CN113967540A - 一种充气搅拌设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充气搅拌设备，包括搅拌桶桶体，所述搅拌桶桶体的上方设有电机，所述电机通过传动装置与叶轮搅拌器连接，所述叶轮搅拌器的下方设有微泡发生装置；所述搅拌桶桶体的侧面设有泡沫循环外腔，所述泡沫循环外腔围绕在搅拌桶桶体的外侧，泡沫循环外腔的顶部与搅拌桶桶体通过溢流口连通，泡沫循环外腔的底部与搅拌桶桶体通过循环孔连通；所述叶轮搅拌器的上方设有倒漏斗形挡板，该挡板上设有多个孔，所述叶轮搅拌器、倒漏斗形挡板的位置均可上下调节。本发明充气循环搅拌设备用于含高磁黄铁矿型铜矿石的浮选，经该设备预处理后，粗选精矿中铜品位高，回收率高，磁黄铁矿含量大大降低，浮选效率大大增强，有利于实现短流程浮选。

Description

一种充气搅拌设备及其应用

技术领域

本发明属于选矿设备领域，涉及一种充气搅拌设备及其应用，特别涉及一种充气搅拌设备及其在含高磁黄铁矿型硫化矿选矿中的应用。

背景技术

磁黄铁矿是硫化矿(硫化铜、硫化铅锌矿)的重要伴生矿物，二者在选矿领域难以分离。磁选和浮选是最常见的分离方法。例如，在含高磁黄铁矿型铜矿浮选过程中，磁黄铁矿易氧化消耗矿浆中的溶解氧，使得捕收剂难以氧化捕收铜矿物，造成铜矿物浮选速率慢，回收率低。此外，磁黄铁矿因具有较高的天然可浮性而难以抑制。因此，此类矿石在选矿过程中应当强调去除磁黄铁矿对铜矿物的影响。利用磁性差异，优先磁选脱除磁黄铁矿是一种理论可行的方法。然而，在这种矿石中，往往磁黄铁矿的含量比铜矿物含量大的多，且磨矿不充分，依旧存在较多的磁黄铁矿-铜矿物连生体，优先磁选极易造成部分铜矿物损失到磁黄铁矿中。常规的高碱工艺会影响金、银等贵金属的回收，污染环境，不符合时代发展的趋势，且难以解决矿浆中溶解氧含量低，铜矿物浮选速率慢和回收率低的问题。

为了解决含高磁黄铁矿型硫化矿难以分离的问题，通过引入充气装置补充矿浆中溶解氧是一种可行的方法，但是仅仅是在常规浮选机的基础上加入制氧剂或者增加充气量，实际效果均不太理想。制氧剂往往会造成其他影响，比如过氧化氢是最常见的制氧剂，然而其在矿浆中分解产生氧气的效率较低，并且呈现出较强的氧化性，这种氧化性往往会使得铜矿物过氧化，影响铜回收率。若只是增加充气量的话，气泡较大，在矿浆中驻留时间短，难以有效增加溶解氧含量，且对磁黄铁矿的氧化不够充分，不能有效抑制磁黄铁矿的浮选；现有技术中搅拌桶筒体中加有大量的捕收剂，增加充气量会产生大量的泡沫，泡沫极易“跑槽”而造成金属损失。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种充气搅拌设备，利用该设备对含高磁黄铁矿型硫化矿的矿浆进行预处理。

本发明的第二个目的在于提供一种充气搅拌设备在含高磁黄铁矿型硫化矿选矿中的应用。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种充气搅拌设备，包括搅拌桶桶体，所述搅拌桶桶体的上方设有电机，所述电机通过传动装置与叶轮搅拌器连接，所述叶轮搅拌器的下方设有微泡发生装置；

所述搅拌桶桶体的侧面设有泡沫循环外腔，所述泡沫循环外腔围绕在搅拌桶桶体的外侧，泡沫循环外腔的顶部与搅拌桶桶体通过溢流口连通，泡沫循环外腔的底部与搅拌桶桶体通过循环孔连通；

