CN115138484B - 选矿选煤用浮选机及矿物浮选方法 - Google Patents

Abstract

选矿选煤用浮选机，包括浮选机组，其特征在于：所述的浮选机组包括搅拌物料形成矿化气泡的搅拌装置和对物料进行稳流并刮出矿化气泡的分选装置，分选装置的进料口与搅拌装置的出料口对接。本发明将气泡矿化的过程和物料分离的过程分别在搅拌装置和分选装置中进行，既保证颗粒与气泡的碰撞速率，又减少疏水性物料与气泡的脱落概率，提高浮选速率和浮选精度，可实现最佳工艺条件，提高浮选机的处理能力和分离效果，同时降低功率消耗，节省生产成本，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。本发明还提供一种矿物浮选方法。

Description

选矿选煤用浮选机及矿物浮选方法

技术领域

本发明涉及一种选矿选煤用浮选机及矿物浮选方法，属于矿物浮选技术领域。

背景技术

浮游选矿是矿物加工的重要分选技术，浮选机以其效率高、分选效果好、适应性强的特点已成为浮选的主要设备。浮选法是利用矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。工业上广泛应用的是机械搅拌式浮选机，在分选过程中，矿浆、药剂和足量空气，在叶轮轮腔、定子及其周边区域形成强紊流三相流场，将空气破碎成微泡，并均匀弥散在浮选槽内。矿物选择性地附着在矿浆中的空气泡上，并随之上浮到矿浆表面，达到有用矿物与脉石的分离。

颗粒能否黏附于气泡上与颗粒和液体的表面性质有关。亲水性颗粒易被水润湿，水对它有较大的附着力，气泡不易把水推开取而代之，这种颗粒不易黏附于气泡上而除去。而疏水性颗粒则容易附着于气泡而被除去。不仅如此，颗粒黏附于气泡与浮选槽中搅拌产生的流体湍流有很大关系，一定程度的湍流是保持矿粒悬浮的条件，决定作用在流体和固体颗粒上应力的大小，产生相互聚结、空气弥散、以及气泡-颗粒间的相互碰撞和脱落。因此，强烈的搅拌使颗粒与气泡碰撞和黏附，是浮选槽中一种必不可少的手段，同时，强烈的搅拌会使疏水性颗粒与气泡脱落，也会使微细亲水性颗粒夹杂进入泡沫，降低浮选可靠性，是一种有害的扰动过程。在同一浮选槽内，即要通过改变搅拌强度来提高颗粒与气泡的碰撞和黏附速度，而又要降低脱落概率是矛盾的。

发明内容

本发明提供的选矿选煤用浮选机及矿物浮选方法，浮选机组分为搅拌装置和分选装置，气泡矿化的过程和物料分离的过程分别在搅拌装置和分选装置中进行，既保证颗粒与气泡的碰撞速率，又减少疏水性物料与气泡的脱落概率，提高浮选速率和浮选精度，可实现最佳工艺条件，提高浮选机的处理能力和分离效果，同时降低功率消耗，节省生产成本，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

选矿选煤用浮选机，包括浮选机组，其特征在于：所述的浮选机组包括搅拌物料形成矿化气泡的搅拌装置和对物料进行稳流并刮出矿化气泡的分选装置，分选装置的进料口与搅拌装置的出料口对接。

优选的，所述的浮选机组的数量为多组，多组浮选机组依次对接，物料经多组浮选机组多次分选。

优选的，所述的搅拌装置包括侧面装有入料接口的搅拌槽，伸入至搅拌槽中的搅拌组件、向搅拌槽中加入药剂的药剂导管，搅拌组件架设安装在搅拌槽上方，药剂导管装在搅拌槽上且下端伸入至搅拌槽中。

优选的，所述的搅拌组件包括架设在搅拌槽上方的驱动件、伸入至搅拌槽中的叶轮组件和同轴装在叶轮组件上的定子罩，叶轮组件包括上端与驱动件传动连接且下端伸入至搅拌槽中的搅拌轴、同轴固定在搅拌轴下端的叶轮和套装在搅拌轴外的套筒，定子罩同轴固定在套筒下端且位于搅拌槽中将叶轮罩住，套筒上装有将空气导入至定子罩内腔中的空气管，空气管通入至套筒和搅拌轴之间形成的环形空间中。

优选的，所述的分选装置包括进料口与搅拌槽的出料口对接的分选槽、装在分选槽顶部用于刮出疏水性物料的刮泡装置、对分选槽中的物料进行稳流的稳流装置和减少沉淀的防沉淀组件，稳流组件和防沉淀组件均安装在分选槽中，且稳流组件位于防沉淀组件的上方。

