Type à tige XJB machine de flottation

La machine de flottation à tiges XJB est similaire à la machine de flottation australienne de type Warman.

(1) Structure et principe de fonctionnement de la machine de flottation à tiges XJB

Son dispositif d'agitation et d'aération se compose de 12 tiges rondes inclinées, d'où son nom de “ flottateur à tiges ”. La structure de cette machine est illustrée à la figure 12-10.

La machine de flottation à tiges se décline en deux types : la cellule à écoulement direct et la cellule d’aspiration. La cellule à écoulement direct est équipée d’un arbre creux (arbre principal), d’un rotor à tiges, d’un bossage et d’un stabilisateur d’écoulement en forme d’arc. La cellule à écoulement direct ne peut pas aspirer la pâte depuis le fond et sert uniquement à la flottation ; on l’appelle également « cellule de flottation ». La cellule d’aspiration est équipée d’une roue d’aspiration de pâte installée sous le rotor à tiges, qui peut aspirer la pâte depuis le fond à la manière d’une pompe centrifuge. Une cellule d’aspiration est installée au point d’alimentation de chaque opération, telle que le dégrossissage, le nettoyage et le balayage.

Lorsque la cellule à écoulement direct est en fonctionnement, la rotation du rotor à tiges inclinées situé sous l’arbre creux provoque une éjection puissante de la pâte vers le fond et autour de la cellule selon un certain angle de cône, créant ainsi une dépression sous le rotor à tiges inclinées. L’air extérieur est alors aspiré par l’arbre creux. Sous l’action du rotor à tiges inclinées, la pâte et l’air sont intimement mélangés, tandis que le flux d’air est fragmenté et dispersé en fines bulles. Le bossage sert de guide, dirigeant rapidement le mélange pulpe-air vers le fond de la cellule. Après avoir été stabilisé par le stabilisateur d’écoulement en forme d’arc, le mélange se déplace vers la périphérie de la cellule et est réparti uniformément dans toute la cellule, tandis que le flux rotatif de pulpe et d’air se transforme en un écoulement quasi radial. La pulpe stabilisée s’écarte alors du fond et remonte lentement vers la surface du liquide. Ainsi, le mélange pulpe-air suit un trajet d’écoulement particulier en forme de “ W ” à l’intérieur de la cellule, ce qui rend la surface de la pulpe relativement stable. Les bulles minéralisées remontent vers la zone d’écume et sont raclées pour former le produit d’écume.

Figure 12-10 Structure du modèle XJB-10 de type tige machine de flottation
1 — Arbre principal ; 2 — Rotor à tiges inclinées ; 3 — Bossage ; 4 — Stabilisateur de débit ; 5 — Tuyau de guidage de la pâte ; 6 — Plaque de base

(2) Principales caractéristiques

La principale caractéristique de la machine de flottation à tiges réside dans le fait que l'ensemble d'agitation et d'aération se compose d'un rotor à tiges incliné, d'un moyeu et d'un stabilisateur d'écoulement en forme d'arc.

1. Rotor à tiges inclinées – Il est composé d’un disque en fonte et de 12 tiges coniques réparties uniformément et moulées d’un seul tenant (voir figure 12-11a). Il peut être revêtu de caoutchouc afin d’augmenter sa résistance à l’usure. Chaque tige est inclinée vers l’arrière selon un angle de 45° dans le sens opposé à la rotation du rotor, et s’évase également vers l’extérieur selon un angle de cône de 15° de haut en bas. Cette structure entraîne une augmentation de la vitesse périphérique des tiges inclinées de haut en bas pendant la rotation, ce qui crée une forte agitation et produit un jet incliné vers le bas de pâte aérée en direction du fond et de la périphérie de la cellule. Par conséquent, cela empêche la sédimentation des particules à haute densité et des particules grossières au fond de la cellule.

Figure 12-11 Caractéristiques structurelles de la machine de flottation à tiges
(a) Rotor à tiges inclinées ; (b) Bossage et stabilisateur d'écoulement en forme d'arc

Comme cet agitateur empêche la formation de sédiments au fond de la cellule et ne présente que très peu de zones mortes, le volume de la cellule est pleinement exploité, ce qui améliore considérablement le rendement volumétrique. La pulpe aérée suivant un parcours en forme de W, la profondeur d’installation du rotor à tiges dans la cellule peut être réduite. Cela facilite non seulement le redémarrage après des arrêts prolongés, mais contribue également à augmenter l’aération, à réduire la consommation d’énergie et à améliorer les performances techniques de la machine de flottation.

2. Boss et stabilisateur d'écoulement en forme d'arc – Leur structure est illustrée à la figure 12-11b, et leurs fonctions ont été décrites plus haut.
3. Roue d'aspiration de pulpe – Également appelée « roue de levage ». Elle se compose de quatre pales incurvées (de 50 mm de hauteur) et de deux disques (supérieur et inférieur), et est reliée à l'arbre principal par un arbre court. Elle est installée sous le rotor à tiges dans la cellule d'aspiration et sert à aspirer la pâte. Il s’agit d’un composant unique de la machine de flottation à tiges de fabrication nationale.
4. Cellule peu profonde – La profondeur des alvéoles de la machine de flottation à tiges n'atteint que les deux tiers de celle de la machine de flottation XJ, ce qui se traduit par une pression hydrostatique moindre sur le rotor à tiges. Lorsque le rotor à tiges tourne, la pâte aérée est évacuée à une vitesse de sortie plus élevée, ce qui améliore la capacité d’aspiration d’air de la machine de flottation et réduit la consommation d’énergie.

De plus, cette machine de flottation présente également les avantages suivants : une structure simple, une utilisation et un entretien faciles, une bonne dispersion des bulles, des contacts plus fréquents entre la pâte et l'air, un mélange homogène et une vitesse de flottation élevée.

La machine de flottation à tiges XJB est adaptée aux concentrateurs de petite et moyenne taille traitant des minerais métalliques à haute densité et à grains grossiers. Elle peut être utilisée dans diverses opérations de flottation et s’avère particulièrement efficace pour la séparation du plomb, du zinc, du cuivre, du molybdène, du soufre et du sable siliceux. Ses performances techniques sont présentées dans le tableau 12-9.

Exemple illustrant la signification d'une référence de modèle :
XJB-10D
X – Machine de flottation
J – Agitation mécanique
B – Type à tige
10 – Volume de la cellule : 1,0 m³
D – Raclage de la mousse sur une seule face
(Pour le raclage de mousse sur les deux faces, aucune lettre n'est ajoutée après le modèle.)

Tableau 12-9 Performances techniques de la machine de flottation à tiges XJB

Les données indiquées dans ① correspondent au raclage unilatéral de la mousse ; chaque paire de cuves comprend une cuve de flottation et une cuve d'aspiration.