CN109772596B - 一种旋流分区浮选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种旋流分区浮选机。本浮选机包括浮选槽及旋转出料管，所述旋转出料管可绕自身轴线而产生回转动作；旋转出料管的输出口处同轴固接第一导向锥面与第二导向锥面；旋转出料管的输出口为径向出料口，径向出料口的出料端指向第一导向锥面的内壁处；第一导向锥面与第二导向锥面之间存有配合间隙间设置连接柱；穿行通道的矿粒落料点处以及第二导向锥面的大口径端所指向的矿粒落料点处均设置有一组气泡发生管。本发明能有效提升矿粒与气泡之间的碰撞率的同时，最终使其浮选效率及效果均能得到极大提升。

Description

一种旋流分区浮选机

技术领域

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种旋流分区浮选机。

背景技术

浮选法是最重要的界面分选方法，在多金属矿石的分离浮选、复杂矿石的综合利用、铁矿石浮选以及非金属矿石浮选等领域内均得到了广泛应用。各种浮选工艺的理论基础大体相同，即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性，使得矿粒会在液-气或水-油界面发生聚集现象。目前应用最广泛的是泡沫浮选法，包括以下流程：1)、矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体矿粒，并使矿粒大小符合浮选工艺要求。2)、向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和，使与矿粒作用，以扩大不同矿粒间的可浮性差别。3)、调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。4)、矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿粒，随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。

泡沫浮选法所使用的浮选机，按充气和搅拌方式的不同分为机械搅拌式和无机械搅拌式两大类。机械搅拌式浮选机使用最为久远，由选矿到选煤有近百年的历史，其可为浮选槽提供紊流环境，但缺点在于能耗大以及维修量大。无机械搅拌式浮选机又称充气式浮选机，采用泵为矿浆提供能量，通过矿浆的射流、碰撞分散，吸取足够的空气，缺点是需要配套的泵，且能耗大。同时，非机械搅拌式浮选机由于要保证足够的矿量流量和吸气量，使得浮选槽内流场常常过度紊流，会导致已经矿化的矿粒在上浮过程中脱落，从而影响浮选效果。而无论何种浮选机，共同存在的缺陷都为进行矿物浮选操作时，矿浆混合浆液与气泡间存在大量的无效碰撞，导致矿浆中的待回收矿粒与气泡碰撞不够充分，从而导致浮选效率较低，这是目前矿物浮选技术领域所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑而实用的旋流分区浮选机，能有效提升矿粒与气泡之间的碰撞率的同时，最终使其浮选效率及效果均能得到极大提升。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种旋流分区浮选机，其特征在于：本浮选机包括浮选槽及旋转出料管，所述旋转出料管可绕自身轴线而产生回转动作，且旋转出料管水平向的贯穿浮选槽槽壁，以使得矿浆与药剂的混合浆液可沿旋转出料管管腔而水平向的泵入浮选槽槽腔内；旋转出料管的位于浮选槽槽腔内的输出口处同轴固接喇叭口状的第一导向锥面与第二导向锥面，各导向锥面均沿旋转出料管的出料方向而口径逐渐增大且与旋转出料管随动；旋转出料管的输出口为出料方向垂直旋转出料管轴线的径向出料口，以实现旋转出料管的径向出料功能，径向出料口的出料端指向第一导向锥面的内壁处；第二导向锥面的小口径端沿旋转出料管的轴向而套入第一导向锥面的大口径端，以使得两者形成套接配合关系；在旋转出料管的径向上，第一导向锥面与第二导向锥面之间存有配合间隙，且该配合间隙处设置连接上述两口径端的连接柱；而在旋转出料管的周向上，各相邻连接柱之间间隙又形成供指定粒径的矿粒通过的穿行通道；穿行通道的矿粒落料点处以及第二导向锥面的大口径端所指向的矿粒落料点处均设置有一组气泡发生管，两组气泡发生管的下方的浮选槽槽底处均布置有出料管路；所述穿行通道的矿粒落料点处的气泡发生管的出气孔孔径大于第二导向锥面的大口径端所指向的矿粒落料点处的气泡发生管的出气孔孔径。

