CN110064526A - 一种充气式纳米气泡选矿设备及其浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种充气式纳米气泡选矿设备其浮选方法，包括主浮选柱与两个次浮选柱，包括安装在主浮选柱外部的药剂箱、矿浆预处理器、高速分散机、输料泵。还包括安装在浮选柱上矿浆多点分配器、泡沫捕集装置、雾化喷淋装置、环绕浮选柱下部外壁位置的气泡发生器、输送气管、储气罐、和空气压缩机。采用主浮选柱、次浮选柱依次分选尾矿，依次脱除尾矿中的煤炭成分，实现煤泥尾矿分选中煤与泥的解析解离，回收适量煤炭，降低了尾矿热值，获得尾矿灰分为85%以上、热值1.60MJ/kg，最终尾矿可直接适用于全尾矿全内燃烧结砖的材料。
Description
【技术领域】
本发明属于煤泥尾矿及金属尾矿浮选技术领域，具体涉及一种充气式纳米气泡选矿设备及其浮选方法。
煤泥是我国排放量最大的固体废弃物之一，煤泥资源再利用是我国以煤为主 的能源结构的必然选择，也是实施可持续发展的重要措施之一。我国对废弃物的 政策是减量化、资源化和无害化利用。目前，一部分煤泥重复采用了传统的选煤 设备和工艺，穷尽了一切方法回收了部分煤炭，最终尾矿灰分在50～60％之间， 热值在7～8MJ/kg之间，粒度＜0.043mm，这些尾矿用于电厂或矸石电厂发电， 热值过低无法直接利用，用于砖厂制砖配料，用量有限；露天堆放会污染环境， 就地填埋又浪费资源。因此，针对这些尾矿的特点再次综合利用，既能回收尾矿 中剩余的煤炭，又可以使尾矿保留热值为1.25MJ/kg～2.5MJ/kg之间，使尾矿成 为建材领域优良的全尾矿全内燃烧结砖原料，但采用现有浮选柱设备及工艺方法 已经难于实现。
现有煤泥尾矿的特点，一是经过多次传统浮选设备浮选、浸泡、搅拌、浓缩、压滤、再选的过程，使煤与泥相互吸附泥化，使尾矿中的煤粒表面失去疏水性降低了煤的可浮性。二是尾矿成分主要为高岭土、泥质页岩、黏土、矸石灰、炭质泥岩占比近50%，灰分50～60%之间、粒度＜0.045mm。
采用现有矿浆预处理系统及煤泥分选设备再选上述煤泥会存在如下问题：
1、现有矿浆预处理采用搅拌桶和矿浆准备器。搅拌桶的搅拌器转速为230转/min，因其转速低，在搅拌过程中捕收剂、起泡剂分散的油滴粒度大且成线形，分散性差，矿浆中疏水性好的微细煤粒表面难于接触到油类捕收剂和难于形成油类捕收剂薄膜，影响煤与泥的解析解离效果；矿浆准备器喷射的雾化药剂是被扩大了表面积的高灰细泥矿浆流带走，接触形成混合矿浆，这种混合矿浆对于矿浆中疏水性好的微细煤粒与药剂接触概率窄小，难于形成油类捕收剂薄膜。另外，其雾化机构和电机安装在桶内中央，安装，检修不便，扇形分散槽排料端狭窄，当矿浆中含有杂物、木屑、棉纱等易产生堵塞。
2、现有浮选柱泡沫冲洗水有多孔槽式、多层环形管、总分管形式等喷淋水。其相同点是冲洗水的落水点与泡沫接触，接触面窄小，冲洗泡沫区域接触面不足15%，且落水点易对泡沫形成冲击破坏。对于夹带泥灰严重的泡沫冲洗效果不明显。
3、现有浮选柱气泡发生器，采用空气直接式气泡发生器的用于金属选矿领域，采用气浆混流式发泡器的用于选煤领域。这两种发泡器属于喷射法发泡器，其发泡直径为0.2～1.0mm。从现有发泡器发泡的直径与尾矿粒度＜0.043mm相比，尾矿粒度比气泡小约5倍。粒度越小的尾矿需要更小的气泡分选才能产生更好的分选效果，因此，现有浮选柱发泡器的发泡效果难于适应现有高灰、微细煤泥尾矿的分选。
4、现有煤泥浮选柱是将管流矿化、旋流力场和逆流碰撞结合在一起，其旋流分离段和静态分选段，在一个柱体内完成粗选、精选、扫选的作用，适用于粒度为＜0.5mm的煤泥浮选。但对于现有煤与泥吸附泥化、高灰分、粒度在＜0.045mm占95%的煤泥尾矿来说适合于静态浮选，其具有的旋流力场对现有煤泥尾矿的分选并不适应。
5、现有煤泥浮选柱串联分选，粗选的精矿泡沫夹带有大量泥灰未做分散、消泡等处理，直接将泡沫精矿给入下一个浮选柱继续精选，其结果是夹带泥灰的泡沫精矿被再次被浮出，降灰了工作效率，难于浮选出标准尾矿。
【发明内容】
本发明是指煤泥被传统煤泥设备分选后，其尾矿采用特定的选矿设备再次分选，获得符合烧结砖各项技术指标的尾矿，针对现有技术的不足，提供了一种充气式纳米气泡选矿设备及其浮选方法。
本发明的具体技术方案为：
