CN114308399A - 一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿物加工技术领域，公开了一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，包括浮选装置，该装置包括开口向上的箱体，箱体上设有位于箱体侧壁上的加料管、出泡口和出料管，出泡口处设有接料槽，箱体内设有搅拌机构，搅拌机构包括横向转动连接在箱体上的搅拌轴和固接在搅拌轴上的搅拌叶；搅拌机构上方的箱体上设有刮泡机构，刮泡机构包括沿搅拌轴轴向滑动的刮片组件和用于驱动刮片组件往复滑动的动力组件，刮片组件靠近出泡口滑动时插入液面刮泡，刮片组件远离出泡口滑动时未插入液面；箱体底部设有进气孔，进气孔处设有滤网，箱体上设有向进气孔单向供气的供气机构。本发明用以解决现有浮选机存在分离不彻底、分离效率低的问题。

Description

一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，具体涉及了一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统。

背景技术

锌硫化物分离一直以来都是世界选矿界的难题，对于铜锌分离困难的原因主要包括以下几个方面：①各种矿物间的嵌布关系复杂、目的矿物粒度粗细不一，单体解离困难；②矿石中次生铜矿物在磨矿过程中产生的铜离子对闪锌矿有活化作用，使闪锌矿的可浮性与铜矿物相近；③受黄铁矿、磁黄铁矿等其他伴生矿物及矿泥的影响，浮选方法和药剂制度等对铜锌分离效果影响较大。因此，我国多数矿山产出的精矿中铜锌金属互含严重，精矿质量达不到要求，只有少数矿山进行了有效铜锌多金属分离。因此，针对微细粒嵌布的铜锌硫化矿开发高效的浮选分离技术具有重要的理论和实际意义。

浮选，漂浮选矿的简称，是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，按矿物可浮性的差异进行分选的方法，应用最广泛的是泡沫浮选法：矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品；不能浮起的脉石等矿物颗粒，随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。

现有的浮选机一般是通过转轴带动叶轮转动对矿浆进行搅拌，过程中通过空气，并加入浮选试剂，使矿浆、空气与浮选试剂混合，产生矿化泡沫层浮于矿浆表面，通过转动的刮板将泡沫刮出。此方式能将泡沫刮出，但转动的刮板会在泡沫层里对泡沫产生破坏，表面易形成涡流，降低浮选效果，影响泡沫稳定，且泡沫有残留，有未刮起的泡沫，造成浮选分离不彻底。

发明内容

本发明的目的是提供一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，以解决上述背景技术中现有浮选机存在分离不彻底、分离效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，包括浮选装置，该装置包括开口向上的箱体，箱体上设有位于箱体侧壁上的加料管、出泡口和出料管，出泡口处设有接料槽，箱体内设有搅拌机构，搅拌机构包括横向转动连接在箱体上的搅拌轴和固接在搅拌轴上的搅拌叶；搅拌机构上方的箱体上设有刮泡机构，刮泡机构包括沿搅拌轴轴向滑动的刮片组件和用于驱动刮片组件往复滑动的动力组件，刮片组件靠近出泡口滑动时插入液面刮泡，刮片组件远离出泡口滑动时未插入液面；箱体底部设有进气孔，进气孔处设有滤网，箱体上设有向进气孔单向供气的供气机构。

本发明的原理：浮选时，箱体用于容纳待浮选的矿浆，浮选过程中通过加料管向箱体上加入浮选药剂，由于加料管位于箱体侧壁上，从侧壁加入浮选药剂，浮选药剂进入矿浆的过程中不会破坏产生的泡沫。通过动力组件驱动刮片组件往复滑动，当刮片组件向出泡口滑动时，沿箱体侧壁插入到矿浆液面，通过刮片组件将产生的泡沫刮向出泡口，泡沫经出泡口进入到接料槽中；当刮片组件远离出泡口滑动复位时，远离液面，避免破坏产生的泡沫。通过供气机构向进气孔单向供气，空气经进气孔进入箱体与矿浆、浮选药剂混合。通过搅拌轴转动带动搅拌叶转动，对矿浆、浮选药剂和空气进行搅拌，使三者充分混合，不断产生泡沫，实现分离充分。尾矿通过出料管排出箱体。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、设置开口向上的箱体，便于对浮选过程中进行观察，对产生泡沫的情况进行实时了解；侧壁设置加料管，与现有技术中从矿浆表面加入浮选药剂相比，从侧壁加入浮选药剂，浮选药剂进入矿浆的过程中不会破坏产生的泡沫，提高了浮选效果，达到了彻底分离的效果。

