CN113058750A - 一种反向流态化气泡床煤泥浮选机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤泥浮选装置技术领域，具体涉及一种反向流态化气泡床煤泥浮选机。包括上桶体，锥形下桶体和精矿泡沫桶体，精矿泡沫桶体设置在上桶体上方，锥形下桶体设置在上桶体下方，上桶体内部顶端设置有倒锥形布水筛板，外部沿圆周方向均匀布置有多个气泡发生器，气泡发生器底部出口与上桶体中下部连通；倒锥形布水筛板与上桶体之间形成储水区域，其上布置有多个喷淋孔；上桶体上设置有与储水区域位置对应的进水管；锥形下桶体内部层叠设置有多个倾斜板组件，底部设置有尾矿管，倾斜板组件将锥形下桶体空间分割成沿横截面径向排列的多个环形空间。本发明可以在高气速条件下工作，提高了分选效率，而且提高了浮选分选精度和精矿品位。

Description

一种反向流态化气泡床煤泥浮选机
技术领域
本发明属于煤泥浮选装置技术领域，具体涉及一种反向流态化气泡床煤泥浮选机。
背景技术
泡沫浮选是从微细粒矿浆中精选矿物的通用方法，射流微泡浮选柱是一种常用的浮选设备类型，其中尤以德国Imhoflot充气浮选机和澳大利亚JAMESON CELL最具代表性。德国Imhoflot充气浮选机采用了组合多喷管文丘里射流充气原理，矿浆经充气矿化后给入连接在下导管底部的充气矿浆分配器，充气矿浆分配器设置有向上的若干喷嘴，在分选槽体内形成向上的气固液三相喷射流，在分选槽体内矿化气泡与矿浆流在向上运动过程中分离，矿化气泡向上运动在分选槽顶部形成泡沫层，泡沫精矿溢流到精矿收集槽，与矿化气泡流分离的矿浆折返向下运动，从与分选槽体底部连接的尾矿箱排出。澳大利亚JAMESONCELL则采用多个独立矿化器并联布置的方式，每个矿浆喷嘴和下导管组成一套矿化器，采用射流原理充气并使吸入空气在下导管中借助流体紊流剪切为微小气泡，充气的矿浆由下导管向下给入到分选槽体内，矿化气泡与矿浆在下导管出口区域分离，矿化气泡向上运动在分选槽体上部形成矿化泡沫层，矿浆则从分选槽体底部的尾矿管排出。上述两个浮选设备共性的问题是矿化气泡和矿浆在分离区分离不彻底，当充气量较高，起泡剂用量大时微细气泡会随着矿浆进入尾矿，从而引起精矿在尾矿中的损失，影响浮选效果。
此外，申请号201721126733.5的专利申请公开了射流微泡浮选机，申请号为201911031732.6的专利申请公开了一种空化射流微泡浮选机及空化射流气泡发生器，申请号 202020121204.1的专利申请公开了一种喷射式短柱浮选机，他们均采用在分选槽体内设置一个内桶，充气矿浆由于内筒的作用大部分折返向上，在内桶向上的出口区域矿化气泡向上运动，矿浆则从内外桶的环形间隙折返向下作为尾矿流从尾矿箱排出，一定程度上减缓了下降矿浆流中气泡的挟带。所不同的是，前二者在内桶中设置了锥形反射机构，在内桶出口设置有整流筛板，进一步强化了矿化气泡和矿浆的导向和分离。但上述技术方案中，矿化气泡与矿浆流分离不完全，没有彻底解决国外上述两种浮选机存在的问题。
此外，气泡表面积通量是影响浮选矿化效果和浮选机单位处理能力的一个关键变量，浮选设备能提供的气泡表面积通量越大，矿化效果越好，浮选机单位处理能力越高。无论是机械搅拌式浮选机还是如上所述的射流微泡浮选机，在常规操作条件下，运转时都存在一个极限的气泡表面积通量，一般为60–80 m 2 /m 2s，以防止泡沫层表面翻花和减小矿化气泡随尾矿携带进入尾矿而损失。当分选设备在大于极限的气泡表面积通量条件下运转时，容易形成液泛现象，泡沫层不稳定，导致颗粒从矿化气泡上脱落，精矿泡沫挟带污染严重，大量气泡进入尾矿损失等问题，这一方面限制了浮选设备单位处理能力的提高，另一方面也使浮选的分选选择性急剧恶化，成为当前浮选设备发展的技术瓶颈。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，以适用于高充气量操作条件，并可实现微细粒煤及矿物高精度浮选的上升气泡流与下降矿浆流的隔离。