В настоящее время около 95 % руд цветных металлов обогащается с помощью «флотации. Для проведения флотации применяются флотационные машины с ме­ханическим перемешиванием пульпы и созданием при этом воздушного потока, пневмомеханические с использованием воздуходувок для создания воздушного по­тока; пневматические с использованием воздуходувок для перемешивания и аэрации пульпы.

Флотационноя механическая машина (ФМР) состоит из всасывающих и пря­моточных камер, сообщающихся через отверстия в межкамерных перегородках (рис. 1.45). В каждой камере 5 имеется аэратор, состоящий из статора 1 и импелле-

ра 2, укрепленного на вертикальном вала 3, с приводом от электродвигателя 7 через клиноременную передачу 8. Вращающийся вал импеллера заключен в центральной полой трубе, к которой крепится статор с лопатками в его периферийной части, установленными под углом 60° к радиусу. При вращении импеллера в центральной трубе создается разряжение, в результате которого происходит между - и внутри - камерная циркуляция пульпы и подсос воздуха. Для междукамерной циркуляции в трубе имеется отверстие, к которому соединяется канал 12 всасывающей камеры. В прямоточной камере этот канал закрыт пробкой. Для внутрикамерной циркуляции в трубе имеются расположенные одно против другого отверстия 13, открытие кото­рых регулируется заслонками 4- Воздух подсасывается через трубы 6, разбивается лопатками импеллера и статора на мелкие пузырьки и поднимается вверх, захваты­вая флотируемые несмачиваемые частички минералов, образующие пенный продукт, пеногоном 10 удаляемый из камеры 11 в желоб.

Надежность работы машины обеспечивает установка зазоров между лопатками импеллера и статора, положение косонаправленных лопаток статора и регулируе­мое заслонками количество засасываемой пульпы. Для повышения срока службы лопатки гуммируют. Подшипниковый узел импеллера с центральной трубой собраны

в единый блок 9, который удобно и быстро заменяется при ремонте. Эксплуатация машины ФМР показала, что для увеличения производительности должна быть уве­личена ширина шиберных отверстий для регулировки уровня пульпы.

Флотационные механические машины выпускаются семи модификаций с объе­мом камер от 0,14 до 6,25 м3 и производительностью по потоку питания от 0,4 до 12м3/мин. Окружная скорость импеллера изменяется от 7 до 9 м/с. Мощность двигателя зависит от плотности пульпы. Мощность привода самых крупных машин для тяжелых пульп принята 30 кВт, для легких и средних 22 кВт.

Для флотации крупнозернистой пульпы Институтом горно-химического сырья флотационная машина ФМР-63 была модернизирована. Для гашения турбулентно­сти поднимающегося потока над импеллером была установлена решетка из деревян­ных брусьев с живым сечением 12-18%. Пузырьки воздуха над решеткой создают кипящий слой, в котором происходит его минерализация, и скорость гасится до ла­минарного уровня. Модернизация позволила поднять содержание твердого в пульпе до 40% и соответственно довести производительность по твердому до 120 т/ч.

Пневматическая аэролифтная флотационная машина с мелкой (до 1 м) ван­ной представляет v-образную ванну, в середине которой установлены перегородки, образующие центральный отсек, прикрытый колпаком, края которого погружены в пульпу. В центре отсека установлен ряд трубок для подачи воздуха от общего воздухоколлектора. В торце камеры имеется желоб для подачи пульпы, которая через приемный карман попадает к трубкам с воздухом. Здесь воздух подхватывает пульпу и пульповоздушная смесь поднимается под колпак с внутренней стороны перегоро­док, после чего сливается через их края. В боковой отсек ванны пульпа с воздухом поступает через отверстие в колпаке. Большая часть воздуха, транспортирующего и перемешивающего пульпу внутри перегородок, удаляется через регулируемый клапан. Образовавшаяся пена через пороги сливается в желоба.

Недостатки машин — менее интенсивное перемешивание пульпы, большой расход воздуха, большая чувствительность к изменению плотности и крупности питания, чем у механических и пневмомеханических машин.

Пневматические азролифтные машины с глубокой (до 3,5 м) ванной также состоят из v-образной ванны, азролифтной камеры, системы направляющих щитов, щелевых аэраторов, воздухопровода, воздушных патрубков с регуляторами подачи воздуха. В направляющих щитах имеется регулятор сброса транспортного воздуха. Пена через порог самотеком поступает в сборный желоб. Преимущество данной машины в том, что благодаря двухстороннему подводу воздуха увеличивается глубина ванны, появляется возможность лучшего перемешивания пульпы и вовлечения во флотацию грубозернистого материала, за счет повышения глубины ванны снижается расход транспортного воздуха.

Прочностные расчеты вала флотомашины.

Наиболее нагруженной деталью флотомашины является вал импеллера. Учи­тывая, что окружная скорость вала составляет 7-9 м/с, частота вращения 280-300 об/мин, особое внимание уделяют его крутильной прочности. При кручении для типовых конструкций вала момент инерции импеллера J намного меньше момента шкива Jm. Тогда для одномассовой модели уравнение движения принимает вид

J-іф-і = Ctpi - Мп,

где С — крутильная жесткость вала со средним диаметром d; Мц = 9750Дгдв/пх — момент сопротивления перемешиванию пульпы; ip — текущий угол вращения вала.

Решение уравнения с учетом начальных условий:

ір = Мп( 1 — cos J СI J t)/C

показывает, что в момент времени t — тг / y/C/J угол скручивания вала возрастает в два раза. Это определяет коэффициент динамичности КА и величину касательного и изгибающего напряжений т = 20 Mjd? и <тиз = 10 Л/из/<і3. Эквивалентное напря­жение G3KB = у/<7^3 + 3т2 должно быть меньше допустимого.