CN103447159B - 内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备与方法 - Google Patents
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Abstract
一种内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备及方法，通过在旋流微泡浮选柱的泡沫区、捕集区内加入倾斜板，利用倾斜板的促进精矿中夹杂的矸石沉降作用减少高灰细泥的水力夹带，加入倾斜板后将分选区切割成数个区域，削弱柱内翻混，保证内部流场均化和床层的稳定；加入倾斜板增大了分选面积，增加了升浮路径，从而可以增大处理量，降低柱高。本发明结构简单、操作便捷、不需外加动力和药剂消耗，处理量大，有效解决浮选过程中现的泡沫污染及浮选柱大型化过程中出现的柱内返混现象严重、柱高偏高的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备与方法，尤其适用于微细粒煤泥的分选，也适用于其他矿物的分选。
背景技术
为满足经济高速发展对能源的需求，机械化采煤技术不断推广，煤炭开采量逐年增加，大直径重介质旋流器分选设备及工艺成功开发和普及，使得入浮粒度减小及次生细粒煤泥增多问题也日趋严重，造成细粒粉煤分选精度不高。浮选是分选细粒和超细粒粉煤最成熟、有效的方法，选煤厂浮选入料中粒度小于0.074mm含量普遍在60%以上，且灰分明显高于其他粒级，入浮煤泥中高灰细粒煤泥比例增大，分选难度加大，浮选精煤灰分普遍超标，导致重选“背灰”严重，细粒煤泥的高精度分选成为煤泥回收环节急需解决的技术难题，也是当前选煤生产工艺中薄弱和挖掘潜力最大的环节。常用浮选设备有浮选机和浮选柱：浮选机多槽串联，且各槽分选条件几乎相同，与矿物分选过程中可浮性逐渐变差的过程不匹配；浮选槽体浅，精煤泡沫层薄，二次富集作用弱，泡沫中夹带高灰细泥多，选择性差，分选效率低；矿化形式单一、效率低，槽内紊流程度高，精煤中细泥污染夹带严重，导致浮选精煤灰分均高于精煤产品灰分要求。柱式浮选技术在细粒煤泥分选方面具有突出优势，其二次富集作用为优化现行的浮选工艺提供了有利条件，有利于改善浮选精煤的数质量指标，但当浮选入料中细泥含量过多时，煤泥可浮性会变差且引起一系列不良后果：精煤产品污染严重；尾煤跑煤现象严重，尾煤灰分偏低；药剂量消耗过大，成本大增；使得后续压滤脱水作业难以进行。且应用实践表明：大型浮选柱直径越大，浮选柱内返混现象愈严重，越不容易使柱内部流场均化，愈不利于床层的稳定，影响分离精度。故迫切需要通过解决旋流微泡浮选柱分选时出现的泡沫污染及大型化过程中出现的问题，以解决细粒和超细粒粉煤的高精度分选问题，对于高效利用煤泥资源、提高企业经济效益和社会效益具有重要的现实意义和广阔的推广应用前景。内置倾斜板浮选柱是在FCMC浮选柱的基础上，结合RC逆流分选机的优势，在浮选柱内加入倾斜板，用以减少高灰细泥的水力夹带，降低柱高，削弱柱内返混现象，保证内部流场均化和床层的稳定。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服现有传统旋流微泡浮选柱在浮选过程中出现的精煤高灰细泥夹带严重、浮选柱大型化过程中柱体偏高及柱内返混现象严重的问题，提供一种结构简单、操作便捷、生产成本低、处理量大的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备及方法。
技术方案：本发明的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备，包括浮选柱的泡沫区、捕集区、扫选区、设在浮选柱上的喷淋水管、泡沫精矿收集槽、入料管、循环矿浆泵、气泡发生器、压力表、稳流板、锥形筒、尾矿管，所述浮选柱的泡沫区内间隔设有多块内置上倾斜板，捕集区内间隔设有多块内置下倾斜板，内置上倾斜板与内置下倾斜板倾斜方向相反。
