CN110882852B - 一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，属于矿物分选技术领域，解决了现有技术中矿粒分选中工艺流程复杂、尾矿回收利用率低的问题。本发明的一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统包括沿矿物浮选管路上设有磨矿机、气泡发生装置和粗颗粒分选设备；气泡发生装置包括空气压缩机和压力溶气罐；粗颗粒分选设备包括第一柱体、第二柱体和气‑水混合输入装置；第二柱体嵌套于第一柱体的上端外部且第二柱体的侧面设有排矿口；第一柱体中的物料溢流至第二柱体中，经排矿口排出。本发明实现了分选粒度范围更广的矿粒，提高了尾矿的综合利用。

Description

一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法

技术领域

本发明涉及矿物浮选技术领域，尤其涉及一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法。

背景技术

目前，我国矿物资源日趋“贫、杂、细”，当前大部分选矿工艺都采用较细的磨矿粒度，磨矿细度一般在-0.074mm占比90％以上，甚至-0.045mm占比90％以上。如此小的磨矿细度势必导致磨矿机能耗高、磨损严重、配制不便和维修量大等问题。此外，尾矿中细颗粒含量过大，也会导致尾矿脱水困难，急剧累积增加和综合利用困难等一系列难题。

粗颗粒分选可以有效的克服上述难题。一种矿用粗颗粒浮选机，通过在浮选机槽体内添加循环通道和格子板，可以提高目前的浮选粒度，但是该浮选机只适用于部分嵌布粒度较粗的矿物。一种粗颗粒浮选柱的方法及装置，通过在浮选柱柱体两侧对称设置循环管道且使其与底部的充气装置连通，在气泡浮力的辅助下，利用循环泵产生的压力将附着在气泡上的可浮性粗颗粒推送至泡沫层溢出，但是浮选粒度仅在一定的粒级扩展。一种适用于粗颗粒回收的静态浮选柱和一种适用于粗颗粒回收的静态浮选方法，可以实现粗颗粒煤泥的有效回收，但是适用范围窄，仅限于煤泥。

随着国家对天然砂石资源的限采和环保力度不断加大，矿山废石和尾矿代替天然砂石资源的需求日益剧增。因此，开发一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，不仅可以有效的降低磨机工作负荷、能耗和磨损等，克服尾矿脱水难题，而且能将抛弃的粗颗粒尾矿用作建材砂石骨料，减少尾矿的大量堆积，提高尾矿的综合利用率，具有重要的意义和广阔的应用前景。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，用以解决现有选矿工艺矿石磨矿粒度细、能耗高、磨损大，尾矿粒度细等问题。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统，沿矿物浮选管路上设有磨矿机、气泡发生装置和粗颗粒分选设备；气泡产生装置包括空气压缩机和压力溶气罐；粗颗粒分选设备包括第一柱体、第二柱体和气-水混合输入装置；第二柱体嵌套于第一柱体的上端外部且第二柱体的侧面设有排矿口；第一柱体中的物料溢流至第二柱体中，经排矿口排出。

进一步，所述第一柱体的下部设有锥体结构，所述锥体结构的底部设有底流口，底流口用于排出尾矿；所述第二柱体的底端面为斜面，所述第二柱体的底端面与第一柱体的中轴线的夹角为20°-40°。

进一步，所述第二柱体的上部设有盖板，所述第二柱体的盖板的中心位置设有给料分配器，物料从给料分配器输入至第一柱体中。

进一步，所述气-水混合输入装置包括气-水混合输入管，所述气-水混合输入管通过输入口与设于第一柱体内的气泡喷射器连接，所述气-水混合输入管上沿远离输入口的方向依次设有进气管和进水管，所述进气管和气-水混合输入管的连接处设有气泡发生器；所述进水管与进水泵连接，所述进气管与气泵连接。

进一步，所述气泡发生装置的压力溶气罐的顶部设有第一管道、第二管道和第三管道；第一管道与搅拌桶相连，用于输送矿浆，第一管道上设有渣浆泵和矿浆进料口；第二管道与空气压缩机相连，用于输送压缩气体；第三管道与大气连通；矿浆与压缩气体在压力溶气罐内混合；压力溶气罐的侧面设置压力表，第三管道上设置放气阀；压力溶气罐的底部设有第四管道，第四管道与给料分配器的管道相连，第四管道与给料分配器的管道的连接处设有减压阀。

