CN110756338A - 一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤泥浮选处理领域，具体涉及一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机。本装置由浮选柱体、两组射流搅拌机构、喷淋装置和气泡发生装置组成；浮选柱体由上到下分为精矿富集区A、精矿捕集区B、矿浆扩散区C、矿浆扫选区D和尾矿收集区E；浮选柱体内安装有射流搅拌机构，射流搅拌机构整体布置在精矿捕集区B内，包括上叶轮、下叶轮、套筒、驱动轴和变频电机；浮选入料在射流搅拌机构的作用下实现固、气、液三相混合、初步矿化和浮选柱体整个横截面上均匀分布；浮选柱体的下部布置有气泡发生装置，未矿化的矿粒与气泡逆流碰撞，实施扫选作业；柱体的上方设计有喷淋装置实施喷淋作业，泡沫精矿从收集槽流出，尾矿浆从尾矿口流出。

Description

一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机

技术领域

本发明涉及对选煤厂煤泥浮选处理领域，具体涉及一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机。

背景技术

浮选法是最重要的界面分选方法。一般用于-0.5mm煤泥的分选，是-0.1mm 煤泥唯一有效的分选方法。浮选机的种类繁多，差别主要表现在充气方式、充气搅拌装置结构等方面，所以目前应用最多的分类法是按充气和搅拌方式的不同将浮选机分为两大类，即机械搅拌式和无机械搅拌式。机械搅拌式浮选机，可参照中国专利公告号为“CN201711220U”的名称为“机械搅拌式浮选机”中所述，是利用机械搅拌器的搅拌来完成气泡的吸入和分割过程。无机械搅拌式浮选机又称充气式浮选机，有使空气通过微孔而强制弥漫的压气式结构，参照中国专利公告号为“CN2671690”的名称为“柱式浮选机”中所述；有用喷射旋流手段产生强制涡流切割空气及使空气溶解后再析出的喷射式，如FJC(A)系列浮选机，XPM 喷射旋流式等。非机械搅拌式浮选机由于无搅拌机构，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。

1、机械搅拌式浮选机

搅拌机构是浮选机完成充气及气泡与矿浆混合的关键机构，它的工作性能直接影响到浮选机工作效果。

机械搅拌式浮选机的搅拌机构是浮选机的核心部件，它是由定子、套筒、轴承座、进气管、进气管调整盖、轴向间隙调整片、叶轮、中空轴等组成。机械搅拌机构的工作原理都很相似，以我国的XJM型为例：叶轮转动时，叶轮罩内为负压区，空气被矿浆裹挟带入(一次充气作业)。当矿浆射向槽底时，空气从叶轮背面经叶轮外援的缝隙被吸入完成二次充气作业。即叶轮正面和背面均能形成负压区，叶轮用于浅槽浮选机时可以采用自吸式，但用于深槽时改为压气式，将低压空气自中空轴引入叶轮背面，同时仍可保持自吸式状态。

2、充(压)气式浮选机

充(压)气式浮选机无机械搅拌器，无传动部件，矿浆的充气靠外部压入空气。最典型的是浮选柱，旋流浮选柱的结构和原理如图2所示，包括浮选段、旋流段和气泡发生器三部分。浮选段又分两个区：旋流段和入料点之间的捕集区(又称矿化区)及入料点与溢流口之间的泡沫区(又称精选区)。在浮选段顶部设有冲水装置和泡沫精煤收集槽。给矿管位于柱顶约三分之一处，最终尾矿从旋流器的底流口排出。气泡发生器位于柱体外部，沿切线方向与旋流段相衔接。气泡发生器上设有空气入管和起泡剂添加管。压入的空气通过特制的、浸没在矿浆中的充气器(气泡发生器)形成细小气泡。

3、喷射式浮选机

喷射式浮选机无机械搅拌器，其充气过程主要依靠充气搅拌机构来实现，经砂泵加压的矿浆从设有螺旋叶片的喷嘴中螺旋状高速射出，在混合室产生负压，吸入空气，由高速射流粉碎成小气泡后，随矿浆射向槽底。在矿浆加压过程中，空气溶解度加大，喷射时由于混合室的负压使矿浆减压，溶解的空气以微泡形式在疏水性煤粒表面析出，增强了煤粒(尤其是粗粒)的上浮力和向气泡的附着力。没有浮出的煤粒则可通过砂泵对矿浆的循环再次完成分选。

