CN105562216A - 一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及分选方法，设备包括高压给料箱、预浮选室、与高压给料箱中下部连接的射流器和矿化下导管，矿化下导管出口正下方设置反射盘，所述反射盘固定在其下部的筛板上，预浮选室下部设有旋流微泡浮选柱。本发明通过在旋流微泡浮选柱的上部设置基于射流矿化的预浮选装置，使给料中的部分易浮和中等可浮矿物在射流和管流的强紊流作用下实现和气泡之间的高效碰撞和粘附，矿化气泡经反射盘的整流作用，以较短的上浮路径快速浮出，实现旋流微泡浮选柱的给料预浮选功能。在同等给料浓度和浮选容积条件下，本发明有效降低了下部旋流微泡浮选柱的分选负荷，提高了浮选柱的选择性和处理能力。

Description

一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及分选方法

技术领域

本发明涉及一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及方法，尤其适用于煤炭、粉煤灰及其他泡沫负载量较大的金属矿或非金属矿分选。

背景技术

浮选是矿产资源处理过程中应用最为广泛的矿物富集方法，它是借助于矿物颗粒之间的界面性质差异而实现分离的。在浮选过程中，具有疏水性质的目的矿物可有效粘附在气泡上，并随气泡一起升浮至泡沫层，作为精矿排出；疏水性较差的非目的矿物则不能被气泡捕获，留在矿浆中作为尾矿排出。

常用的浮选设备主要包括两大类：浮选机和浮选柱，浮选机的矿化方式比较单一，一般采用机械搅拌式，虽然其运行的稳定性较好，但其分选的选择性往往不能得到保证；浮选柱的矿化方式相对多样，有逆流矿化、管流矿化、旋流矿化等。澳大利亚的Jameson浮选柱将射流原理和管流矿化理念引入到浮选方法中，国内也涌现了诸多具有采用射流方式的浮选设备、工艺或系统，例如，中国专利CN201420512175.6、CN201510156400.6、CN201420028987.3、CN200910073976.0、CN200410098980.X等。

选煤厂应用较广的旋流微泡浮选柱及推广应用至矿物分选的旋流-静态微泡浮选柱将逆流矿化、管流矿化和旋流矿化集成在一起，在微细粒矿物或煤的分选方面体现出回收率和选择性的双重优势，例如，与浮选机相比，采用旋流微泡浮选柱分选高灰细粒难选煤，细粒级煤的浮选回收率得到明显提高，且选择性也具有明显优势。尽管如此，由于煤泥浮选时的泡沫负载量较大，一定分选浓度条件下，旋流微泡浮选柱为了保证煤泥分选的选择性，往往以降低处理量或增加设备台数为代价来兼顾回收率，旋流-静态微泡浮选柱在分选泡沫负载量较大的磷灰石、铝土矿等矿物资源方面也存在相似的问题。中国专利CN201110134854.5公开了一种充气旋流微泡浮选柱分选设备及方法，其特征为在泡沫富集室和旋流微泡浮选柱之间设置充气分选室，一定程度上提高了浮选柱的处理能力，由于用于产生气泡的锥形网气孔较小，在实践中易发生充气孔堵塞的问题。中国专利CN201310609949.7公开了一种离心预浮选式柱分选装置及方法，其特征为在柱式浮选装置顶部设有离心预浮选装置，预浮选的矿化方式为机械搅拌式，该发明为粗粒目的矿物的回收提供了有益的解决途径，但细粒级的预浮选回收率难以保障。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及分选方法，克服上述现有技术的缺点和不足，将射流吸气和管流矿化方式引入到旋流微泡浮选柱的给料环节，提供一种原理先进、运行稳定、处理量大、选择性好的射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，包括给料管、高压给料箱、预浮选矿化单元、反射盘、筛板、精矿泡沫收集槽、预浮选室以及旋流微泡浮选柱；所述给料管与高压给料箱连通，所述高压给料箱通过多个预浮选矿化单元连通至预浮选室，所述预浮选室底部设置有筛板，所述筛板上设置若干反射盘，若干所述反射盘的上方分别一一对应设置有多个预浮选矿化单元的出料口，所述旋流微泡浮选柱通过筛板连通设置在预浮选室下面；所述精矿泡沫收集槽设置在预浮选室的上部，收集预浮选室以及旋流微泡浮选柱上升溢流的精矿泡沫。

进一步的，所述预浮选矿化单元包括射流器和矿化下导管，所述射流器一端与高压给料箱连通，所述射流器的另一端与矿化下导管一端连通，所述矿化下导管的另一端正对反射盘上方设置。

