водой по плотности и не могут осесть на дно. Флотацию используют для того, чтобы очистить сточные воды от жиров, ПАВ, волокон, продуктов нефти. Кроме того, в некоторых случаях процесс может помочь удалить даже растворенные в воде элементы.

В основе флотационного очищения лежат сложные химический и физический процессы. Здесь рассматривается каждая индивидуальная способность того или иного вещества к смачиванию. Благодаря этому определяют, как будет вести себя вещество в процессе разделения.

Есть два вида веществ:

После того как будет определено вещество, его можно удалить при помощи очистки флотацией.

Виды сооружений

В таблице охарактеризовано оборудование, которое применяется на разных этапах очистки стоков.

Для механического этапа:

Для физико-химического этапа:

Для биологического этапа:

Оборудование для дезинфекции:

Принцип работы флотатора для очистки сточных вод

Принцип работы флотатора основан на пропускании через очищаемую среду пузырьков воздуха с целью образования пены. Данная пена называется флотошлам, который снимается и отводится на специальные устройства по обезвоживанию. Для того чтобы пузырьки захватывали и уносили с собой загрязнения, необходимо предварительное добавление специальных веществ – коагулянтов и флокулянтов. Данные вещества обладают высокой адгезивностью, то есть они помогают загрязняющим веществам слипаться друг с другом и с пузырьками воздуха, образовывая так называемые флоккулы.

Пузырек, проходя из сопла или форсунки распределяющего устройства наверх, захватывает с собой липкие загрязняющие вещества. Такой процесс проводится до тех пор, пока вода не достигнет нужного эффекта очистки.

Сложность процесса заключается в том, чтобы точно подобрать дозу коагулянта и флокулянта так, чтобы сила адгезии была достаточно высока, для слипания с пузырьком, но при этом образовавшиеся хлопья были не слишком большого веса, чтоб не повредить пузырек воздуха.

Принципы очистки

Флотационная очистка сточных вод подразумевает реализацию следующей последовательности процессов:

Пузырьки воздуха с требуемыми размерными параметрами формируются с помощью механического дробления в турбинах, форсунках, пористых пластинах, решётках. Флотация с помощью пузырьков может быть спровоцирована перенасыщением H2O, кислородом или электролизом (электрофлотация).

Пузырьки образуются тремя основными способами: механическим, напорным и вакуумным. При напорном способе в жидкость под высоким давлением подаётся кислород. Пузырьки формируются нужного размера по всему объёму стоков. При вакуумном способе сточные воды проходят через камеры, в которых производится их насыщение кислородом. После очистки жидкость подаётся в специальную камеру, где остатки нерастворённого воздуха удаляются.

Механический метод может быть выполнен следующими способами:

Схема, включающая флотатор для очистки сточных вод

Технология, предполагающая флотатор в качестве главного обрабатывающего модуля, всегда включает реагентное хозяйство и устройство для создания пузырьков воздуха. Реагентное хозяйство представляет собой емкость с реагентами (коагулянты, флокулянты, щелочь для корректировки pH) и реактор для смешения реагента с водой.

В качестве устройства для создания пузырьков воздуха, как правило, используется сатуратор, представляющий собой камеру смешения воздуха с водой с целью создания водовоздушной смеси. Далее эта смесь направляюется во флотатор. Устройство сатурации оснащено мощным насосом для нагнетания воздуха.

Флотатор никогда не используется отдельно, он всегда включен в общую схему очистки воды. Полная схема, как правило, состоит из этапов предварительного отстаивания, физико-химической обработки (флотатор или коагулятор) и последующей механической очистки на фильтрах.

Иными словами, флотатор не может обеспечить всю очистку, это только отдельный узел, требующий предварительной обработки и последующей. Попадание во флотатор песка или других грубодисперсных примесей приведут к поломке прибора. Также данный прибор не может обеспечить обеззараживание и полную очистку от нефтепродуктов. Поэтому, после него необходима ультрафиолетовая установка и сорбционные (или механические) фильтры.

Принципиальная схема основана на процессе флотации. Флотация – это обработка сточных вод пузырьками воздуха с целью извлечения растворимых и эмульгированных веществ. Вода поступает на главный обрабатывающий модуль. Туда же в напорном (или безнапорном) режиме подается заранее приготовленный реагент в реакторе. Также во флотатор подаются пузырьки воздуха с помощью устройства сатурации. Во флотаторе для очистки воды происходит обработка сточных вод реагентами и пузырьками воздуха, происходит всплытие большей части флокул в виде флотошлама. Всплывший флотошлам убирается с поверхности воды скребковым транспортёром в шламосборник.

Данный шлам очень неустойчив к механическим колеваниям, поэтому с поверхности воды он собирается аккуратно с целью не разбить пену.

Источник