2、设置横向设置的搅拌轴，与现有技术中竖向转动的搅拌轴相比，竖向搅拌在液面靠近搅拌轴的周围会形成旋涡而影响液面泡沫的稳定，而横向搅拌则发生在液面之下，不会影响液面上泡沫的稳定，极大地提高了浮选的效果。

3、设置刮片组件，利用刮片组件往复滑动，与现有技术中通过转动刮板刮取泡沫相比，当刮片组件向出泡口滑动时，沿箱体侧壁插入到矿浆液面，将产生的泡沫刮向出泡口，当刮片组件远离出泡口滑动复位时远离液面，一方面能够避免破坏已产生的泡沫，提高了浮选效果，另一方面远离液面反向滑动复位阻力减小，能够有效节能，同时还能够减小对刮片组件的磨损，延长本装置的使用寿命。

进一步，所述刮片组件数量为两个，每个刮片组件包括支撑杆和可拆卸地连接在支撑杆上的刮片，动力组件包括转动连接在箱体外侧的主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间绕接有传动链条，支撑杆固接在传动链条上，两个支撑杆运动方向相反，即一个支撑杆靠近出泡口时，另一个支撑杆远离出泡口。

主动轮转动通过传动链条带动从动轮转动，传动链条转动带动两个支撑杆移动，支撑杆移动带动其上刮片移动，由于两个支撑杆运动方向相反，因此当一个刮片向出泡口移动时刮泡，另一个刮片将远离出泡口复位，通过设置两个刮片组件，进行交替刮泡，能够节省时间，极大地提高浮选的效率。

进一步，所述刮片卡扣套接在支撑杆上。如此设置，既方便拆卸更换，又能够使刮片稳定地固定在支撑杆上进行刮取泡沫。

进一步，所述进气孔的数量为多个，供气机构包括导管和气筒，导管靠近箱体底部设置，导管与进气孔之间连通有支管，支管上设有靠近进气孔设置的单向进气阀，气筒设置在箱体上，气筒内滑动连接有活塞，活塞上固接有活塞杆，活塞与气筒之间连接有弹性件，气筒与导管连通，导管上设有靠近气筒的压力阀，搅拌轴同轴连接有用于与活塞杆相抵的凸轮。

在搅拌轴带动搅拌叶转动的过程中，也将带动凸轮转动，活塞杆和活塞在凸轮与弹性件的作用下将进行往复移动，过程中活塞将压缩气筒内的空气，使其内压力增大，当压力增大到一定值后，压力阀将开启，气筒内的空气将喷出气筒，经导管、支管、进气孔进入到箱体内。如此设置的好处在于：第一，空气的密度小于液体的密度，从箱体底部进入液体，能够在其上升的过程中与矿浆、浮选药剂充分混合，提高浮选的效果；第二，通过活塞压缩，使进入矿浆内的空气具有一定的压力（速度），能够达到更好的混合效果；第三，通过搅拌轴转动与供气机构联动配合，产生具有一定压力的空气，节省了动力源的设置，达到了节能的效果。

进一步，所述出泡口设有导料板，导料板两侧设有挡板。通过导料板对泡沫进行导向，通过挡板对泡沫、矿浆进行限位，防止矿浆溢出而进入到接料槽，影响分离的效果，从而提高浮选效果。

进一步，所述导料板的纵切面呈“︿”型设置。如此设置，斜向上的设置，能够防止矿浆随泡沫溢出，避免了矿浆的浪费，提高了分离的回收率；斜向下的设置，便于泡沫快速进入到接料槽，提高分离的效率。

进一步，所述导料板纵切面的最高点呈圆弧设置。圆弧的设置，以减弱导料板转角处的尖锐度，使泡沫能够完整地进入接料槽，提高了分离的效果。

进一步，所述加料管与出泡口设置在箱体的对立侧壁上，搅拌叶呈螺旋状设置在搅拌轴上。当浮选药剂经加料管进入矿浆后，在螺旋状搅拌叶的搅拌下，能够更好地使浮选药剂与矿浆充分混合，提高浮选效果。

进一步，所述导料板上方的箱体上设有朝向导料板的出水管，箱体上设有与出水管连通的水箱。浮选后，尾料从出料管排除，水箱中的水通过出水管喷出，对导料板进行冲洗，由于导料板倾斜设置，水也将进入箱体内对箱体进行冲洗，完成自动清洗，无需人工手动清洗，节省了人力，提高了浮选的效率。