一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，包括如下步骤：

步骤1：将经过磨矿机磨选后的矿粒进行粒度分级，得到细颗粒和粗颗粒；

步骤2：粗颗粒进入搅拌桶，在搅拌桶内依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆，得到混合矿浆；

步骤3：混合矿浆与压缩空气在压力溶气罐中进行混合后经减压阀后形成气泡-矿浆混合体，气泡-矿浆混合体经给料分配器进入粗颗粒分选设备的第一柱体中进行分选；分选后，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出。进一步，所述步骤1中进行浮选的粗粒的矿物颗粒粒级为0.10-2.50mm。

进一步，所述步骤3还包括如下步骤：

步骤31：压缩气体经空气压缩机与压缩空气进气阀，通过压力溶气罐的顶部的第二管道注入压力溶气罐；搅拌桶内的矿浆混合矿浆经渣浆泵和矿浆进料阀，通过压力溶气罐顶部的第一管道注入压力溶气罐；

步骤32：压缩空气与混合矿浆在压力溶气罐中进行混合；当压力溶气罐中导入的矿浆体积占压力溶气罐体积的2/3-3/4时，打开搅拌器进行搅拌，并一直保持搅拌；

步骤33：打开减压阀，混合矿浆与压缩气体混合物料经减压阀后形成的气泡-矿浆混合体沿着管道经过给料分配器导入粗颗粒分选设备粗颗粒分选设备第一柱体中。

进一步，所述步骤33还包括如下步骤：

步骤331：打开水泵和进水阀，向粗颗粒分选设备第一柱体中注入水，打开气泡发生器、进气阀和气泡喷射器，向粗颗粒分选设备第一柱体中通气，水和气体均经过气泡发生器后，经过气-水混合输入管均匀混合；混合后的气-水混合物经过气泡喷射器时面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流；

步骤332：待第一柱体中的水和气泡混合液稳定地溢流至第二柱体中，经第二柱体的排矿口排出后；打开给料分配器，气泡-矿浆混合体从给料分配器至第一柱体中进行分选；

步骤333：分选出的精矿由排矿口排出，分选出的尾矿经底流口排出。

进一步，所述步骤31中的水泵的流速控制在1.5-4.5m³/h。

进一步，所述步骤3中进行粗颗粒浮选时，第一柱体中的矿浆的浓度为30％-50％。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明提供的一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，通过预先将纳米气泡稳定的生长在疏水性好的粗颗粒矿物表面，后经过纳米气泡桥连力作用下与粗颗粒分选设备第一柱体中的上升微泡发生碰撞并粘附，可以显著提高有用矿物粗颗粒与微泡的粘附概率和稳定性，有用矿物粗颗粒的浮选回收率提高了8％-15％。

2、本发明提供的一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，由于纳米气泡可作为副捕收剂，因此捕收剂的用量可以降15％-25％，降低生产成本。此外，纳米气泡生成机理独特，常规起泡剂用量减少20％以上。

3、本发明提供的粗颗粒矿物浮选强化回收系统及回收方法，通过预先对矿粒进行分级，分为粗粒与细粒，细粒进行常规的分选流程，将粗粒通过气泡发生装置与粗颗粒分选设备相结合，粗颗粒分选设备通过气泡喷射器最大程度的提供气泡和水流，能够使气-水混合物呈喷射状喷出，气泡发生装置能够提供纳米气泡-矿物颗粒复合体，纳米气泡-矿物颗粒复合体和第一柱体中的上升的气泡结合后能形成更大的气泡，因而能够分选更大粒度的矿物颗粒(例如分选的矿物颗粒能够达2mm)，适用性更广。

由于纳米气泡可作为副捕收剂，因此可以减少捕收剂的用量；此外，纳米气泡生成机理独特，起泡剂用量降低20％以上；并且由于预先将纳米气泡稳定的生长在疏水性好的矿物颗粒表面，再在纳米气泡桥连力作用下与第一柱体中的上升微泡发生碰撞并粘附，可以显著提高有用矿物颗粒与微泡的粘附概率和稳定性，增加有用矿物粗颗粒的分选回收率，提高精矿中有用矿物的品位，进而能够缩短分选流程，减少捕收剂和起泡剂的用量，能够降低成本，提高经济效益；并且能够提高系统处理能力。

