CN101648165A - 吸浆式矿物浮选机及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸浆式矿物浮选机及其应用。该浮选机，包括腔体和位于所述腔体中心的主轴和支撑所述主轴并与所述主轴同心安装的轴承体；还包括与所述主轴同轴安装且由叶轮盖板、位于所述叶轮盖板之下的上部吸浆叶片、位于所述上部吸浆叶片之下的基板和位于基板之下的下部搅拌分散叶片组成的转子叶轮、位于所述转子叶轮外围且与所述主轴同心安装固定于槽体的定子、与所述转子叶轮的基板相连并与所述主轴同轴安装的空气分配器、与所述述腔体相连并延伸至所述腔体外部的吸浆管道和位于所述空气分配器内部的逆止阀浮球；所述空气分配器为表面开孔的筒型部件。该浮选机能耗低、磨损小，可显著提高选矿效率，使选矿流程更加通畅。

Description

吸浆式矿物浮选机及其应用

技术领域

本发明涉及一种胶磷矿选矿吸浆式矿物浮选机。

背景技术

长期以来，在胶磷矿选矿领域采用的浮选机一直采用传统方式，一成不变，即由主轴、叶轮、定子、轴承体、槽体、刮板系统、空气分配系统及吸浆管道组成。当叶轮旋转时，槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸入叶轮叶片间，与此同时，由鼓风机给入低压空气，经空心轴进入叶轮腔的空气分配器，通过空气分配器的小孔，进入叶轮叶片间。矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合，由叶轮上部排出。此种结构针对胶磷矿容易造成气泡过大、过快，并且由于叶轮叶片过大，造成搅拌强度过于强烈，不易矿物与气泡充分结合，泡沫量大，泡沫稳定性强，不易破碎，造成泡沫输送困难，选矿流程不畅通，工艺指标不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸浆式矿物浮选机及其应用。

本发明提供的吸浆式矿物浮选机，包括腔体和位于所述腔体中心的主轴和支撑所述主轴并与所述主轴同心安装的轴承体；其中，该浮选机还包括与所述主轴同轴安装且由叶轮盖板、位于所述叶轮盖板之下的上部吸浆叶片、位于所述上部吸浆叶片之下的基板和位于基板之下的下部搅拌分散叶片组成的转子叶轮、位于所述转子叶轮外围且与所述主轴同心安装固定于槽体的定子、与所述转子叶轮的基板相连并与所述主轴同轴安装的空气分配器、与所述述腔体相连并延伸至所述腔体外部的吸浆管道和位于所述空气分配器内部的逆止阀浮球；

所述空气分配器为表面开孔的筒型部件。

该浮选机中，以所述叶轮中的基板上表面为基准，所述叶轮中，上部吸浆叶片与所述转子叶轮中的基板上表面之间的距离为90-100mm，优选100mm，所述上部吸浆叶片的直径为96-105mm；所述下部搅拌分散叶片与所述转子叶轮中的基板下表面之间的距离为40-45mm，优选40mm，所述下部搅拌分散叶片的直径为96-105mm；所述定子的定位基圆直径为1400-1600mm，优选1600mm，该直径的取值可根据实际情况进行调节。所述逆止阀浮球的密度为0.9-1.0克/立方厘米，优选密度为1克/立方厘米，更优选密度为1克/立方厘米的实心聚氨酯球。所述空气分配器的开孔率为45％-50％，优选50％。所述吸浆管道的直径为300-400mm，优选350mm。构成转子叶轮、定子和空气分配器的材料为耐磨衬胶。该浮选机中各部件之间通过法兰或螺母、螺栓及弹簧垫圈相连。

在实际操作中，可根据需要决定是否添加外充汽装置。该外充汽装置由空气鼓风机和连接管道组成，该装置通过连接管道与所述主轴顶端的开口和所述腔体的开口与浮选机相连。所述主轴为空心轴。空气由外充汽装置进入浮选机腔体中产生泡沫。