寻求一种结构更为合理实用的新型浮选设备，以使其对-0.5mm以下全粒级煤泥具备更好的气泡矿化和浮选效果，是本领域近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好充气性能和搅拌性能相结合的煤泥浮选设备——一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机；该设备由浮选柱体、两组射流搅拌机构、喷淋装置和气泡发生装置组成；浮选柱体根据浮选过程特点由上到下分为精矿富集区A、精矿捕集区B、矿浆扩散区C、矿浆扫选区D和尾矿收集区E；射流搅拌机构整体布置在精矿捕集区B内，射流搅拌机构的下叶轮作用区域为矿浆扩散区C；浮选入料经泵打入射流搅拌机构，加压矿浆以9m/s以上速度从喷嘴喷出，在混合室内形成负压，吸入空气，空气被卷吸粉碎成小气泡与矿浆一起冲击到射流搅拌结构的上叶轮，在冲击的过程中进一步实现气泡的粉碎，实现气泡在矿浆中的均匀分散，固、气、液三相混合的矿浆沿射流搅拌结构的套筒向下流动，在流动过程中初步实现矿粒与气泡的碰撞接触，矿浆由射流搅拌结构的下部出口流出，射流搅拌结构的下部出口设有起搅拌作用的下叶轮，下叶轮将矿浆沿柱体横向甩出，实现柱体整个横截面的矿浆性质均匀性，已经矿化的气泡沿柱体的整个横截面上升；未矿化的矿粒向下运动，在浮选柱体圆筒段的下部布置有气泡发生装置，气泡发生装置产生的气泡沿柱体横截面向上运动，未矿化的矿粒在矿化扫选区D与气泡逆流碰撞，进一步捕收“丢失”的精矿；在柱体的上方设计有喷淋装置实施喷淋作业，强化二次富集作用，溢流的泡沫精矿从收集槽流出；射流搅拌结构内叶轮转动的动力源来自配套的电机；尾矿浆从尾矿口流出。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机，至少包括浮选柱体，其特征在于：所述的浮选柱体由上部圆筒段和下部圆锥段组成，由上到下分为精矿富集区、精矿捕集区、矿浆扩散区、矿浆扫选区和尾矿收集区；所述的精矿捕集区布置有射流搅拌机构，射流搅拌机构包括上叶轮、套筒、驱动轴、下叶轮和变频电机；所述上叶轮的叶轮采用直叶片，上叶轮正对混合室出口的主管道；所述的混合室内安装环形喷嘴，调浆设备内的浮选入料由入料泵加压后，以一定速度从喷嘴喷出，在混合室内形成负压；所述的驱动轴铅锤布置在套筒内，驱动轴与外部动力源的变频电机相连，由变频电机带动进行转动，驱动轴的下段轴身处固称布置有下叶轮，下叶轮与套筒的下低端出口齐平；所述的浮选柱体的圆筒段的下部布置有气泡发生装置，气泡发生装置内设计有出气孔，通过管道与压气泵和清洗水泵连接；浮选柱体的圆筒段的顶部设计有喷淋装置，喷淋消泡后的浮选精矿溢流至精矿收集槽；所述的浮选柱体的圆锥段与尾矿口相连。

所述的射流搅拌机构的下叶轮搅拌区域为矿浆扩散区，气泡发生装置与尾矿口之间的区域为尾矿收集区，矿浆扩散区与尾矿收集区之间的区域为矿浆扫选区，射流搅拌机构整体所在区域为精矿捕集区；精矿捕集区上部其余浮选柱体区域为精矿富集区。

本发明的有益效果在于：

1)本发明在结合非机械搅拌式浮选机与机械搅拌式浮选机优点的基础上，以独特的布置方式，在浮选柱体上部区域布置射流搅拌机构和下部设计有气泡发生器，充分考虑浮选过程特点，动态浮选流场和静态流场相结合；浮选入料矿浆以一定速度从喷嘴喷出，在混合室内形成负压，吸入空气，空气与矿浆一起冲击到射流搅拌机构的上叶轮，撞击使空气在矿浆中形成空腔，进而形成气泡，固、气、液三相混合的矿浆沿射流搅拌结构的外部套筒向下输送，在套筒的输送过程中，气泡与矿粒碰撞、黏附，初步实现矿化；射流搅拌结构的下叶轮，将矿浆沿柱体横向甩出，初步矿化的气泡在柱体的整个横截面上均匀分布与上升，未被矿化的矿粒向下运动，底部气泡发生装置产生的气泡向上运动，未矿化的矿粒与气泡在矿化扫选区D逆流碰撞，进一步捕收“丢失”的精矿，精矿收集效率增加；气泡发生装置除与压气泵连接，还与清洗水泵连接，定期对气泡发生装置清洗，防止出气孔堵塞；在柱体的上方设计有喷淋装置实施喷淋作业，强化二次富集作用，确保精矿品质，溢流的泡沫精矿由收集槽回收。