优选的，所述的分选槽的宽度大于搅拌槽的宽度，搅拌槽贴靠在分选槽的侧面，搅拌槽的出料口和分选槽的进料口重叠在分选槽侧面。

优选的，所述的稳流组件由多个呈阵列分布的稳流管组成，稳流管在横截面方向阵列将分选槽分为位于稳流管上方的上浮区和位于稳流管下方的防沉淀区，分选槽的进料口靠近稳流管的底部。

优选的，所述的防沉淀区的宽度呈波浪形曲线变化，防沉淀组件设置在防沉淀区中，包括横截面呈圆形的旋流柱和横截面呈水滴形的分流柱，旋流柱和分流柱均与防沉淀区的高度相等，分选槽的进料口和分流柱位于旋流柱的左右两侧，旋流柱的数量为两个且在防沉淀区中线前后两侧对称分布，分流柱沿防沉淀区中线设置且小端靠近旋流柱、大端与分选槽内壁隔开不接触，搅拌槽中的物料流至防沉淀区中绕旋流柱旋转并经分流柱分流。

矿物浮选方法，采用以上所述的选矿选煤用浮选机进行浮选，其特征在于：首先将经过预处理的矿浆物料加入搅拌装置中并加入药剂，矿浆物料和药剂在搅拌装置中高速混合直至形成矿化气泡，然后将搅拌装置中物料排入分选装置中，流体在分选装置中减速稳流，矿化气泡上浮至分选装置顶面被刮出，亲水性物料由分选装置排料口排出。

优选的，根据矿浆物料的预期分选要求，设计浮选机组的数量，将经过预处理的矿浆物料加入第一组浮选机组的搅拌装置中，物料经多组浮选机组多次分选，直至得到的亲水性物料达到矿浆物料的预期分选要求，将亲水性物料排至排矿装置以排出尾矿。

发明的有益效果是：

1.本发明的选矿选煤用浮选机，浮选机组分为搅拌装置和分选装置，用搅拌装置将矿浆物料和药剂强力搅拌，在强湍流的作用下空气弥散成细小气泡，药剂和矿浆物料均匀混合，疏水性物料与气泡发生粘附，气泡矿化形成矿化气泡，具备使疏水性物料和亲水性物料分离的条件，再进入至分选装置中流体在分选装置减速稳流，使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，上浮至分选槽液面被刮出，亲水性物料和疏水性物料在分选装置中得到可靠而有效的分离，气泡矿化的过程和物料分离的过程分别在搅拌装置和分选装置中进行，既保证颗粒与气泡的碰撞速率，又减少疏水性物料与气泡的脱落概率，提高浮选速率和浮选精度，可实现最佳工艺条件，提高浮选机的处理能力和分离效果，同时降低功率消耗，节省生产成本，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

2. 浮选机组的数量为多组，多组浮选机组依次对接，对矿浆物料进行多次分选，直至疏水性物料与亲水性物料的分离达到预期要求，提高浮选精度，提高精煤质量和回收率。

3.分选槽中的稳流组件由多个呈阵列分布的稳流管组成，分选槽的进料口靠近稳流管的底部，搅拌槽中形成强湍流的物料进入到分选槽中，液位的上升使矿化气泡上浮，物料与稳流管接触，水平流速降低使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，矿化气泡在流态平稳的情况下在分选槽顶部被有效刮出，提高亲水性物料和疏水性物料的分离效果，提升分选率；防沉淀组件设置在稳流组件的下方，强湍流的物料进入至分选槽的防沉淀区中遇到旋流柱在旋转惯性的作用下会绕旋流柱旋转，而分流凸会将流体分成两股，通过分流柱宽度的变化和防沉淀区宽度的变化使流道宽度变化，使流体在流动过程中速度不断变化，以减少物料向下沉淀，旋流柱和分流柱的设置改变防沉淀区中物料的流向和流速，降低向下沉淀的概率，而且旋流柱和分流柱占具了防沉淀区的部分空间，使分选槽底部可形成沉淀的面积更小，进一步减少沉淀，减少物料在分选槽中的沉淀，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

附图说明

图1为本发明的选矿选煤用浮选机的示意图。

图2为选矿选煤用浮选机的俯视图。

图3为搅拌组件的示意图。

图4为分选组件的示意图。

图5为稳波管在分选槽中阵列分布的示意图。

图6为稳流组件在分选槽中的分布示意图。

具体实施方式

下面结合图1~6对本发明的实施例做详细说明。

选矿选煤用浮选机，包括浮选机组1，其特征在于：所述的浮选机组包括搅拌物料形成矿化气泡的搅拌装置2和对物料进行稳流并刮出矿化气泡的分选装置3，分选装置3的进料口与搅拌装置2的出料口对接。