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，包括上桶体，锥形下桶体和精矿泡沫桶体，所述精矿泡沫桶体设置在上桶体上方，锥形下桶体设置在上桶体下方，所述上桶体内部顶端设置有倒锥形布水筛板，外部沿圆周方向均匀布置有多个气泡发生器，所述气泡发生器底部出口与上桶体中下部连通；倒锥形布水筛板与上桶体之间形成储水区域，其上布置有多个喷淋孔；所述上桶体上设置有与所述储水区域位置对应的进水管；所述锥形下桶体内部层叠设置有多个倾斜板组件，底部设置有尾矿管，所述倾斜板组件将锥形下桶体空间分割成沿横截面径向排列的多个环形空间。
所述倾斜板组件之间等距设置，板间距为100mm~200mm，倾角为45~70°。
所述倾斜板组件包括六个呈等边六边形形状倾斜布置的板体。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在上桶体外周的环形的入料箱，所述入料箱上设置有用于入料的入料管，入料箱底部分别与各个气泡发生器连接。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在上桶体外周的环形的充气管，所述充气管上设置有充气口，所述充气管上与气泡发生器供气口对应位置设置有出气口。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在充气口上的进气控制阀门。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在所述进水管上的进水控制阀门。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在尾矿管上的尾矿溢流槽，尾矿控制阀塞及调整丝杠。
所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在精矿泡沫桶体顶部的精矿收集槽，所述精矿泡沫桶体顶部通过精矿收集槽封闭，所述精矿收集槽底部设置有泡沫精矿出口。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种能适用于高充气量操作条件下煤泥快速浮选装置，通过在精矿泡沫桶体下方设置锥形布水筛板，对上桶体中上升气泡流的进行逆向洗涤，极大地降低了矿化气泡对非目的矿物的无选择性挟带污染；同时，在锥形下桶体设置了具有按矿浆密度分离的效应的倾斜板组件，使得密度小的气泡与密度较高的矿浆得到更有效地离析，有效阻滞了逆向洗涤作用下气泡随下降矿浆流进入尾矿，使得本发明提供的技术方案可以使浮选过程在远高于常规浮选充气量操作条件下运转，在保证精矿品位的同时，极大地减少了矿化气泡进入尾矿的损失，因此，本发明不仅可以大幅度提高浮选分选精度和精矿品位，还可以提高浮选设备的工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机结构示意图；
图2为本发明实施例中倾斜板组件在锥形下桶体内布置示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明实施例中矿化气泡在倾斜板组件内从矿浆中离析的原理示意图；
图中：1-上桶体，2-锥形下桶体，3-精矿泡沫桶体，4-精矿收集槽，5-倾斜板组件，6尾矿管，7-尾矿溢流槽，8-控制阀塞，9-调整丝杠，10-入料箱，11-入料管，12-气泡发生器，13-充气管，14-充气口，15-进气控制阀门，16-锥形布水筛板，17-进水管，18-进水控制阀门，19-泡沫精矿出口，20-板体，21-下降矿浆流，22-上升气泡流，23为肋条。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；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。
