CN112474068B - 一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置 - Google Patents

一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置，包括入料组件、涡流矿化管和浮选槽；浮选槽的下部分的圆锥结构内设有内倒锥、下端设有尾矿排出口，内倒锥的底部出口与中矿出口连接；入料组件包括矿浆分配器，矿浆分配器的上端与入料管连通，下端通过多个输送管与多个气泡发生装置的输入口对应连接；多个涡流矿化管对应与多个气泡发生装置的输出口连接，每个涡流矿化管的下部位于浮选槽上部内、下端折弯成直角结构、内部设有凸起组件；多个涡流矿化管的下端出口处朝同一圆周切向布置，使得浮选槽内矿浆旋流。本微细粒矿物分选用涡流浮选装置，不仅提高矿物回收利用率，使得微细粒矿物矿化效果更好，而且通过产生微小尺度涡，强化微细粒的回收。

Description

一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置
技术领域
本发明涉及选矿设备技术领域，具体涉及一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置。
背景技术
随着优质矿物资源的逐渐消耗殆尽，难选低品味矿物是今后矿产资源回收的主要方向，这类低品味难选矿物成份复杂，嵌布粒度细，必须通过细磨才能将有用矿物解离出来。从细磨后的微小矿物颗粒中将有用矿物颗粒分离出来主要通过浮选的方式，然而由于微细矿粒质量小、动能低，与气泡的碰撞概率低，难以和气泡发生矿化反应，相比粗粒，其浮选难度激增，严重制约了有用矿物的回收和减少资源浪费。
通过强化湍流可以提高细粒矿物的回收率，现有手段主要通过提高浮选机的叶轮转速，或者提高浮选柱的循环压力来实现对湍流的强化，这些相对“简单”的调控方式一定程度上可以提高细粒回收率，但是存在一定的弊端和回收瓶颈，例如带来了能耗的增加、细粒的回收率低、浮选粒度下限和能耗并非线性关系，转速以及循环压力增加到一定程度，细粒回收率变化极其微弱，另外，过高的能量输入还会带来整体浮选环境的恶化，引起矿粒脱附和循环泵吸气，设备浮选性能和稳定性降低。
结合湍流理论和浮选动力学研究发现，湍流由大大小小的涡组成，微观涡是决定浮选设备理论上能够浮选的细粒下限，介于颗粒尺寸与气泡尺寸之间的涡更能有效作用于颗粒运动，因此对于微细粒浮选，需要有针对性地强化湍流，产生适合尺度的涡流是有效手段之一。
发明内容
本发明目的在于提供一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置，结构简单节省资源，不仅提高矿物回收利用率，使得微细粒矿物矿化效果更好，而且通过产生微小尺度涡，强化微细粒的回收。
为实现上述目的，本发明提供一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置，包括入料组件、涡流矿化管和浮选槽；
所述浮选槽分为上部分和下部分，上部分的圆柱结构为精矿溢流槽，下部分为倒圆锥结构，精矿溢流槽的一端设有泡沫出口；
所述浮选槽的下部分内设有内倒锥、下端设有尾矿排出口，内倒锥的底部出口与中矿出口连接；
所述入料组件包括矿浆分配器，矿浆分配器的上端与入料管连通，下端通过多个输送管与多个气泡发生装置的输入口对应连接；
所述涡流矿化管为多个，并对应与多个气泡发生装置的输出口连接；
每个涡流矿化管的下部位于浮选槽上部内、下端折弯成直角结构、内部设有凸起组件；多个涡流矿化管的下端出口处朝同一圆周切向布置，使得浮选槽内矿浆旋流。
进一步的，所述凸起组件包括4-6组、上下等距排列的凸块组，每个凸块组包括三个在涡流矿化管内壁圆周均匀布置的凸块，凸块为半球形结构。
进一步的，所述内倒锥底部出口处设有挡板，挡板下方设有筋板，挡板与筋板成十字交叉结构。
进一步的，所述涡流矿化管为6-12个，对应的气泡发生装置为6-12组，所述凸块组为4-6组。
进一步的，所述气泡发生装置为管状结构，其中部内设有上宽下窄的锥形喷嘴，喷嘴外侧与管内壁形成负压吸气室，负压吸气室与空气入口连通。
进一步的，所述中矿出口通过循环泵与矿浆分配器上的中矿循环入口连接，矿浆分配器将中矿循环入口进入的中矿分配至涡流矿化管中。
与现有技术相比，本微细粒矿物分选用涡流浮选装置具有以下优点：
(1)本发明由于涡流矿化管下端为L型直角结构，并且多个涡流矿化管下端出口处朝同一圆周切向布置，因此当矿浆从涡流矿化管高速喷出时，有效使得浮选槽内的矿浆旋流，一方面可防止传统方式下的矿浆直接喷向底部，避免对底部的冲击，另一方面利用该旋流产生的离心力，高效进行中矿和尾矿的分离，有利于提高浮选效率。
(2)本发明由于涡流矿化管内设有4-6组、上下等距排列的凸块组，并且每个凸块组包括三个圆周均匀布置的半球形凸块，矿浆通过涡流矿化管内的凸起组件，并且其分布方式将增大管内湍流强度，同时诱导产生微小尺度涡，小尺度涡的高频脉动可提高微细颗粒脉动，强化与气泡发生湍流碰撞，高质量完成矿化作用，有效提高微细粒矿化效率，并且半球形的凸起，使得矿浆流动阻力小，且涡流矿化管内壁不易磨损。
(3)本发明由于浮选槽下部分设有内倒锥，中矿出口通过循环泵与矿浆分配器上的中矿循环入口连接，因此不仅通过内倒锥帮助增强离心力场，使高密度尾矿和粗颗粒由于较高的离心力进入内倒锥外侧，而且经循环泵输送，中矿再次进入矿浆分配器内与原矿完成混合进行再次分选，提高了原料利用率，实现了多级分选。