进一步的，所述旋流微泡浮选柱包括柱体、循环矿浆分配槽、气泡发生器、循环物料矿化管、双层锥底和循环泵，所述柱体底部设置有双层锥底，所述双层锥底将旋流尾矿通过底流口排出，所述双层锥底将旋流中矿通过循环泵抽取至柱体外部设置的循环矿浆分配槽中，所述循环矿浆分配槽分别与若干气泡发生器连通，每个所述泡沫发生器分别对应连通循环物料矿化管，所述循环物料矿化管切线方式连通柱体。

进一步的，所述预浮选室与旋流微泡浮选柱内径相同，上下呈一体式连接。

进一步的，所述高压给料箱内的矿浆压力为0.15～0.25Mpa。

一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备的分选方法，包括以下步骤实现：

a.加压矿浆经给料管给入到高压给料箱，在0.15～0.25Mpa的压力作用下，矿浆下行进入到射流器，吸入空气，在射流的剪切作用下，空气被切割粉碎为气泡；

b.含有气泡、水和矿物颗粒的射流矿浆继续下行至矿化下导管，在矿化下导管内的强紊流作用下，实现气泡和颗粒之间的高效碰撞和粘附；

c.矿浆经矿化下导管呈喷射状向下喷出，在反射盘的整流作用下，矿化气泡折返方向，在预浮选室内向上升浮，最终以泡沫状态溢流进入精矿泡沫收集槽后排出；

d.未矿化的矿物颗粒随矿浆下行，经筛板进入旋流微泡浮选柱继续分选，浮选柱分选后的泡沫产品升浮进入预浮选室，与预浮选精矿泡沫一起溢流进入精矿泡沫收集槽排出，最终尾矿经旋流微泡浮选柱的底流口排出。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.将射流吸气和管流矿化引入到旋流微泡浮选柱的给料环节，使给料中部分易浮和中等可浮性的矿物得到快速高效矿化，并在预浮选室内短路径快速上浮，缩短了易浮物料在柱体内的停留时间。

2.有利于通过增大给料浓度的方式提高设备的处理能力。旋流微泡浮选柱分选浓度较高时，其分选选择性往往不能得到保证，本发明通过部分易浮物料的快速浮出，可有效降低下部旋流微泡浮选柱的给料浓度，减小其分选负荷，提高选择性。

3.射流预浮选的给料压力和射流器吸气量可以单独调节，分选实践中可根据预浮选泡沫产品质量、柱浮选泡沫产品质量及尾矿质量自由调节给料压力和吸气量，以达到射流预浮选和柱浮选工艺操作参数的优化适配，提高最终的分选效率。

附图说明

图1为发明的射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，包括给料管1、高压给料箱2、预浮选矿化单元、反射盘5、筛板6、精矿泡沫收集槽7、预浮选室8以及旋流微泡浮选柱9；所述给料管1与高压给料箱2连通，所述高压给料箱2通过4-10个预浮选矿化单元连通至预浮选室8，所述预浮选室8底部设置有筛板6，所述筛板6上设置4-10个反射盘5，4-10个所述反射盘5的上方分别一一对应设置有4-10个预浮选矿化单元的出料口，所述旋流微泡浮选柱9通过筛板6连通设置在预浮选室8下面，所述预浮选室8与旋流微泡浮选柱9内径相同，上下呈一体式连接。所述精矿泡沫收集槽7设置在预浮选室8的上部，收集预浮选室8以及旋流微泡浮选柱9上升溢流的精矿泡沫。

下面具体描述预浮选矿化单元和旋流微泡浮选柱9的结构组成。所述预浮选矿化单元包括射流器3和矿化下导管4，所述射流器3一端与高压给料箱2连通，所述射流器3的另一端与矿化下导管4一端连通，所述矿化下导管4的另一端正对反射盘5上方设置。所述旋流微泡浮选柱9包括柱体、循环矿浆分配槽10、气泡发生器11、循环物料矿化管12、双层锥底13和循环泵14，所述柱体底部设置有双层锥底13，所述双层锥底13将旋流尾矿通过底流口排出，所述双层锥底13将旋流中矿通过循环泵14抽取至柱体外部设置的循环矿浆分配槽10中，所述循环矿浆分配槽10分别与若干气泡发生器11连通，每个所述泡沫发生器11分别对应连通循环物料矿化管12，所述循环物料矿化管12切线方式连通柱体。