如图1~3所示，本发明实施例提供了一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，包括上桶体1，锥形下桶体2和精矿泡沫桶体3，所述精矿泡沫桶体3设置在上桶体1上方，锥形下桶体2设置在上桶体1下方，所述上桶体1内部顶端设置有倒锥形布水筛板16，外部沿圆周方向均匀布置有多个气泡发生器12，所述气泡发生器12出口与上桶体1中下部连通；倒锥形布水筛板16与上桶体1之间形成储水区域，其上布置有多个喷淋孔；所述上桶体1上设置有与所述储水区域位置对应的进水管17；所述锥形下桶体2内部层叠设置有多个倾斜板组件5，底部设置有尾矿管6，所述倾斜板组件5将锥形下桶体2空间分割成沿横截面径向排列的多个环形空间。本实施例中，设置在锥形下桶体3内的倾斜板组件5对气泡随下降矿浆流进入尾矿阻挡效应和圆柱形上桶体1上部对上升气泡流的逆向洗涤是在煤泥浮选机的中段同时发挥作用。
具体地，如图2~3所示，本实施例中，所述倾斜板组件5可以为包括六个板体20的结构，6个板体20倾斜布置成横截面为等边六边形的形状，各个倾斜板组件5的板体20通过肋条24在锥形下桶体内2固定。此外，倾斜板组件5也可以为截面为圆形的圆锥形板，多个圆锥形板同轴设置。倾斜板组件5的倾斜度与锥形下桶体2相适应，各个倾斜板组件5之间等距设置，板间距为100mm~200mm，倾角为45~70°。
进一步地，本实施例中，上桶体1和精矿泡沫桶体3均为圆柱形，此外，上桶体1外周设置有环形的入料箱10，所述入料箱10上设置有用于入料的入料管11，底部分别与各个气泡发生器连接。
进一步地，本实施例的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，还包括设置在上桶体1外周的环形的充气管13，所述充气管13上设置有充气口14，所述充气管13上与气泡发生器12供气口对应位置设置有出气口。
进一步地，本实施例中，充气口14上设置有进气控制阀门15。所述进水管17上设置的进水控制阀门18。尾矿管6设置上的尾矿溢流槽7，尾矿控制阀塞8及调整丝杠9。在精矿泡沫桶体3顶部设置有精矿收集槽4，精矿收集槽4底部为泡沫精矿出口。
进一步地，本实施例中，精矿泡沫桶体3顶部还设置有精矿收集槽4，所述精矿泡沫桶体3顶部通过精矿收集槽4封闭，所述精矿收集槽4底部设置有泡沫精矿出口19。本发明中，通过设置倒锥形布水筛板16和倾斜板组件5，使得精矿泡沫桶体3顶部为封闭结构的情况下，浮选机也可以正常工作，而不局限于现有技术中的开放结构，因此，本发明提高了浮选机的结构适配性，可以适用于多种工况。
本发明的工作原理如下：工作时，新鲜煤浆由泵加压后给入入料管11及环形的入料箱10 ，由入料箱10均匀地分配到若干气泡发生器12 ，矿浆在若干气泡发生器12充气矿化后经管道与上桶体1的下半部周边均布连通，在圆柱形上桶体1内形成向上的流态化气固液三相气泡流，颗粒和气泡在流态化床层中进一步碰撞矿化，形成向下运动的矿浆流和向上运动的矿化气泡流，在圆柱形上桶体1上部设置的由倒锥形布水筛板16，喷淋水入料管17及进水控制阀门18等组成的喷淋水系统对上升矿化气泡流进行逆向洗涤，经过洗涤的矿化气泡流进入精矿泡沫桶体3形成净化的矿化泡沫层，在精矿泡沫桶体3内，精矿泡沫进一步借助泡沫柱的二次富集作用提高精矿的品位和浓度，矿化泡沫柱溢流进入精矿收集槽4，从泡沫精矿出口19排出作为浮选精矿进入后续作业环节；向下运动的矿浆流挟带少量矿化气泡进入与圆柱形上桶体1下部直连的锥形下桶体2及其内设置的倾斜板组件5组成的下部构件，由于设置在锥形下桶体3及其内设置的的倾斜板组件5具有按矿浆密度分离的效应，如图4所示，使得密度小的气泡与密度较高的矿浆得到更有效地离析，在倾斜板20形成的倾斜空间内，形成下降矿浆流21和上升气泡流22，有效阻滞了气泡随下降矿浆流进入尾矿。穿过倾斜板组件5下降矿浆流经由尾矿管6，尾矿溢流槽7，尾矿控制阀塞8及调整丝杠9组成的尾矿控制机构排出作为浮选尾矿进入后续处理作业。
