CN110913991A - 泡沫浮选装置以及泡沫浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明包括用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的泡沫浮选装置和方法。泡沫浮选装置包括用于将浆液(2)分离为底流(3)和溢流(4)的浮选机(1)，其中，泡沫浮选装置包括：主线路(18)，包括串联连接的至少三个浮选机(1)，其中，每个后续浮选机(1)布置为接收来自在前浮选机(1)的底流(3)，浮选机(1)包括浮选槽(5)，以及浮选机(1)包括在浮选槽(5)内的叶轮(7)，以及浮选机(1)包括在浮选槽(5)内的气体供应装置(8)，浮选槽(5)包括至少200m3的容积，浮选机(1)包括能够接收溢流(4)的泡沫收集流槽(15)，泡沫收集流槽(15)包括泡沫溢流唇(14)，浮选机(1)具有可用泡沫表面积(A泡沫)，浮选机具有浆料面积(A浆料)，其中，浆料面积(A浆料)计算为在叶轮(7)的高度(hi)处浮选槽(5)的横截面积的平均值。从浮选槽(5)的底部(13)到泡沫收集流槽(15)的泡沫溢流唇(14)的高度(h)与在叶轮(7)的高度(hi)处浮选槽(5)的直径(D)之比(h/D)小于1.5。串联的第三浮选机(1)或后续浮选机(1)的可用泡沫表面积与浆料面积之比(A泡沫/A浆料)小于0.45。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫浮选装置和泡沫浮选方法，尤其是包括主线路的装置和方法，该主线路包括串联连接的至少三个浮选机。
背景技术
泡沫浮选装置用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒。
发明内容
本发明的目的是提供用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的泡沫浮选装置和方法。通过具有独立权利要求中限定特征的方法和装置来实现本发明的目的。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。
本发明基于一种用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的装置，包括用于将浆料分离成底流和溢流的浮选机。该装置包括：
-主线路，包括串联连接的至少三个浮选机，其中，每个后续浮选机布置成接收来自在前浮选机的底流，
-浮选机包括浮选槽，并且浮选机包括浮选槽内的叶轮，以及
-浮选机包括浮选槽内的气体供应装置，
-浮选槽的容积为至少200m3，
-浮选机包括能够接收溢流的泡沫收集流槽，
-泡沫收集流槽包括泡沫溢流唇，
-浮选机具有可用泡沫表面积，
--浮选机具有浆料面积，其中，浆料面积计算为在叶轮高度处浮选槽横截面积的平均值，
-从浮选槽底部到泡沫收集流槽的泡沫溢流唇的高度与在浆料区域的叶轮高度处浮选槽直径之比小于1.5，
-串联的第三浮选机或后续浮选机的可用泡沫表面积与浆料面积(A泡沫/A浆料)之比小于0.45。
本发明基于一种用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的泡沫浮选方法，在该方法中将浮选机中的浆料分离成底流和溢流，该方法包括以下步骤：
-串联地连接至少三个浮选机以形成主线路，
-将浆料供给到浮选机的浮选槽中，
-其中，每个后续浮选机接收来自在前浮选机的底流，
-通过气体供应装置将气体引入浮选槽中，
-利用浮选槽内的叶轮混合浆料和气体，
-为浮选槽提供至少200m3的容积，