一种充气式纳米气泡选矿设备，其特征在于，包括一个主浮选柱体，所述主浮选柱体包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器、设置在其外部并且与矿浆多点分配器通过管道连通的高速分散机装置、设置在其顶部的泡沫捕集装置、设置在泡沫捕集装置上的雾化喷淋装置、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器连通的输送气管、设置在其外部并且通过管道与输送气管依次连接的储气罐和空气压缩机、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管，所述主浮选柱体还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置依次连通的矿浆反应箱和入料口；所述矿浆反应箱与入料口之间的管道上设有加药口。
进一步地，还包括与主浮选柱体依次连通的至少两个次浮选柱体；所述次浮选柱体均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器、设置在其外部并且与矿浆多点分配器通过管道连通的高速分散机装置、设置在其顶部的泡沫捕集装置、设置在泡沫捕集装置上的雾化喷淋装置、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器连通的输送气管、设置在其外部并且通过管道与输送气管依次连接的储气罐和空气压缩机、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管，所述主浮选柱体的尾矿溢流出料管与依次连接的次浮选柱体的高速分散机装置通过管道连通，所述次浮选柱体的尾矿溢流出料管与依次连接的次浮选柱体的高速分散机装置通过管道连通，所述尾矿溢流出料管与高速分散机装置之间的管道上均设有补药口；所述依次连接的最后一个次浮选柱体的尾矿溢流出料管上设有排料口；所述主浮选柱体和依次连通的次浮选柱体的泡沫捕集装置通过管道连通并且在所述管道上设有出料口。
进一步地，所述矿浆多点分配器之前的管道上设有输料泵，用于高速输送矿浆，使矿浆多点分配器形成雾化状态的矿浆；所述加药口和补药口均与药箱通过管道连通，用于加药或补充药。
进一步地，尾矿溢流出料管与高速分散机装置之间的管道上设有调节阀，用于调整控制储气罐压力。
进一步地，所述储气罐上设置有稳压阀和气流调节阀，用于调节气泡发生器充气流量。
进一步地，所述雾化喷淋装置设置为总分管形式，纵横各布置至少一个直管，多个雾化喷头分散安装于直管上，所述雾化喷头为压缩式喷头、超声式喷头或网式喷头，使雾化水充满泡沫区域，调整雾化装置高度避免对泡沫形成冲击，使下落雾化水速度减弱，利于冲洗泡沫夹带的泥灰。
进一步地，所述矿浆预处理器包括设置在其内部的搅拌轮和分层跌落板。矿浆输送到搅拌轮上，因矿浆对搅拌轮的冲击作用，带动搅拌轮自动旋转，矿浆被搅拌轮混合后跌落至分层跌落板，固、液、药得到初步混合溢流至高速分散机装置。
进一步地，所述高速分散机装置包括电机和与电机连接的设置在其内部的分散盘；电机可以为直流电机或交流电机；高速分散机装置因分散盘高速旋转具有一定的负压，加上离心力作用，使矿浆或泡沫精矿通过盘面中心向外扩散与其桶体内壁强烈摩擦碰撞，形成对泡沫矿浆的剪切、分散、乳化、消泡作用；分散、乳化状态矿浆有利于再次分选。
进一步地，所述气泡发生器为充气式纳米气泡发生器，在压力为7kpa左右时，发泡泡沫直径为0.0025mm左右，其充气均匀、大小恒定、气泡在上升流中兼并少破碎少，与下沉的矿浆接触、碰撞、矿化充分，用于粒度＜0.045mm占95%的分选，使煤与泥的解析解离。
进一步地，本发明的选矿设备的浮选方法包括以下步骤：
步骤1：开启药箱自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置，通过加药口输入矿浆反应箱；
步骤2：将矿浆通过入料口输送至矿浆反应箱，输入的矿浆带动矿浆反应箱的搅拌转片运转，经隔板对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体的外部的高速分散机装置和输送泵，电机转速为1460转/min，输送泵转速1460转/min，矿浆在高速分散转片剪切、分散、乳化，由输送泵输送矿浆至主浮选柱体内的矿浆多点分配器；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体体积的60%时，启动空气压缩机，调节输气罐总输气量，开启主浮选柱体上下部的微泡发生器，设置压力在6~7kpa之间、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤5：主浮选柱体的泡沫捕集装置溢出泡沫时，启动主浮选柱体的雾化喷淋装置，获得中矿泡沫产品，尾矿溢流出料管获得排出的尾矿；