另外，该浮选机在磷矿岩降镁方法中的应用，也属于本发明的保护范围。

该降镁方法，包括如下步骤：

将P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀后进行反应，所述磷酸氢根离子置换掉白云石中的碳酸根离子，镁离子与所述脂肪酸钠中的脂肪酸根离子结合，并与二氧化碳气体形成泡沫，白云石附着在泡沫中溢出，完成所述磷块岩的降镁。该步骤为图1所示的反粗选步骤。本发明中所述品位均为化合物的重量百分含量。

该方法中，脂肪酸钠中的碳原子数为12-18；各种饱和脂肪酸钠和不饱和脂肪酸钠均适用于本方法，脂肪酸钠的作用是为反应中形成的泡沫提供稳定的载体。以每吨P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩为基准，水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠的用量分别如下所示：水：3.7-4.5m³，优选4m³；硫酸氢镁：0.06-0.50kg，优选0.1kg；硫酸：46-60kg，优选50kg；磷酸：0.8-2.5.kg，优选1.0kg；脂肪酸钠：0.4-0.7kg，优选0.5kg。另外，在反应开始之前，还需调节由上述各组分组成的反应体系的pH值至4.8-5.2。该方法所用的反应装置为吸浆式矿物浮选机。磷块岩原料与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀后进行反应的时间为8-10分钟。

对于中低品位的磷块岩，可先用常规正浮选法获得P₂O₅的重量百分含量为28～30％、MgO的重量百分含量为1.8～3.5％的粗精矿后，再按照上述方法进行降镁处理。如图1中的正浮选部分所示。在上述反粗选步骤之后，为进一步提高P₂O₅的回收率，将反粗尾矿按照前述反粗选步骤可进行进一步选别，该步骤即为图1中所示反扫选步骤。

此外，所述将P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀的步骤中，可先将P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩与水混匀，再加入硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠。在加入硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠时，可先加入硫酸氢镁。所述P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩与水的混合物的浓度为18-40wt％。

本发明提供的浮选机，具有以下优点：1、转子叶轮直径增大后，显著提高了吸附能力，从而解决了选矿反应中的泡沫输送问题，使选矿流程更加通畅。

2、转子叶轮叶片的高度缩短后，定子与转子叶轮间距离增大，使浮选机运行时的能量消耗显著减少，可降低功耗30-40％。

3、在存在负荷的条件下启动浮选机时，由于叶轮下部的搅拌分散叶片的高度减小了，因而很容易在充满尾砂的情况下启动设备。

4、该浮选机不需设置刮泡装置，从而使泡沫上升速度减慢，有利胶磷矿选矿，可显著提高选矿效率。

5、转子叶轮直径增大后，转速降低，定子与转子叶轮间距增大，可大大减少对设备部件的磨损，因而磨损减少，使维护保养费用降低。

6、逆止阀浮球具有较高的密度，可有效防止空气分配器中的充气管道堵塞。

附图说明

图1为降镁工艺流程图。

图2为吸浆式矿物浮选机结构示意图。

图3为转子叶轮部件结构示意图。

图4为定子部件结构示意图。

图5为空气分配器结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1、

该吸浆式矿物浮选机的结构示意图如图2所示，其中，1为大皮带轮，2为上轴承体，3为风管，4为自流口，5为下轴承体，6为半中心筒，7为转子叶轮，8为定子，9为逆止阀浮球，10为空气分配器，11为吸浆管道，12为叶轮盖板，13为主轴。

该浮选机包括腔体(图2中未标注)和位于所述腔体中心的主轴13和支撑所述主轴并与所述主轴同心安装的轴承体，该轴承体由上轴承体2和下轴承体5组成；其中，该浮选机还包括与所述主轴同轴安装且由叶轮盖板12、位于所述叶轮盖板12之下的上部吸浆叶片7a、位于所述上部吸浆叶片之下的基板7c和位于基板之下的下部搅拌分散叶片7b组成的转子叶轮、位于所述转子叶轮外围且与所述主轴同心安装于槽体(图2中未标注)的定子8、与所述转子叶轮的基板7c相连并与所述主轴同轴安装的空气分配器10、与所述主轴相连并延伸至所述腔体外部的吸浆管道11和位于所述空气分配器内部的逆止阀浮球9。

