CN106179774A - 一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法，其分选装置包括分选柱体、微泡发生器、充气枪和矿浆循环泵，分选柱体由上至下分为柱浮选区、充气分选区、旋流分选区和管流矿化区四部分，分选柱体的上部具有投料口，分选柱体的底端设有尾矿出口，投料口之上为精矿收集区，投料口和旋流分选区之间形成柱浮选区，旋流结构构成旋流分选区，矿浆循环泵与旋流结构连接构成管流矿化区，微泡发生器位于矿浆循环泵出口管路上，充气枪位于循环矿浆进入柱体位置的上方和/或下方，外连气源通过充气枪向柱体内充气，此区域为充气分选区。本发明不仅将旋流微泡与充气式柱浮选相结合，进行多级优化分选，还采用多方位多种类的充气模式，富集比高，回收率高。

Description

一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法
技术领域
本发明涉及一种分选设备及方法，尤其是一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法，适用于煤炭、金属矿和非金属矿的分选。
背景技术
浮选柱是一种柱式微细分选设备，是将空气压入柱体内对矿浆进行充气和搅拌的充气式浮选机。该机的主体结构通常是一个带充气枪(气泡发生器)的圆柱形筒体(亦可是正方形或矩形柱)，筒体内附有给矿装置，泡沫溢出或刮出装置以及泡沫槽、压缩空气输入管网和风包等。浮选柱工作时，经药剂调和好的矿浆由柱体中上部的给矿装置给入，压缩空气经输入管网和风包，然后透过多孔介质(如微孔塑料短管)从柱体底部鼓入，使在柱体内形成大量细小气泡。矿粒在重力作用下缓缓下降，气泡穿过向下流动的矿浆升浮，矿粒与气泡通过逆流接触与碰撞，实现气泡选择性矿化。
浮选柱在使用中的缺点是在高碱度矿浆中充气枪极易结钙和堵塞。因此，工业生产中应用好坏主要取决于充气枪的应用是否成功。现有的充气浮选柱分选设备的充气枪采用的是单一的气泡发生器，一旦发生故障，将影响设备正常运行，并且气泡发生器的作用面积比较集中，产生的气泡分布不均匀，扩散及发生效应所需要的时间会很长，设备能耗高，矿化效率低。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法，结构简单，制造与维修方便，节省动力，占地面积小，流程简化，不仅将旋流微泡与充气式柱浮选相结合，进行多级优化分选，还采用多方位多种类的充气模式，富集比高，回收率高。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置，包括分选柱体、微泡发生器、充气枪和矿浆循环泵，分选柱体由上至下分为柱浮选区、旋流分选区和管流矿化区四部分，分选柱体的上部具有投料口，分选柱体的底端设有尾矿出口，投料口之上为精矿收集区，投料口和旋流分选区之间形成柱浮选区，充气枪出口区域为充气分选区，旋流结构构成旋流分选区，矿浆循环泵与旋流分选区连接构成管流矿化区，微泡发生器位于矿浆循环泵出口管路上，在分选柱体上还设有充气枪，充气枪位于循环矿浆进入柱体位置的上方和/或下方，外连气源通过充气枪向柱体内充气，此区域为充气分选区。
一种旋流微泡与充气复合柱式分选方法，矿料从投料口进入分选柱体，矿料首先进入柱浮选区，在低紊流的静态分选环境中实现微细矿料的分选得到高质量精矿，精矿进入精矿收集区，充气枪通过外连气源向柱体内充气，使物料在充气分选区内进一步分选，柱浮选区处理后的柱浮选中矿向下进入矿旋流分选区，并通过高回收能力得到合格尾矿，尾矿由尾矿出口排出，中矿则通过管流矿化区再对旋流分选区做进一步分选并形成循环。
相比现有技术，本发明的一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置及方法，实现了四种矿化方式的梯级组合，柱浮选区用于原料预选，并得到高质量精矿；充气分选区使物料与空气充分结合；旋流分选区用于对柱浮选中矿的进一步分选，并通过高回收能力得到合格尾矿；管流矿化区用于旋流分选区的进一步分选并形成循环。即独特的多重高效矿化模式使得柱分选环境逐步得到加强，矿化效率逐步提高，适应了矿料性质随着矿化反应过程而逐渐变差的趋势，弥补了最初柱浮选设备单一矿化模式的不足。柱浮选区位于分选柱体上部，它采用逆流碰撞矿化的浮选原理，在低紊流的静态分选环境中实现微细矿料的分选，在整个柱分选方法中起到粗选与精选作用；充气分选区位于柱分选区底部；旋流分选区与柱浮选区呈上、下结构连接，构成柱分选方法的主体；旋流分选区包括按密度的重力分离以及在旋流力场背景下的旋流浮选。旋流浮选不仅提供了一种高效矿化方式，而且使得浮选粒度下限大大降低，浮选速度大大提高。旋流分选区以其强回收能力在柱分选过程中起到扫选柱浮选中矿作用。管流矿化区利用了射流原理，通过引入气体以及粉碎成泡，在管流中形成循环中矿的气固液三相体系并实现了高度紊流矿化。管流矿化区沿切向与旋流分选区相连，形成中矿的循环分选。本方法采用微泡发生器与外接气源充气枪相结合的充气方式。