CN109290068B - 一种垂直叠落式柱浮选装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直叠落式柱浮选装置，包括初浮选柱、中浮选柱和尾浮选柱，三种浮选柱从上到下垂直叠落布置、首尾相接，初浮选柱的上部与给矿装置连接，尾浮选柱的下部与尾矿装置连接，中浮选柱的给矿管与初浮选柱的中矿管连接，尾浮选柱的给矿管与中浮选柱的中矿管连接，三种浮选柱分别设有精矿管，三个精矿管合并或者单独与后续处理设备连接。采用个性差异的短浮选柱体叠落式布置，融合泡沫浮选、泡沫层分选和流态化分选三种分选机理，实现针对不同的给矿粒度特性的差异性分选，同时减少矿化气泡上升脱落概率，满足全粒级分选要求。改变常规浮选柱在粗选和扫选的使用限制，可拓展浮选柱的使用范围。

Description

一种垂直叠落式柱浮选装置

技术领域

本发明涉及一种泡沫浮选的设备，尤其涉及一种垂直叠落式柱浮选装置。

背景技术

浮选柱是在气液固三相条件下用于泡沫浮选的主要设备之一，一般用在选矿厂的精选作业，用于提高精矿品质。它主要由气泡发生装置、给矿分散装置、冲洗水装置、浮选柱柱体、泡沫收集装置、液位控制装置组成。气泡发生装置一般安装在浮选柱柱体底部，产生的气泡依靠浮力上升，而给矿装置从浮选柱上部给入矿浆，在浮选柱实现气泡和目的矿物颗粒的逆流碰撞，气泡将颗粒从溢流堰带出而得到回收。通常浮选柱高径比较大，高度一般在在8-15m之间。由于静态分选环境的限制，在粗选作业使用率较低，尤其是粗颗粒的回收率更低，因此大范围推广使用受到了较大限制。由于浮选柱具有富集比高，占地面积小，没有运转部件和维护费用低的优势，在铜、铅、锌、钼等金属矿的精选作业上得较为广泛的应用。

现有技术中，有诸多已经公布或授权的浮选柱专利，如：(a)专利CN20201821U公布的一种浮选差异化浮选柱，浮选柱顶部安装由给矿分离器，给矿同时给到泡沫层上方和浮选柱矿浆中；(b)专利CN102847613A公布的一种浮选柱，其主要特征浮选柱底部锥竖直安装由气泡发生器；(c)专利CA2106925公布的一种浮选柱，其主要特点是浮选柱柱体呈圆柱形，空气直接喷射式气泡发生器安装浮选柱体底部，浮选柱仅需要高压空气；(d)专利CN1209360A公布的一种浮选柱，文丘里管充气器安装浮选柱底部，沿浮选柱外壁的径向给入，给矿从浮选柱上部给入，底部采用中矿循环泵式充气器的动力来源；(e)专利AU199220048公布的一种浮选柱，文丘里管型式充气器从浮选柱顶部竖直插入，具有竖导管和短体浮选柱柱，给矿采用高压泵；(f)专利CN107377235公布的一种浮选柱，文丘里管型式充气器从浮选柱顶部竖直插入，具有圆柱型短体浮选柱柱，给矿采用高压泵，空气采用压入和自吸两种型式，液位控制箱设计为高位型式。

上述现有技术的缺点：

专利(a)、(b)所公布的浮选柱均为申请单位及其母公司所有，得到了较多的应用。但高径比一般较大。专利(a)利用逆流碰撞矿化和泡沫分选两种，专利(b)仅利用了逆流碰撞矿化一种分选机理。专利(c)为了增大回收率，高度大，最高可达18m，颗粒的脱落概率大幅增加。专利(d)(e)(f)都采用文丘里管充气器和矿浆循环泵，利用矿浆在充气器的高速流动抽吸空气并发生矿化，利用了紊流矿化和析出矿化的分选机理，虽然浮选柱柱体较短，但是能量消耗较高，气量大小不能精确控制。

上述浮选柱都只能采用单层布置型式，很难平衡高气泡与目的矿物颗粒碰撞粘附过程和矿化气泡输运中脱落过程。在同一台浮选柱很难实现不同粒级的差异化选别。浮选柱锥体没有针对矿浆浓缩的设计，中矿或者尾矿仅有一个出口，泡沫产品仅有一个。在粗扫选作业使用，回收率收到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直叠落式柱浮选装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的垂直叠落式柱浮选装置，包括初浮选柱、中浮选柱和尾浮选柱，三种浮选柱从上到下垂直叠落布置、首尾相接，所述初浮选柱的上部与给矿装置连接，所述尾浮选柱的下部与尾矿装置连接，所述中浮选柱的给矿管与所述初浮选柱的中矿管连接，所述尾浮选柱的给矿管与所述中浮选柱的中矿管连接，三种浮选柱分别设有精矿管，三个精矿管合并或者单独与后续处理设备连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的垂直叠落式柱浮选装置，改变传统浮选柱仅有逆流碰撞的矿化方式，个性差异的短浮选柱体叠落式布置，融合泡沫浮选、泡沫层分选和流态化分选三种分选机理，实现针对不同的给矿粒度特性的差异性分选，同时减少矿化气泡上升脱落概率，满足全粒级分选要求。改变常规浮选柱在粗选和扫选的使用限制，可拓展浮选柱的使用范围。

