CN101306398A - 一种微泡旋流分选法及分选设备 - Google Patents

一种微泡旋流分选法及分选设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微泡旋流分选法及分选设备。属分选和浮选领域。应用气浮分离法和旋流器分离法的原理，经过浮选剂预处理的矿浆在进入旋流器前，先经过气泡发生器，在矿浆中加入微气泡，气泡与矿浆碰撞并矿化，混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒(重相)与细颗粒(轻相)之间存在着粒度差(密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒(重相)与气泡分离经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒(轻相)随气泡携带由溢流管排出，从而达到分离分级的目的。优点是，分选过程、设备简化；处理能力提高。

Description

一种微泡旋流分选法及分选设备
技术领域
本发明涉及矿物质的分选法，属分选和浮选领域。具体涉及一种微泡旋流分选法及分选设备。特别适用于1.5mm以下颗粒煤泥的分选。
背景技术
向水中通入大量微小气泡，使待分离物质吸附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法，称气浮分离法或气泡分离法。也称浮选分离或泡沫浮选分离。其方法是：往含有待分离的离子、分子的水溶液中，加入表面活性剂时，表面活性剂的极性端与水相中的离子或极性分子连结在一起，非极性端向着气泡，表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气-液界面，被气泡带到液面，形成泡沫层，从而达到分离的目的。
以煤炭的洗选为例：目前选煤厂使用的浮选机大体分为机械搅拌式浮选机(例如XJM-S型、XJX型等)，喷射式浮选机(例如FJC系列、XPM型)以及浮选柱(床)(例如FCSMC型)，浮选柱亦称微泡浮选机。浮选柱的分选效果和分选效率都比较好。
早期的浮选柱的充气是使用带孔的橡胶、微孔塑料甚至帆布等，但因堵塞等原因无法长期正常生产，因此现在选煤厂使用的浮选柱已经改用气泡发生器(微泡发生器)，即采用喷射原理实现煤浆充气。
浮选柱是用来分选和回收0.5mm以下颗粒煤泥的重要设备，煤泥的浮选主要是通过对一定浓度的煤浆加入适量的药剂在搅拌桶内进行搅拌，然后进入浮选柱再次加药搅拌后，使疏水性的煤粒与浮选机内所形成的空气泡相遇，并附着在气泡上，上浮到煤浆表面后由刮泡器将其刮走，这便是精煤。亲水性的矸石粒则随煤浆排出，即为尾煤。
浮选柱柱体包括柱分离段、旋流分离段和管浮选装置三部分。柱分离段位于整个柱体上部，在其顶部设置有喷淋水管和泡沫收集槽，浮选精煤由此自溢排出，在柱分离段的中上部设入料管；旋流分离段采用分选旋流器结构，并与柱分离段呈上、下结构直通连接，尾煤由旋流分离段底流口排出；管浮选装置布置在柱体体外，其出流沿切线方向与旋流分离段柱体相连，管浮选装置包括气泡发生器与浮选管段两部分，气泡发生器是旋流-静态微泡浮选柱的关键部件，它采用类似射流泵原理利用渣浆泵将循环煤浆加压射流引入空气，并把空气粉碎成微小气泡，含气煤浆以较高能量状态沿切向高速进入旋流分离段。见图1。
目前浮选柱(床)还存在下列问题
1、浮选柱的泡沫采用自溢方式，为了保证浮选泡沫的流动性，需要加大起泡剂的添加量，从而不但影响分选的选择性，而且泡沫发粘给后续的脱水作业带来困难。
2、浮选柱的气泡发生器喷嘴口径较小(在20mm左右)，易被煤浆中的杂物堵塞，且堵塞不易发现、不易排除和更换。
3、浮选柱(床)通常单机使用或单机并联使用即单段浮选，因此既保证精煤质量又要保证尾煤质量难以两全。
4、浮选柱的处理能力较小。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的上述不足，提供一种微泡旋流分选法及分选设备。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种微泡旋流分选法，该方法包括如下步骤：
--将矿浆加压，并从喷嘴射出；
--高速喷射的矿浆周围形成负压，吸入空气和起泡剂；
--空气和起泡剂与高速矿浆产生剪切和裹卷，形成含有微泡的混合液；
--进入扩散管时，混合液因突然减压而使气泡分散析出，能有选择性地黏附疏水性良好的煤粒，从而使气泡矿化；
--将混合液从旋流器周边切向进入旋流器内后，在旋流器中就形成水-气相的轻介质，分选物随介质产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动，利用粗颗粒(重相)与细颗粒(轻相)之间存在着的粒度差(密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力大小不同，受离心沉降作用，粗颗粒(重相)与气泡分离经旋流器底流口排出，细颗粒(轻相)随气泡携带由溢流管排出，实现分离分级。
混合液从喷嘴喷出的加压压力为0.25-0.3mpa。
一种微泡旋流分选的设备，包括气泡发生器和旋流器，气泡发生器和旋流器用集料箱连接。
气泡发生器为射流式气泡发生器。
旋流器为煤泥重介质旋流器。
本发明综合运用气浮分离法和旋流器分离法的原理，通过在矿浆中加入微泡和起泡剂，形成富含矿化气泡的混合液，给入旋流器后，在旋流器中就形成水-气相的轻介质，利用旋流器离心沉降的原理，将粗颗粒(重相)和细颗粒(轻相)分离开来。粗颗粒(重相)与气泡分离经旋流器底流口排出，细颗粒(轻相)随气泡携带由溢流管排出。
本发明的有益效果是：使用上述方法分选，使得分选过程、设备简化；处理能力提高；分选效果能够满足一般矿物分离的要求。
附图说明
图1是已有技术示意图；
图2是本发明设备结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，设备有若干台射流式气泡发生器1和煤泥重介质旋流器2组成，射流式气泡发生器1和煤泥重介质旋流器2用集料箱3联接。射流式气泡发生器1和煤泥重介质旋流器2均是市售产品。旋流器作为一种常见的分离分级设备，其作用是离心沉降。
为了提高旋流器的处理能力，或使气泡发生器的流量与旋流器匹配，需要根据旋流器的流量选择若干个气泡发生器并联后通过集料箱3与旋流器相联接。
工作过程是：循环矿浆经渣浆泵加压到0.25-0.3mpa，并从喷嘴高速喷出，在抽吸作用下，吸入室形成负压，空气和起泡剂被吸入，经过喉管时与高速煤浆产生剪切和裹卷，进入扩散管时，矿浆突然失压而使微泡分散析出，能有选择性地黏附疏水性良好的煤粒，从而使气泡矿化并直接进入旋流器。混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，在旋流器中就形成水-气相的轻介质，分选物随介质产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动，利用粗颗粒(重相)与细颗粒(轻相)之间存在着的粒度差(密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力大小不同，受离心沉降作用，粗颗粒(重相)与气泡分离经旋流器底流口排出，细颗粒(轻相)随气泡携带由溢流管排出，实现分离分级。