(4)本发明由于在气泡发生装置内设有锥形喷嘴，喷嘴外侧与管壁形成负压吸气室，当矿浆从输入口的进入，再经过喷嘴喷出时，容易产生负压，不仅避免矿浆从空气入口流出，而且使得空气进入与矿浆充分混合，方便将矿浆分配器输出的高速运动的矿浆切割成微泡。
附图说明
图1是本发明的整体主视图；
图2是本发明的气泡发生装置主视图；
图3是本发明的6-12个涡流矿化管布置截面图；
图4是本发明的单个涡流矿化管示意图；
图5是本发明的单个涡流矿化管A-A方向示意图；
图中：1、入料管，2、矿浆分配器，3、中矿循环入口，4、输送管，5、气泡发生装置，6、支撑架，7、精矿溢流槽，8、泡沫出口，9、涡流矿化管，10、浮选槽，11、尾矿排出口，12、内倒锥，13、挡板，14、中矿出口，15、循环泵，16、输入口，17、喷嘴，18、空气入口，19、负压吸气室，20、输出口，21、凸块，22、筋板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图3、图4所示，本微细粒矿物分选用涡流浮选装置包括入料组件、涡流矿化管9和浮选槽10；
所述浮选槽10分为上部分和下部分，上部分的圆柱形为精矿溢流槽7，下部分为倒圆锥结构，精矿溢流槽7的一端设有泡沫出口8；
所述浮选槽10的倒圆锥结构内设有内倒锥12、下端设有尾矿排出口11，内倒锥12的底部出口与中矿出口14连接；
所述入料组件包括矿浆分配器2，矿浆分配器2的上端与入料管1连通，下端通过多个输送管4与多个气泡发生装置5的输入口16对应连接；
所述涡流矿化管9为多个，并对应与多个气泡发生装置5的输出口20连接；
每个涡流矿化管9的下部位于浮选槽10上部内、下端折弯成直角结构、内部设有凸起组件；多个涡流矿化管9下端出口处朝同一圆周切向布置，使得浮选槽10内矿浆旋流；
如图4、图5所示，进一步的，所述凸起组件包括4-6组、上下等距排列的凸块组，每个凸块组包括三个在涡流矿化管9内壁圆周均匀布置的凸块21，凸块21为半球形结构；
通过涡流矿化管9内凸起组件对矿浆进行接触，并且其分布方式将有效提高微细粒矿化效率，即增大管内湍流强度的同时，诱导产生微小尺度涡，小尺度涡的高频脉动提高微细颗粒脉动，强化与气泡发生湍流碰撞，可高质量完成矿化作用。
如图2所示，进一步的，所述气泡发生装置5为管状结构，气泡发生装置5中部内设有上宽下窄的锥形喷嘴17，喷嘴17外侧与管内壁形成负压吸气室19，负压吸气室19与空气入口18连通；
由于在气泡发生装置5内设有锥形喷嘴17，喷嘴17外侧与管壁形成负压吸气室19，当矿浆从输入口16的进入，再经过喷嘴17喷出时，容易产生负压，不仅避免矿浆从空气入口18流出，而且使得空气进入与矿浆充分混合，方便将矿浆分配器2输出的高速运动的矿浆切割成微泡；
进一步的，所述中矿出口14通过循环泵15与矿浆分配器2上的中矿循环入口3连接，矿浆分配器2将中矿循环入口3进入的中矿分配至涡流矿化管9中；
浮选槽10下方的内倒锥12帮助增强离心力场，使高密度尾矿和粗颗粒由于较高的离心力进入内倒锥12外侧，运动至底部尾矿口排出，中矿则进入内倒锥12内部至中矿出口14，经循环泵15输送，再次进入矿浆分配器2内与原矿完成混合后进入涡流矿化管9进行再次分选，提高了原料利用率，实现了多级分选。
进一步的，所述内倒锥12底部出口处设有挡板13，挡板13下方设有筋板22，挡板13与筋板22成十字交叉结构；一方面内倒锥12有效对尾矿和中矿进行分离，而且挡板13与筋板22成十字交叉结构阻止矿浆在中矿出口14处形成涡流。
进一步的，所述涡流矿化管9为6-12个，对应的气泡发生装置5为6-12组，所述凸块组为4-6组；
进一步的，所述精矿溢流槽7的底部为左高右低结构，泡沫出口8位于精矿溢流槽7的右下端；
本一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置使用时，以8个涡流矿化管9，6组凸块组为例，原矿矿浆通过入料管1进入矿浆分配器2中，在矿浆分配器2的作用下将矿浆打入组气泡发生装置5、涡流矿化管9中，矿浆分配器2可通过支撑架6架设固定在装置主体上；
高速运动的矿浆在气泡发生装置5中切割并通过吸入的空气形成微泡，矿浆进入涡流矿化管9与其内的6组凸块组接触，通过6组凸块组增大管内湍流强度，并且诱导产生微小尺度涡，小尺度涡的高频脉动提高可微细颗粒脉动，强化与气泡发生湍流碰撞，可高质量完成矿化作用，矿浆与微泡在涡流矿化管9高湍流条件下完成矿化后，经直角倒角耐磨喷口旋向喷出；
由于6-12个涡流矿化管9下端为L型直角，并出口处朝同一圆周切向布置，使得浮选槽10内矿浆旋流，一方面可以防止矿浆直接喷向底部，避免对底部的冲击，另一方面利用该旋流产生的离心力，进行中矿和尾矿的分离，已经矿化的气泡在浮力作用下不断升浮最后在浮选槽10上部的精矿溢流槽7中，并溢流形成泡沫层，从泡沫出口8排出成为精矿；
未完成完全分选的中矿产物进入涡流矿化管9下方的内倒锥12中，内倒锥12可帮助增强离心力场，使高密度尾矿和粗颗粒由于较高的离心力进入内倒锥12外侧，有效分离尾矿和中矿，内倒锥12外侧的尾矿从浮选槽10底部的尾矿排出口11排出，而位于内倒锥12内的中矿可先通过挡板13从中矿出口14排出，而设置挡板13可有效阻止矿浆在中矿出口14形成涡流；
排出去中矿可在循环泵15的作用下重新从中矿循环入口3进入矿浆分配器22内与原矿重新混合，再次进行矿化分选，实现多级分选与矿化效果和浮选效率的提升，最终使得亲水性尾矿颗粒由于较高密度在涡流矿化管9的旋向出口产生的离心力场作用下，运动至内倒锥12外侧，最终由尾矿排出口11排出。