同时，利用不同矿粒的表面疏水性的不同，即可完成对粗颗粒矿粒的分选工作，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出，实现了对粗矿粒进行分选。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为粗颗粒矿物浮选强化回收的方法流程框图；

图2为粗颗粒分选设备及气泡发生装置的剖面结构示意图。

附图标记：

1-水泵；2-进水阀；3-气泡发生器；4-进气阀；5-气泡喷射器；6-第一柱体；7-第二柱体；8-给料分配器；9-排矿口；10-底流口；11-空气压缩机；12-搅拌桶；13-渣浆泵；14-矿浆进料口；15-搅拌器；16-压缩空气进气阀；17-放气阀；18-压力表；19-压力溶气罐；20-减压阀。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明公开了一种纳米气泡强化粗颗粒浮选回收系统，沿矿物浮选管路上设有磨矿机、气泡发生装置和粗颗粒分选设备；粗颗粒分选设备包括第一柱体6、第二柱体7和气-水混合输入装置，第一柱体6和第二柱体7均为圆筒状结构，第二柱体7嵌套于第一柱体6的上端外部，第二柱体7的上端面高于第一柱体6的上端面，第二柱体7的侧面设有排矿口9，第一柱体6中的物料能够溢流流入第二柱体7中，经排矿口9排出。

考虑到流入第二柱体7中的物料回流至第一柱体6中，第二柱体7的底端面为具有一定倾斜角度的斜面，第二柱体7的底端面与第一柱体6的中轴线的夹角为20°-40°，优选地，第二柱体7的底端面与第一柱体6中轴线(纵向中心线)的夹角为30°，能够保证快速排出分选颗粒，避免第二柱体7中分选颗粒堆积导致堵塞，保证了粗颗粒分选设备的工作稳定性。

第二柱体7的盖板的顶部位置设有给料分配器8，给料分配器8与气泡发生装置中的减压阀20相连。

为了保证第二柱体7中的容积，保证溢流出来的物料及时排出去，第二柱体7的内径R2大于第一柱体6的外径R1，由于R2与R1的差过小的话，第二柱体7中的容积较小，物料容易溢出，R2与R1的差过大的话，造成粗颗粒分选设备的占地面积较大，且对设备的强度等性能要求较高；因此，控制R2与R1的差为100-150mm。

第一柱体6的下部设有底流口10，底流口10用于尾矿的排出；气-水混合输入装置包括气-水混合输入管，气-水混合输入管通过输入口与设于第一柱体6内的气泡喷射器5连接，气-水混合输入管上沿远离输入口的方向依次设有进气管和进水管，进气管上设有进气阀4，进水管上设有进水阀2，通过进水阀2调节进水流量，通过进气阀4调节进气流量，进气管和气-水混合输入管的连接处设有气泡发生器3；进水管与进水泵1连接，进气管与气泵连接。

具体的，气-水混合输入管与气泡喷射器5连接处为锥形，气泡喷射器5为多孔板(例如，圆形的多孔板)，多孔板的孔分布为有中心孔的辐射状和同心圆环状，或无中心孔的辐射状和同心圆环状；多孔板具有一定的厚度及孔通道具有一定长度，为溶于水中的气体空化析出提供一定时间；实施时，气-水混合物流经气-水混合输入管，遇到孔板，通道面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流。

气泡喷射器5距离底流口的高度H1过大，会导致由气泡喷射器5出来的气泡上升路径过小，气泡和矿浆中的粗颗粒碰撞概率降低，分选效果降低；H1过小，锥形结构底部高浓度的矿浆会阻碍上升水流和气泡，增加压力损失，降低分选效果；因此，控制气泡喷射器5距离底流口的高度H1为第一柱体6的总高度H的1/4-1/3，优选的，H1为1/4H。

优选的，气泡喷射器5为圆形的多孔板，考虑到气泡喷射器5的直径过长，例如，气泡喷射器5的直径D1等于第一柱体6的内径D2时，会导致一部分尾矿粗颗粒截留在柱体与气泡喷射器接触边缘，不利于尾矿的排出和设备的正常工作；气泡喷射器5的直径D1过小时，气泡在第一柱体6的横截面上分布不均匀，会导致第一柱体6边缘下降的颗粒无法与气泡碰撞-粘附，降低矿化程度和分选效果；因此，控制气泡喷射器5的直径D1小于第一柱体6的内径D2，优选的，D1为5/6D2。