优选的，第一导向锥面的小口径端通过固定于旋转出料管外壁处的径向封板封口；第二导向锥面的大口径端处设置外翻边，外翻边处沿旋转出料管出料方向的反向而延伸有锥面状的导向板，且该导向板的口径沿旋转出料管的出料方向而逐渐减小；在第二导向锥面的上方处布置有起到液流稳定作用的稳流板，所述稳流板上设置板面垂直旋转出料管出料方向的铅垂隔板；在铅垂方向的投影上，铅垂隔板与导向板间存有交集。

优选的，浮选槽外形呈开口朝上的四方槽状，所述稳流板外形呈适配浮选槽槽腔轮廓的四方格栅状，稳流板板面水平设置。

优选的，两组气泡发生管均包括连通空气泵的主管段以及连通主管段且位于浮选槽槽腔内的板面水平布置的出气板；所述出气板外形呈四方的“田”字板状，出气板的上板面处密布所述出气孔，出气板的空隙处形成供矿粒穿过的下落通道。

优选的，本浮选机还包括用于驱动旋转出料管产生回转动作的驱动组件，所述驱动组件包括同轴固接于旋转出料管的位于浮选槽外的管体外壁处的从动齿轮，驱动组件还包括与驱动电机输出轴同轴配合的主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮彼此啮合以形成齿轮传动配合。

本发明的有益效果在于：

1)、实际操作时，浮选药剂和矿浆预先搅拌混合后进入旋转出料管。旋转出料管与各导向锥面相连接固定，因此各导向锥面随旋转出料管一起旋转。各导向锥面之间又设有均匀分布且彼此存有间距的连接柱，一方面保证两导向锥面可同步旋转，另一方面又可确保沿第一导向锥面行进的混合浆液能够部分流入第二导向锥面处而另外部分经由连接柱的间隙而引导至他处。矿浆由旋转出料管的径向出料口喷出，矿粒首先会在第一导向锥面的内壁处离心分级，粗矿粒到达第一导向锥面边壁的速度快于细矿粒。当矿粒到达第一导向锥面和第二导向锥面的连接处时，粗矿粒进入穿行通道，继续运动后抛落至浮选槽的第一个落料点。而细矿粒因质地轻盈，受离心力影响相对较小，则会沿第二导向锥面的内壁继续行进，直至沿第二导向锥面的导向方向而散落到浮选槽的另一落料点处。而第一个落料点处的气泡发生管的出气孔孔径应当大于第二个落料点处的气泡发生管的出气孔孔径，以使得不同落点处的气泡发生管所产生的气泡对应该区域内的相应粒径的矿粒，从而使得矿粒在向相应落料点处下坠过程中会不断与相应直径的气泡碰撞结合，最终达到最大化的碰撞效果，其浮选效率及浮选效果均可得到有效保证。

综上，本发明通过旋转出料管的自身回转动作，从而带动浮选槽内矿浆与药剂的混合浆液产生离心运动，粗矿粒自重较大而会沿穿行通道坠落，而细矿粒自重较轻则会沿第二导向锥面持续前行，最终实现分区浮选目的。在上述运动作用下，混合浆液中的矿粒被自然分级，并随之与气泡发生管处细孔输出的相应直径的气泡相互碰撞，最终达到了提升矿粒与气泡之间的碰撞率的目的。实践表明，本发明的浮选方式具备浮选效果更佳及气泡矿化更容易的优点，浮选效率和浮选效果均可得到有效保证。

2)、作为上述方案的优选方案，第一导向锥面首先需要在小口径端封口，以便具体化的实现第一导向锥面与旋转出料管的随动目的。而外翻边及导向杆的设置，则起到了导向粗矿粒动作方向的目的，以使得粗矿粒的落料方向与细矿粒的落料方向彼此反向，最终达到明显分离上述粗矿粒与细矿粒的目的。铅垂隔板的布置，则起到对分区浮选后的两种粒径矿粒的隔离目的，同时也能保证沿导向板被抛飞至浮选槽槽口方向的粗矿粒会被隔离开，从而避免与细矿粒所在浮选槽槽口处的泡沫层相互干涉，以保证后续精矿浮选工作的正常进行。

3)、浮选槽中设有稳流板，稳流板为网状栅格结构，目的是防止浮选槽下方的旋转运动造成的紊流影响到浮选槽上方的泡沫层的稳定。浮选产生的气泡可以直接通过该网状结构的稳流板进入上方，而不受干扰。沉降到浮选槽底部的矿粒则因落料点的不同而被分开收集，并经由独立的出料管路出料，其工作可靠稳定。

