CN110841806B - 一种细颗粒矿粉的浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于选矿技术领域，尤其涉及一种适用于细颗粒矿粉的浮选方法，包括：气体经微孔膜分散被在限域空间内流动的矿浆剪切形成微气泡群，矿浆中不同表面性质的颗粒选择性吸附到气泡表面，然后流入微型分离柱内，在一定的停留时间内完成气浮分离，从柱顶捕集得到浮选物。本发明的方法对传统浮选条件下难以捕获的74μm以下细粒度矿粉具有优越的捕集效率与选择性，还可以有效减少微气泡聚并的影响。该浮选技术易于实现细颗粒浮选的连续操作，且可有效提高气体利用效率，减小固定设备尺寸，压缩投资并节省操作空间。
Description
技术领域
本发明属于选矿技术领域，尤其涉及一种适用于细颗粒矿粉的浮选方法。
背景技术
浮选是诸多选矿方式中，最为普遍使用且有效的一种方法，它同时也可被应用于污水处理、固废回收、脱墨等领域。利用不同组分颗粒表面的亲疏水性差异，于浮选过程中引入气体，实现与疏水性颗粒表面的选择性接触，完成疏水性颗粒的捕集，最终从上部收集气泡获得浮选物，实现不同表面性质的固体颗粒之间的分离。浮选过程的效率与颗粒-气泡碰撞、颗粒-气泡附着和颗粒-气泡脱离的概率有关。因此，在浮选的过程中，高效的气液两相界面对于实现高纯度、高收率的分离尤为重要。
传统浮选过程中，受浮选气泡尺寸等因素的限制，待浮选颗粒粒径以74μm左右为宜。然而，随着矿石品位不断降低，将原矿研磨到更小的粒径，进一步减少矿粉之间的共生，方能高效回收精矿。对于常规的浮选设备和技术，一般认为，当颗粒的粒径小于37μm时，就会开始发生浮选效率的急剧下降。这一现象在粒径小于13μm时更甚。这是由于较小的颗粒吸附在气泡表面的作用力较弱，且体积更小，碰撞的概率较低。因此，为了实现这一类细矿的浮选，得到较小直径、分布更密集的气泡，以提供更大的气固接触比表面积是主要思路。传统的技术要得到较小的气泡，往往需要采用减压、外场等高能耗的方式，且设备较为复杂，需要大量的前期设备投资与生产操作费用。而且，当使用常规浮选柱进行微气泡浮选时，微气泡的上升的速度慢，难以在上升过程中保持稳定，易于发生破碎与聚并，大大影响了微气泡的浮选效率。因此，急需发展适用于细颗粒矿粉的高效浮选方法。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种适用于细颗粒矿粉的浮选方法，实现细粒径矿粉的高效浮选。
用于解决技术问题的方法
针对上述问题，本发明提出了一种细颗粒矿粉的浮选方法。
根据本发明的一个实施方案，提供一种细颗粒矿粉的浮选方法，其中，气体经微孔膜分散被在限域空间内流动的矿浆剪切形成微气泡群，矿浆中不同表面性质的颗粒选择性吸附到气泡表面，然后流入微型分离柱内，在一定的停留时间内完成气浮分离，从柱顶捕集得到浮选物。
一种实施方式为，微孔膜的平均孔径为1-20μm，孔隙率为75％-95％，气体过孔速度为0.212-2.12m/s，矿浆流动的线速度为0.5-5m/s。
一种实施方式为，气体与矿浆的体积流量比为1：(1-10)。
一种实施方式为，所述微型分离柱为细长柱与缓冲平台组合的方式，两者的截面均为圆形，其中细长柱高度为缓冲平台高度的5-10倍，直径为缓冲平台直径的0.1-0.5倍，两相在微型分离柱中的平均停留时间为3-15s。
本发明的有益效果
(1)通过气泡与细颗粒矿粉浆料之间的限域混合接触，实现气固之间的高比表面积碰撞，实现细颗粒矿粉单次浮选的高纯度、高选择性。气-液-固接触面积稳定扩大近1000倍，极大程度降低设备尺寸，减少固定投资。
(2)通过调节气体流量或者分散膜平均孔径，以调节持气量及气泡直径，可灵活实现不同的表面性质、不同粒径的难选细粒径矿粉浮选。
(3)通过微分散膜，采用常规输送气体的方式即可利用均一微气泡实现细粒径矿粉的浮选，避免现有细颗粒浮选过程中大功率能耗的气体生成器的使用。
(4)采用微型分离柱，实现浮选液的快速缓冲、洗脱与分离，避免气泡上升过程中的变形与聚并，实现高效产物捕集。