为了保证经过气泡喷射器5产生的气泡能够分选出粗颗粒矿物，气泡喷射器5上的小孔为圆柱孔，孔径为0.5-2mm，小孔的深度为2mm，相邻小孔之间的距离为2mm，优选的，小孔的孔径为1mm。为了能够分选不同粒径的矿物，气泡喷射器5是可拆卸结构，根据需要能够更换不同孔径的孔板。

或者，为了能够使气-水混合物呈喷射状喷出，气泡喷射器5上的小孔为圆锥孔，圆锥孔靠近底流口10面的孔径为0.5mm，远离底流口10面的孔径为1mm，小孔的深度为2mm。

此外，第一柱体6的内部设有压力传感器，压力传感器与压力控制箱相连，压力控制箱通过压力传感器的数值控制第一柱体6中分选床层的高度，进而调控分选效果。

气泡发生装置包括空气压缩机11和压力溶气罐19；压力溶气罐19为圆筒结构，压力溶气罐19的顶部设有第一管道、第二管道和第三管道；第一管道与搅拌桶12相连，用于输送矿浆，第一管道上设有渣浆泵13和矿浆进料口14；第二管道与空气压缩机11相连，用于输送压缩气体，第二管道上设有压缩空气进气阀16；第三管道与大气连通；矿浆与压缩气体在压力溶气罐19内混合；为了监测压力溶气罐19中的压力，防止压力溶气罐19中的压力过高或过低，于压力溶气罐19的侧面设置压力表18，第三管道上设置放气阀17；压力溶气罐19的底部设有第四管道，第四管道与给料分配器8的管道相连，第四管道与给料分配器8的管道的连接处设有减压阀20；给料分配器8的管道直径大于第四管道的直径，具体的，给料分配器8的管道直径是第四管道的直径的1.5-2.5倍；为了不使矿粒沉积，保证混合矿浆保持悬浮状态，于压力溶气罐19的上部设置搅拌器15。

实施时，压缩气体与矿浆的混合物经减压阀20进入给料分配器8的管道时，由于压缩气体由小管道进入大管道压力骤降，溶解的高压气体变化为纳米气泡，附着在疏水的矿物颗粒的表面成为纳米气泡-矿物颗粒复合体；纳米气泡-矿物颗粒复合体在进入第一柱体6中后，与上升的气泡发生碰撞并粘附，形成较大的气泡-颗粒复合体，继而在上浮力和上升水流托力作用下向上运动至矿浆溶液表面，溢流至第二柱体7中，经排矿口9排出。

采用气泡发生装置后产生的纳米气泡-矿物颗粒复合体和第一柱体中的上升的气泡结合后能形成更大的气泡，因而能够分选更大粒度的矿物颗粒(例如分选的矿物颗粒能够由1mm扩大到1.5-2.5mm)，适用性更广；并且由于纳米气泡可作为副捕收剂，因此可以减少捕收剂的用量；此外，纳米气泡生成机理独特，比常规气泡降低起泡剂用量20％以上；并且由于预先将纳米气泡稳定的生长在疏水性好的矿物颗粒表面，再在纳米气泡桥连力作用下与第一柱体中的上升微泡发生碰撞并粘附，可以显著提高有用矿物颗粒与微泡的粘附概率和稳定性，增加有用矿物粗颗粒的分选回收率，提高精矿中有用矿物的品位，进而能够缩短分选流程，减少捕收剂和起泡剂的用量，能够降低成本，提高经济效益；并且能够提高系统处理能力。

为了控制气泡发生装置产生的气泡为纳米气泡，当压力表18的压力示数高于0.8MPa时，关掉压缩空气进气阀16，保持压力溶气罐19内的压力保持在0.4MPa-0.8MPa。

本发明还公开了采用上述粗颗粒矿物浮选强化回收系统进行粗颗粒矿物浮选强化回收的方法，包括如下步骤：

步骤1：将经过磨矿机磨选后的矿粒进行粒度分级，得到细颗粒和粗颗粒；

步骤2：粗颗粒进入搅拌桶，在搅拌桶内依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆，得到混合矿浆；