步骤6：将获得的尾矿，再次至入步骤2-5循环。
进一步地，本发明的选矿设备的浮选方法包括以下步骤：
步骤1：开启药箱自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置，通过加药口输入矿浆反应箱。
步骤2：将矿浆通过入料口输送至矿浆反应箱，输入的矿浆带动矿浆反应箱的搅拌转片运转，经隔板对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体的外部的高速分散机装置和输送泵，电机转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，矿浆在高速分散转片剪切、分散、乳化，由输送泵输送矿浆至主浮选柱体内的矿浆多点分配器；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体体积的60%时，启动空气压缩机，调节输气罐总输气量，开启主浮选柱体上的微泡发生器，设置压力为7kpa左右、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤5：主浮选柱体的泡沫捕集装置溢出泡沫时，启动主浮选柱体的雾化喷淋装置，泡沫产品从出料口排出；
步骤6：开启主浮选柱体的调节阀和次浮选柱体外部的高速分散机装置和输送泵，开启药箱自动补药装置；尾矿经浮选柱的尾矿溢流出料管输送至次浮选柱体的外部高速分散机装置，通过次浮选柱体前的补药口补充药物，矿浆在高速分散转片剪切、分散、乳化后，由输送泵输送尾矿至次浮选柱内的矿浆多点分配器；
步骤7：尾矿注满次浮选柱体体积的60%时，开启次浮选柱体上的微泡发生器，设置压力为7kpa左右、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤8：次浮选柱体的泡沫捕集装置溢出泡沫时，启动次浮选柱体的雾化喷淋装置，泡沫产品从排料口排出；
步骤9：启动次浮选柱体的调节阀和最后一个次浮选柱体外部的高速分散机装置和输送泵，开启药箱自动补药装置；尾矿经次浮选柱体的尾矿溢流出料管输送至最后一个次浮选柱体的外部高速分散机装置，通过最后一个次浮选柱体前的补药口补充药物，矿浆在高速分散转片剪切、分散、乳化后，由输送泵输送尾矿至最后一个次浮选柱内的矿浆多点分配器；
步骤10：尾矿注满最后一个次浮选柱体体积的60%时，开启次最后一个次浮选柱体上的微泡发生器，设置压力为7kpa左右、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤11：最后一个次浮选柱体的泡沫捕集装置溢出泡沫时，启动最后一个次浮选柱体的雾化喷淋装置，泡沫产品从排料口排出；
步骤12：尾矿经最后一个次浮选柱体的尾矿溢流出料管上的排料口排出。
本发明的选矿设备与现有煤泥分选设备相比，具有如下效果：
1、矿浆预处理器由搅拌轮与跌落板为一体，矿浆、药剂首先被搅拌后跌落，使固、液、药有一定的接触碰撞反应时间，药剂被分散成微小油滴混合在矿浆中，使固、液、药形成初步的融合。尾矿矿浆预处理器具有了搅拌与跌落混合功能，比传统的跌落箱提高了30%的融合效率，且降低了药剂的消耗量。
2、高速分散机装置对固、液、药混合尾矿矿浆具有高速剪切、分散、乳化、消泡的功能。可以使药剂进一步被乳化为直径＜0.005mm微小油滴分散在尾矿中，形成乳浊液，使尾矿中疏水性好的煤粒表面易接触到油类捕收剂，形成油类捕收剂薄膜。形成油类捕收剂薄膜。比传统搅拌桶、矿浆准备器增加搅拌、分散、乳化、消泡的功能，可以使泡沫状态的尾矿矿浆恢复到液态矿浆或乳化矿浆，提高尾矿矿浆的分选速度和选择性，有利于煤与泥的解析分离。
3、高速分散机装置比传统搅拌桶、矿浆准备器具有体积小、重量轻、结构简单，造价低廉、生产能力大，运行成本低。
4、泡沫喷淋雾化装置，采用雾化喷头喷洒，无死角、100%全覆盖雾化泡沫区域，有效提高了冲洗泡沫夹带泥灰的效率。