所述叶轮搅拌器的上方设有倒漏斗形挡板，该挡板上设有多个孔，所述叶轮搅拌器、倒漏斗形挡板的位置均可上下调节。

优选的方案，所述搅拌桶桶体的侧面设有2～8个循环孔，循环孔位置设有可移动式循环孔隔板，用于调节循环孔的开合程度，来控制溢出泡沫的循环速度，进而控制循环次数。

进一步，所述搅拌桶桶体的侧面设有4～6个循环孔，均匀围绕搅拌桶桶体分布在泡沫循环外腔的下部。

优选的方案，所述循环孔的直径为20～40cm。

优选的方案，所述泡沫循环外腔底部侧壁与搅拌桶桶体间的夹角为20～30°，使得泡沫能够尽快沉积到循环外腔底部。

优选的方案，所述搅拌桶桶体的下部设有给料管，所述给料管位于微泡发生装置、叶轮搅拌器之间。

进一步，所述叶轮搅拌器呈锥形。

优选的方案，所述搅拌桶桶体的上部设有排料管，经预处理后的矿浆由排料管排出，进入浮选机，进行浮选作业。

优选的方案，所述叶轮搅拌器的高度稍低于循环孔的高度，通过叶轮搅拌器旋转所造成的负压使得泡沫循环外腔中的矿浆及时进入到锥形二次循环腔。

优选的方案，所述微泡发生装置包括鼓风机、气管和扩散曝气器，所述扩散曝气器设置于叶轮搅拌器的下方，可通过调节鼓风机风压控制充气量以及微泡尺寸。

优选的方案，所述搅拌桶桶体的侧面设有透明视窗及刻度尺，用于观察搅拌桶桶体内矿浆液位。

优选的方案，所述充气搅拌设备还包括加药管，加药管用于向搅拌桶桶体内添加药剂。

本发明还提供所述充气搅拌设备在含高磁黄铁矿型硫化矿选矿中的应用，利用该设备取代常规搅拌桶，对含高磁黄铁矿型硫化矿的矿浆进行预处理。

本发明所述充气搅拌设备，该设备配置有循环外腔和循环孔，产生的泡沫不会直接成为产品而是返回到搅拌桶桶体中继续与活性微泡或浮选药剂作用，并多次重复，以起到预富集的作用。

本发明所述充气搅拌设备，不同于常规的搅拌桶，该搅拌设备中增加了微泡发生装置，旨在产生大量活性微泡，即可增加矿浆中溶解氧含量，又可氧化磁黄铁矿表面，并促进捕收剂在黄铜矿表面的选择性吸附。同时，本发明所述充气搅拌设备，区别于浮选柱，本发明设备在设置有微泡发生装置的同时，也设置有叶轮搅拌器，目的是促进药剂的分散以及矿浆的循环；本发明设备的桶体高度远远小于浮选柱，目的是增加矿浆在该设备中的循环次数；本设备桶体溢流口溢流的泡沫不会作为产品排出，而是会再次循环进入桶体中；本发明设备上部排料管所排出的矿浆中其矿物组成与给料口给入的原矿性质相同，只是矿浆中溶解氧含量增高，磁黄铁矿表面得到较为充分的氧化，捕收剂在黄铜矿表面发生较好的选择性吸附。

本发明的有益技术效果：

本发明提供一种充气式循环搅拌设备及其在含高磁黄铁矿型硫化矿选矿中的应用，通过微泡发生装置产生的大量活性微泡，促进磁黄铁矿表面的氧化，并增加矿浆中溶解氧含量，有利于捕收剂对硫化矿的捕收，提高硫化矿的浮选速率和回收率，并使磁黄铁矿得到较为充分的氧化抑制；通过加装泡沫循环外腔和循环孔，使产生的泡沫溢流到循环外腔并通过循环孔重新回到搅拌桶桶体中，不仅可以解决泡沫造成金属损失的问题，更可以使硫化矿和磁黄铁矿在搅拌桶桶体和循环外腔中多次循环，对于未充分氧化并被带到泡沫中的磁黄铁矿，其可以在循环到搅拌桶桶体后再次与活性微泡作用，二次氧化，进而增大硫化矿与磁黄铁矿可浮性的差别；经预处理后的矿浆给到浮选机中，磁黄铁矿已被充分氧化，可浮性下降且不会消耗矿浆中溶解氧，而黄铜矿表面已经吸附了足量的捕收剂，其浮选速率较快，二者的可浮性差别不断扩大，有利于对磁黄铁矿、硫化矿进行分离回收。

本发明充气循环搅拌设备用于含高磁黄铁矿型铜矿石的浮选，经该设备预处理后，粗选精矿中铜品位高，回收率高，磁黄铁矿含量大大降低，浮选效率大大增强，有利于实现短流程浮选。