-在浮选机中设置的泡沫收集流槽中接收溢流，
-越过泡沫收集流槽中设置的泡沫溢流唇接收溢流，
-在浮选机中形成可用泡沫表面积，
-浮选机具有浆料面积，其中，浆料面积计算为叶轮高度处浮选槽横截面积的平均值，
-向浮选槽提供小于1.5的从浮选槽底部到泡沫收集流槽的泡沫溢流唇的高度与在浆料区域的叶轮高度处浮选槽直径之比，
-将底流供给到串联的第三浮选机或后续浮选机，其中，可用泡沫表面积和浆料面积之比小于0.45。
本发明的方法和装置的效果在于，浮选槽顶部的减少的可用泡沫面积导致了良好的泡沫回收，因为易碎泡沫颗粒集聚体到泡沫收集流槽的输送距离减小。此外，水平输送距离的减小与粗颗粒回收极为相关。
附图说明
在下文中，将参考附图通过优选实施例更详细地描述本发明，其中
图1示出了泡沫浮选装置的俯视图；
图2示出了图1所示装置的侧视图；
图3示出了两个泡沫收集流槽的透视图；
图4示出了泡沫浮选装置的俯视图；
图5示出了泡沫浮选装置的侧视图；
图6示出了泡沫浮选装置的俯视图；
图7示出了泡沫浮选装置的侧视图；
图8示出了泡沫浮选装置中的主线路。
具体实施方式
图1示出了用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的泡沫浮选装置的俯视图。图2示出了图1所示装置的侧视图。泡沫浮选装置包括浮选机1，浮选机将浆料2分离成底流3和溢流4。
泡沫浮选是一种物理分离方法，用于根据气泡选择性附着到矿物/水浆料中特定矿物表面的能力差异来分离颗粒。如果疏水性颗粒和亲水性颗粒的混合物悬浮在水中并且使空气在悬浮液中鼓泡，那么疏水性颗粒将倾向于附着在气泡上。
浮选机1的浮选槽5容纳浆料2，该浆料是固体颗粒在载液中的混合物，例如矿物颗粒在水中。气泡颗粒集聚体通过浮力在泡沫浮选机1中向上移动，从而在表面上形成泡沫6层。泡沫6包括水、气泡和颗粒。
对浮选槽5进行机械搅拌。浮选槽5包括气体供应装置8和在浮选槽5内的叶轮7。搅拌器9将空气分散在浆料2中，泵送浆料2，将固体保持在悬浮液中，并在浮选槽5中提供一种环境以利于气泡和疏水性颗粒相互作用以及它们随后附着从而将有价值矿物颗粒与不需要的矿渣矿物颗粒分离。搅拌器9包括叶轮7和用于旋转叶轮7的驱动组件。此外，搅拌器9还可以包括定子10，以用于提供更稳定的空气分散。驱动组件可以包括电机11和驱动轴12。
泡沫浮选机1的气体供应装置8包括加压式或自吸式气体供应装置。加压气体供应系统的示例是至少部分在叶轮7下方将气体输送到浮选槽5底部部分的管道或管。气体也可以通过形成在包括叶轮7的搅拌器9中的导管供应到叶轮7的区域。
浮选槽5的容积优选较大，包括至少200m3。浮选槽5的容积包括从浮选槽5的底部13到泡沫收集流槽15的泡沫溢流唇14的高度h2测量的包围浆料2的浮选槽5的容积。浮选槽5可以在其内包括较小的圆筒形容器。浮选槽5的大容积具有的优点是例如较低的投资成本、运行成本和维护成本。
浮选槽5还包括泡沫收集流槽15，该泡沫收集流槽包括泡沫溢流唇14。泡沫收集流槽15能够接收溢流4。图3示出了两个泡沫收集流槽15的透视图。泡沫收集流槽15从表面收集泡沫6，即溢流4，并将其从泡沫浮选机1的浮选槽5中输送出去。泡沫收集流槽15是倾斜的排放模块。泡沫6层面通常位于流槽15的泡沫溢流唇14的上方，从而允许泡沫6溢过溢流唇14。泡沫收集流槽15包括亚表面排放管道16，例如用于将泡沫6或精矿产物(即溢流4)从流槽15运送到浮选槽5的外部。
泡沫浮选机1可以具有一个或多个泡沫收集流槽15，根据去除泡沫6所需的泡沫收集流槽15的容量，泡沫收集流槽可以是内部的或外部的、双重的、径向的。内部流槽是指至少部分位于浆料面积A浆料上方的泡沫收集流槽15。