5、充气式纳米气泡发生器，发泡直径为0.0025mm，现有浮选柱的空气直接式微泡发生器、气浆混流式发泡器发泡直径为0.2～1.0mm。二者相比，充气式纳米气泡发生器发泡直径比现有浮选柱发泡直径小100倍，越小的气泡分选越微细的煤粒具有更强的分选效果；而且充气均匀、大小恒定、气泡在上升流中兼并少、破碎少、弥散度高，扩大了矿化区域矿浆与气泡碰撞概率及黏附几率。
6、本发明选矿设备分选尾矿具有分选密度高，分选精度高、分选粒度范围宽，尾矿适应性强，结构简单，易操作，运行成本低，适用于工业化生产。
7、充气式纳米气泡浮选柱，对灰分为50～60%之间、粒度＜0.043mm占95%的煤泥尾矿依次先由主浮选柱分选，可以获得灰分20%以下，回收率为35%以上的煤炭，同时获得灰分为72%以上、热值为4.2MJ/kg以下的尾矿；次浮选柱对主浮选柱分选的尾矿二次再选，可以获得适量的煤炭，同时获得灰分78%以上、热值2.50MJ/kg以下的尾矿；次浮选柱分选的尾矿第三次再选可以获得少量煤炭，同时获得灰分85%以上、热值1.60MJ/kg的煤泥尾矿。
【附图说明】
图1为本发明实施例1示意图。
图2为本发明实施例2示意图。
图中编号所对应结构如下所示：
1.矿浆反应箱 2.高速分散机装置 3.输料泵 4. 泡沫捕集装置 5.雾化喷淋装置6.药箱 7.矿浆多点分配器 8.储气罐 9.输送气管 10.微泡发生器 11.尾矿溢流出料管 22.电机 23.分散转片 61.加药口 62.补药口 81.空气压缩机 100.主浮选柱体 101.次浮选柱体 102.次浮选柱体 103.入料口 104.出料口 105.排料口 111.调节阀 112.搅拌转片 113.隔板
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。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。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1参考图1。
一种充气式纳米气泡选矿设备，包括主浮选柱体100；主浮选柱体100包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个气泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与气泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部并且通过管道与输送气管9依次连接的储气罐8和空气压缩机81、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11。
主浮选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆预处理器1和入料口103；矿浆预处理器1与入料口103之间的管道上设有加药口61，加药口61与药箱6通过管道连通，用于加药操作。
储气罐8上设置有稳压阀和气流调节阀，用于调节气泡发生器10对气体的吸入量；采用空气压缩机81将气体输入储气罐8作为气源。
矿浆多点分配器7之前的管道上设有输料泵3，用于高速输送矿浆，输送泵3输送高速分散机装置2融合、乳化、矿化的矿浆至矿浆多点分配器7，使其矿浆喷料呈雾化形态，达到矿浆固、液、药与上浮的气泡充分接触碰撞，达到良好的浮选效果。
矿浆预处理器1包括设置在矿浆预处理器1内部的分散盘112和跌落板113；在矿浆的冲击下，分散盘112转动对矿浆进行搅拌混合，再冲击到多个交错排列的跌落板113上，再次依次搅拌混合；使矿浆在反应箱1内固、液、药进行初步反应、接触、融合；
高速分散机装置2是一个直径为400mm的桶体，包括电机22和与电机22连接的设置在其内部的分散盘23；电机22可以为直流电机或交流电机；采用上海班得瑞实业有限公司制造的型号FSF-80分散机，电动机22直连带动一个直径300mm的分散盘23，转速为1460r/min。高速分散机装置2因分散盘23高速旋转具有一定的负压，加上离心力作用，使矿浆或泡沫精矿通过盘面中心向外扩散与其桶体内壁强烈摩擦碰撞，形成对泡沫矿浆的剪切、分散、乳化、消泡作用。分散、乳化状态矿浆有利于再次分选。