步骤3：混合矿浆与压缩空气在压力溶气罐中进行混合后经减压阀后形成气泡-矿浆混合体，气泡-矿浆混合体经给料分配器进入粗颗粒分选设备的第一柱体中进行分选；分选后，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出。

具体的，步骤1中进行浮选的粗粒的矿物颗粒粒级为0.10-2.50mm。

具体的，步骤2中调整剂为生石灰，用量为1000-1100g/t；捕收剂为煤油、柴油或其他选煤用捕收剂中的一种或多种组合，捕收剂能够提高石墨矿颗粒中精矿与脉石矿物的疏水性差异，捕收剂吸附在精矿表面，提高精矿表面疏水性，气泡易于吸附在疏水性好的精矿表面，为分选提供前提捕收剂为煤油，用量为60-90g/t；起泡剂为MIBC，用量为20-40g/t，优选为30g/t。

具体的，在步骤3中在进行粗颗粒分选时，控制第一柱体，矿浆浓度为50-70％。矿浆浓度太低，处理量少，药剂消耗量大，生产成本高；矿浆浓度太高，颗粒间的阻力也增加，不利于分选的进行，高密度的脉石矿物易混入低密度精矿，分选效果差。

具体的，步骤3还包括如下步骤：

步骤31：压缩气体经空气压缩机与压缩空气进气阀，通过压力溶气罐的顶部的第二管道注入压力溶气罐；搅拌桶内的混合矿浆经渣浆泵和矿浆进料阀，通过压力溶气罐顶部的第一管道注入压力溶气罐；

步骤32：压缩空气与混合矿浆在压力溶气罐中进行混合；当压力溶气罐中导入的矿浆体积占压力溶气罐体积的2/3-3/4时，打开搅拌器进行搅拌，并一直保持搅拌；

步骤33：打开减压阀，混合矿浆与压缩气体混合物料经减压阀后形成的气泡-矿浆混合体沿着管道经过给料分配器导入粗颗粒分选设备粗颗粒分选设备第一柱体中。

进一步，步骤33还包括如下步骤：

步骤331：打开水泵和进水阀，向粗颗粒分选设备第一柱体中注入水，打开气泡发生器、进气阀和气泡喷射器，向粗颗粒分选设备第一柱体中通气，水和气体均经过气泡发生器后，经过气-水混合输入管均匀混合；混合后的气-水混合物经过气泡喷射器时面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流；

步骤332：待第一柱体中的水和气泡混合液稳定地溢流至第二柱体中，经第二柱体的排矿口排出后；打开给料分配器，气泡-矿浆混合体从给料分配器至第一柱体中进行分选；

步骤333：分选出的精矿由排矿口排出，分选出的尾矿经底流口排出。

具体的，上述步骤331中，第一柱体6中，水的上升托力可通过控制进水流速进行调节，水流速度控制在1.5-4.5m³/h。在这个水流速度下，一方面可以保证气泡发生器中气泡孔径较大；另一方面，这个水流速度可以保证在粗颗粒进行分选时，粗颗粒与气泡进行粘附的混合颗粒的浮力与水流的托力大于粗颗粒自身的重力，进而进行粗颗粒的浮选。粗颗粒分选设备第一柱体6中气泡的多少可通过调节气泡发生器3前的进气阀4进行控制，气泡的大小可通过调节第一粗颗粒分选设备柱体6中气液喷射器5的孔径大小进行控制。

上述步骤332中进行分选的原理是：进入第一柱体6中的矿物粗颗粒在自身重力作用下下降，与上升水流中的气泡发生逆向碰撞，表面疏水性好或者附着有纳米气泡的矿物颗粒与气泡粘附，在上浮力和上升水流托力作用下向上运动至矿浆溶液表面，进而溢流至第二粗颗粒分选设备柱体7中，经第二粗颗粒分选设备柱体7排矿口9排出；表面疏水性差的矿石矿物颗粒不与气泡粘附，在自身重力大于上升水流托力的作用下下沉至分选设备底部，由第一粗颗粒分选设备柱体6底部的底流口10排出。