其中，转子叶轮部件结构示意图如图3所示，其中，7a为上部吸浆叶片，7b为下部搅拌分散叶片，7c为基板；定子部件的结构示意图如图4所示；所述空气分配器为表面开孔的筒型部件，其结构示意图如图5所示。

该浮选机中，以所述叶轮中的基板上表面为基准，所述叶轮中，上部吸浆叶片与所述转子叶轮中的基板上表面之间的距离为100mm；所述下部搅拌分散叶片与所述转子叶轮中的基板下表面之间的距离为40mm；所述定子的定位基圆直径为1600mm。所述逆止阀浮球为密度为1克/立方厘米的实心聚氨酯球。所述空气分配器的开孔率为50％。所述吸浆管道的直径为350mm。构成转子叶轮、定子和空气分配器的材料为耐磨衬胶。

在实际操作中，可根据需要决定是否添加外充汽装置。该外充汽装置由空气鼓风机和连接管道组成，该装置通过连接管道与所述主轴顶端的开口和所述腔体的开口(即风管3开口)与浮选机相连。所述主轴为空心轴。空气由外充汽装置进入浮选机腔体中产生泡沫。

本发明提供的浮选机适用于各种品位的磷矿岩的降镁处理，具体可按照如下步骤进行：

一、原矿为P₂O₅的品位为17.88％，MgO的品位为4.65％的磷块岩

(1)采用粗、中、细三段一闭路破碎系统，将原矿破碎成10mm，通过皮带运输至粉矿仓储存，经皮带输送机进入球磨系统，经两段闭路磨矿流程，磨矿细度-200目占91％，浓度为32％，矿浆送入浮选搅拌桶进行调浆，并加入碳酸钠调整矿浆酸碱度至pH值为10，每吨原矿中加入水玻璃0.8kg来抑制硅酸盐矿物，加入S7111.2kg来抑制碳酸盐矿物，加入脂肪酸钠0.3kg来捕收磷矿物。调浆后的磷矿浆自流入浮选机(型号为KYF)，充入空气0.12m³/m²，进行浮选作业，得到P₂O₅的品位为29.50％、MgO的品位为2.84％的浮选高镁磷精矿。

其中，S₇₁₁是按照下述方法进行制备的：取粗菲50克，于容量为250毫升并附有回流和搅拌装置的三口瓶中，在空气浴中加热至120℃，在15分钟内滴加浓硫酸40毫升，维持120℃3.5小时，降温至80℃，加水100毫升左右，在10分钟内滴加为40％的甲醛17.5毫升，在沸水浴中搅拌1.5小时，取出即得。

(2)向上述得到浮选高镁磷精矿中，加入水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸、脂肪酸钠、其中，水的加入量为4m³/吨，硫酸氢镁的加入量为0.10kg/吨，硫酸的加入量为50kg/吨，磷酸的加入量为1.0kg/吨，脂肪酸钠的加入量0.5kg/吨，用磷酸调节反应体系的pH值至5.0。在本发明提供的浮选机腔体中进行内循环停留10分钟。白云石附着在泡沫中从自流口4溢出，带走白云石(MgCO₃)，最终槽内得到MgO重量百分含量为0.78％的磷精矿。

二、原矿为P₂O₅的品位为14.50％、MgO的品位为4.86％的磷块岩

(1)采用粗、中、细三段一闭路破碎系统，将原矿破碎成10mm，通过皮带运输至粉矿仓储存，经皮带输送机进入球磨系统，经两段闭路磨矿流程，磨矿细度-200目占93％，浓度为25％，矿浆送入浮选搅拌桶进行调浆，并加入碳酸钠调整矿浆酸碱度至pH值为10，每吨原矿中加入水玻璃1.0kg来抑制硅酸盐矿物，加入S₇₁₁1.4kg来抑制碳酸盐矿物，加入脂肪酸钠0.25kg来捕收磷矿物。调浆后的磷矿浆自流入浮选机(型号为KYF)，充入空气0.1m³/m²，进行浮选作业，得到P₂O₅的品位为28.00％、MgO的品位为3.5％的浮选高镁磷精矿。