Claims (4)

1.一种微细粒矿物分选用涡流浮选装置，包括入料组件、涡流矿化管(9)和浮选槽(10)；所述浮选槽(10)分为上部分和下部分，上部分的圆柱结构为精矿溢流槽(7)，下部分为倒圆锥结构，精矿溢流槽(7)的一端设有泡沫出口(8)；所述浮选槽(10)的下部分内设有内倒锥(12)、下端设有尾矿排出口(11)，内倒锥(12)的底部出口与中矿出口(14)连接；其特征在于，所述入料组件包括矿浆分配器(2)，矿浆分配器(2)的上端与入料管(1)连通，下端通过多个输送管(4)与多个气泡发生装置(5)的输入口(16)对应连接；所述涡流矿化管(9)为多个，并对应与多个气泡发生装置(5)的输出口(20)连接；每个涡流矿化管(9)的下部位于浮选槽(10)上部内、下端折弯成直角结构、内部设有凸起组件；多个涡流矿化管(9)的下端出口处朝同一圆周切向布置，使得矿浆切向喷出并在浮选槽(10)内形成矿浆旋流；所述凸起组件包括4-6组、上下等距排列的凸块组，每个凸块组包括三个在涡流矿化管(9)内壁圆周均匀布置的凸块(21)，凸块(21)为半球形结构；所述内倒锥(12)底部出口处设有挡板(13)，挡板(13)下方设有筋板，挡板(13)与筋板成十字交叉结构。
2.根据权利要求1所述的微细粒矿物分选用涡流浮选装置，其特征在于，所述涡流矿化管(9)为6-12个，对应的气泡发生装置(5)为6-12组，所述凸块组为4-6组。
3.根据权利要求1所述的微细粒矿物分选用涡流浮选装置，其特征在于，所述气泡发生装置(5)为管状结构，其中部内设有上宽下窄的锥形喷嘴(17)，喷嘴(17)外侧与管内壁形成负压吸气室(19)，负压吸气室(19)与空气入口(18)连通。
4.根据权利要求2所述的微细粒矿物分选用涡流浮选装置，其特征在于，所述中矿出口(14)通过循环泵(15)与矿浆分配器(2)上的中矿循环入口(3)连接，矿浆分配器(2)将中矿循环入口(3)进入的中矿分配至涡流矿化管(9)中。
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