附图说明

图1为本发明充气搅拌设备的结构示意图。

图中：1-搅拌桶桶体，2-电机，3-叶轮搅拌器，4-微泡发生装置，401-鼓风机，402-气管，403-扩散曝气器，5-泡沫循环外腔，6-溢流口，7-循环孔，8-倒漏斗形挡板，9-可移动式循环孔隔板，10-给料管，11-排料管，12-锥形二次循环腔， 13-刻度尺，14-加药管。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，一种充气搅拌设备，包括搅拌桶桶体1，所述搅拌桶桶体1的上方设有电机2，电机2通过传动装置与叶轮搅拌器3连接，叶轮搅拌器3呈锥形，叶轮搅拌器3的下方设有微泡发生装置4，微泡发生装置4包括鼓风机401、气管402和扩散曝气器403，扩散曝气器403设置于叶轮搅拌器3的下方；

搅拌桶桶体1的侧面设有泡沫循环外腔5，泡沫循环外腔围绕在搅拌桶桶体的外侧，泡沫循环外腔的顶部与搅拌桶桶体通过溢流口6连通，泡沫循环外腔的底部与搅拌桶桶体通过循环孔7连通；

搅拌桶桶体的侧面设有4个循环孔7，循环孔位置设有可移动式循环孔隔板 9，以调整循环孔的开合程度，循环孔的直径为20～40cm；

泡沫循环外腔5底部侧壁与搅拌桶桶体间的夹角为20～30°，使得泡沫能够尽快沉积到循环外腔底部。

叶轮搅拌器3的上方设有倒漏斗形挡板8，该挡板上设有多个孔，叶轮搅拌器、倒漏斗形挡板的位置均可上下调节；

搅拌桶桶体的下部设有给料管10，给料管10位于微泡发生装置4、叶轮搅拌器3之间；搅拌桶桶体的上部设有排料管11，经预处理后的矿浆由排料管11 排出，进入浮选机，进行浮选作业。

叶轮搅拌器3的高度稍低于循环孔7的高度，但有一定的可调节空间，通过叶轮搅拌器旋转所造成的负压使得泡沫循环外腔5中的矿浆及时进入到锥形二次循环腔12。

搅拌桶桶体的侧面设有透明视窗及刻度尺13，用于观察搅拌桶桶体内矿浆液位。

充气搅拌设备还包括加药管14，用于向搅拌桶桶体1内添加药剂。

本发明所述充气搅拌设备的工作原理：矿石经球磨机破碎和分级处理，调浆后得到预定细度的矿浆，矿浆由底部给料管10给到搅拌桶桶体1内，在锥形叶轮搅拌器3的搅拌作用下，矿浆中的物料得到充分的分散，由于磁黄铁矿极易氧化，当磁黄铁矿含量较高时，会使得搅拌桶桶体内溶解氧含量降低，铜矿物浮选速率下降，通过调节桶底的微泡发生装置4以控制给到搅拌桶中的气泡大小和进气量，进而可以调控铜矿物的浮选速率；更近一步，当微泡活性较高且气量充足时能够使磁黄铁矿过氧化而可浮性下降；由于筒体中有充气装置并引入了带有起泡能力的捕收剂，因而会产生大量的泡沫，为防止金属量损失，在搅拌桶桶体1之外设置了泡沫循环外腔5；内腔的泡沫溢流到外腔中，并通过循环孔7回流到锥形二次循环腔12中，最终返回到搅拌桶桶体1之中，预处理后的矿浆经桶体上部的排料管11排出，并给到后续的浮选机中。

矿浆经给料管10从搅拌桶桶体1底部给入，微泡发生装置4也安置在桶体底部，矿物颗粒、浮选药剂与气泡在叶轮搅拌器3的搅动作用下充分作用，所产生的矿化泡沫由底部上升，并在搅拌桶顶部形成泡沫层，从溢流口6溢出的泡沫流到泡沫循环外腔5中，并通过循环孔7再次返回到搅拌桶桶体1中；经过多次的循环，磁黄铁矿表面被微泡中的氧气充分氧化，可浮性大大下降，而黄铜矿也在微泡中溶解氧的作用下被捕收剂捕收，二者的可浮性差别不断扩大。

叶轮搅拌器上方设置了一个倒漏斗形的挡板8，挡板上设有多个孔，使得矿浆和气泡充分接触，既延长了搅拌时间，又使得循环泡沫可通过此孔进入到搅拌桶桶体顶部形成泡沫层。

倒漏斗型挡板8与叶轮搅拌器3之间形成锥形二次循环腔12，当叶轮高速旋转时此腔内会产生稳定负压，能通过循环孔将泡沫循环外腔中的物料吸入到二次循环腔之中，以完成泡沫在内外腔的循环过程，叶轮搅拌器3、倒漏斗型挡板8位置可上下调控，进而控制搅拌程度以及循环速度。

