CN102179314B - 充气旋流微泡浮选柱分选设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种充气旋流微泡浮选柱分选设备及方法，设备包括泡沫富集室、设在泡沫富集室上部的泡沫精矿收集槽和泡沫精矿收集槽顶部的喷淋管，泡沫富集室的下部设有旋流微泡浮选柱，所述的泡沫富集室与旋流微泡浮选柱之间连有充气分选室，充气分选室内设有锥形网，充气分选室的外壁上均匀布有与锥形网面相垂直的多个进气口。通过在旋流微泡浮选柱的泡沫富集室和柱分选室之间增加充气浮选室，形成了上部易浮矿物高浓度充气浮选、中等可浮性矿物中等浓度柱浮选、难浮矿物管流紊流矿化和旋流低浓度浮选。实现了高浓度易浮矿物充气先浮、难浮矿物旋流后浮的梯级优化分选，极大地提高了浮选柱的处理量，同时也降低了药耗，较好地解决了分选效率与能耗之间的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气旋流微泡浮选柱分选设备及方法，尤其适用于煤泥、金属矿和非金属矿的分选。
背景技术
随着机械化采煤程度的提高，开采深度的加深，原煤质量变差，重选工艺的变革，原煤中原生和次生的细粒粉煤含量越来越多，因此对细粒粉煤的高效分选直接关系到选煤厂的经济效益问题。浮选是目前实现煤泥分选的最有效方法，但其生产成本又是选煤厂中最高的环节，主要原因之一在于浮选浓度低，处理量小，吨煤电耗高。目前常用的浮选设备有浮选机和浮选柱。浮选机存在浮选槽体浅，精煤泡沫层薄，无泡沫精选过程；细泥选择性差，泡沫中夹带高灰细泥多，分选效率低，精煤灰分高，常出现重选背浮选的情况；机械间断强制刮泡，刮泡速度快时精煤灰分高，刮泡速度慢时，跑煤造成尾煤灰分低；对煤质适应性差；占地面积大，需检修空间大，土建投资高；维修工作量大，维护费用高。浮选柱中应用较广的旋流微泡浮选柱，它集柱浮选、旋流分选和管流矿化为一体的梯级优化分选，主要优势在于对微细粒矿物的分选选择性好，回收率高，动力消耗小。但其在用于易浮煤时，较低浓度浮选需要浮选柱的台数增加，设备投资增加，如采用大直径浮选柱，则运输困难。浮选柱在较高浓度浮选时，选择性与精煤回收率难以同时兼顾，易造成浮选尾煤灰分低，造成资源浪费和经济损失。另一种充气浮选柱，其主要优势在于利用空压机产生压缩空气给入浮选柱实现浮选，动力消耗低，但其主要问题在于回收率低。总体来讲，旋流微泡浮选柱用于难选煤时优势更明显，而充气浮选柱用于易选煤时具有动力消耗低的优势。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、高浓度分选效果好、生产成本低、处理量大的充气旋流微泡浮选柱分选设备及方法。
技术方案：
本发明的充气旋流微泡浮选柱分选设备，包括泡沫富集室、设在泡沫富集室上部的泡沫精矿收集槽和泡沫精矿收集槽顶部的喷淋管，泡沫富集室的下部设有旋流微泡浮选柱，所述的泡沫富集室与旋流微泡浮选柱之间连有充气分选室，充气分选室内设有锥形网，充气分选室的外壁上均匀布有与锥形网面相垂直的多个进气口。
所述的充气分选室为1～3个；所述的多个进气口为3-8个。
本发明的充气旋流微泡浮选柱分选装置的方法，包括如下步骤：
a.经分布器进入充气分选室的矿浆自上而下进入充气浮选室；
b.向充气浮选室外壁上的多个进气口充气，从多个进气口进入充气浮选室的气体经锥形网分散产生气泡与矿浆相碰撞，易浮产物与气泡接触后吸附成为矿化气泡上升至泡沫富集室，溢流后经泡沫精矿收集槽排出；
d.剩余产物经充气浮选室向下沉降进入旋流微泡浮选柱浮选后，轻产物上浮经充气浮选室进入泡沫富集室，重产物经旋流微泡浮选柱的底流口排出。