附图说明

图1为本发明实施例提供的垂直叠落式柱浮选装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中初浮选柱的结构示意图。

图3为本发明实施例中中浮选柱的结构示意图。

图4为本发明实施例中尾浮选柱的结构示意图。

图中：

初浮选柱1、中浮选柱2、尾浮选柱3、总支架4、总泡沫管5，给矿装置6、中矿控制管一7、中矿控制管二8、气泡发生装置9、浮选柱柱体10、分支架11、侧给矿装置12、顶给矿装置13、尾矿控制管14。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的垂直叠落式柱浮选装置，其较佳的具体实施方式是：

包括初浮选柱、中浮选柱和尾浮选柱，三种浮选柱从上到下垂直叠落布置、首尾相接，所述初浮选柱的上部与给矿装置连接，所述尾浮选柱的下部与尾矿装置连接，所述中浮选柱的给矿管与所述初浮选柱的中矿管连接，所述尾浮选柱的给矿管与所述中浮选柱的中矿管连接，三种浮选柱分别设有精矿管，三个精矿管合并或者单独与后续处理设备连接。

所述初浮选柱在泡沫层下方设有给矿装置，给矿出口朝上，给矿口设计有给矿分散锥，在浮选的中下部有两个中矿出口，两个中矿出口分别设有液位控制装置，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比约为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置。

所述中浮选柱在泡沫层上方设有给矿分散装置，同时在泡沫层下方也设有给矿装置，给矿装置的给矿出口朝上，给矿口设计给矿分散锥，在浮选的中下部有两个中矿出口，在浮选中下部有两个中矿出口，两个中矿出口分别设有液位控制装置，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比约为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置。

所述尾浮选柱在泡沫层上方设有给矿分散装置，同时在泡沫层下方也设有给矿装置，给矿装置的给矿出口朝上，给矿口设计给矿分散锥，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比约为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置，在浮选底部有一个尾矿出口。

所述三种浮选柱采用工字钢的框架结构上下组装在一起。

本发明的垂直叠落式柱浮选装置，改变传统浮选柱仅有逆流碰撞的矿化方式，个性差异的短浮选柱体叠落式布置，融合泡沫浮选、泡沫层分选和流态化分选三种分选机理，实现针对不同的给矿粒度特性的差异性分选，同时减少矿化气泡上升脱落概率，满足全粒级分选要求。改变常规浮选柱在粗选和扫选的使用限制，可拓展浮选柱的使用范围。

具体实施例：

如图1至图4所示，初浮选柱1、中浮选柱2、尾浮选柱3、总支架4和总泡沫管5组成，三个浮选柱串联垂直叠落布置，如图1所示。其中三个浮选柱依此固定总支架4上，给矿从初浮选柱1给入，中矿依靠重力进入中浮选柱2和尾浮选柱3，尾矿从尾浮选柱3底部排出，三个浮选柱的精矿可合并进入总泡沫管5。初浮选柱1的给矿进入泡沫层下方，实现逆流碰撞和流态化浮选，主要捕收易附中细颗粒；中浮选柱2给矿分为两部分，一部分给入泡沫层下方实现逆流碰撞分选，一部分给入泡沫层上方实现泡沫层分选和未捕收的颗粒进入流态化区，实现流态化分选，该浮选柱主要捕收不易附着粗颗粒；尾浮选柱3同样实现三种分选方式，但只有一个尾矿，主要捕收连生体粗颗粒。三种浮选柱的融合使用，实现全粒级的回收目的。

初浮选柱1由给矿装置6、中矿控制管一7、中矿控制管二8、气泡发生装置9、浮选柱柱体10和分支架11组成，如图2所示。其中给矿装置6由竖直管与向上出口的分支管组成，分支管出口设有导流锥，初始给矿分散给入到浮选柱上部的泡沫层下方，溢出的矿浆中的颗粒依靠重力沿浮选柱柱体10向下运动，与上升的气泡发生碰撞和粘附；中矿控制管一7装有液位控制阀，将低浓度的矿浆给入中浮选柱2的泡沫层上方的矿浆中；中矿控制管二8装有液位控制阀，将高浓度的矿浆引入到中浮选柱2泡沫层下方。气泡发生装置9由两层均布的充气器组成，上层充气器布置浮选柱柱体10的圆柱段底部，下层充气器布置在柱柱体10圆锥体中部，在高浓度矿浆中分散空气，形成流态化层。浮选柱柱体10由圆柱段和圆锥段组成，圆柱段是主要分选选区域，上部设有泡沫槽和精矿泡沫管，圆锥段起到浓缩矿浆的作用。分支由4根工字钢构造框架架构，4根工字钢底部。采用法兰和螺栓与下面的柱体分支架11连接。初浮选柱1在浮选柱上部设有一个给矿，在浮选柱柱体10圆锥段上沿设有中矿二出口管，浮选柱圆锥段底部设有中矿一出口。