值得说明的是，当矿浆与压缩气体混合物经过减压阀20时，由于管道压力骤降，溶解在矿浆中的压缩空气变为纳米气泡，附着在疏水性的矿物颗粒的表面成为纳米气泡-矿物颗粒复合体；具体的，矿浆中的矿粒分为疏水性矿粒与亲水性矿粒，纳米气泡选择性在疏水性好的粗颗粒有用矿物(即后面步骤中的粗精矿)表面附着形成纳米气泡-矿物颗粒复合体，并保持稳定；亲水性的粗颗粒矿物表面则不会产生纳米气泡；这样矿浆与压缩气体混合物中的粗颗粒精矿有很大一部分已经与纳米气泡结合成为纳米气泡-矿物颗粒复合体；在分选过程中：纳米气泡-矿物颗粒复合体更容易与第一柱体6中的上升的气泡结合后能形成更大的气泡-颗粒复合体，继而在上浮力和上升水流托力作用下向上运动至矿浆溶液表面，溢流至第二柱体7中，经排矿口9排出；同时气泡-矿浆混合体中的未与纳米气泡结合的有用矿物颗粒表面存在疏水性区域，与上升的气泡发生碰撞并粘附，形成气泡-颗粒复合体，溢流至第二柱体7中，经排矿口9排出；另一方面，亲水矿物颗粒，不与气泡粘附，在自身重力作用下，下沉至第一底流口10排出，成为尾矿。

由于纳米气泡-矿物颗粒复合体与第一柱体6中的上升的气泡结合后能形成更大的气泡-颗粒复合体，因而能够分选更大粒度的矿物颗粒(例如，能够分选粒度为2.5-3mm的矿物颗粒)，适用性更广；并且由于纳米气泡可作为副捕收剂，因此捕收剂的用量可以减少15％-25％；此外，纳米气泡生成机理独特，比常规气泡降低起泡剂用量15％以上；并且由于预先将纳米气泡稳定的生长在疏水性好的矿物颗粒表面，再在纳米气泡桥连力作用下与第一柱体6中的上升微泡发生碰撞并粘附，可以显著提高有用矿物颗粒与微泡的粘附概率和稳定性，增加有用矿物粗颗粒的分选回收率，提高精矿中有用矿物的品位，进而提高粗精矿中有用矿物的品位，进而能够缩短分选流程，减少捕收剂和起泡剂的用量，能够降低成本，提高经济效益；并且能够提高系统处理能力。

实施例1

本发明的一个具体实施案例，采用图1所示的工艺流程和图2所示的粗颗粒分选设备，采用气泡强化某辉钼矿(钼品位为0.076％)粗颗粒浮选回收，具体方法包括如下步骤：

步骤1：将经过磨矿机磨选后的矿粒进行粒度分级，得到细颗粒和粗颗粒；

步骤2：粗颗粒进入搅拌桶，在搅拌桶内依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆，得到混合矿浆；

将-1.60mm占83.7％的辉钼矿颗粒导入搅拌桶12，控制矿浆浓度为50％，随后，先向搅拌桶中加入捕收剂煤油(用量为60g/t)，搅拌3min后再加入起泡剂MIBC(用量为30g/t)，继续搅拌3min。

步骤3：混合矿浆与压缩空气在压力溶气罐中进行混合后经减压阀后形成的气泡-矿浆混合体进入给料分配器进入粗颗粒分选设备的第一柱体中进行分选；分选后，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出。

打开放气阀17，渣浆泵13将预先调浆好的混合矿浆导入压力溶气罐19，并打开搅拌器15保持搅拌使矿浆中矿物颗粒保持悬浮状态，关闭矿浆进料口14和放气阀17；打开空气压缩机11和进气阀16向压力溶气罐19中导入空气，当压力溶气罐19的压力达到0.3MPa时，关闭进气阀16；经过10min后压力溶气罐19中的高压空气将在矿浆中达到溶解平衡。

打开减压阀20，溶解有压缩气体的矿浆沿着管道导入粗颗粒分选设备第一柱体6中，压缩气体经过减压阀时，由于压力骤降，产生纳米气泡，纳米气泡与矿浆中的矿粒结合形成气泡-矿粒混合体，通过调控管道中矿浆的流速，控制第一柱体6中矿浆浓度为30％。

经检测粗颗粒分选设备精矿钼品位可由原矿的0.076％提高到0.12％，尾矿中钼品位可降低至0.008％，抛弃尾矿量占进入粗颗粒分选设备入料量的39.30％，实现了辉钼矿的粗颗粒浮选回收。

