CN113275132A - 一种磷矿反浮选的新型浮选柱 - Google Patents

一种磷矿反浮选的新型浮选柱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷矿反浮选的新型浮选柱，包括浮选柱体；所述浮选柱体为中空结构，内部从上至下依次设有导流槽、清洁喷淋水架和管流填料床层；所述导流槽的底部与精矿口连通；所述清洁喷淋水架与设置在柱体外部的给水口连通；所述管流填料床层从上至下分为三层，依次为管流填料床层Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体设置有给矿口Ⅰ，管流填料床层Ⅱ和Ⅲ之间的柱体设置有给矿口Ⅱ；管流填料床层Ⅲ的下方柱体设置有不同高度的两个充气口Ⅰ和Ⅱ；所述浮选柱体底部设有尾矿口。本发明具有逆流、旋流和管流矿化于一体的柱内流型，有利于颗粒与气泡接触起到混合、粘附与清净的作用。

Description

一种磷矿反浮选的新型浮选柱
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种磷矿反浮选的新型浮选柱。
背景技术
磷矿是生产无机磷肥和其他磷化工产品必不可缺而又不可再生和替代的重要矿产资源。中国磷矿资源储量居世界前列，但随着我国磷化工产业的快速发展，磷矿的开采及用量也急剧上升，但磷矿的品味却日益下降。
浮选是处理磷矿最为有效的一种选矿方法，它是依靠物理和化学的作用,使不同矿粒对水的润湿性不同而达到分离的目的。现有的浮选设备主要有浮选机和浮选柱两种。
浮选机存在槽体浅，精煤泡沫层薄，无泡沫精选过程；泡沫中夹带高灰细泥多，选择性差，分选效率低；叶轮和喷嘴磨损严重，维修工作量大，维护费用高；占地面积大，需检修空间大，土建投资高；动力消耗大等问题。
此外，浮选柱还具有结构简单，重量轻，容积大，操作简便，运行费用低，浮选效率高，流程简单，易实现自动化等诸多特点，近年来越来越成为国内外的热点研究课题和广泛使用的浮选设备。但是，传统浮选柱存在内部流场分布不均匀，容易形成大范围的环流等现象，一般通过优化浮选柱的内部结构或者添加充填介质等措施可以缓解这一类问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于磷矿反浮选的新型浮选柱，具有逆流、旋流和管流矿化于一体的柱内流型，有利于颗粒与气泡接触起到混合、粘附与清净的作用。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种磷矿反浮选的新型浮选柱，包括浮选柱体；
所述浮选柱体为中空结构，内部从上至下依次设有导流槽、清洁喷淋水架和管流填料床层；
所述导流槽的底部与精矿口连通；
所述清洁喷淋水架与设置在柱体外部的给水口连通；
所述管流填料床层从上至下分为三层，依次为管流填料床层Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；
管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体设置有给矿口Ⅰ，管流填料床层Ⅱ和Ⅲ之间的柱体设置有给矿口Ⅱ；
管流填料床层Ⅲ的下方柱体设置有不同高度的两个充气口Ⅰ和Ⅱ；
所述浮选柱体底部设有尾矿口。
按上述方案；所述浮选柱体高度为8000mm，内径为2000mm。
按上述方案，所述清洁喷淋水架的直径为10～50mm，喷孔的直径为5～10mm。
按上述方案，所述导流槽倾斜角度为30～60°。
按上述方案，所述管流填料床层的厚度为300～400mm，内设置多层波纹片。
按上述方案，所述管流填料床层与浮选柱体内壁之前设置膨胀环。
按上述方案，所述充气口Ⅰ和Ⅱ的直径为100～200mm；高度差为1300mm。
按上述方案，所述尾矿口的直径为60～100mm，与柱体底部的距离为100～150mm。
按上述方案，所述精矿口的直径为150～200mm。
按上述方案，所述给矿口Ⅰ和Ⅱ的直径为210～250mm。
按上述方案，在所述浮选柱体外壁设置有均匀分布的循环管；所述循环管的上端与管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通，所述循环管的下端与充气口Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通。
按上述方案，所述管流填料床层Ⅰ距给矿口Ⅰ的间距为80～120mm，管流填料床层Ⅱ距给矿口Ⅱ的间距为150～200mm，管流填料床层Ⅲ距充气口Ⅰ的间距为250～300mm。