在泡沫浮选机1中的布置中，可用泡沫表面积和浆料面积之比A泡沫/A浆料小于0.45，其中，浆料面积A浆料是根据在叶轮高度h1处浮选槽5的横截面积计算的平均值。可用泡沫表面积A泡沫是浮选槽5顶部的水平面积，其在泡沫收集流槽15的唇14的高度h处敞开以允许泡沫6流动。可用泡沫表面积A泡沫是图1、图4和图6所示虚线的泡沫6区域。在浮选槽5顶部处的这种减小的可用泡沫表面积A泡沫缩短了易碎气泡颗粒集聚体到泡沫收集流槽15的输送距离。固体颗粒是泡沫6结构的重要组成部分，并且足够的固体颗粒也将导致泡沫6的高稳定性和泡沫6更好地输送到流槽唇。这样，获得了更好的颗粒回收，特别是对于粗颗粒。此外，减小的可用泡沫表面积A泡沫通过产生较厚的泡沫6层来稳定泡沫6，因为具有高泡沫表面积的浮选机1会导致具有固体颗粒的物料量不足从而不能稳定泡沫6的情况。
从浮选槽5的底部13到泡沫收集流槽15的唇14之间的高度h和在叶轮高度处浮选槽5的直径D之比h/D小于1.5。这意味着浮选槽5相对较浅。
在串联连接的浮选机1中，第三浮选机1或后续浮选机1具有的可用泡沫表面积和浆料面积之比A泡沫/A浆料小于0.45。
即使当供给到浮选机1的浆料2被稀释，即浮选机1接收由多个在前浮选机1产生的底流4时，该布置也为浮选机1的溢流4提供了高精矿含量。具有相对较大浆料面积A浆料的较浅浮选槽5为浆料2中的颗粒提供了长的停留时间，以与气泡会合并产生气泡颗粒集聚体。停留时间的长短随着输入浆料2中精矿含量的降低而增加。减小的可用泡沫表面积A泡沫产生了更厚的泡沫6层，并产生更纯的泡沫6。在一个实施例中，从浮选槽13的底部到泡沫收集流槽15的泡沫溢流唇14之间的高度h和浮选槽的直径D之比h/D小于1.1。这意味着浮选槽5较浅。
在一个实施例中，可用泡沫表面积和浆料面积之比A泡沫/A浆料为0.1至0.45。用于泡沫6流动的可用表面积A泡沫的减小导致上升的颗粒也在水平方向流动。为了保持泡沫6层的稳定性，所述比率优选不低于下限。
泡沫收集流槽15的周边形状可以对应于浮选槽5的周边形状。泡沫收集流槽15的形状可以是例如圆形或矩形。
优选地，在浮选槽5的周边实现可用泡沫表面积A泡沫的减小。这是有利的，因为在浮选槽5的中间比在周边具有更多的气泡。可以通过例如内部周向流槽15或泡沫阻挡器17来实现可用泡沫表面积A泡沫的减小。如图4所示，内部周向式泡沫收集流槽15围绕浮选槽5侧壁的内顶部延伸。
如果浮选槽5包括内部周向流槽15或周向泡沫阻挡器17，则可以通过从浆料面积A浆料中减去流槽面积A流槽和阻挡器面积来限定可用泡沫表面积A泡沫，流槽面积是在泡沫溢流唇14的高度h2处被泡沫收集流槽15覆盖的面积，阻挡器面积是泡沫6不可用且在泡沫收集流槽15的唇14的高度h2处不被泡沫收集流槽15覆盖的面积。
作为一个示例，内部周向流槽的面积和浆料面积之比A内部周向流槽/A浆料，或者周向泡沫阻挡器面积和浆料面积之比A阻挡器/A浆料大于0.1，优选大于0.1且小于0.5。气泡颗粒集聚体的上升角度限制了可以减小的泡沫表面积的量。如果下降角度的梯度变得太低，则气泡颗粒集聚体开始形成气穴，从而导致颗粒回落。
在一个实施例中，如图2所示，浮选槽5在浮选槽5的泡沫溢流唇高度h2处的横截面是圆形的。此外，泡沫收集流槽15是圆形的并且同轴定位，如图1所示。圆形浮选槽5提供了更稳定的气泡分散，产生了更稳定的泡沫层，因为叶轮7位于浮选槽5中部时产生了圆形的气泡区域。
图3示出了包括两个泡沫收集流槽15的实施例，第一流槽15布置在第二流槽15内，分隔开距离d1。泡沫收集流槽15包括圆形周边。