实施例2

本发明的一个具体实施案例，采用图1所示的工艺流程和图2所示的粗颗粒分选设备，采用纳米气泡强化某石墨矿(石墨品位为3.56％)粗颗粒浮选回收，具体方法包括如下步骤：

步骤1：将经过磨矿机磨选后的矿粒进行粒度分级，得到细颗粒和粗颗粒；

步骤2：粗颗粒进入搅拌桶，在搅拌桶内依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆，得到混合矿浆；

将-2.50mm占79.6％的石墨矿颗粒导入搅拌桶，控制矿浆浓度为70％，随后，先向搅拌桶中加入捕收剂煤油(用量为70g/t)，搅拌3min后再加入起泡剂2号油(用量为30g/t)，继续搅拌3min。

步骤3：混合矿浆与压缩空气在压力溶气罐中进行混合后经减压阀后形成的气泡-矿浆混合体进入给料分配器进入粗颗粒分选设备的第一柱体中进行分选；分选后，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出。

打开放气阀17，采用渣浆泵13将预先调浆好的矿浆导入压力溶气罐19，并打开搅拌器15保持搅拌使矿浆中矿物颗粒保持悬浮状态，关闭矿浆进料口14和放气阀17；打开空气压缩机11和进气阀16向压力溶气罐19中导入空气，当压力溶气罐19的压力达到0.7MPa时，关闭进气阀16；经过40min后压力溶气罐19中的高压空气将在矿浆中达到溶解平衡。打开减压阀20，溶解有压缩气体的矿浆经过减压阀，压力骤降，产生纳米气泡，形成气泡-矿粒混合体，导入第一柱体6中，通过调控管道中矿浆的流速，控制第一柱体6中矿浆浓度为50％。

经排矿口9排出的精矿导入浓缩池，沉砂返回磨矿机中，浓缩池的溢流水导入粗颗粒分选设备第一柱体6中循环利用。底流口10排出的尾矿经沉降池沉降后干式排放堆存，沉降池溢流作为补加水导入第一柱体6中循环利用。

经检测粗颗粒分选设备的石墨精矿固定碳含量8.53％，尾矿中固定碳含量降低至0.29％，抛弃尾矿量占进入粗颗粒分选设备入料量60.31％，捕收剂用量为70g/t。

对比例1

对比例采用传统的粗颗粒矿物浮选系统，对-0.074mm占比90％以上的辉钼矿进行分选，其中，捕收剂的添加量为85g/t，起泡剂添加量为40g/t。经检测，粗颗粒分选设备分选辉钼矿精矿钼品位0.104％。

通过实施例1和对比例1对比可知，本申请提供的粗颗粒矿物浮选强化回收系统对-2.50mm的粗矿进行回收，首先通过粒度分级，分为细粒与粗粒，细矿粒进行常规的分选流程，粗矿粒进行分选，分选设备中采用气泡发生装置和粗颗粒分选设备进行强化回收。通过本申请的选矿方法，辉钼矿的回收率提高15.38％，捕收剂用量减少了29.41％，起泡剂的用量减少了25％，效率明显提高；提高系统处理能力，提高总回收率，降低药剂用量，有效缩短作业流程。

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。

Claims (8)

1.一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统，其特征在于，沿矿物浮选管路上设有磨矿机、气泡发生装置和粗颗粒分选设备；所述气泡发生装置包括空气压缩机和压力溶气罐；粗颗粒分选设备包括第一柱体、第二柱体和气-水混合输入装置；所述第二柱体嵌套于第一柱体的上端外部且第二柱体的侧面设有排矿口；所述第一柱体中的物料溢流至第二柱体中，经排矿口排出；

所述第一柱体的下部设有锥体结构，所述锥体结构的底部设有底流口；

所述气-水混合输入装置包括气-水混合输入管，所述气-水混合输入管通过输入口与设于第一柱体内的气泡喷射器连接，所述气-水混合输入管上沿远离输入口的方向依次设有进气管和进水管，所述进气管和气-水混合输入管的连接处设有气泡发生器；所述进水管与进水泵连接，所述进气管与气泵连接；

气-水混合输入管与气泡喷射器连接处为锥形，气-水混合输入管与气泡喷射器的连接处位于气泡喷射器下方，气泡喷射器为多孔板；气泡喷射器距离底流口的高度H1为第一柱体的总高度H的1/4-1/3；