从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得显而易见。
具体实施方式
以下对本公开的一个实施方式具体地说明，但本公开并非限定于此。
经检测，本实施例中所应用的矿粉为SiO2、CaF2、CaCO3含量分别为32.88％、25.13％、0.82％的萤石矿，采用球磨的方式将其研磨至不同粒径范围。
本实施例中使用的微孔膜为不锈钢烧结膜，由不锈钢纤维堆叠烧结而成，厚度0.2-0.7mm；限域混合在位于不锈钢烧结膜下游的微通道内进行；微型分离柱竖直放置，其下部是有侧面和底部接口的细长柱，上部是顶部敞开的缓冲平台，物料从细长柱的侧面接口进入，浮选物由缓冲平台顶部排出，其余由细长柱的底部接口排出。
实施例1
对d50＝10μm矿粉进行浮选实验，其中分散相气体流量30mL/min，过孔速度为0.212m/s，连续相矿浆流量为100mL/min，线速度为0.5m/s，微孔膜平均孔径为5μm，开孔率为90％。气液混合后的矿浆于微型分离柱中分离，其中细长柱高度为25mm，直径为10mm；缓冲平台高度为2.5mm，直径为50mm。气液两相在分离柱中的平均停留时间为3.17s，取10min浮出产物，进行后处理测得最终产物中氟化钙纯度达到99.39％，回收率为46.85％。
实施例2
对d50＝60μm矿粉进行浮选实验，其中分散相气体流量100mL/min，过孔速度为2.12m/s，连续相矿浆流量为100mL/min，线速度为5m/s，微孔膜平均孔径为20μm，开孔率为95％。气液混合后的矿浆于微型浮选柱中分离，其中细长柱高度为180mm，直径为10mm；缓冲平台高度为18mm，直径为50mm。气液两相在分离柱中的平均停留时间为14.83s，取10min浮出产物，进行后处理测得最终产物中氟化钙纯度达到92.24％，回收率为72.23％。
实施例3
对d50＝1μm矿粉进行浮选实验，其中分散相气体流量10mL/min，过孔速度为0.8m/s，连续相矿浆流量为100mL/min，线速度为2m/s，微孔膜平均孔径为1μm，开孔率为75％。气液混合后的矿浆于微型浮选柱中分离，其中细长柱高度为50mm，直径为10mm；缓冲平台高度为5mm，直径为60mm。气液两相在分离柱中的平均停留时间为9.85s，取10min浮出产物，进行后处理测得最终产物中氟化钙纯度达到89.26％，回收率为78.02％。
工业实用性
本发明的浮选技术易于实现细颗粒浮选的连续操作，且可有效提高气体利用效率，减小固定设备尺寸，压缩投资并节省操作空间，具有良好的工业实用性。
此实施例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揭露的技术范围内，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的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种细颗粒矿粉的浮选方法，其特征在于，气体经微孔膜分散被在限域空间内流动的矿浆剪切形成微气泡群，矿浆中不同表面性质的颗粒选择性吸附到气泡表面，然后流入微型分离柱内，在停留时间内完成气浮分离，从柱顶捕集得到浮选物，其中，微孔膜的平均孔径为1-20 μm，孔隙率为75%-95%，气体过孔速度为0.212-2.12 m/s，矿浆流动的线速度为0.5-5 m/s，其中，气体与矿浆的体积流量比为1：（1-10）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微型分离柱为细长柱与缓冲平台组合的方式，两者的截面均为圆形，其中细长柱高度为缓冲平台高度的5-10倍，直径为缓冲平台直径的0.1-0.5倍，两相在微型分离柱中的平均停留时间为3-15 s。
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