Насосы для флотации

Зачем нужен насос для флотации: задача, которую он решает

При флотационном обогащении руду разделяют в пульпе, насыщенной пузырьками воздуха: ценный минерал поднимается с пеной, пустая порода уходит в хвосты. Образующийся пенный продукт нужно перекачивать между камерами и переделами, и здесь обычный шламовый насос сталкивается с завоздушиванием. Воздух, попав в зону низкого давления у входа в рабочее колесо, расширяется, образует воздушную пробку и срывает подачу — напор и КПД падают, зумпф переполняется, а ценный концентрат уходит в перелив.

Пенный насос конструктивно борется именно с этим. Применяют его на обогатительных фабриках цветных и полиметаллических руд, на угольной флотации, при переработке фосфатов и апатита — везде, где транспортируют аэрированную пульпу. Перекачиваемой средой может быть концентрат, промпродукт или хвосты флотации, а иногда и сами реагенты.

Экономика флотационного передела чувствительна к потерям: каждый процент концентрата, ушедшего в перелив из-за нестабильной работы насоса, — это прямой убыток фабрики. Поэтому стабильность зумпфа и отсутствие завоздушивания ценят выше, чем формальный КПД, а правильно подобранный пенный насос окупается снижением потерь ценного компонента.

Типы насосов для флотации

Флотационные насосы различают по способу борьбы с воздухом и по компоновке. Исторически пену перекачивали увеличенным (с запасом по пенному фактору) обычным шламовым насосом, но этот подход считается устаревшим. Сейчас применяют вертикальные пенные насосы с гашением воздуха в зумпфе и горизонтальные пенные насосы со специальным колесом-индуктором.

В типовых флотационных схемах основной выбор — между вертикальным и горизонтальным пенным насосом. Ниже — их ключевые параметры и область применения.

Вертикальный пенный

Устанавливается в зумпф-бак, пена деаэрируется вихрем до входа в колесо. Вал без уплотнения — не нужна запирающая вода.

• Подвод: верхний, в бак
• Уплотнение вала: отсутствует
• Среда: пенный концентрат
• Материал: резина / высокохром. чугун

Запросить КП

Горизонтальный пенный

Рабочее колесо с лопастями-индукторами и увеличенным входным окном дробит пузыри и предотвращает воздушную пробку.

• Колесо: открытое, с индуктором
• Напор: выше зумпфовых
• Обслуживание: упрощённое
• Унификация: с шламовыми насосами

Запросить КП

Резинофутерованные для хвостов

Проточная часть из натуральной или синтетической резины для перекачки хвостов флотации с реагентами и тонким абразивом.

• Фракция: тонкая
• Реагенты: синт. резина / полиуретан
• Стойкость: к кислым средам
• Температура: до +70 °C

Запросить КП

Конструкция пенного насоса: как побеждают завоздушивание

Сердце любого пенного насоса — рабочее колесо с увеличенным входным окном и лопастями-индукторами. Такое колесо рассеивает и уменьшает пузырьки воздуха ещё на входе, не давая им слиться в пробку, которая блокирует подачу. Это принципиальное отличие от стандартного шламового колеса, рассчитанного на однородную пульпу без газовой фазы.

Вертикальные пенные насосы устанавливают непосредственно в зумпф или бак: пена закручивается и частично деаэрируется вихрем до того, как попадёт к колесу, по принципу, близкому к гидроциклонной сепарации. Важное достоинство такой компоновки — отсутствие уплотнения вала и, как следствие, отсутствие потребности в чистой запирающей воде. Производительность вертикального пенного насоса по аэрированной среде заметно выше, чем у обычного шламового той же типоразмерной группы.

Горизонтальные пенные насосы решают ту же задачу за счёт открытого колеса-индуктора, увеличенной крышки и расширенной горловины, оставаясь при этом ремонтопригоднее вертикальных и унифицированными с обычными шламовыми насосами по корпусным деталям, подшипниковому и уплотнительному узлам. Материал проточной части выбирают по абразиву и реагентам: для тонкого флотоконцентрата резина служит дольше металла, синтетическую резину или полиуретан берут при наличии углеводородов и реагентов, а высокохромистый чугун — для более грубых сред.

Как выбрать насос для флотации под конкретную задачу

Ключевое отличие подбора пенного насоса от обычного шламового — учёт воздуха. Сначала определяют, сколько газа несёт пульпа, и только потом считают подачу и выбирают компоновку.

1. Определить пенный фактор (FVF). Из всасывающей линии у входа в насос берут пробы, дают пене отстояться около 24 часов и измеряют отношение аэрированного объёма к деаэрированному — это и есть пенный фактор, на который умножают расход.
2. Учесть точку процесса. Концентрат, промпродукт или хвосты, начало или конец флотации — это определяет содержание воздуха и выбор между вертикальным и горизонтальным насосом.
3. Оценить гранулометрию и абразивность. Тонкая фракция флотоконцентрата лучше работает с резиновой футеровкой; более грубые среды — с высокохромистым чугуном.
4. Проверить реагенты. При наличии углеводородов, собирателей и вспенивателей выбирают синтетическую резину или полиуретан, стойкие к этим веществам.
5. Определить требуемый напор. Если нужен заметный напор для транспорта на следующий передел — горизонтальный пенный; если задача сводится к перекачке из зумпфа без высокого напора — вертикальный.

В опросный лист на подбор заносят: расход деаэрированной пульпы и пенный фактор, точку флотационной схемы, гранулометрию и плотность твёрдой фазы, состав реагентов, требуемый напор и температуру среды.