所述浮选柱的泡沫区和捕集区柱体直立或倾斜设置，倾斜设置的方向与其内置倾斜板方向相同；所述的多块倾斜板为3～5块，倾斜角度为45°～90°。
一种使用上所述设备的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选方法，包括如下步骤：
a.矿浆由入料管进入浮选柱内，经捕集区向下流动，在内置下倾斜板的作用下，捕集区被分成数个区域，与气泡发生器作用下产生的上浮气泡进行逆流矿化，易浮矿物和一部分中等可浮矿物附着气泡进入内置上倾斜板的泡沫区，剩余的难浮矿浆则进入扫选区，完成第一次分选；
b.进入泡沫区的精矿在二次富集、外加喷淋水的作用下进行精选，同时在内置上倾斜板作用下，促进上浮精矿中夹杂的矸石沉降，进一步提高精矿质量，最终随泡沫溢流至泡沫精矿收集槽排出作为精煤产品；
c.进入扫选区的矿浆经过锥形筒完成扫选，气泡和已矿化的气固絮团向旋流中心运动，经稳流板上升进入捕集区，在内置下倾斜板作用下，促进难浮矿物上浮，削弱了柱内返混现象，重产品作为最终尾矿沿锥形桶的锥壁下降经尾矿管排出。
有益效果：本发明在泡沫区和内置上倾斜板的作用下使泡沫精矿实现连续高效精选，提高精矿质量；通过内置下倾斜板将捕集区分成数个区域，削弱了柱内返混现象；通过内置上倾斜板及内置下倾斜板增大了分选面积，增加了升浮路径，从而可以降低柱高。具有如下优点：
1.采用多种方式相结合，有效地解决浮选对细粒煤泥分选效果差的难题：泡沫精矿升浮至泡沫区，在内置上倾斜板促进精矿中夹杂的矸石沉降作用下，利用二次富集作用和外加喷淋水作用，减少高灰细泥的污染，进行精选，保证精矿质量。
2.在捕集区增加了内置倾斜板，这样在浮选过程中进入捕集区的矿浆被分成数组矿浆流，从而削弱了柱内返混现象。
3.在捕集区和泡沫区都加入了倾斜板，提高浮选柱的处理量，改善浮选柱内流场的分布，增大了矿浆的升浮路程，从而可以有效的降低柱高。
4.结构简单、操作便捷、不需外加动力和药剂消耗，较好地解决了分选效率与能耗、药耗之间的矛盾。大量的易浮、中等可浮矿物采用逆流矿化与二次富集作用进行分选，分选效率高，保证了精矿质量。难浮矿物采用耗能较小的管流矿化和旋流分选，有利于提高精矿产率。因此，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，实现梯级优化高效分选。
附图说明
图1是本发明的内置倾斜板旋流微泡浮选柱的实例一结构示意图；
图2是图1中倾斜板的截面剖视图；
图3是本发明的内置倾斜板旋流微泡浮选柱的实例二结构示意图；
图4是图3中倾斜板的截面剖视图。
图中：1-喷淋水管；2-泡沫精矿收集槽；3-泡沫区；4-内置上倾斜板；5-入料管；6-循环矿浆泵；7-气泡发生器；8-压力表；9-捕集区；10-内置下倾斜板；11-稳流板；12-锥形筒；13-扫选区；14-尾矿管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述：
实施例1、如图1图2所示，本发明的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备，主要由旋流微泡浮选柱、喷淋水管1、泡沫精矿收集槽2、入料管5、循环矿浆泵6、气泡发生器7、压力表8、稳流板11、锥形筒12、尾矿管14构成；旋流微泡浮选柱由上而下分为三个区域，依次是泡沫区3、捕集区9和扫选区13。浮选柱的泡沫区3和捕集区9柱体直立，所述浮选柱的泡沫区3内间隔设有多块内置上倾斜板4，捕集区9内间隔设有多块内置下倾斜板10，内置上倾斜板4与内置下倾斜板10倾斜方向相反。所述的多块倾斜板为3～5块，倾斜角度为45°～90°。泡沫区3位于内置倾斜板旋流微泡浮选柱的最上部，其上端安装喷淋水管1，下端连接入料管5，入料管5下方依次是捕集区9和扫选区13，捕集区9由稳流板11过渡到扫选区13，扫选区13内依次设有稳流板11、锥形筒12，扫选区13的外壁上设有由循环矿浆泵6、气泡发生器7和压力表8构成矿循环装置，扫选区13柱体底部设有尾矿管14。