以上所述的选矿选煤用浮选机，浮选机组1分为搅拌装置2和分选装置3，用搅拌装置2将矿浆物料和药剂强力搅拌，在强湍流的作用下空气弥散成细小气泡，药剂和矿浆物料均匀混合，疏水性物料与气泡发生粘附，气泡矿化形成矿化气泡，具备使疏水性物料和亲水性物料分离的条件，再进入至分选装置3中流体在分选装置减速稳流，使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，上浮至分选槽液面被刮出，亲水性物料和疏水性物料在分选装置中得到可靠而有效的分离，气泡矿化的过程和物料分离的过程分别在搅拌装置和分选装置中进行，既保证颗粒与气泡的碰撞速率，又减少疏水性物料与气泡的脱落概率，提高浮选速率和浮选精度，可实现最佳工艺条件，提高浮选机的处理能力和分离效果，同时降低功率消耗，节省生产成本，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

其中，所述的浮选机组1的数量为多组，多组浮选机1组依次对接，物料经多组浮选机组1多次分选。如图所示，浮选机组1的数量为两组，两组浮选机组依次对接，第一组浮选机1的分选装置3的出料口与第二组浮选机组1的搅拌装置2的进料口对接，在物料第一组浮选机组1在进行一次分选，分离疏水性物料后进入至第二组浮选机组1进行二次分选，分离疏水性物料，对矿浆物料进行多次分选 ，直至疏水性物料与亲水性物料的分离达到预期要求，提高浮选精度，提高精煤质量和回收率。

其中，所述的搅拌装置2包括侧面装有入料接口的搅拌槽5，伸入至搅拌槽5中的搅拌组件6、向搅拌槽5中加入药剂的药剂导管7，搅拌组件6架设安装在搅拌槽5上方，药剂导管7装在搅拌槽5上且下端伸入至搅拌槽5中。经过预处理的矿浆物料从入料接口进入到搅拌槽5中，药剂从药剂导管7加入，通过搅拌组件6的搅拌使药剂和矿浆物料在搅拌槽中高速混合。

其中，所述的搅拌组件6包括架设在搅拌槽5上方的驱动件8、伸入至搅拌槽5中的叶轮组件9和同轴装在叶轮组件9上的定子罩10，叶轮组件9包括上端与驱动件8传动连接且下端伸入至搅拌槽5中的搅拌轴91、同轴固定在搅拌轴91下端的叶轮92和套装在搅拌轴91外的套筒93，定子罩10同轴固定在套筒93下端且位于搅拌槽5中将叶轮92罩住，套筒93上装有将空气导入至定子罩10内腔中的空气管94，空气管94通入至套筒93和搅拌轴91之间形成的环形空间中。矿浆物料在搅拌槽5中被叶轮92高速搅动，强力搅拌矿浆物料和药剂，在定子罩10内腔中形成负压，或用空气管94将空气导入定子罩10内腔中，在强湍流的作用下，空气弥散成细小气泡，药剂在搅拌槽5中得到均匀混合，疏水性物料与气泡发生粘附，气泡得到矿化形成矿化气泡，具备使疏水性颗粒和亲水性颗粒分离的条件时即可进入分选装置3中。

其中，所述的分选装置3包括进料口与搅拌槽5的出料口对接的分选槽11、装在分选槽11顶部用于刮出疏水性物料的刮泡装置12、对分选槽11中的物料进行稳流的稳流装置13和减少沉淀的防沉淀组件14，稳流组件13和防沉淀组件14均安装在分选槽11中，且稳流组件13位于防沉淀组件14的上方。防沉淀组件14减少物料下沉到分选槽11底部，稳流组件13对强湍流的物料进行减速缓流，使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，矿化气泡在流态平稳的情况下在分选槽11顶部被有效刮出，提高亲水性物料和疏水性物料的分离效果，提升分选率。强湍流的物料从搅拌槽5流至分选槽11中，在分选槽中流速被降低，矿化气泡向上过程中流态平稳，解决强烈的搅拌即会使疏水性颗粒与气泡脱落也会使微细亲水性颗粒夹杂进入泡沫降低浮选可靠性的技术问题，分选槽11中流态更稳定疏水性物料与气泡有效粘附，亲水性物料不会进入至气泡中，提高分选效率。