在圆形且同轴定位的泡沫收集流槽15的情况下，平均泡沫输送距离d输送优选小于100厘米且大于5厘米。平均泡沫输送距离d输送是泡沫6在到达泡沫溢流唇14之前必须在水平方向上行进的距离。平均泡沫距离d输送被计算为各泡沫收集流槽15之间输送距离之和与泡沫收集流槽15数量之比(d1+d2+...dn)/n。如果两个流槽15具有彼此面对的溢流唇14，则输送距离是两个流槽15之间距离的一半，例如泡沫溢流唇14之间距离的一半。当两个流槽15具有彼此面对的溢流唇14和流槽侧壁时，输送距离是两个流槽15之间的距离，例如泡沫溢流唇14和侧壁之间的距离。
如果平均泡沫输送距离d输送太长，则气泡集聚体的一些颗粒会分离并向下流动。这种泡沫回落减少了泡沫收集流槽15的泡沫回收。
浮选槽5可以包括至少三个独立的泡沫收集流槽15，并且如图5所示，泡沫收集流槽15中的泡沫溢流唇14的数量为五个。外部泡沫收集流槽15包括具有一个泡沫溢流唇14的内部周向流槽。另外两个内部泡沫收集流槽15各自包括两个泡沫溢流唇14。这种布置减少了气泡颗粒集聚体的回落，因为与只有一个泡沫收集流槽15的情况相比，到泡沫收集流槽15的输送距离更短。
图7示出了一个实施例，其中，泡沫浮选机1包括两个泡沫收集流槽15和一个泡沫阻挡器17，泡沫阻挡器是浮选槽5中间的锥形阻挡器。利用周向泡沫阻挡器17进一步减少了可用泡沫表面积A泡沫。外部泡沫收集流槽15具有两个泡沫溢流唇14。内部泡沫收集流槽15具有面向泡沫阻挡器17的一个泡沫溢流唇14。
在另一个实施例中，泡沫收集流槽15位于浮选槽5的径向r上，如图6所示。
当泡沫收集流槽15位于浮选槽5的径向r上时，平均泡沫输送距离d输送优选小于100厘米且大于5厘米。平均泡沫距离被计算为各泡沫收集流槽15之间输送距离之和与泡沫收集流槽数量之比(d1+d2+...dn)/n。具有彼此面对的溢流唇14的两个流槽15之间的输送距离是两个流槽之间距离的一半。具有彼此面对的溢流唇14和流槽侧壁的两个流槽15之间的输送距离是两个流槽之间的距离。两个流槽15之间的距离是两个径向r定向的流槽15的第一端部和第二端部之间距离的平均值。
此外，在沿浮选槽5的周向包括泡沫收集流槽15的实施例中，平均输送距离d输送和泡沫收集流槽15径向平均宽度之比d输送/w为0.1至0.6。该比率为泡沫收集流槽15提供了足够的尺寸以接收流动的泡沫6溢流。如果泡沫收集流槽15与泡沫6的溢流量相比太窄，则超过流槽的输送能力，并且流槽15被堵塞。在图3中，平均输送距离d输送是d1/2。
一种用于处理悬浮在浆料2中的矿石颗粒的泡沫浮选方法。在该方法中，把浮选机1中的浆料2分离成底流3和溢流4。该方法包括以下步骤：串联连接至少三个浮选机1以形成主线路18；将浆料2供给到浮选机1的浮选槽5，其中，每个后续浮选机1接收来自在前浮选机1的底流3；通过气体供应装置8将气体引入浮选槽5；利用浮选槽5内叶轮8混合浆料2和气体；向浮选槽5提供至少200m3的容积；在设置在浮选机1中的泡沫收集流槽15中接收溢流4；越过设置在泡沫收集流槽15中的泡沫溢流唇14接收溢流4；在浮选机1中形成可用泡沫表面积A泡沫；浮选机1具有浆料面积A浆料，其中，浆料面积A浆料计算为在叶轮8的高度h1处浮选槽5的横截面积的平均值；向浮选槽5提供小于1.5的从浮选槽5的底部13到泡沫收集流槽15的泡沫溢流唇14的高度h和在浆料区域的叶轮8的高度h1处浮选槽5的直径D之比h/D；将底流3供给到串联的第三浮选机1或后续浮选机1，其中，可用泡沫表面积和浆料面积A泡沫/A浆料之比小于0.45。
此外，在泡沫浮选方法中，例如，从浮选槽5的底部13到泡沫收集流槽15的泡沫溢流唇14的高度h和浮选槽的直径D之比小于1.1。