所述气泡发生装置的压力溶气罐的顶部设有第一管道、第二管道和第三管道；第一管道与搅拌桶相连，用于输送矿浆，第一管道上设有渣浆泵和矿浆进料口；第二管道与空气压缩机相连，用于输送压缩气体；第三管道与大气连通；矿浆与压缩气体在压力溶气罐内混合；压力溶气罐的侧面设置压力表，第三管道上设置放气阀；压力溶气罐的底部设有第四管道，第四管道与给料分配器的管道相连，第四管道与给料分配器的管道的连接处设有减压阀；给料分配器的管道直径大于第四管道的直径；压力溶气罐的上部设置搅拌器；保持压力溶气罐内的压力保持在0.4MPa-0.8Mpa；气泡发生装置能够提供纳米气泡-矿物颗粒复合体；

压缩气体与矿浆的混合物经减压阀进入给料分配器的管道时，由于压缩气体由小管道进入大管道压力骤降，溶解的高压气体变化为纳米气泡，附着在疏水的矿物颗粒的表面成为纳米气泡-矿物颗粒复合体；纳米气泡-矿物颗粒复合体在进入第一柱体中后，与上升的气泡发生碰撞并粘附，形成较大的气泡-颗粒复合体；

所述粗颗粒矿物浮选强化回收系统能够分选粒度达到1.5-2.5 mm的矿物颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统，其特征在于，底流口用于排出尾矿；所述第二柱体的底端面为斜面，所述第二柱体的底端面与第一柱体的中轴线的夹角为20°-40°。

3.根据权利要求1所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收系统，其特征在于，所述第二柱体的上部设有盖板，所述第二柱体的盖板的中心位置设有给料分配器，物料从给料分配器输入至第一柱体中。

4.一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，其特征在于，使用上述权利要求1-3任一项所述的粗颗粒矿物浮选强化回收系统，包括如下步骤：

步骤1：将经过磨矿机磨选后的矿粒进行粒度分级，得到细颗粒和粗颗粒；

步骤2：粗颗粒进入搅拌桶，在搅拌桶内依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆，得到混合矿浆；

步骤3：混合矿浆与压缩空气在压力溶气罐中进行混合后经减压阀后形成气泡-矿浆混合体，气泡-矿浆混合体经给料分配器进入粗颗粒分选设备的第一柱体中进行分选；分选后，精矿通过排矿口排出，尾矿通过底流口排出。

5.根据权利要求4所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，其特征在于，所述步骤1中进行浮选的粗颗粒的矿物颗粒粒级为0.10-2.50 mm。

6.根据权利要求4所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，其特征在于，所述步骤3还包括如下步骤：

步骤31：压缩气体经空气压缩机与压缩空气进气阀，通过压力溶气罐的顶部的第二管道注入压力溶气罐；搅拌桶内的矿浆混合矿浆经渣浆泵和矿浆进料阀，通过压力溶气罐顶部的第一管道注入压力溶气罐；

步骤32：压缩空气与混合矿浆在压力溶气罐中进行混合；当压力溶气罐中导入的矿浆体积占压力溶气罐体积的2/3-3/4时，打开搅拌器进行搅拌，并一直保持搅拌；

步骤33：打开减压阀，混合矿浆与压缩气体混合物料经减压阀后形成的气泡-矿浆混合体沿着管道经过给料分配器导入粗颗粒分选设备第一柱体中。

7.根据权利要求6所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，其特征在于，所述步骤33还包括如下步骤：

步骤331：打开水泵和进水阀，向粗颗粒分选设备第一柱体中注入水，打开气泡发生器、进气阀和气泡喷射器，向粗颗粒分选设备第一柱体中通气，水和气体均经过气泡发生器后，经过气-水混合输入管均匀混合；混合后的气-水混合物经过气泡喷射器时面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流；

步骤332：待第一柱体中的水和气泡混合液稳定地溢流至第二柱体中，经第二柱体的排矿口排出后；打开给料分配器，气泡-矿浆混合体从给料分配器至第一柱体中进行分选；

步骤333：分选出的精矿由排矿口排出，分选出的尾矿经底流口排出。

8.根据权利要求7所述的一种粗颗粒矿物浮选强化回收方法，其特征在于，所述步骤331中的水泵的流速控制在1.5-4.5m³/h。

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