本发明在进行浮选时使用气泡发生器所产生的气泡通过文丘里管和充气口Ⅰ旋流进入柱底部；用空气泵将压缩空气通过充气口Ⅱ打入到柱底部。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
(1)本发明的浮选柱装置实现逆流、旋流和管流矿化于一体的三种高效矿化方式：矿粒在捕集区下降时，与上升的气泡逆流接触和碰撞，从而实现逆流矿化浮选；外部引入的气泡与颗粒粘附体呈管流切向入料，在柱内形成旋流状态，气泡和矿粒在柱内具有充分混合作用，以实现旋流矿化浮选；填料床层狭小的循环管空间，促使矿物颗粒与气泡完成高效碰撞与粘附过程，实现管流矿化浮选。
(2)下降的矿粒与上升的气泡逆流接触，同时填料细小的通道可以看成细小的浮选柱，这些通道使得矿粒与气泡之间混合的概率大大并且增加逆向流动更通畅，更有利于浮选。
(3)设备外部气泡发生器所产生的气泡与颗粒的粘附体呈管流切向入料，在柱内形成旋流状态，气泡和矿粒在柱内起到了良好的混合作用。
(4)通过充气口Ⅱ进入柱底部的压缩空气，一是提供辅助气泡，二是防止引起结垢。
(5)本发明的浮选柱装置有较大的精选能力，矿浆品位在柱中变化较大，同时，无需刮泡装置、机械搅拌装置，占地面积小，电耗低。
附图说明
图1：本发明所述浮选柱结构示意图；
1-导流槽、21-管流填料床层Ⅰ、22-管流填料床层Ⅱ、23-管流填料床层Ⅲ、3-精矿口、4-循环管、5-尾矿口、6-清洁喷淋水架、7-给水口、8-给矿口Ⅰ、9-给矿口Ⅱ、10-充气口Ⅰ、11-充气口Ⅱ；
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明磷矿反浮选的新型浮选柱如附图1所示，包括浮选柱体；
所述浮选柱体为中空结构，内部从上至下依次设有导流槽(1)、清洁喷淋水架(6)和管流填料床层(21、22、23)；
所述导流槽(1)的底部与精矿口(3)连通；
所述清洁喷淋水架(6)与设置在柱体外部的给水(7)口连通；
所述管流填料床层从上至下分为三层，依次为管流填料床层Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ(21、22、23)；
管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体设置有给矿口Ⅰ(8)，管流填料床层Ⅱ和Ⅲ之间的柱体设置有给矿口Ⅱ(9)；
管流填料床层Ⅲ的下方柱体设置有不同高度的两个充气口Ⅰ和Ⅱ(10、11)；
所述浮选柱体底部设有尾矿口(5)。
在所述浮选柱体外壁设置有均匀分布的循环管(4)；所述循环管(4)的上端与管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通，所述循环管的下端与充气口Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通。
其中，所述浮选柱体高度为8000mm，内径为2000mm。
所述清洁喷淋水架(6)的直径为10～50mm，喷孔的直径为5～10mm。
所述导流槽(1)倾斜角度为30～60°。
所述管流填料床层(21、22、23)的厚度为300～400mm，内设置多层波纹片。
所述管流填料床层(21、22、23)与浮选柱体内壁之前设置膨胀环。
所述充气口Ⅰ和Ⅱ(10、11)的直径为100～200mm；高度差为1300mm。
所述尾矿口(5)的直径为60～100mm，与柱体底部的距离为100～150mm。
所述精矿口(3)的直径为150～200mm。所述给矿口Ⅰ和Ⅱ(8、9)的直径为210～250mm。
实施例1
将1000g矿样破碎至-3～-5mm，再磨矿至-150～-200目大于75％后，将矿浆倒入调浆桶中，矿浆浓度控制在30％左右，先加入磷酸作为抑制剂和pH调整剂调整矿浆pH值到7～9之间，搅拌3～5min后，加入捕收剂，搅拌4～8min。调浆完成后，由给矿装置将混和矿浆通过给矿口送入到柱内。由于矿浆中的矿物在重力的作用，在柱内缓慢下降。压缩空气由气泡发生器从塔底给入，形成大量的微小气泡，均匀地分布在浮选柱的整个截面上并在浮力作用下上升。这时，由气泡发生器所产生的细小气泡与含磷酸盐的矿浆颗粒形成错流运动形成矿化气泡。在循环压力与气泡浮力的共同作用下，矿化气泡进入填料床层。矿化气泡和淋洗水在填料装置内形成逆流接触，并通过填料循环管进行分层分级和对流矿化，利用冲洗水将与气泡粘附不牢固的矿物颗粒洗涤下来。矿化气泡从泡沫流槽自动溢出或用刮板将泡沫刮出，即为精矿。另一部分不浮的矿浆不能吸附于气泡上，从塔底经尾矿提升装置排出或进入下一工艺处理，即为尾矿。