4)、本发明通过气泡发生管的出气孔处产生的大量气泡，从而与矿粒相碰撞，以便达成在线浮选目的。本发明优选采用“田”字状的出气板，既可以以出气板的镂空间隙来保证矿浆与药剂所形成的混合浆液的沉浮性，又能依靠出气板上板面处密布的出气孔来达成微孔出泡目的。驱动组件的设置，则具体化的实现了旋转出料管的回转工作功能，此处就不再多作赘述。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图；

图2为第一导向锥面、第二导向锥面与连接柱的配合关系图；

图3为稳流板的俯视图；

图4为气泡发生管的俯视图。

图示各结构与本发明的部件名称对应关系如下：

10-浮选槽 11-出料管路 20-旋转出料管 21-径向出料口

31-第一导向锥面 32-第二导向锥面 33-连接柱

34-径向封板 35-外翻边 36-导向板

40-气泡发生管 41-主管段 42-出气板 43-出气孔

50-稳流板 60-铅垂隔板

71-从动齿轮 72-驱动电机 73-主动齿轮

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-4，对本发明的具体实施例作以下进一步描述：

本发明的具体组成部分以图1-4所示结构为例，分为几大模块，包括：浮选槽10、铅垂隔板60、稳流板50、旋转盘、气泡发生管40、旋转出料管20以及驱动组件。其中：

在图1所示结构中，浮选槽10外形呈四方槽体状。浮选槽10的槽腔内由上而下分别布置铅垂隔板60、稳流板50、旋转盘及气泡发生管40。而在浮选槽10槽底的左侧区域和右侧区域分别布置出料管路11。对于驱动组件而言，其包括驱动电机72、主动齿轮73及从动齿轮71。驱动电机72驱动主动齿轮73转动从而带动啮合主动齿轮73的从动齿轮71产生随动，而从动齿轮71则同轴固定于旋转出料管20处，进而实现了旋转出料管20绕自身轴线的回转动作。

对于旋转出料管20而言，其一端水平扎入浮选槽10的槽腔内。旋转出料管20的位于浮选槽10槽腔内的输出口形成径向出料口21，该径向出料口21的出料方向指向旋转盘的内盘壁。而旋转盘则由如图1所示的第一导向锥面31与第二导向锥面32彼此同轴套设而成。第一导向锥面31与第二导向锥面32间通过如图2所示的连接柱33衔接彼此，而第一导向锥面31的左端也即小口径段以径向封板34封口，径向封板34固定于旋转出料管20外管壁处。以便实现第一导向锥面31与旋转出料管20间的同步动作目的，同时也避免部分混合矿浆沿第一导向锥面31的左端泄漏出去，以保证本发明工作的可靠性。

由于本发明的初始目的是为了分级两种粒径的矿粒，以便于进行后续浮选。因此，为便于理解，此处将粒径相对较大的矿粒命名为粗矿粒，而相对的粒径较小的矿粒命名为细矿粒，则如图1所示的，第二导向锥面32处相应设置外翻边35及导向板36，以实现粗矿粒的向左落料目的。细矿粒由于自重较轻，则继续沿第二导向锥面32的内壁前行，并向右落料，最终实现了本发明的分区浮选目的。

本发明实际工作流程如下；

首先，浮选药剂和矿浆预先搅拌混合后进入旋转出料管20。由于旋转出料管20与各导向锥面相连接固定，因此各导向锥面随旋转出料管一起旋转。各导向锥面之间又设有均匀分布但不贴合的连接柱33，一方面保证两导向锥面可同步旋转，另一方面又可确保第一导向锥面31内壁行进的混合浆液能够部分流入第二导向锥面32。矿浆由旋转出料管20的径向出料口21喷出，矿粒首先会在第一导向锥面31的内壁处离心分级，粗矿粒到达第一导向锥面31边壁的速度快于细矿粒。当矿粒到达图2所示的第一导向锥面31和第二导向锥面32的连接处时，粗矿粒进入穿行通道，继续运动后抛落至如图1所示的浮选槽10槽腔的左侧落料点。而细矿粒因质地轻盈，受离心力影响相对较小，则会沿第二导向锥面32的内壁继续行进，直至沿第二导向锥面32的导向方向而散落到浮选槽10槽腔的如图2所示的右侧落料点处。