输送气管9用于连通气泡发生器10；气泡发生器10以阶梯式双层布置，上层布置16支，下层布置8支，每层充气式纳米气泡发生器环绕柱体等比设置，长度保持恒定，使气泡在柱体内均匀保持弥散，以提高矿浆与气泡的碰撞黏附概率，提高选矿效率。气泡发生器10采用上海鼎基气动机械有限公司制造的型号为DJ101-700-0.25的充气式纳米气泡发生器10，在压力为6～7kpa时，发泡泡沫直径为0.0025mm，其充气均匀、大小恒定、气泡在上升流中兼并少破碎少，与下沉的矿浆接触、碰撞、矿化充分，对于微细粒度＜0.045mm占95%的尾矿，具有良好的煤与泥的解析解离效果。
气泡发生器10直接喷射空气至主浮选柱100体内产生纳米气泡，纳米气泡群从柱体底部缓缓上升；矿浆距顶部柱体约1.2m处由输料泵3给入矿浆多点分配器7，矿浆向下流动，上升的气泡与下降的矿粒在捕收区逆流接触碰撞，完成气泡矿化，使被黏到气泡上的煤粒上浮到泡沫层，泡沫层厚度设置1.2米，在雾化喷淋装置5喷洗水的作用下脱除气泡携带的泥灰，使上升的气泡完成二次富集，富集的精矿泡沫溢流入泡沫捕集装置4内的高速分散机装置2，高速分散机装置2对泡沫进行剪切、分散、乳化、消泡。
雾化喷淋装置5设置为总分管形式，纵横各布置一个直管，多个雾化喷头分散安装于直管上，雾化喷头可为压缩式喷头、超声式喷头或网式喷头，优选压缩式，稳定性高；传统的喷淋水装置5为管道滴水或喷水模式，没有安装雾化喷头，喷出的水与泡沫接触面小，不到泡沫区域的15%，因此，对泡沫夹带泥灰的冲灰效果差；加装雾化喷头可使喷出的水雾化弥散在泡沫上，无死角、100%全覆盖泡沫区域，有效解决泡沫“背灰”严重的问题，提高了浮选效果；雾化水充满泡沫区域，调整雾化装置高度避免对泡沫形成冲击，使下落雾化水速度减弱，雾化水用量在60～90m³/h，约为入料量的45～80%，利于冲洗泡沫夹带的泥灰。
以浓度为70g/L，灰分为60%，热值为7.2MJ/kg的炼焦煤矿浆为例：
步骤1：开启药箱6自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置，通过加药口61输入矿浆预处理器1；
步骤2：将矿浆通过入料口103输送至矿浆预处理器1，输入的矿浆带动矿浆预处理器1的搅拌轮112运转，经跌落板113对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体100的外部的高速分散机装置2和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，矿浆在高速分散盘23剪切、分散、乳化、矿化条件下，由输送泵3输送矿浆至主浮选柱体100内的矿浆多点分配器7；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体100体积的60%时，启动空气压缩机81，调节输气罐8总输气量，开启主浮选柱体上100下部的气泡发生器10，设置压力在6~7kpa之间、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤5：主浮选柱体100的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动主浮选柱体100的雾化喷淋装置5，获得中矿泡沫产品；主浮选柱100底部的尾矿溢流出料管11获得排出的尾矿；
步骤6：将获得的尾矿，再次至入步骤2-5循环两次，获得灰分85.00%以上、热值1.60MJ/kg的尾矿。
以浓度为80g/L，灰分为60%，热值为7.2MJ/kg的动力煤矿浆为例：
与上述炼焦煤泥矿浆的浮选步骤相同，最终可以获得灰分85%以上、热值1.60MJ/kg的尾矿。
实施例2参考图2。
主浮选柱体100依次连接两个次浮选柱体101、102；
主浮选柱体100和次浮选柱体101、102均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器7、设置在其外部并且与矿浆多点分配器7通过管道连通的高速分散机装置2、设置在其顶部的泡沫捕集装置4、设置在泡沫捕集装置4上的雾化喷淋装置5、环绕其下部外壁位置设置若干个气泡发生器10、环绕设置在其外部并且通过管道与气泡发生器10连通的输送气管9、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管11。
输送气管9与储气罐8和空气压缩机81通过管道依次连接。