一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备的分选方法，实现如下：

首先将加压矿浆经给料管1给入到高压给料箱2，在0.15～0.25Mpa的压力作用下，矿浆进入到射流器3，射流器3为文丘里管结构，可自吸空气，在射流的剪切作用下，空气被切割粉碎为气泡；含有气泡、水和矿物颗粒的射流矿浆继续下行至矿化下导管4，在矿化下导管4内的强紊流作用下，实现气泡和颗粒之间的高效碰撞和粘附；经过矿化单元之后的气液固三相矿浆体系从矿化下导管4的下部呈喷射状喷出，在反射盘5的整流作用下，矿化气泡折返方向，在预浮选室8内向上升浮，形成精矿泡沫层，最终以泡沫溢流状态进入精矿泡沫收集槽7排出；未经矿化的矿物颗粒在重力作用下随矿浆下行，透过筛板6进入旋流微泡浮选柱9，旋流微泡浮选柱9分选后的泡沫产品升浮，经预浮选室8与预浮选精矿泡沫一起溢流进入精矿泡沫收集槽7排出；旋流微泡浮选柱9底部的双层锥底13可以将旋流中矿和旋流尾矿机械式分割，旋流尾矿作为最终尾矿经底流口排出，旋流中矿在循环泵14的抽吸作用下，以一定压力进入循环矿浆分配槽10，进而被压入气泡发生器11和循环物料矿化管12，在强紊流的管流矿化作用下，预浮选和浮选柱的柱浮选段未能回收的难浮颗粒被进一步矿化，并随矿浆以切线方式进入旋流微泡浮选柱9的柱体中下部，矿化气泡在柱体内的旋流作用下向内向上升浮，未能矿化的中矿颗粒重新进入循环单元。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：包括给料管(1)、高压给料箱(2)、预浮选矿化单元、反射盘(5)、筛板(6)、精矿泡沫收集槽(7)、预浮选室(8)以及旋流微泡浮选柱(9)；所述给料管(1)与高压给料箱(2)连通，所述高压给料箱(2)通过多个预浮选矿化单元连通至预浮选室(8)，所述预浮选室(8)底部设置有筛板(6)，所述筛板(6)上设置若干反射盘(5)，若干所述反射盘(5)的上方分别一一对应设置有多个预浮选矿化单元的出料口，所述旋流微泡浮选柱(9)通过筛板(6)连通设置在预浮选室(8)下面；所述精矿泡沫收集槽(7)设置在预浮选室(8)的上部，收集预浮选室(8)以及旋流微泡浮选柱(9)上升溢流的精矿泡沫。

2.根据权利要求1所述一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述预浮选矿化单元包括射流器(3)和矿化下导管(4)，所述射流器(3)一端与高压给料箱(2)连通，所述射流器(3)的另一端与矿化下导管(4)一端连通，所述矿化下导管(4)的另一端正对反射盘(5)上方设置。

3.根据权利要求1所述一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述旋流微泡浮选柱(9)包括柱体、循环矿浆分配槽(10)、气泡发生器(11)、循环物料矿化管(12)、双层锥底(13)和循环泵(14)，所述柱体底部设置有双层锥底(13)，所述双层锥底(13)将旋流尾矿通过底流口排出，所述双层锥底(13)将旋流中矿通过循环泵(14)抽取至柱体外部设置的循环矿浆分配槽(10)中，所述循环矿浆分配槽(10)分别与若干气泡发生器(11)连通，每个所述泡沫发生器(11)分别对应连通循环物料矿化管(12)，所述循环物料矿化管(12)切线方式连通柱体。

4.根据权利要求1所述一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述预浮选室(8)与旋流微泡浮选柱(9)内径相同，上下呈一体式连接。

5.根据权利要求1所述一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备，其特征在于：所述高压给料箱(2)内的矿浆压力为0.15～0.25Mpa。

6.一种射流预浮选式旋流微泡浮选柱分选设备的分选方法，其特征在于，包括以下步骤实现：

a.加压矿浆经给料管(1)给入到高压给料箱(2)，在0.15～0.25Mpa的压力作用下，矿浆下行进入到射流器(3)，吸入空气，在射流的剪切作用下，空气被切割粉碎为气泡；

b.含有气泡、水和矿物颗粒的射流矿浆继续下行至矿化下导管(4)，在矿化下导管(4)内的强紊流作用下，实现气泡和颗粒之间的高效碰撞和粘附；

c.矿浆经矿化下导管(4)呈喷射状向下喷出，在反射盘(5)的整流作用下，矿化气泡折返方向，在预浮选室(8)内向上升浮，最终以泡沫状态溢流进入精矿泡沫收集槽(7)后排出；

d.未矿化的矿物颗粒随矿浆下行，经筛板(6)进入旋流微泡浮选柱(9)继续分选，浮选柱分选后的泡沫产品升浮进入预浮选室(8)，与预浮选精矿泡沫一起溢流进入精矿泡沫收集槽(7)排出，最终尾矿经旋流微泡浮选柱(9)的底流口排出。