图8示出了泡沫浮选装置中的主线路18。主线路18包括串联连接的至少三个浮选机1，如图8所示。每个浮选机1将浆料2分离成底流3和溢流4。每个后续浮选机1布置成接收来自在前浮选机1的底流3。
所提出的装置和方法适用于例如包含铜(Cu)的浆料2。供给到串联的第三浮选机1或后续浮选机的浆料2可以包含小于0.2wt％的铜(Cu)。
对于本领域技术人员来说明显的是，随着技术进步，可以以各种方式实现本发明的构思。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
部件列表：
1浮选机；2浆料；3底流；4溢流；5浮选槽；6泡沫；7叶轮；8气体供应装置；9搅拌器；10定子；11电机；12驱动轴；13底部；14溢流唇；15泡沫收集流槽；16排放管道；17泡沫阻挡器；18主线路。
A阻挡器阻挡器面积；A内部阻挡器内部阻挡器面积；A流槽流槽面积；A内部流槽流槽面积；A泡沫泡沫表面积；A浆料浆料面积；d1,d2,...dn距离；d输送输送距离；D直径；h高度；h1叶轮高度；h2高度；r径向。
Claims (19)
1.一种用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒的泡沫浮选装置，包括浮选机(1)，以用于将浆料(2)分离为底流(3)和溢流(4)，其中，泡沫浮选装置包括：
-主线路(18)，包括串联连接的至少三个浮选机(1)，其中，每个后续浮选机(1)布置为接收来自在前浮选机(1)的底流(3)，
-浮选机(1)包括浮选槽(5)，并且浮选机(1)包括在浮选槽(5)内的叶轮(7)，以及
-浮选机(1)包括在浮选槽(5)内的气体供应装置(8)，
-浮选槽(5)包括至少200m3的容积，
-浮选机(1)包括能够接收溢流(4)的泡沫收集流槽(15)，
-泡沫收集流槽(15)包括泡沫溢流唇(14)，
-浮选机(1)具有可用泡沫表面积(A泡沫)，
-浮选机具有浆料面积(A浆料)，其中，浆料面积(A浆料)计算为叶轮(7)的高度(h1)处的浮选槽(5)的横截面积的平均值，
-从浮选槽(5)的底部(13)到泡沫收集流槽(15)的泡沫溢流唇(14)的高度(h)与在叶轮(7)的高度(h1)处浮选槽(5)的直径(D)之比(h/D)小于1.5，
-其特征在于，串联的第三浮选机(1)或后续浮选机(1)的可用泡沫表面积与浆料面积之比(A泡沫/A浆料)小于0.45。
2.根据权利要求1所述的泡沫浮选装置，其特征在于，从浮选槽(5)的底部(13)到泡沫收集流槽(15)的泡沫溢流唇(14)的高度(h)与浮选槽(5)的直径(D)之比(h/D)小于1.1。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，可用泡沫表面积与浆料面积之比(A泡沫/A浆料)为0.1至0.45。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，泡沫收集流槽(15)的周边形状对应于浮选槽(5)的周边形状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，泡沫收集流槽(15)包括内部周向流槽，或者浮选槽(5)包括内部周向泡沫阻挡器(17)。
6.根据权利要求5所述的泡沫浮选装置，其特征在于，内部周向流槽的面积与浆料面积之比(A内部流槽/A浆料)或内部周向泡沫阻挡器(17)的面积与浆料面积之比(A内部阻挡器/A浆料)大于0.1，优选大于0.1且小于0.5。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，浮选槽(5)的横截面在浮选槽(5)的泡沫溢流唇高度(h2)处为圆形的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，泡沫收集流槽(15)是圆形的并且同轴地定位。