主浮选柱体100还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置2依次连通的矿浆预处理器1和入料口103；矿浆预处理器1与入料口103之间的管道上设有加药口61。
主浮选柱体100的尾矿溢流出料管11与依次连接的次浮选柱体101的高速分散机装置2通过管道连通，次浮选柱体101的尾矿溢流出料管11与依次连接的次浮选柱体102的高速分散机装置2通过管道连通，尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2之间的管道上均设有补药口62；依次连接的最后一个次浮选柱体102的尾矿溢流出料管11上设有排料口105；尾矿溢流出料管11与高速分散机装置2之间的管道上设有调节阀111，用于调节尾矿的流量。
加药口61和补药口62均与药箱6通过管道连通，用于加药或补充药。
主浮选柱体100和依次连通的次浮选柱体101、102的泡沫捕集装置4通过管道连通并且在所述管道上设有出料口104。
以浓度为70g/L，灰分为60%，热值为7.2MJ/kg的炼焦煤矿浆为例。
步骤1：开启药箱6自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按1.2:1配置，通过加药口61输入矿浆预处理器1；
步骤2：将矿浆通过入料口103输送至矿浆预处理器1，输入的矿浆带动矿浆预处理器1的搅拌轮112运转，经跌落板113对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体100的外部的高速分散机装置2和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，矿浆在高速分散盘23剪切、分散、乳化、矿化条件下，由输送泵3输送矿浆至主浮选柱体100内的矿浆多点分配器7；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体100体积的60%时，启动空气压缩机81，调节输气罐8总输气量，开启主浮选柱体上100下部的气泡发生器10设置压力在6~7kpa之间、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤5：主浮选柱体100的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动主浮选柱体100的雾化喷淋装置5，泡沫产品从出料口104排出，可以获得灰分20%以下，回收率为35%以上的煤炭；此时尾矿灰分可以达到72%以上、热值4.2MJ/kg以下；
步骤6：开启主浮选柱体100的调节阀111和次浮选柱体101外部的高速分散机装置2和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，开启药箱6自动补药装置；尾矿经浮选柱100的尾矿溢流出料管11输送至次浮选柱体101的外部高速分散机装置2，通过次浮选柱体101前的补药口62补充药物，矿浆在高速分散盘23剪切、分散、乳化后，由输送泵3输送尾矿至次浮选柱101内的矿浆多点分配器7；
步骤7：尾矿注满次浮选柱体101体积的60%时，开启次浮选柱101的气泡发生器10，设置压力在6~7kpa之间、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤8：次浮选柱体101的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动次浮选柱体101的雾化喷淋装置5，泡沫产品从排料口104排出，可以获得灰分20%以下的煤炭；此时尾矿灰分可以达到78%以上、热值2.5MJ/kg以下；
步骤9：启动次浮选柱体101的调节阀111和次浮选柱体102外部的高速分散机装置2和输送泵3，电机22转速为1460转/min，输送泵3转速1460转/min，开启药箱6自动补药装置；尾矿经浮选柱101的尾矿溢流出料管11输送至次浮选柱体102的外部高速分散机装置2，通过次浮选柱体102前的补药口62补充药物，矿浆在高速分散盘23剪切、分散、乳化后，由输送泵3输送尾矿至次浮选柱102内的矿浆多点分配器7；
步骤10：尾矿注满次浮选柱体102体积的60%时，开启次浮选柱体102上的气泡发生器10，设置压力在6~7kpa之间、发泡泡沫直径为0.0025mm左右；