Claims (6)

1、一种微泡旋流分选法，其特征是，该方法包括如下步骤：
--将矿浆加压，并从喷嘴射出；
--高速喷射的矿浆周围形成负压，吸入空气和起泡剂；
--空气和起泡剂与高速煤浆产生剪切和裹卷，形成含有微泡的混合液；
--进入扩散管时，混合液因突然失压而使气泡分散析出，有选择性地黏附疏水性良好的煤粒，从而使气泡矿化；
--将混合液从旋流器周边切向进入旋流器内后，在旋流器中形成水-气相的轻介质即微气泡，分选物随介质产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动，利用粗颗粒重相与细颗粒轻相之间存在着的粒度差即密度差，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力大小不同，受离心沉降作用，粗颗粒(或重相)与气泡分离经旋流器底流口排出，细颗粒(或轻相)随气泡携带由溢流管排出，实现分离分级。
2、如权利要求1所述的微泡旋流分选法，其特征是，混合液从喷嘴喷出的加压压力为0.25-0.3mpa。
3、如权利要求1所述的微泡旋流分选法，其特征是，所述的颗粒是直径小于1.5毫米的颗粒。
4、一种实现权利要求1所述的微泡旋流分选法的设备，其特征是，设备包括气泡发生器和旋流器，气泡发生器和旋流器用集料箱连接。
5、如权利要求4所述的微泡旋流分选法的设备，其特征是，气泡发生器为射流式气泡发生器。
6、如权利要求2所述的微泡旋流分选法的设备，其特征是，旋流器为煤泥重介质旋流器。
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