通过试验，确定了浮选的工艺参数和操作条件为：矿浆浓度30％，pH值控制在7～9，捕收剂用量为500～1000g/t，抑制剂用量为15～25g/t，淋洗水流量大小为0.12m3/h，压力为0.21MPa；充气量为0.30m3/h。本实验所使用的浮选柱为试验浮选柱，其结构示意图如图1所示。选取原矿、精矿和尾矿样品进行分析测试，分析测试所得结果如下表1所示。
表1矿样分析结果
Figure BDA0003056156610000041
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：所述的浮选柱内无填料床层。通过浮选试验，选取原矿、精矿和尾矿样品进行分析测试，分析测试所得结果如下表2所示。
表2矿样分析结果
Figure BDA0003056156610000042
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：矿浆浓度控制在45％左右，加入磷酸后搅拌时间为5～8min，加入捕收剂，搅拌时间为9～12min。选取原矿、精矿和尾矿样品进行分析测试，分析测试所得结果如下表3所示。
表3矿样分析结果
Figure BDA0003056156610000051
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磷矿反浮选的新型浮选柱，包括浮选柱体，其特征在于所述浮选柱体为中空结构，内部从上至下依次设有导流槽、清洁喷淋水架和管流填料床层；
所述导流槽的底部与精矿口连通；
所述清洁喷淋水架与设置在柱体外部的给水口连通；
所述管流填料床层从上至下分为三层，依次为管流填料床层Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；
管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体设置有给矿口Ⅰ，管流填料床层Ⅱ和Ⅲ之间的柱体设置有给矿口Ⅱ；
管流填料床层Ⅲ的下方柱体设置有不同高度的两个充气口Ⅰ和Ⅱ；
所述浮选柱体底部设有尾矿口。
2.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述浮选柱体高度为8000mm，内径为2000mm；所述清洁喷淋水架的直径为10～50mm，喷孔的直径为5～10mm。
3.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述导流槽倾斜角度为30～60°。
4.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述管流填料床层的厚度为300～400mm，内设置多层波纹片。
5.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述管流填料床层与浮选柱体内壁之前设置膨胀环。
6.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述充气口Ⅰ和Ⅱ的直径为100～200mm；高度差为1300mm。
7.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述尾矿口的直径为60～100mm，与柱体底部的距离为100～150mm；所述精矿口的直径为150～200mm。
8.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述给矿口Ⅰ和Ⅱ的直径为210～250mm。
9.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述浮选柱体外壁设置有均匀分布的循环管；所述循环管的上端与管流填料床层Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通，所述循环管的下端与充气口Ⅰ和Ⅱ之间的柱体内空间连通。
10.如权利要求1所述磷矿反浮选的新型浮选柱，其特征在于所述管流填料床层Ⅰ距给矿口Ⅰ的间距为80～120mm，管流填料床层Ⅱ距给矿口Ⅱ的间距为150～200mm，管流填料床层Ⅲ距充气口Ⅰ的间距为250～300mm。
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