所述的充气浮选室为2～3个时，矿浆自上而下进入呈阶梯状排列的各充气浮选室，分别经各充气浮选室外壁上的多个进气口进入的气体，再经各充气浮选室内的气体经锥形网分散产生气泡与矿浆相碰撞，完成物料的多级上浮与下沉。
有益效果：由于采用了上述技术方案，具有如下优点：
1.充气旋流微泡浮选柱设备实现了上部易浮矿物高浓度充气浮选、中等可浮性矿物中等浓度柱浮选、难浮矿物管流紊流矿化和旋流低浓度浮选的梯级优化高效分选。自上而下随着矿物可浮性的变差，矿浆浓度逐步降低，矿化强度逐步增大，分选逐步强化，从能量消耗来讲，易浮矿物采用低能耗的充气浮选、中等可浮矿物采用柱浮选、难浮矿物采用耗能较大的管流矿化和旋流分选，有利于提高精矿产率和质量。
2.充气浮选室的充气分选，极大地提高了浮选柱的处理量，同时也降低了药耗。当矿浆进入充气分选室后，不同高度充气装置的充气量和压力单独可调，以适应矿物可浮性的变化，使易浮矿物尽可能在充气浮选室完成浮选，减少进入柱浮选室和旋流分选室的矿浆浓度，中下部的分选浓度将降低，药剂用量将大大减少。
3.充气旋流微泡浮选柱设备可较好地解决了分选效率与能耗之间的矛盾。许多选煤厂都采用增大充气量和浮选药剂解决尾煤灰分偏低的问题，然而充气量和起泡剂的增加过大必然导致循环矿浆中空气含量增加，循环泵容易产生气蚀使循环矿浆的压力不足，旋流分选作用变差，尾煤灰分提不上来。增加了多级充气分选室，可浮性好的粗颗粒精煤在充气分选室被优先浮选，且充气室在上部，循环泵入口在下部，即使上部充气量较大也不会发生循环泵汽蚀，可浮性较差的煤经管流矿化和旋流分选，精煤的产率进一步提高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图中：1-喷淋水管；2-泡沫精矿收集槽；3-给料分布器；4-锥形网；5-进气口；6-稳流板；7-气泡发生器； 8-锥形桶；9-循环矿浆泵；10-尾矿口,11-泡沫富集室，12-充气分选室，13-旋流微泡浮选柱，14-柱浮选室，15-旋流分选室。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，本发明的充气旋流微泡浮选柱分选设备，主要由喷淋水管1、泡沫精矿收集槽2、给料分布器3、锥形网4、进气口5、稳流板6、气泡发生气器7、锥形桶8、循环矿浆泵9构成，从上而下分为4个室，依次是泡沫富集室11、充气浮选室12、柱浮选室14和旋流分选室15。给料分布器3的上部是泡沫富集室11，泡沫富集室11上面设有泡沫精矿收集槽2，顶部安装喷淋管1。给料分布器3的下部为充气分选室12，充气分选室12为1～3个，连接有多个充气分选室12时，充气分选室12呈上大下小的阶梯状排列，内部设有锥形网4，外部装设有3～8个对称的进气口5，充气浮选室12下部紧连旋流微泡浮选柱13，旋流微泡浮选柱13包括柱浮选室14和旋流分选室15，柱分选室14由稳流板6过渡到旋流分选室15，锥形桶8、循环矿浆泵9和气泡发生器7构成了旋流分选室14。