实施例2

采用本发明充气搅拌设备对内蒙某含高磁黄铁矿型铜矿开展选矿试验研究，其中主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿，其中铜品位为0.6％，铁品位为26％，硫品位为19％，属于含高磁黄铁矿型铜矿。其余金属矿物含量较低。脉石矿物主要为石英和方解石等。

将原矿经球磨和分级处理至-0.075mm占70％以上，采用本发明所述的充气搅拌设备进行预处理，其中微泡发生装置进气量设置在1.5L/min，丁黄药20g/t， Z20020g/t，pH为7.5，作用后矿浆给到浮选机经一次粗选得到铜品位5.35％，回收率88.5％，硫品位39.1％，回收率22.3％的粗精矿产品。

经试验验证初始产生的泡沫中硫品位较高，尤其是磁黄铁矿含量较高，随着泡沫在搅拌桶桶体和泡沫循环外腔之间循环次数的增多，泡沫中磁黄铁矿含量逐渐降低，而黄铜矿含量越来越高，即富集效果不断增强。这是因为由于微泡发生装置的存在，搅拌桶桶体中存在有大量的活性微泡，不仅提高了桶体中溶解氧含量，促进了铜矿物的浮选，而且这些微泡对磁黄铁矿具有较强的氧化作用。每一次循环过程中，磁黄铁矿都将得到二次氧化，其亲水性增强并从泡沫中脱落，因此增加循环次数能够强化对磁黄铁矿的抑制作用。通过该充气式循环搅拌设备的预处理，可以实现无抑制剂条件下磁黄铁矿的高效抑制，安全环保、易操作、效率高且生产成本低。

对比例

采用常规搅拌桶处理矿浆，在浮选中引入石灰作为黄铁矿、磁黄铁矿抑制剂，调节矿浆pH为11时，丁黄药20g/t，Z20020g/t，经一次粗选得到铜品位5.15％，回收率87.9％，硫品位34.2％，回收率18.7％的粗精矿产品。

结果表明，采用该设备可实现无碱优先工艺，在不使用石灰等碱性药剂抑制黄铁矿和磁黄铁矿的前提下，通过该设备中溶解氧的调整和矿浆的循环，即可使磁黄铁矿、黄铁矿等得到有效抑制，而黄铜矿的可浮性不受影响，并得到合格的粗精矿产品。

以上内容仅为本发明的具体实施案例，而非本发明的所有应用案例，凡按本发明的技术思想以及在本发明技术思想上做改动的方案，均在本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充气搅拌设备，包括搅拌桶桶体(1)，所述搅拌桶桶体(1)的上方设有电机(2)，所述电机(2)通过传动装置与叶轮搅拌器(3)连接，其特征在于：所述叶轮搅拌器(3)的下方设有微泡发生装置(4)；

所述搅拌桶桶体(1)的侧面设有泡沫循环外腔(5)，所述泡沫循环外腔围绕在搅拌桶桶体的外侧，泡沫循环外腔的顶部与搅拌桶桶体通过溢流口(6)连通，泡沫循环外腔的底部与搅拌桶桶体通过循环孔(7)连通；

所述叶轮搅拌器(3)的上方设有倒漏斗形挡板(8)，该挡板上设有多个孔，所述叶轮搅拌器、倒漏斗形挡板的位置均可上下调节。

2.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述搅拌桶桶体的侧面设有2～8个循环孔(7)，循环孔位置设有可移动式循环孔隔板(9)。

3.根据权利要求1或2所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述循环孔的直径为20～40cm。

4.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述泡沫循环外腔(5)底部侧壁与搅拌桶桶体间的夹角为20～30°。

5.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述搅拌桶桶体的下部设有给料管(10)，所述给料管(10)位于微泡发生装置(4)、叶轮搅拌器(3)之间。

6.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述叶轮搅拌器(3)呈锥形。

7.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述搅拌桶桶体的上部设有排料管(11)，经预处理后的矿浆由排料管(11)排出，进入浮选机，进行浮选作业。

8.根据权利要求6所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述叶轮搅拌器(3)的高度稍低于循环孔(7)的高度，通过叶轮搅拌器旋转所造成的负压使得泡沫循环外腔(5)中的矿浆及时进入到锥形二次循环腔(12)。

9.根据权利要求1所述的充气搅拌设备，其特征在于：所述微泡发生装置(4)包括鼓风机(401)、气管(402)和扩散曝气器(403)，所述扩散曝气器(403)设置于叶轮搅拌器(3)的下方。

10.根据权利要求1～9中任一项所述充气搅拌设备在含高磁黄铁矿型硫化矿选矿中的应用，利用该设备取代常规搅拌桶，对含高磁黄铁矿型硫化矿的矿浆进行预处理。

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