CN104511374B - 一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置 - Google Patents

一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置，包括浮选柱的气泡发生器下游至旋流段进口端的管路(1)，所述管路(1)沿管路轴线的内管壁上设置至少一排涡流发生器(2)，所述涡流发生器为围绕管路内管壁一周的若干突起(21)。由于管路中设置的涡流发生器可以改变管内的流场，增加矿粒与气泡间的碰撞概率，管内的紊流强度逐渐增强，从而强化了矿化效果，提高了细粒矿物的回收效率。

Description

一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置
技术领域
本发明涉及一种管流段装置，具体涉及一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置，属于矿物加工技术领域。
背景技术
旋流-静态微泡浮选柱应用于贫细矿物的浮选，由柱浮选单元、旋流分选单元和管浮选单元组成，柱浮选单元用于对矿物进行预选，可浮性好的矿物优先浮选，得到高质量的精矿；旋流分选单元对中矿进行进一步分选，并通过高回收能力得到合格尾矿；管浮选单元是指位于气泡发生器后、内置旋流器前的管流段，管流段中的流体以较高能量状态沿切向高速进入旋流分离段，用于旋流分离的进一步分离并沿切向与旋流分离相连形成循环。针对矿物在浮选过程中可浮性逐渐变差的变化特征，构建“逆流-旋流-管流”的矿化方式，流体的紊流度梯级增强并实现内部循环，提高了气泡与矿物颗粒碰撞的概率与强度，实现可浮性差的物料的分选。
管流段是旋流-静态微泡浮选柱浮选过程中难选的细粒矿物与气泡碰撞和粘附的主要场所，该区域的紊流强度决定微细颗粒的矿化及回收效率，现有技术中所采用的管路结构为光管，紊流强度较低从而导致大量已经单体解离的微细矿物颗粒损失在尾矿中。为了提高管流段紊流强度，主要方法有两种：增加管流段长度或者使用异形管流段(如U型管流段)，但是这两种方法会使得管流段磨损严重从而影响到设备的稳定性。增加管流段长度，一方面会使旋流-静态微泡浮选柱柱体高度增高，增加了设备成本；另一方面较长的管流段对于提高管流内部最大紊流强度效果并不显著。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置，结构简单实用，可以增加管流段细粒矿物与气泡之间的碰撞概率，提高细粒矿物的回收率。
为了实现上述目的所采用的技术方案：包括浮选柱的气泡发生器下游至旋流段进口端的管路，所述管路沿管路轴线的内管壁上设置至少一排涡流发生器，所述涡流发生器为围绕管路内管壁一周的若干突起。
优选的，所述突起为四面体结构，四面体中与管路的内管壁相连的面为底面。
进一步的，四面体的顶点距离底面的高度与管路的内径之比为0.15～0.3。
更进一步的，四面体底面为等腰三角形，其顶角为50°～65°，且顶角朝向水流方向；四面体中背向水流方向的面与底面的夹角为35°～55°。
更进一步的，四面体的顶点与底面三角形的顶角相连的棱边与底面垂直。
优选的，每排涡流发生器包括四个突起，四个突起均匀排列。
由于管路中设置的涡流发生器可以改变管内的流场，增加矿粒与气泡间的碰撞概率，管内的紊流强度逐渐增强，从而强化了矿化效果，提高了细粒矿物的回收效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1左视图；
图3是涡流发生器2的立体示意图；
图4是原煤性质数据表；
图5是不同管流结构下精煤累计产率随浮选时间变化的曲线图；
图6是不同管流结构下精煤累计灰分随浮选时间变化的曲线图；
图7是不同管流结构下精煤累计可燃体回收率随浮选时间变化的曲线图。