使用上述设备的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选方法，包括如下步骤：
a.矿浆由入料管5进入浮选柱内，经捕集区9向下流动，在内置下倾斜板10的作用下，捕集区被分成数个区域，与气泡发生器7作用下产生的上浮气泡进行逆流矿化，易浮矿物和一部分中等可浮矿物附着气泡进入内置上倾斜板4的泡沫区3，剩余的难浮矿浆则进入扫选区13，完成第一次分选；
b.升浮进入泡沫区3的精矿堆积形成一定厚度的泡沫层，利用二次富集作用对精煤进行精选，经喷淋水的作用进行精选，同时在内置上倾斜板4作用下，促进上浮精矿中夹杂的矸石沉降，进一步提高精矿质量，最终随泡沫溢流至泡沫精矿收集槽2排出作为精煤产品；
c.进入扫选区13的矿浆经过锥形筒12完成扫选，循环矿浆泵6将中矿浆从锥形筒12抽出加压后再给入扫选区13的下部，中矿循环管道上串联了气泡发生器7和压力表8，压力表8表征循环压力，气泡发生器7由于负压作用自吸入空气，因矿浆切割和喷嘴喷出后压力降低析出大量微泡，并与高速射流的矿浆发生高效管流矿化作用，气泡和已矿化的气固絮团向旋流中心运动，扫选区13的溢流经稳流板11上升进入捕集区9，在内置下倾斜板10作用下，促进难浮矿物上浮，削弱了柱内返混现象，稳流板11的作用是保证捕集区9内相对静态、稳定的升浮环境；重产品沿锥形筒12的锥壁下降最终经尾矿管14排出。
实施例2、与实施例基本相，相同部略。不同之处在于，所述浮选柱的泡沫区3和捕集区9柱体倾斜设置，倾斜设置的方向与其内置倾斜板方向相同。
Claims (2)
1.一种内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选设备，包括浮选柱的泡沫区（3）、捕集区（9）、扫选区（13）、设在浮选柱上的喷淋水管（1）、泡沫精矿收集槽（2）、入料管（5）、循环矿浆泵（6）、气泡发生器（7）、压力表（8）、稳流板（11）、锥形筒（12）、尾矿管（14），其特征在于：所述浮选柱的泡沫区（3）内间隔设有多块内置上倾斜板（4），捕集区（9）内间隔设有多块内置下倾斜板（10），内置上倾斜板（4）与内置下倾斜板（10）倾斜方向相反；所述浮选柱的泡沫区（3）和捕集区（9）柱体直立或倾斜设置，倾斜设置的方向与其内置倾斜板方向相同；所述的多块倾斜板为3～5块，倾斜角度为45°～ 90°。
2.一种使用权利要求1所述设备的内置倾斜板旋流微泡浮选柱分选方法，其特征在于包括如下步骤：
a.矿浆由入料管（5）进入浮选柱内，经捕集区（9）向下流动，在内置下倾斜板10的作用下，捕集区被分成数个区域，与气泡发生器（7）作用下产生的上浮气泡进行逆流矿化，易浮矿物和一部分中等可浮矿物附着气泡进入内置上倾斜板（4）的泡沫区（3），剩余的难浮矿浆则进入扫选区（13），完成第一次分选；
b.进入泡沫区（3）的精矿在二次富集、外加喷淋水的作用下进行精选，同时在内置上倾斜板（4）作用下，促进上浮精矿中夹杂的矸石沉降，进一步提高精矿质量，最终随泡沫溢流至泡沫精矿收集槽（2）排出作为精煤产品；
c.进入扫选区（13）的矿浆经过锥形筒（12）完成扫选，气泡和已矿化的气固絮团向旋流中心运动，经稳流板（11）上升进入捕集区（9），在内置下倾斜板（10）作用下，促进难浮矿物上浮，削弱了柱内返混现象，重产品作为最终尾矿沿锥形桶（12）的锥壁下降经尾矿管（14）排出。
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