本发明的充气旋流微泡浮选柱分选方法，根据MT/T259-1991《煤炭可浮性评定方法》，采用灰分符合要求条件下的浮选精煤可燃体回收率作为评定可浮性的标准，按图2所示设备，首先将矿浆给入给料分布器3，经给料分布器3分散后的矿浆进入充气分选室12；矿浆自上而下进入充气分选室12，向充气浮选室12外壁上的多个进气口5充入压缩空气，矿浆与充气分选室12内的锥形网4产生的气泡碰撞，极易浮矿物与气泡接触后吸附成为矿化气泡上升进入泡沫富集室11，剩余矿浆继续下降，完成一次浮选；矿浆经过一级浮选后浓度降低，与第二级充气浮选室12产生的气泡碰撞，易浮矿物与气泡接触后吸附并随重产物经旋流微泡浮选柱13的底流口排出；气体上升，剩余矿浆继续下降；完成第二次浮选，根据矿浆实际情况可对矿浆进行1～3次的浮选，矿浆依次自上而下通过各级充气分选室直至易浮矿物已基本浮选完毕，剩余矿浆的浓度已经达到正常浮选浓度后进入旋流微泡浮选柱13；矿浆进入旋流微泡浮选柱13后，柱浮选室14捕集区距离较长，矿浆在此完成进一步矿化和柱浮选，回收一部中等可选矿物，剩余的主要由难选矿物组成的矿浆则进入旋流分选室15；进入旋流分选室15的矿浆再经过旋流完成扫选，循环矿浆泵9将旋流分选室15的中矿从锥形桶8抽出加压再沿切线给入旋流分选室15的上部，循环矿浆9管道上串联了气泡发生器7，气泡发生器7由于负压作用自吸入空气和药剂，与喷嘴附近的高速射流发生矿化作用，旋流分选室15溢流上升至柱分选室14，重产品沿旋流分选室15的锥壁下降经尾矿口10排出；所有上浮到泡沫富集室11的精煤堆积形成一定厚度的床层，这样就可以利用二次富集的作用进一步对精煤进行精选，同时顶部设计的喷淋水1可以避免夹带高灰细泥的现象，最终的精煤随泡沫直接溢流到泡沫精矿收集槽2；在旋流分选段，可根据矿物浮选的难以程度需要在气泡发生器内补充一部分捕收剂和起泡剂，以增加难浮矿物上浮的机会，提高精煤产率。
Claims (1)
1.一种充气旋流微泡浮选柱分选设备，包括泡沫富集室（11）、设在泡沫富集室（11）上部的泡沫精矿收集槽（2）和泡沫精矿收集槽顶部的喷淋管（1），泡沫富集室（11）的下部设有旋流微泡浮选柱（13），其特征在于：所述的泡沫富集室（11）与旋流微泡浮选柱（13）之间连有充气分选室（12），充气分选室（12）内设有锥形网（4），充气分选室（12）的外壁上均匀布有与锥形网（4）面相垂直的多个进气口（5）。
2.根据权利要求1所述的充气旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述的充气分选室（12）为1～3个。
3. 根据权利要求1所述的充气旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述的多个进气口（5）为3-8个。
4.一种根据权利要求1所述设备的充气旋流微泡浮选柱分选方法，其特征在于包括如下步骤：
a. 首先将矿浆给入给料分布器（3），经分布器（3）进入充气分选室（12）的矿浆自上而下进入充气分选室（12）；
b.向充气分选室（12）外壁上的多个进气口（5）充气，从多个进气口（5）进入充气分选室（12）的气体经锥形网（4）分散产生的气泡与矿浆相碰撞，易浮产物与气泡接触后吸附成为矿化颗粒上升至泡沫富集室（11），溢流后经泡沫精矿收集槽（2）排出；
d.剩余产物经充气分选室（12）向下沉降进入旋流微泡浮选柱（13）浮选后，轻产物上浮经充气分选室（12）进入泡沫富集室（11），重产物经旋流微泡浮选柱（13）的底流口排出。
5.根据权利要求4所述的充气旋流微泡浮选柱分选方法，其特征在于：所述的充气分选室（12）为2～3个时，矿浆自上而下进入呈阶梯状排列的各充气分选室（12），分别经各充气分选室（12）外壁上的多个进气口（5）进入的气体，再经各充气分选室（12）内的气流经锥形网（4）分散产生气泡与矿浆相碰撞，完成物料的多级上浮与下沉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130102 Termination date: 20160524 |