(2)向上述得到浮选高镁磷精矿中，加入水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸、脂肪酸钠、其中，水的加入量为4.5m³/吨，硫酸氢镁的加入量为0.12kg/吨，硫酸的加入量为46kg/吨，磷酸的加入量为1.5kg/吨，脂肪酸钠的加入量0.7kg/吨，用磷酸调节反应体系的pH值至4.8。在本发明提供的浮选机腔体中进行内循环停留8分钟。白云石附着在泡沫中从自流口4溢出，带走白云石(MgCO₃)，最终槽内得到MgO的品位为0.86％的磷精矿。

三、原矿为P₂O₅的品位为22.50％、MgO的品位为4.00％的磷块岩

(1)采用粗、中、细三段一闭路破碎系统，将原矿破碎成10mm，通过皮带运输至粉矿仓储存，经皮带输送机进入球磨系统，经两段闭路磨矿流程，磨矿细度-200目占90％，浓度为32％，矿浆送入浮选搅拌桶进行调浆，并加入碳酸钠调整矿浆酸碱度至pH值为10，每吨原矿中加入水玻璃0.8kg来抑制硅酸盐矿物，加入S₇₁₁1.4kg来抑制碳酸盐矿物，加入脂肪酸钠0.26kg来捕收磷矿物。调浆后的磷矿浆自流入浮选机(型号为KYF)，充入空气0.1m³/m²，进行浮选作业，得到P₂O₅的品位为30.00％、MgO的品位为2.8％的浮选高镁磷精矿。

(2)向上述得到浮选高镁磷精矿中，加入水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸、脂肪酸钠、其中，水的加入量为3.7m³/吨，硫酸氢镁的加入量为0.07kg/吨，硫酸的加入量为60kg/吨，磷酸的加入量为0.8kg/吨，脂肪酸钠的加入量0.4kg/吨，用磷酸调节反应体系的pH值至5.2。在本发明提供的浮选机腔体中进行内循环停留10分钟。白云石附着在泡沫中从自流口4溢出，带走白云石(MgCO₃)，最终槽内得到MgO的品位为0.56％的磷精矿。

四、原矿为P₂O₅的品位为28.50％、MgO的品位为2.86％的磷块岩

(1)采用粗、中、细三段一闭路破碎系统，将原矿破碎成10mm，通过皮带运输至粉矿仓储存，经皮带输送机进入球磨系统，经两段闭路磨矿流程，磨矿细度-200目占90％，浓度为32％，矿浆送入浮选搅拌桶进行调浆。

(2)向上述矿浆中，加入水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠；其中，水的加入量为3.7m3/吨，硫酸氢镁的加入量为0.50kg/吨，硫酸的加入量为46kg/吨，磷酸的加入量为0.8kg/吨，脂肪酸钠的加入量0.5kg/吨，用磷酸调节反应体系的pH值至5.2。在本发明提供的浮选机腔体中进行内循环停留10分钟。白云石附着在泡沫中从自流口4溢出，带走白云石(MgCO₃)，最终槽内得到MgO的品位为0.60％的磷精矿。

五、原矿为P₂O₅的品位为30％、MgO的品位为3.16％的磷块岩

(1)采用粗、中、细三段一闭路破碎系统，将原矿破碎成10mm，通过皮带运输至粉矿仓储存，经皮带输送机进入球磨系统，经两段闭路磨矿流程，磨矿细度-200目占90％，浓度为33wt％，矿浆送入浮选搅拌桶进行调浆。

(2)向上述矿浆中，加入水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠。其中，水的加入量为4.5m3/吨，硫酸氢镁的加入量为0.06kg/吨，硫酸的加入量为46kg/吨，磷酸的加入量为2.5kg/吨，脂肪酸钠的加入量0.4kg/吨，用磷酸调节反应体系的pH值至5.3。在本发明提供的浮选机腔体中进行内循环停留10分钟。白云石附着在泡沫中从自流口4溢出，带走白云石(MgCO₃)，最终槽内得到MgO的品位为0.70％的磷精矿。