对于气泡发生管40而言，其外形参照图1及图4所示。第一个落料点处的气泡发生管40的出气孔43孔径，应当大于第二个落料点处的气泡发生管40的出气孔43孔径，以使得不同落点处的气泡发生管40所产生的气泡对应该区域内的相应粒径的矿粒，从而使得矿粒在向相应落料点处下坠过程中会不断与相应直径的气泡碰撞结合，最终达到最大化的碰撞效果，其浮选效率及浮选效果均可得到有效保证。与此同时，如图1及图3所示，浮选槽10槽腔中还设有稳流板50，稳流板50为网状栅格结构，目的是防止浮选槽10下方的旋转运动造成的紊流影响到浮选槽10上方的泡沫层的稳定；浮选产生的气泡可以直接通过该网状结构的稳流板50进入上方处，其构造紧凑而可靠。

Claims (4)

1.一种旋流分区浮选机，其特征在于：本浮选机包括浮选槽(10)及旋转出料管(20)，所述旋转出料管(20)可绕自身轴线而产生回转动作，且旋转出料管(20)水平向的贯穿浮选槽(10)槽壁，以使得矿浆与药剂的混合浆液可沿旋转出料管(20)管腔而水平向的泵入浮选槽(10)槽腔内；旋转出料管(20)的位于浮选槽(10)槽腔内的输出口处同轴固接喇叭口状的第一导向锥面(31)与第二导向锥面(32)，各导向锥面均沿旋转出料管(20)的出料方向而口径逐渐增大且与旋转出料管(20)随动；旋转出料管(20)的输出口为出料方向垂直旋转出料管(20)轴线的径向出料口(21)，以实现旋转出料管(20)的径向出料功能，径向出料口(21)的出料端指向第一导向锥面(31)的内壁处；第二导向锥面(32)的小口径端沿旋转出料管(20)的轴向而套入第一导向锥面(31)的大口径端，以使得两者形成套接配合关系；在旋转出料管(20)的径向上，第一导向锥面(31)与第二导向锥面之间存有配合间隙，且该配合间隙处设置连接上述两口径端的连接柱(33)；而在旋转出料管(20)的周向上，各相邻连接柱(33)之间间隙又形成供指定粒径的矿粒通过的穿行通道；穿行通道的矿粒落料点处以及第二导向锥面(32)的大口径端所指向的矿粒落料点处均设置有一组气泡发生管(40)，两组气泡发生管(40)的下方的浮选槽(10)槽底处均布置有出料管路(11)；所述穿行通道的矿粒落料点处的气泡发生管(40)的出气孔(43)孔径大于第二导向锥面(32)的大口径端所指向的矿粒落料点处的气泡发生管(40)的出气孔(43)孔径；

第一导向锥面(31)的小口径端通过固定于旋转出料管(20)外壁处的径向封板(34)封口；第二导向锥面(32)的大口径端处设置外翻边(35)，外翻边(35)处沿旋转出料管(20)出料方向的反向而延伸有锥面状的导向板(36)，且该导向板(36)的口径沿旋转出料管(20)的出料方向而逐渐减小；在第二导向锥面(32)的上方处布置有起到液流稳定作用的稳流板(50)，所述稳流板(50)上设置板面垂直旋转出料管(20)出料方向的铅垂隔板(60)；在铅垂方向的投影上，铅垂隔板(60)与导向板(36)间存有交集。

2.根据权利要求1所述的一种旋流分区浮选机，其特征在于：浮选槽(10)外形呈开口朝上的四方槽状，所述稳流板(50)外形呈适配浮选槽(10)槽腔轮廓的四方格栅状，稳流板(50)板面水平设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋流分区浮选机，其特征在于：两组气泡发生管(40)均包括连通空气泵的主管段(41)以及连通主管段(41)且位于浮选槽(10)槽腔内的板面水平布置的出气板(42)；所述出气板(42)外形呈四方的“田”字板状，出气板(42)的上板面处密布所述出气孔(43)，出气板(42)的空隙处形成供矿粒穿过的下落通道。

4.根据权利要求1或2所述的一种旋流分区浮选机，其特征在于：本浮选机还包括用于驱动旋转出料管(20)产生回转动作的驱动组件，所述驱动组件包括同轴固接于旋转出料管(20)的位于浮选槽(10)外的管体外壁处的从动齿轮(71)，驱动组件还包括与驱动电机(72)输出轴同轴配合的主动齿轮(73)，所述主动齿轮(73)与从动齿轮(71)彼此啮合以形成齿轮传动配合。

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