步骤11：次浮选柱体102的泡沫捕集装置4溢出泡沫时，启动次浮选柱体102的雾化喷淋装置5，泡沫产品从排料口104排出，可以获得灰分20%以下的少量煤炭；
步骤12：尾矿经次浮选柱体102的尾矿溢流出料管11上的排料口105排入尾矿池浓缩压滤，可以获得灰分85%以上、热值1.60MJ/kg的尾矿。
以浓度为80g/L，灰分为60%，热值为7.2MJ/kg的动力煤矿浆为例：
与上述炼焦煤泥矿浆的浮选步骤相同，最终可以获得灰分85%以上、热值1.60MJ/kg的尾矿。
上述实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示意的准确结构，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出的各种改变和变形，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种充气式纳米气泡选矿设备，其特征在于，包括一个主浮选柱体（100），所述主浮选柱体（100）包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器（7）、设置在其外部并且与矿浆多点分配器（7）通过管道连通的高速分散机装置（2）、设置在其顶部的泡沫捕集装置（4）、设置在泡沫捕集装置（4）上的雾化喷淋装置（5）、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器（10）、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器（10）连通的输送气管（9）、设置在其外部并且通过管道与输送气管（9）依次连接的储气罐（8）和空气压缩机（81）、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管（11），所述主浮选柱体（100）还包括设置在其外部并且通过管道与高速分散机装置（2）依次连通的矿浆反应箱（1）和入料口（103）；所述矿浆反应箱（1）与入料口（103）之间的管道上设有加药口（61）。
2.根据权利要求1所述的选矿设备，其特征在于，还包括与主浮选柱体（100）依次连通的至少两个次浮选柱体（101、102）；所述次浮选柱体（101、102）均包括设置在其内部中上位置的矿浆多点分配器（7）、设置在其外部并且与矿浆多点分配器（7）通过管道连通的高速分散机装置（2）、设置在其顶部的泡沫捕集装置（4）、设置在泡沫捕集装置（4）上的雾化喷淋装置（5）、环绕其下部外壁位置设置若干个微泡发生器（10）、环绕设置在其外部并且通过管道与微泡发生器（10）连通的输送气管（9）、设置在其外部并且通过管道与输送气管（9）依次连接的储气罐（8）和空气压缩机（81）、设置在其外部与其底部连通的尾矿溢流出料管（11）；所述主浮选柱体（100）的尾矿溢流出料管（11）与依次连接的次浮选柱体（101）的高速分散机装置（2）通过管道连通，所述次浮选柱体（101）的尾矿溢流出料管（11）与依次连接的次浮选柱体（102）的高速分散机装置（2）通过管道连通，所述尾矿溢流出料管（11）与高速分散机装置（2）之间的管道上均设有补药口（62）；所述依次连接的最后一个次浮选柱体（102）的尾矿溢流出料管（11）上设有排料口（105）；所述主浮选柱体（100）和依次连通的次浮选柱体（101、102）的泡沫捕集装置（4）通过管道连通并且在所述管道上设有出料口（104）。
3.根据权利要求2所述的选矿设备，其特征在于，所述矿浆多点分配器（7）之前的管道上设有输料泵（3）；所述加药口（61）和补药口（62）均与药箱（6）通过管道连通。
4.根据权利要求3所述的选矿设备，其特征在于，所述尾矿溢流出料管（11）与高速分散机装置（2）之间的管道上设有调节阀（111）；所述储气罐（8）上设置有稳压阀和气流调节阀。
5.根据权利要求4所述的选矿设备，其特征在于，所述雾化喷淋装置设置为总分管形式，纵各布置至少一个直管，多个雾化喷头分散安装于直管上，所述雾化喷头为压缩式喷头、超声式喷头或网式喷头。
6.根据权利要求5所述的选矿设备，其特征在于，所述矿浆反应箱（1）包括设置在矿浆反应箱（1）内部的搅拌转片（112）和隔板（113）。
7.根据权利要求6所述的选矿设备，其特征在于，所述高速分散机（2）包括设置在其外部的电机（22）和与电机（22）连接的设置在其内部的分散转片（23）。