本发明中，由于倾斜板组件5对气泡的阻挡效应和圆柱形上桶体1中上升气泡流的逆向洗涤作用的发挥，使得本发明提供的技术方案可以使浮选过程在远高于常规浮选充气量操作条件下运转，极大地提高了颗粒气泡矿化的效率，降低了矿化气泡对非目的矿物的无选择性挟带污染，进一步提高了浮选分选精度和精矿品位，杜绝了矿化气泡进入尾矿的损失。本发明中，倒锥形布水筛板16设置在上桶体顶部，在气泡上升过程中设置喷淋水，不会刺破气泡，不会带来回收率损失。此外，与常规浮选技术不同的是，常规浮选机在工作时，需要有一个稳定的矿化泡沫层，有比较清晰的矿浆与泡沫层分界面，通过控制泡沫层与矿浆分界面位置调整泡沫层厚度，以强化泡沫层二次富集作用，也就是说，其需要控制和维持稳定厚度的泡沫层和清晰的矿浆/泡沫层分界面，才能保证分选效果，当充气量较高时，清晰的矿浆/泡沫层分界面将不复存在，因而浮选效果急剧变差。本发明通过在精矿泡沫桶体下方设置锥形布水筛板，对上桶体中上升气泡流的进行逆向洗涤；同时，在锥形下桶体设置了具有按矿浆密度分离的效应的倾斜板组件，使得在工作时无需控制清晰的矿浆/泡沫层分界面，浮选过程可以在远高于常规浮选充气量操作条件下运转，杜绝了矿化气泡进入尾矿的损失，因此，本发明不仅可以大幅度提高浮选分选精度和精矿品位，还可以提高浮选设备的工作效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，包括上桶体（1），锥形下桶体（2）和精矿泡沫桶体（3），所述精矿泡沫桶体（3）设置在上桶体（1）上方，锥形下桶体（2）设置在上桶体（1）下方，所述上桶体（1）内部顶端设置有倒锥形布水筛板（16），外部沿圆周方向均匀布置有多个气泡发生器（12），所述气泡发生器（12）底部出口与上桶体（1）中下部连通；倒锥形布水筛板（16）与上桶体（1）之间形成储水区域，其上布置有多个喷淋孔；所述上桶体（1）上设置有与所述储水区域位置对应的进水管（17）；所述锥形下桶体（2）内部层叠设置有多个倾斜板组件（5），底部设置有尾矿管（6），所述倾斜板组件（5）将锥形下桶体（2）空间分割成沿横截面径向排列的多个环形空间。
2.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，所述倾斜板组件（5）之间等距设置，板间距为100mm~200mm，倾角为45~70°。
3.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，所述倾斜板组件（5）包括六个呈等边六边形形状倾斜布置的板体。
4.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在上桶体（1）外周的环形的入料箱（10），所述入料箱（10）上设置有用于入料的入料管（11），入料箱（10）底部分别与各个气泡发生器（12）连接。
5.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在上桶体（1）外周的环形的充气管（13），所述充气管（13）上设置有充气口（14），所述充气管（13）上与气泡发生器（12）供气口对应位置设置有出气口。
6.根据权利要求5所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在充气口（14）上的进气控制阀门（15）。
7.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在所述进水管（17）上的进水控制阀门（18）。
8.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在尾矿管（6）上的尾矿溢流槽（7），尾矿控制阀塞（8）及调整丝杠（9）。
9.根据权利要求1所述的一种反向流态化气泡床煤泥浮选机，其特征在于，还包括设置在精矿泡沫桶体（3）顶部的精矿收集槽（4），所述精矿泡沫桶体（3）顶部通过精矿收集槽（4）封闭，所述精矿收集槽（4）底部设置有泡沫精矿出口（19）。
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