进一步，所述接料槽可拆卸地连接在箱体上。如此设置，便于拆卸和固定。

附图说明

图1为本发明实施例一中浮选装置的主视局部剖面结构示意图；

图2为本发明实施例一中浮选装置支撑杆与刮片连接的结构示意图；

图3为本发明实施例二中浮选装置的主视局部剖面结构示意图；

图4为本发明实施例二中浮选装置导料板与挡板连接的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、加料管2、出泡口3、导料板4、挡板5、接料槽6、出水管7、搅拌轴8、搅拌叶9、第一电机10、支撑杆11、刮片12、主动轮13、从动轮14、传动链条15、进气孔16、滤网17、气体发生器18、导管19、气筒20、支管21、第一单向进气阀22、活塞23、活塞杆24、弹性件25、压力阀26、凸轮27。

实施例一基本如附图1、图2所示：

一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，包括棒磨机、搅拌桶、浮选装置与ISA磨机，棒磨机、搅拌桶与ISA磨机均采用现有技术中已有的设备。浮选装置包括开口向上的箱体1，箱体1上设有位于箱体1侧壁上的加料管2、出泡口3和出料管，加料管2与出泡口3设置在箱体1的对立侧壁上。出泡口3固接有导料板4，导料板4的纵切面呈“︿”型设置，导料板4两侧固接有挡板5，以防止矿浆溢出。导料板4下方的箱体1上可拆卸地连接有接料槽6。导料板4上方的箱体1上安装有朝向导料板4的出水管7，箱体1上固接有与出水管7连通的水箱，水箱上连接有水泵，以便更快地将水箱中的水引入到出水管7。

箱体1内设有搅拌机构，搅拌机构包括横向转动连接在箱体1上的搅拌轴8和固接在搅拌轴8上的搅拌叶9，搅拌叶9呈螺旋状设置在搅拌轴8上，箱体1上固接有用于驱动搅拌轴8转动的第一电机10。

搅拌机构上方的箱体1上设有刮泡机构，刮泡机构包括沿搅拌轴8轴向滑动的刮片12组件和用于驱动刮片12组件往复滑动的动力组件。本实施例中，刮片12组件数量为两个，每个刮片12组件包括支撑杆11和可拆卸地连接在支撑杆11上的刮片12，刮片12卡扣套接在支撑杆11上。动力组件包括转动连接在箱体1外侧的主动轮13和从动轮14，箱体1上固接有用于驱动主动轮13转动的第二电机，主动轮13和从动轮14之间绕接有传动链条15，支撑杆11固接在传动链条15上，两个支撑杆11运动方向相反，即一个支撑杆11靠近出泡口3时，另一个支撑杆11远离出泡口3。

箱体1底部设有若干个进气孔16，进气孔16处通过螺钉固接有滤网17，箱体1上安装有向进气孔16单向供气的气体发生器18。

浮选装置工作时，将待处理的矿浆加入到箱体1内，启动第一电机10，第一电机10将驱动搅拌轴8转动，搅拌轴8将带动搅拌叶9，搅拌叶9将对矿浆进行搅拌，过程中从加料管2加入浮选药剂，同时启动气体发生器18向进气孔16提供空气，滤网17可有效阻止矿浆中固体颗粒堵塞进气孔16，空气经箱体1底部进入矿浆，通过搅拌使矿浆、浮选药剂与空气三者充分混合，产生矿化泡沫层浮于矿浆表面。然后启动第二电机，第二电机将驱动主动轮13转动，主动轮13转动通过传动链条15带动从动轮14转动，传动链条15转动带动两个支撑杆11移动，支撑杆11移动带动其上刮片12移动，即左侧刮片12沿箱体1侧壁插入到矿浆液面并向右移动，将泡沫刮向出泡口3，泡沫进入到导料板4，最后进入到接料槽6集中收集，同时右侧刮片12与液面有一段距离，未接触到泡沫，向左移动，为后续刮泡复位。浮选完成后，尾矿从出料管排出箱体1。启动水泵，将水箱中的水引入到出水管7，出水管7将水喷向导料板4，对导料板4进行冲洗，由于导料板4倾斜设置，水也将进入箱体1内对箱体1进行冲洗，完成自动清洗，无需人工手动清洗，节省了人力。