附图说明

图1为本发明装置的主视图；

图2为双联射流搅拌机构布置示意图(俯视图)；

图3为XJM-S16型浮选机示意图；

图4为旋流微泡浮选柱结构原理图；

图5为煤用喷射式浮选机示意图。

图1中结构及区域与本发明的部件名称对应关系如下：

A-精矿富集区 B-精矿捕集区 C-矿浆扩散区 D-矿浆扫选区 E-尾矿收集区

1-调浆设备 2-入料泵 3-喷嘴 4-混合室 5-射流搅拌机构

51-上叶轮 52-下叶轮 53-套筒 54-驱动轴 55-变频电机

6-喷淋装置 7-气泡发生装置 8-出气孔 9-收集槽

10-浮选柱体 11-尾矿口 12-压气泵 13-清洗水泵

图3中结构及区域与本发明的部件名称对应关系如下：

101-槽体 102-搅拌机构 103-假底 104-稳流板 105-吸料管

106-定子导向板 107-中矿箱

图5中结构与本发明的部件名称对应关系如下：

11-槽体 12-吸气管 13-混合室 14-喷嘴 15-喉管 16-分配室

17-中心入料管

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

来自选煤厂主厂房的浮选入料进入调浆设备(1)调浆改质后，通过入料泵 (2)由管路输送至喷嘴(3)，以一定速度从喷嘴(3)喷出，由于射流卷吸作用在混合室(4)内形成负压，吸入空气，空气与矿浆一起冲击到布置在精矿捕集区B的射流搅拌机构(5)的上叶轮(51)，撞击使空气在矿浆中形成空腔，进而形成气泡，固、气、液三相混合的矿浆沿射流搅拌结构(5)的外部的套筒(53) 向下输送，在套筒(53)的输送过程中，气泡与矿粒碰撞、黏附，初步实现矿化；射流搅拌机构(5)的上叶轮(51)固接在驱动轴(54)上，驱动轴(54)与外部动力源的变频电机(55)相连，由变频电机(55)带动进行转动，驱动轴下段轴身处同样固接有对称布置的下叶轮(52)，下叶轮(52)与套筒(53)的下低端齐平，下叶轮(52)将矿浆沿浮选柱体(10)横向甩出，在矿浆扩散区充分作用，实现矿化气泡在浮选柱体(10)的整个横截面上均匀分布与上升；未被矿化的矿粒向下运动，底部的气泡发生装置(7)产生的气泡向上运动，未矿化的矿粒与气泡在矿化扫选区D逆流碰撞，进一步捕收“丢失”的精矿，精矿收集效率增加；气泡发生装置(7)除与压气泵(12)连接，还与清洗水泵(13)连接，定期对气泡发生装置清洗，防止出气孔堵塞；矿浆在浮选柱体(10)的整个横截面内，依靠矿化气泡自身浮力，携带精矿上浮至精矿富集区A，在浮选柱体(10) 上方设置喷淋装置(6)，喷淋装置(6)不间断喷洒水雾液滴，对泡沫富集层进行二次富集作用，确保精矿品质，溢流的泡沫精矿由收集槽回收，尾矿浆从尾矿口(11)流出。

综上，本发明的结构和工作机制充分考虑浮选作业的工艺特点，其结构组成合理，设备处理量大，静态浮选和动态浮选相结合，浮选效率高，适应-0.5mm 以下煤泥的全粒级浮选，降低生产成本，提高企业效益。

Claims (2)

1.一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机，至少包括浮选柱体(10)，其特征在于：所述的浮选柱体(10)由上部圆筒段和下部圆锥段组成，由上到下分为精矿富集区(A)、精矿捕集区(B)、矿浆扩散区(C)、矿浆扫选区(D)和尾矿收集区(E)；所述的精矿捕集区(B)布置有射流搅拌机构(5)，射流搅拌机构(5)包括上叶轮(51)、套筒(53)、驱动轴(54)、下叶轮(52)和变频电机(55)；所述上叶轮(51)的叶轮采用直叶片，上叶轮(51)正对混合室(4)出口的主管道；所述的混合室(4)内安装有环形的喷嘴(3)，调浆设备(1)内的浮选入料由入料泵(2)加压后，以一定速度从喷嘴(3)喷出，在混合室(4)内形成负压；所述的驱动轴(54)铅锤布置在套筒(53)内，驱动轴(54)与外部动力源的变频电机(55)相连，由变频电机(55)带动进行转动，驱动轴(54)的下段轴身处固称布置有下叶轮(52)，下叶轮(52)与套筒(53)的下低端出口齐平；所述的浮选柱体(10)的圆筒段的下部布置有气泡发生装置(7)，气泡发生装置(7)内设计有出气孔(8)，气泡发生装置(7)通过管道与压气泵(12)和清洗水泵(13)连接；所述的浮选柱体(10)的圆筒段的顶部设计有喷淋装置(6)，喷淋消泡后的浮选精矿溢流至精矿的收集槽(9)；所述的浮选柱体的圆锥段与尾矿口(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种有射流吸气及搅拌作用的柱体浮选机，其特征在于：所述的射流搅拌机构(5)的下叶轮搅拌区域为矿浆扩散区(C)，气泡发生装置(7)与尾矿口(11)之间的区域为尾矿收集区(E)，矿浆扩散区(C)与尾矿收集区(E)之间的区域为矿浆扫选区(D)，射流搅拌机构(5)整体所在区域为精矿捕集区(B)，精矿捕集区上部其余浮选柱体区域为精矿富集区(A)。

Images