Импеллерные машины. В СССР широкое распространение получили механические флотационные машины "Механобр", ФМ 1,2,ФМ 3,2 и ФМ 6,3. К преимуществам этих машин относятся: возможность работы на рудах с широким диапазоном крупности частиц, содержащих 40 % и выше класса менее 0,074 мм; отсутствие воздуходувного хозяйства и насосов для возврата промпродуктов; установка машин на одном уровне. Недостатки машин "Механобр"— сравнительно быстрый износ аэратора и снижение по этой причине объема засасываемого воздуха, а также относительно высокая энергоемкость.
Исходя из вышеизложенного наиболее целесообразные области применения механических машин - все операции, включая межцикловую флотацию, на фабриках малой производительности, не имеющих воздуходувного хозяйства; перечистные операции и операции разделения коллективных концентратов на фабриках большой производительности.
В настоящее время в нашей стране все более широко применяются пневмомеханические флотационные машины, которые стали основным типом машин на обогатительных фабриках. Эти машины имеют большую скорость флотации, меньший расход электроэнергии и более просты по конструкции, чем механические машины. На основе аэратора пневмомеханического типа возможно создание машин, характеризующихся высокими технологическими качествами и низкой энергоемкостью.
Однако для пневмомеханических флотационных машин необходимо воздуходувное хозяйство, а для перекачки промпродуктов — насосы или специальные пульпоподъемные камеры. Для регулирования уровня пульпы пневмомеханические машины устанавливаются каскадно.
Отечественные пневмомеханические флотационные машины типа ФПМ в зависимости от размера имеют различную конструкцию и соответственно разные области применения.
Флотомашины ФПМ 3,2 и ФПМ 6,3 с глубиной камеры до 1300 мм, ранее оснащавшиеся пальцевыми импеллерами и радиальными успокоителями, в настоящее время выпускаются с коническими импеллерами. Испытаниями и промышленной эксплуатацией указанных машин установлено, что скорость флотации в них в среднем на 25 % выше, а расход электроэнергии на 20—45 % ниже, чем в механических машинах. Эти машины чувствительны к крупности перерабатываемого материала и рассчитаны для работы на пульпах с содержанием класса —0,074 мм 60 % и выше. Их целесообразно применять в основной и контрольной флотации на фабриках малой производительности и в перечистных операциях на фабриках малой и средней производительности при небольшом числе операций перечисток.
Флотомашина ФПМ 8,5 снабжена коническим импеллером, имеющим повышенную перемешивающую способность. Флотомашины ФПМ 12,5 и ФПМ 25 оснащены импеллером с радиальными лопастями, обеспечивающими интенсивную придонную циркуляцию пульпы. В машинах ФПМ 12,5 и ФПМ 25 имеется направляющий конус для создания вертикальных циркуляционных потоков в камере. Флотомашина ФПМ 40 оснащена новым бесстаторным аэратором, обеспечивающим эффективное перемешивание пульпы и диспергирование воздуха. На основе разработанной конструкции бесстаторного аэратора намечено модернизировать все имеющиеся механические и пневмомеханические флотомашины, создав единый размерный ряд машин.
Большеобъемные пневмомеханические флотационные машины имеют камеры вместимостью 8,5—40 м3 и глубиной 1800—3500 мм.
Промышленные испытания машин ФПМ 8,5, ФПМ 12,5, ФПМ 25 и ФПМ 40 на ряде фабрик показали, что за счет лучшей организации потоков пульпы в камере и, возможно, большей глубины камер скорость флотации в этих машинах на 50 % выше, чем в механических машинах. Наличие эффективного перемешивания, особенно в машинах ФПМ 12,5, ФПМ 25 и ФПМ 40, позволяет применять их при флотации материала с содержанием класса - 0,074 мм 40 % и выше.
Все пневмомеханические флотационные машины — прямоточные, характеризуются высокой пропускной способностью, более простой конструкцией, удобны в эксплуатации, так как в них легко заменяются и меньше изнашиваются блоки импеллера и проще регулируется уровень пульпы, особенно в основной и контрольной флотации. Поэтому прямоточные машины имеют доминирующее значение в этих операциях при обогащении руд всех типов.
Однако прямоточные машины имеют недостаток, заключающийся в том, что в машине возникает обратный поток пульпы, который значительно усиливает разброс частиц по времени пребывания в камере и тем самым снижает скорость флотации. Обратный поток может быть уменьшен за счет увеличения подачи прямого потока и повышения степени изоляции камер установкой междукамерных перегородок.
При работе на малых потоках, соответствующих времени пребывания пульпы в головной камере более 1 мин, в прямоточных машинах необходимо устанавливать междукамерные перегородки с высокой (~ 90 %) степенью изоляции камер, благодаря чему уменьшается чувствительность машин к влиянию потока пульпы на кинетику флотации. Этот факт имеет важное значение для большеобъемных флотационных машин, так как позволяет использовать их не только на больших, но и на малых потоках пульпы.
Исходя из вышеизложенного большеобъемные флотационные машинымогут применяться на фабрикахразличной производительности в межцикловой, основной и контрольной флотации и в операциях перечисток на фабриках большой производительности.
За рубежом, несмотря на наличие импеллерных машин различных конструкций, в основной и контрольной флотации наиболее широко применяются прямоточные машины "Денвер Д-Р", "Аджитейр", "ОК" пневмомеханического типа и "Вемко" механического типа. В перечистных операциях и при разделении концентратов, когда большое значение имеет возможность возвращения промпродуктов без применения насосов, чаще используются машины "Денвер Суб-А". В этих операциях устанавливаются также пневмомеханические машины "Аджитейр" и
"Денвер Д-Р", в которых (по сравнению с машиной "Вемко") можно регулировать также выход пенного продукта в каждой камере изменением подачи воздуха.
Несмотря на указанные преимущества машин тех или иных конструкций, в некоторых случаях целесообразно применять один тип машин во всех операциях.
В последнее время из-за необходимости переработки бедных руд резко возросла производительность обогатительных фабрик. Это привело к созданию крупного обогатительного оборудования, в том числе и флотационных машин.
Большинство новых отечественных и зарубежных фабрик оснащается в настоящее время флотационными машинами с камерами большой вместимости, так как применение таких камер сокращает капитальные вложения и эксплуатационные расходы.
Пневматические машины. Область применения пневматических машин прежде всего определяется возможностью получения тех же технологических показателей, которые характерны для машин импеллерного типа.
При одинаковых технологических показателях преимущества пневматических машин - простота конструкции, низкая стоимость ремонта, относительно высокая производительность. Недостатки машин — ненадежность аэраторов, чувствительность к изменению плотности пульпы и крупности измельченной руды, трудности при флотации крупного и тяжелого материала из-за недостаточного перемешивания. В глубоких аэролифтных машинах интенсивность перемешивания пульпы более высокая, чем в других пневматических машинах.
Вследствие указанных недостатков пневматические машины как старых, так и новых конструкций, в том числе машины чанового типа, "Давкра" и другие, не получили в настоящее время широкого распространения и применяются на небольшом числе фабрик.