整个分离系统工作时，将按照如下步骤进行：

（1）原矿磨矿：将破碎至-2mm的原矿与水按2：1的比例给入棒磨机内进行磨矿，经磨矿至产品细度为-75μm质量分数80~85%。

（2）半优先选铜：将步骤（1）中磨矿完成得到的磨矿产品给入搅拌桶，在搅拌桶内依次添加石灰乳，调节矿浆pH值为9.3~9.5，Y89用量为10~15g/t和BK201用量为5~10g/t，分别搅拌3分钟、2分钟、1分钟后将矿浆给入浮选柱进行半优先选铜，得到半优先铜精矿1和柱浮选尾矿。

（3）铜锌混合浮选：将步骤（2）得到的柱浮选尾矿给入浮选装置，加入六偏磷酸钠200~400g/t搅拌3分钟后，进行2~3次混合粗选作业，得到混合粗精矿和混合粗选尾矿，将混合粗选精矿合并进行再磨。各段混合粗选作业中依次添加石灰乳，调节矿浆pH值为11.5~11.8，丁基黄药用量为25~35g/t，BK201用量为5~10g/t，分别搅拌3分钟、2分钟、1分钟。

（4）铜锌混合扫选：对步骤（3）中获得的铜锌混合粗选尾矿进行2~3段扫选作业，各段扫选作业中，依次加入丁基黄药用量为5~20g/t和BK201用量为2~5g/t，分别搅拌2分钟、1分钟，进行混合扫选作业，得到混合扫选精矿和混合扫选尾矿，混合扫选精矿顺序返回上一段作业，最后一次混合扫选尾矿为最终混合浮选尾矿。

（5）铜锌混合精矿再磨：对步骤（3）获得的混合粗精矿给入ISA磨机，并添加硫化钠200~300g/t进行脱药，进行再磨至磨矿产品细度为P8020~25μm。

（6）铜锌分离（铜粗选）：将步骤（5）获得的磨矿产品给入浮选装置，依次向浮选装置添加石灰乳，调节矿浆pH值为10~10.5，硫酸锌+亚硫酸钠一起添加，用量分别为1000~1500g/t和300-500g/t，丁基黄药用量为15~25g/t和BK201用量为2~5g/t，分别搅拌3分钟、3分钟、2分钟、1分钟后进行铜锌分离，获得铜粗精矿和铜粗选尾矿。

（7）铜精选：将步骤（6）获得的铜粗精矿进行2~3次铜精选作业，每段铜精选作业中添加0~200g/t的亚硫酸钠，获得低品位铜精矿和铜精选中矿，将铜精选中矿返回至ISA再磨，其余精选中矿顺序返回至上一段作业。

（8）铜扫选：将步骤（6）获得的铜粗选尾矿进行2~3次铜扫选作业，每段铜扫选作业中依次添加硫酸锌+亚硫酸钠，用量分别为200~500g/t和0~200g/t，丁基黄药用量为5~10g/t，得到铜扫选精矿和铜扫选尾矿，铜扫选精矿顺序返回至上一段作业。

（9）锌粗选：将步骤（8）获得的铜扫选尾矿进行锌粗选作业，依次向浮选装置添加硫酸铜用量为300~500 g/t，石灰乳调节矿浆pH值为11.3~11.5，丁基黄药用量为20~30 g/t，BK201用量为5~10 g/t，分别搅拌3分钟、3分钟、2分钟、1分钟后进行锌粗选作业，获得锌粗精矿和锌粗选尾矿。

（10）锌精选：将步骤（9）获得的锌粗精矿进行3~4次锌精选作业，每次锌精选作业添加石灰乳，调节矿浆pH值为10.5~11.0，获得锌精矿和锌精选中矿，锌精选中矿顺序返回至上一段作业。

（11）锌扫选：将步骤（9）获得的锌粗选尾矿进行2~3段锌扫选作业，每段扫选作业依次添加石灰乳调节矿浆pH值为11.3~11.5，丁基黄药用量为5~15 g/t，BK201用量为2~5g/t，进行锌扫选作业，获得锌扫选中矿和锌尾矿，锌扫选中矿顺序返回至上一段作业，锌尾矿即为硫精矿。