9.根据权利要求8所述的泡沫浮选装置，其特征在于，平均泡沫输送距离(d输送)小于100cm，优选小于100cm且大于5cm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，浮选槽(5)包括至少三个独立的泡沫收集流槽(15)。
11.根据权利要求10所述的泡沫浮选装置，其特征在于，在泡沫收集流槽(15)中的泡沫溢流唇(14)的数量为五个。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，泡沫收集流槽(15)定位在浮选槽(5)的径向(r)上。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的泡沫浮选装置，其特征在于，平均泡沫输送距离(d输送)与泡沫收集流槽的径向(r)平均宽度(w)之比(d输送/W)为0.1-0.6。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的泡沫浮选机中的布置，其特征在于，气体供应装置(8)包括至少部分地在叶轮(7)下方将气体输送到浮选槽(5)的底部(13)部分的管道，或包括形成在包括叶轮(7)的搅拌器(9)中的导管。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的泡沫浮选机中的布置，其特征在于，浮选机(1)包括搅拌器(9)，搅拌器包括叶轮(7)和定子(10)。
16.一种泡沫浮选方法，用于处理悬浮在浆料中的矿石颗粒，在该方法中将浮选机(1)中的浆料(2)分离为底流(3)和溢流(4)，该方法包括以下步骤：
-串联地连接至少三个浮选机(1)以形成主线路(18)，
-将浆料(2)供给到浮选机(1)的浮选槽(5)中，
-其中，每个后续浮选机(1)接收来自在前浮选机(1)的底流(3)，
-通过气体供应装置(8)将气体引入浮选槽(5)中，
-利用浮选槽(5)内的叶轮(7)混合浆料(2)和气体，
-为浮选槽(5)提供至少200m3的容积，
-在浮选机(1)中设置的泡沫收集流槽(15)中接收溢流(4)，
-越过泡沫收集流槽(15)中设置的泡沫溢流唇(14)接收溢流(4)，
-在浮选机(1)中形成可用泡沫表面积(A泡沫)，
-浮选机(1)具有浆料面积(A浆料)，其中，浆料面积(A浆料)计算为在叶轮的高度(h1)处浮选槽(5)的横截面积的平均值，
-为浮选槽(5)提供小于1.5的从浮选槽(5)的底部(13)到泡沫收集流槽(15)的泡沫溢流唇(14)的高度(h)与浆料区域的叶轮(7)的高度(h1)处浮选槽(5)的直径(D)之比(h/D)，
-其特征在于，将底流(3)供给到串联的第三浮选机(1)或后续浮选机(1)中，其中，可用泡沫表面积与浆料面积之比(A泡沫/A浆料)小于0.45。
17.根据权利要求16所述的泡沫浮选方法，其特征在于，从浮选槽(5)的底部(13)到泡沫收集流槽(15)的泡沫溢流唇(14)的高度(h)与浮选槽(5)的直径(D)之比(h/D)小于1.1。
18.根据权利要求16至17中任一项所述的泡沫浮选方法，其特征在于，浆料(2)包括铜(Cu)。
19.根据权利要求18所述的泡沫浮选方法，其特征在于，供给到串联的第三浮选机(1)或后续浮选机(1)中的浆料(2)包括小于0.2wt％的铜(Cu)。
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