8.根据权利要求7所述的选矿设备，其特征在于，所述微泡发生器（10）为充气式纳米微泡发生器，设置压力在6~7kpa之间，发泡泡沫直径为0.0025mm左右。
9.根据权利要求8所述的选矿设备的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开启药箱（6）自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按比例配置，通过加药口（61）输入矿浆反应箱（1）；
步骤2：将矿浆通过入料口（103）输送至矿浆反应箱（1），输入的矿浆带动矿浆反应箱（1）的搅拌转片（112）运转，经隔板（113）对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体（100）的外部的高速分散机装置（2）和输送泵（3），矿浆在高速分散转片（23）剪切、分散、乳化、矿化条件下，由输送泵（3）输送矿浆至主浮选柱体（100）内的矿浆多点分配器（7）；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体（100）体积的60%时，启动空气压缩机（81），调节输气罐（8）总输气量，开启主浮选柱体上（100）上的微泡发生器（10）；
步骤5：主浮选柱体（100）的泡沫捕集装置（4）溢出泡沫时，启动主浮选柱体（100）的雾化喷淋装置（5），获得中矿泡沫产品，尾矿溢流出料管（11）获得排出的尾矿；
步骤6：将获得的尾矿，再次至入步骤2-5循环。
10.根据权利要求8所述的选矿设备的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：开启药箱（6）自动加药装置，以捕收剂、起泡剂按比例配置，通过加药口（61）输入矿浆反应箱（1）；
步骤2：将矿浆通过入料口（103）输送至矿浆反应箱（1），输入的矿浆带动矿浆反应箱（1）的搅拌转片（112）运转，经隔板（113）对矿浆进行融合跌落；
步骤3：启动主浮选柱体（100）的外部的高速分散机装置（2）和输送泵（3），矿浆在高速分散转片（23）剪切、分散、乳化，由输送泵（3）输送矿浆至主浮选柱体（100）内的矿浆多点分配器（7）；
步骤4：矿浆注满主浮选柱体（100）体积的60%时，启动空气压缩机（81），开启主浮选柱体（100）上的微泡发生器（10）；
步骤5：主浮选柱体（100）的泡沫捕集装置（4）溢出泡沫时，启动主浮选柱体（100）的雾化喷淋装置（5），泡沫产品从出料口（104）排出；
步骤6：开启主浮选柱体（100）的调节阀（111）和次浮选柱体（101）外部的高速分散机装置（2）和输送泵（3），开启药箱（6）自动补药装置；尾矿经主浮选柱体（100）的尾矿溢流出料管（11）输送至次浮选柱体（101）的外部高速分散机装置（2），通过次浮选柱体（101）前的补药口（62）补充药物，矿浆在高速分散转片（23）剪切、分散、乳化后，由输送泵（3）输送尾矿至次浮选柱（101）内的矿浆多点分配器（7）；
步骤7：尾矿注满次浮选柱体（101）体积的60%时，开启次浮选柱体（101）上的微泡发生器（10）；
步骤8：次浮选柱体（101）的泡沫捕集装置（4）溢出泡沫时，启动次浮选柱体（101）的雾化喷淋装置（5），泡沫产品从排料口（104）排出；
步骤9：启动次浮选柱体（101）的调节阀（111）和次浮选柱体（102）外部的高速分散机装置（2）和输送泵（3），开启药箱（6）自动补药装置；尾矿经次浮选柱体（101）的尾矿溢流出料管（11）输送至次浮选柱体（102）的外部高速分散机装置（2），通过次浮选柱体（102）前的补药口（62）补充药物，矿浆在高速分散转片（23）剪切、分散、乳化后，由输送泵（3）输送尾矿至次浮选柱（102）内的矿浆多点分配器（7）；
步骤10：尾矿注满次浮选柱体（102）体积的60%时，开启次浮选柱体（102）上的微泡发生器（10）；
步骤11：次浮选柱体（102）的泡沫捕集装置（4）溢出泡沫时，启动次浮选柱体（102）的雾化喷淋装置（5），泡沫产品从排料口（104）排出；
步骤12：尾矿经次浮选柱体（102）的尾矿溢流出料管（11）上的排料口（105）排出。
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