Claims (10)

1、一种吸浆式矿物浮选机，包括腔体和位于所述腔体中心的主轴和支撑所述主轴并与所述主轴同心安装的轴承体；其特征在于：还包括与所述主轴同轴安装且由叶轮盖板、位于所述叶轮盖板之下的上部吸浆叶片、位于所述上部吸浆叶片之下的基板和位于下部搅拌分散叶片之下的基板组成的转子叶轮、位于所述转子叶轮外围且与所述主轴同心安装于槽体的定子、与所述转子叶轮的基板相连并与所述主轴同轴安装的空气分配器、与所述腔体相连并延伸至所述腔体外部的吸浆管道和位于所述空气分配器内部的逆止阀浮球；所述空气分配器为表面开孔的筒型部件。

2、根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于：以所述叶轮中的基板上表面为基准，所述叶轮中，上部吸浆叶片与所述转子叶轮中的基板上表面之间的距离为90-100mm，所述上部吸浆叶片的直径为96-105mm；

所述下部搅拌分散叶片与所述转子叶轮中的基板下表面之间的距离为40-45mm，所述下部搅拌分散叶片的直径为96-105mm；

所述定子的定位基圆直径为1400-1600mm。

3、根据权利要求2所述的浮选机，其特征在于：所述上部吸浆叶片与所述转子叶轮中的基板上表面之间的距离为100mm，所述下部搅拌分散叶片与所述转子叶轮中的基板下表面之间的距离为40mm；所述定子的定位基圆直径为1600mm。

4、根据权利要求1-3任一所述的浮选机，其特征在于：所述逆止阀浮球的密度为0.9-1.0克/立方厘米，优选密度为1克/立方厘米，更优选密度为1克/立方厘米的实心聚氨酯球；

所述空气分配器的开孔率为45％-50％，优选50％；

所述吸浆管道的直径为300-400mm，优选350mm；

所述构成转子叶轮、定子和空气分配器的材料为耐磨衬胶；

所述主轴为空心轴。

5、根据权利要求1-4任一所述的浮选机，其特征在于：所述浮选机还包括外充汽装置；所述外充汽装置由空气鼓风机和连接管道组成；所述外充汽装置通过所述连接管道与所述主轴顶端的开口和所述腔体的开口与所述浮选机相连。

6、权利要求1所述浮选机在磷矿岩降镁方法中的应用。

7、根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述磷块岩的降镁方法，包括如下步骤：

将P₂O₅的品位为28～30％、MgO的品位为1.8～3.5％的磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀后进行反应，所述磷酸氢根离子置换掉白云石中的碳酸根离子，镁离子与所述脂肪酸钠中的脂肪酸根离子结合，并与二氧化碳气体形成泡沫，白云石附着在泡沫中溢出，完成所述磷块岩的降镁；

所述脂肪酸钠为碳原子数为12-18的脂肪酸钠；

以每吨所述磷块岩为基准，水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠的用量分别如下所示：

水：3.7-4.5m³，优选4m³；

硫酸氢镁：0.07-0.50kg，优选0.1kg；

硫酸：46-60kg，优选50kg；

磷酸：0.8-2.5kg，优选1.0kg；

脂肪酸钠：0.4-0.7kg，优选0.5kg；

所述磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀后进行反应的时间为8-10分钟。

8、根据权利要求7所述的应用，其特征在于：在反应之前，调节所述磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠组成的反应体系的pH值至4.8-5.3。

9、根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述将所述磷块岩与水、硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠混匀的步骤中，先将所述磷块岩与水混匀，再加入硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠；所述磷块岩与水的混合物的浓度为18-40wt％。

10、根据权利要求6-9任一所述的应用，其特征在于：所述再加入硫酸氢镁、硫酸、磷酸和脂肪酸钠的步骤中，先加入硫酸氢镁。

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