图中：1、管路；2、涡流发生器；21、突起。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。图1中的箭头代表水流方向。
如图1至图2所示，包括浮选柱的气泡发生器下游至旋流段进口端的管路1，所述管路1沿管路轴线的内管壁上设置至少一排涡流发生器2，所述涡流发生器为围绕管路内管壁一周的若干突起21。
优选的方案如图3所示，所述突起21为四面体结构，四面体中与管路1的内管壁相连的面为底面。
进一步的，四面体的顶点距离底面的高度与管路1的内径之比为0.15～0.3。
更进一步的，四面体底面为等腰三角形，其顶角为50°～65°，且顶角朝向水流方向；四面体中背向水流方向的面与底面的夹角为35°～55°。
更进一步的，四面体的顶点与底面三角形的顶角相连的棱边与底面垂直。
优选的，每排涡流发生器包括四个突起21，四个突起均匀排列。
具体实验如下：
所采用的矿物为原煤，其性质数据如图4所示，大于0.125的粗粒级占43.54％，小于0.074的细粒级占41.52％，大于等于0.074且小于等于0.125的中间粒级占14.94％，主导粒级为粗粒级与细粒级，该煤种在粒级上呈现两头低，中间高的现象。因此同时有效回收粗、细粒级至关重要。同时，随着粒度变小，灰分升高，大于0.125的粗粒级灰分为16.14％，小于0.074的细粒级灰分为34.81％。
实验过程如下：将400g原煤加入搅拌桶内调浆2min后加入捕收剂柴油用量300g/t，搅拌1min后加入起泡剂仲辛醇，用量100g/t，搅拌10s后，通过蠕动泵注入浮选柱内，待液面达到气泡发生器位置时，开启循环泵至需要的矿浆流量，待搅拌桶内矿浆抽完后，停止给矿，循环泵运行1min后开启流量计阀门至需要的气体流量，各运行参数，充气量为0.12m3/小时，循环量为0.39m3/小时，管内速度为1.5m/s。为全面考察煤泥可浮性随时间的变化规律，浮选时间设置为3min。开始计时取样，分别取不同时间段内的泡沫产品。以泡沫开始浮出记为0min，分别收集间隔30s、30s、60s和60s时间段内的泡沫产品及留在柱体内的尾煤共5个产品。
实验时取四种管段进行分选实验：分别为光管、1#管(1排涡流发生器的管路)、3#管(均布三排涡流发生器的管路)、9#管(均布九排涡流发生器的管路)。
实验结果如图5至图7所示，可以看出四种管流结构下的精煤产率呈现递增趋势，且精煤灰分差异不显著，但可燃体回收率有了明显提高。因为四种管段内涡流发生器布置的不同，导致管内流场差异，光管、1#管、3#管、9#管内的紊流强度逐渐增强，增加了矿粒与气泡间的碰撞概率，强化了矿化效果，由此可见涡流发生器的数量越多，矿化效果越好。
本发明结构简单，成本较低，无需增加管段长度即可可以增加管流段细粒矿物的浮选速率，提高细粒矿物的回收效率。

Claims (5)

1.一种适用于细粒矿物矿化的管流段装置，包括浮选柱的气泡发生器下游至旋流段进口端的管路(1)，其特征在于：所述管路(1)沿管路轴线的内管壁上设置至少一排涡流发生器(2)，所述涡流发生器为围绕管路内管壁一周的若干突起(21)；所述突起(21)为四面体结构，四面体中与管路(1)的内管壁相连的面为底面。
2.如权利要求1所述的适用于细粒矿物矿化的管流段装置，其特征在于：四面体的顶点距离底面的高度与管路(1)的内径之比为0.15～0.3。
3.如权利要求2所述的适用于细粒矿物矿化的管流段装置，其特征在于：四面体底面ABC为等腰三角形，其顶角为50°～65°，且顶角朝向水流方向；四面体中背向水流方向的面与底面的夹角为35°～55°。
4.如权利要求3所述的适用于细粒矿物矿化的管流段装置，其特征在于：四面体的顶点与底面三角形的顶角相连的棱边与底面垂直。
5.如权利要求1至4任一权利要求所述的适用于细粒矿物矿化的管流段装置，其特征在于：每排涡流发生器包括四个突起(21)，四个突起均匀排列。
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