中浮选柱2由侧给矿装置12、顶给矿装置13、分支架11、浮选柱柱体10、中矿控制管一7、中矿控制管二8和气泡发生装置9组成，如图3所示。其中侧给矿装置12由竖直管道和水平管道组成，水平管道在浮选柱中心区域有朝上的出口，出口上设有分流锥，出口位于泡沫层下方。顶给矿装置13由圆形的总给矿管和分给矿管组成，分给矿管根部与总给矿底部连通并按一定角度均布，分管的出口向下，在每个分管出口处设有弧形分散器，起到缓解矿浆冲击力和分散矿浆的作用。分支架11是由4个工字钢组成的方形框架结构，上下两端分别于法兰与初浮选柱1和尾浮选柱3的分支架相连。浮选柱柱体10同样由圆柱段和圆锥段构成，圆柱段中上部开有侧给矿装置12的连接口，圆柱底部有中矿四的排出口，圆锥底部设有中矿三的排出口。气泡发生装置9由两层均布的充气器组成，上层充气器布置浮选柱柱体10的圆柱段底部，下层充气器布置在柱柱体15圆锥体中部，在高浓度矿浆中分散空气，形成流态化层。中矿控制管一7装有液位控制阀，将低浓度的矿浆给入尾浮选柱3的泡沫层上方的矿浆中；中矿控制管二8装有液位控制阀，将高浓度的矿浆引入到尾浮选柱3泡沫层下方。

尾浮选柱3由侧给矿装置12、顶给矿装置13、分支架11、浮选柱柱体10、尾矿控制管14和气泡发生装置9组成，如图4所示。其中侧给矿装置12由竖直管道和水平管道组成，水平管道在浮选柱中心区域有朝上的出口，出口上设有分流锥，出口位于泡沫层下方。顶给矿装置13由圆形的总给矿管和分给矿管组成，分给矿管根部与总给矿底部连通并按一定角度均布，分管的出口向下，在每个分管出口处设有弧形分散器，起到缓解矿浆冲击力和分散矿浆的作用。分支架11是由4个工字钢组成的方形框架结构，上端有法兰与中浮选柱2分支架相连。浮选柱柱体10同样由圆柱段和圆锥段构成，圆柱段中上部开有侧给矿装置12的连接口，圆锥底部设有中矿三的排出口。气泡发生装置9由两层均布的充气器组成，上层充气器布置浮选柱柱体10的圆柱段底部，下层充气器布置在浮选柱柱体10圆锥体中部，在高浓度矿浆中分散空气，形成流态化层。尾矿控制管14装有液位控制阀，将尾矿排出浮选柱。

本发明的实施能够带来以下有益效果：

1)三种浮选柱首尾垂直相连，实现不同粒级矿物在不同柱浮选阶段的选别，实现了差异化分选，提高了回收率；

2)同一柱浮选体系内实现了泡沫浮选，泡沫层分选和流态分选三种矿化方式，丰富颗粒被气泡捕收的手段和方法；

3)柱体形状的改变和气泡发生器的布置，实现了高浓度分选和低浓度运输的结合；

4)一次给矿实现粗选和扫选两次柱浮选作业，扩展了浮选柱在粗扫选作业的使用限制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种垂直叠落式柱浮选装置，其特征在于，包括初浮选柱、中浮选柱和尾浮选柱，三种浮选柱从上到下垂直叠落布置、首尾相接，并采用工字钢的框架结构上下组装在一起，所述初浮选柱的上部与给矿装置连接，所述尾浮选柱的下部与尾矿装置连接，所述中浮选柱的给矿管与所述初浮选柱的中矿管连接，所述尾浮选柱的给矿管与所述中浮选柱的中矿管连接，三种浮选柱分别设有精矿管，三个精矿管合并或者单独与后续处理设备连接；

所述初浮选柱在泡沫层下方设有给矿装置，给矿出口朝上，给矿口设计有给矿分散锥，在浮选的中下部有两个中矿出口，两个中矿出口分别设有液位控制装置，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置；

所述中浮选柱在泡沫层上方设有给矿分散装置，同时在泡沫层下方也设有给矿装置，给矿装置的给矿出口朝上，给矿口设计给矿分散锥，在浮选的中下部有两个中矿出口，在浮选中下部有两个中矿出口，两个中矿出口分别设有液位控制装置，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置；

所述尾浮选柱在泡沫层上方设有给矿分散装置，同时在泡沫层下方也设有给矿装置，给矿装置的给矿出口朝上，给矿口设计给矿分散锥，浮选柱柱体上部呈圆筒状，下部呈圆锥形状，两者长度之比为3/1～4/1，在圆筒段底部和圆锥段中部设有气泡发生装置，在浮选底部有一个尾矿出口。

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