实施例二基本如附图3、图4所示：

本实施例与实施例一的区别在于：箱体1上设有向进气孔16单向供气的供气机构，供气机构包括导管19和气筒20，导管19靠近箱体1底部设置，导管19与进气孔16之间连通有支管21，支管21上安装有靠近进气孔16设置的第一单向进气阀22，气筒20设置在箱体1上，气筒20下腔室上安装有向气筒20单向进气的第二单向进气阀，气筒20内滑动连接有活塞23，活塞23上固接有活塞杆24，活塞23与气筒20之间连接有弹性件25，本实施例中，弹性件25为弹簧，气筒20与导管19连通，导管19上安装有靠近气筒20的压力阀26，搅拌轴8同轴连接有用于与活塞杆24相抵的凸轮27。导料板4纵切面的最高点呈圆弧设置。

浮选装置工作时，在搅拌轴8带动搅拌叶9转动的过程中，将带动凸轮27转动，活塞杆24和活塞23在凸轮27与弹性件25的作用下将进行上、下往复移动。当活塞23向下滑动时，弹性件25拉伸，气筒20下腔室中的空气被压缩，其内压力增大，当压力增大到一定值后，压力阀26将开启，气筒20内的空气将喷出气筒20，经导管19、支管21、第一单向进气阀22、进气孔16进入到箱体1内。气筒20下腔室空气喷出后，其内压力恢复，压力阀26自动关闭，当弹性件25拉动活塞23向上滑动时，气筒20下腔室体积增大，外界空气不断经第二单向进气阀进入气筒20中。如此反复，实现不断向箱体1内提供具有一定压力的空气，使矿浆与浮选药剂充分混合，促进浮选。

本发明通过该供气机构的设置，好处在于：第一，空气的密度小于液体的密度，从箱体1底部进入液体，能够在其上升的过程中与矿浆、浮选药剂充分混合，提高浮选的效果；第二，通过活塞23压缩，使进入矿浆内的空气具有一定的压力（速度），能够达到更好的混合效果；第三，通过搅拌轴8转动与供气机构联动配合，产生具有一定压力的空气，节省了多个动力源的设置，达到了节能的效果。

导料板4纵切面的最高点呈圆弧的设置，能够有效地减弱导料板4转角处的尖锐度，使泡沫能够完整地进入接料槽6，进一步提高了分离的效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，包括浮选装置，其特征在于：该装置包括开口向上的箱体，箱体上设有位于箱体侧壁上的加料管、出泡口和出料管，出泡口处设有接料槽，箱体内设有搅拌机构，搅拌机构包括横向转动连接在箱体上的搅拌轴和固接在搅拌轴上的搅拌叶；搅拌机构上方的箱体上设有刮泡机构，刮泡机构包括沿搅拌轴轴向滑动的刮片组件和用于驱动刮片组件往复滑动的动力组件，刮片组件靠近出泡口滑动时插入液面刮泡，刮片组件远离出泡口滑动时未插入液面；箱体底部设有进气孔，进气孔处设有滤网，箱体上设有向进气孔单向供气的供气机构。

2.根据权利要求1所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述刮片组件数量为两个，每个刮片组件包括支撑杆和可拆卸地连接在支撑杆上的刮片，动力组件包括转动连接在箱体外侧的主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间绕接有传动链条，支撑杆固接在传动链条上，两个支撑杆运动方向相反，即一个支撑杆靠近出泡口时，另一个支撑杆远离出泡口。

3.根据权利要求2所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述刮片卡扣套接在支撑杆上。

4.根据权利要求3所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述进气孔的数量为多个，供气机构包括导管和气筒，导管靠近箱体底部设置，导管与进气孔之间连通有支管，支管上设有靠近进气孔设置的单向进气阀，气筒设置在箱体上，气筒内滑动连接有活塞，活塞上固接有活塞杆，活塞与气筒之间连接有弹性件，气筒与导管连通，导管上设有靠近气筒的压力阀，搅拌轴同轴连接有用于与活塞杆相抵的凸轮。

5.根据权利要求4所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述出泡口设有导料板，导料板两侧设有挡板。

6.根据权利要求5所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述导料板的纵切面呈“︿”型设置。

7.根据权利要求6所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述导料板纵切面的最高点呈圆弧设置。

8.根据权利要求7所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述加料管与出泡口设置在箱体的对立侧壁上，搅拌叶呈螺旋状设置在搅拌轴上。

9.根据权利要求8所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述导料板上方的箱体上设有朝向导料板的出水管，箱体上设有与出水管连通的水箱。

10.根据权利要求9所述的一种微细粒嵌布铜锌硫化矿的高效分离系统，其特征在于：所述接料槽可拆卸地连接在箱体上。

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