循环矿浆通过微泡发生器时，矿物颗粒与微泡结合，同时，外接气源通过充气枪向分选柱体内充气，从多方位全面均匀地充气产生气泡，大量微泡周围多呈层流状态，使得微细矿料容易吸附且不易脱落，在同样充气量条件下，气泡尺寸小数量多，单位充气量的气泡比表面积大，直接增加了气泡与矿粒的附着机会，提高了浮选回收能力，微泡的形成提高了细颗粒矿化效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图中，2、精矿收集区，3、柱浮选区，4、旋流结构，5、微泡发生器，6、矿浆循环泵，7、管流矿化区，8、尾矿出口，9、旋流分选区，10、充气枪，11、投料口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置，包括分选柱体、微泡发生器5、充气枪10和矿浆循环泵6，分选柱体由上至下分为柱浮选区3、充气分选区、旋流分选区9和管流矿化区7四部分，分选柱体的上部具有投料口11，分选柱体的底端设有尾矿出口8，投料口11之上为精矿收集区2，投料口11和旋流分选区9之间形成柱浮选区3，充气枪10出口区域为充气分选区，旋流结构4构成旋流分选区9，矿浆循环泵6与旋流分选区9连接构成管流矿化区7，微泡发生器5位于矿浆循环泵6出口管路上，在分选柱体上还设有充气枪10，充气枪10位于循环矿浆进入柱体位置的上方和/或下方，外连气源通过充气枪10向柱体内充气，此区域为充气分选区。
其中，所述充气枪10的数量为若干个，每处充气枪10都在水平面上呈圆周分布。所述充气枪10与分选柱体侧壁的夹角a为0°至180°。
一种使用权利要求1所述设备的旋流微泡与充气复合柱式分选方法，矿料从投料口11进入分选柱体，矿料首先进入柱浮选区3，在低紊流的静态分选环境中实现微细矿料的分选得到高质量精矿，精矿进入精矿收集区2，充气枪10通过外连气源向柱体内充气，使物料在充气分选区内进一步分选，柱浮选区3处理后的柱浮选中矿向下进入矿旋流分选区9，并通过高回收能力得到合格尾矿，尾矿由尾矿出口8排出，中矿则通过管流矿化区7再对旋流分选区9做进一步分选并形成循环。
柱浮选区3用于原料预选，并得到高质量精矿；充气分选区使物料与空气充分结合；旋流分选区9用于柱浮选中矿的进一步分选，并通过高回收能力得到合格尾矿；管流矿化区7用于旋流分选区9的进一步分选并形成循环。即独特的多重高效矿化模式使得柱分选环境逐步得到加强，矿化效率逐步提高，适应了矿料性质随着矿化反应过程而逐渐变差的趋势，弥补了最初柱浮选设备单一矿化模式的不足。柱浮选区3位于分选柱体上部，它采用逆流碰撞矿化的浮选原理，在低紊流的静态分选环境中实现微细矿料的分选，在整个柱分选方法中起到粗选与精选作用；充气分选区位于柱分选区底部；旋流分选区9与柱浮选区3呈上、下结构连接，构成柱分选方法的主体；旋流分选区9包括按密度的重力分离以及在旋流力场背景下的旋流浮选。旋流浮选不仅提供了一种高效矿化方式，而且使得浮选粒度下限大大降低，浮选速度大大提高。旋流分选区9以其强回收能力在柱分选过程中起到扫选柱浮选中矿作用。管流矿化区7利用了射流原理，通过引入气体以及粉碎成泡，在管流中形成循环中矿的气固液三相体系并实现了高度紊流矿化。管流矿化区7沿切向与旋流分选区9相连，形成中矿的循环分选。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置，其特征是：包括分选柱体、微泡发生器(5)、充气枪(10)和矿浆循环泵(6)，分选柱体由上至下分为柱浮选区(3)、充气分选区、旋流分选区(9)和管流矿化区(7)四部分，分选柱体的上部具有投料口(11)，分选柱体的底端设有尾矿出口(8)，投料口(11)之上为精矿收集区(2)，投料口(11)和旋流分选区(9)之间形成柱浮选区(3)，充气枪(10)出口区域为充气分选区，旋流结构(4)构成旋流分选区(9)，矿浆循环泵(6)与旋流分选区(9)连接构成管流矿化区(7)，微泡发生器(5)位于矿浆循环泵(6)出口管路上，充气枪(10)位于循环矿浆进入柱体位置的上方和/或下方，外连气源通过充气枪(10)向柱体内充气。
2.根据权利要求1所述的一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置，其特征是：所述充气枪(10)的数量为若干个，每处充气枪(10)都在水平面上呈圆周分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋流微泡与充气复合柱式分选装置，其特征是：所述充气枪与分选柱体侧壁的夹角a为0°至180°。
4.一种使用权利要求1所述设备的旋流微泡与充气复合柱式分选方法，其特征是：矿料从投料口(11)进入分选柱体，矿料首先进入柱浮选区(3)，在低紊流的静态分选环境中实现微细矿料的分选得到高质量精矿，精矿进入精矿收集区(2)，充气枪(10)通过外连气源向柱体内充气，使物料在充气分选区内进一步分选，柱浮选区(3)处理后的柱浮选中矿向下进入矿旋流分选区(9)，并通过高回收能力得到合格尾矿，尾矿由尾矿出口(8)排出，中矿则通过管流矿化区(7)再对旋流分选区(9)做进一步分选并形成循环。
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