其中，所述的分选槽11的宽度大于搅拌槽5的宽度，便于矿化气泡的刮出，搅拌槽5贴靠在分选槽11的侧面，搅拌槽5的出料口和分选槽11的进料口重叠在分选槽侧面。搅拌槽5中强湍流的物料进入至分选槽11中防沉淀组件13减少沉淀的产生，分选槽11中的液体上涨过程中接触稳流组件13，稳流组件13对流体的水平流动形成阻挡，使强湍流的物料流态趋于平稳，随时液面的上升矿化气泡逐渐上升至与刮泡装置12接触，被转动的刮泡装置12刮出，使亲水性物料和疏水性物料分离，实现分选。

其中，所述的稳流组件13由多个呈阵列分布的稳流管131组成，稳流管131在横截面方向阵列将分选槽11分为位于稳流管上方的上浮区111和位于稳流管下方的防沉淀区112，分选槽11的进料口靠近稳流管131的底部。搅拌槽5中形成强湍流的物料进入到分选槽11中，液位的上升使矿化气泡上浮，物料与稳流管131接触，稳流管131对流体的水平流动形成阻挡，水平流速降低使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，矿化气泡在流态平稳的情况下在分选槽11顶部被有效刮出，上浮区111中的物料因稳流组件的作用而流态平稳，防沉淀区112中的物料因防沉淀组件的作用减少向下沉淀，提高分选率。

其中，所述的防沉淀区112的宽度呈波浪形曲线变化，防沉淀组件14设置在防沉淀区112中，包括横截面呈圆形的旋流柱141和横截面呈水滴形的分流柱142，旋流柱141和分流柱142均与防沉淀区112的高度相等，分选槽11的进料口和分流柱142位于旋流柱141的左右两侧，旋流柱141的数量为两个且在防沉淀区中线前后两侧对称分布，分流柱142沿防沉淀区中线设置且小端靠近旋流柱、大端与分选槽内壁隔开不接触141，搅拌槽5中的物料流至防沉淀区中绕旋流柱141旋转并经分流柱142分流。防沉淀组件14设置在稳流组件13的下方，强湍流的物料进入至分选槽11的防沉淀区中遇到旋流柱141在旋转惯性的作用下会绕旋流柱141旋转，而分流柱142将流体分成两股，通过分流柱142宽度的变化和防沉淀区112宽度的变化使流道宽度变化，使流体在流动过程中速度不断变化，以减少物料向下沉淀，旋流柱141和分流柱142的设置改变防沉淀区中物料的流向和流速，降低向下沉淀的概率，而且旋流柱141和分流柱142占具了防沉淀区的部分空间，使分选槽11底部可形成沉淀的面积更小，进一步减少沉淀，减少物料在分选槽中的沉淀，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

本发明还保护一种矿物浮选方法，采用以上所述的选矿选煤用浮选机进行浮选，其特征在于：首先将经过预处理的矿浆物料加入搅拌装置2中并加入药剂，矿浆物料和药剂在搅拌装置2中高速混合直至形成矿化气泡，然后将搅拌装置2中物料排入分选装置3中，流体在分选装置3中减速稳流，矿化气泡上浮至分选装置3顶面被刮出，亲水性物料由分选装置排料口排出。用搅拌装置2将矿浆物料和药剂强力搅拌，在强湍流的作用下空气弥散成细小气泡，药剂和矿浆物料均匀混合，疏水性物料与气泡发生粘附，气泡矿化形成矿化气泡，具备使疏水性物料和亲水性物料分离的条件，再进入至分选装置3中流体在分选装置减速稳流，使矿化气泡在上浮过程中流态平稳，上浮至分选槽液面被刮出，亲水性物料和疏水性物料在分选装置中得到可靠而有效的分离，气泡矿化的过程和物料分离的过程分别在搅拌装置和分选装置中进行，既保证颗粒与气泡的碰撞速率，又减少疏水性物料与气泡的脱落概率，提高浮选速率和浮选精度，可实现最佳工艺条件，提高浮选机的处理能力和分离效果，同时降低功率消耗，节省生产成本，提升浮选效率，提高精煤质量和回收率。

其中，根据矿浆物料的预期分选要求，设计浮选机组1的数量，将经过预处理的矿浆物料加入第一组浮选机组1的搅拌装置2中，物料经多组浮选机组1多次分选，直至得到的亲水性物料达到矿浆物料的预期分选要求，将亲水性物料排至排矿装置以排出尾矿。多组浮选机组1依次对接，对矿浆物料进行多次分选，直至疏水性物料与亲水性物料的分离达到预期要求，提高浮选精度，提高精煤质量和回收率。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。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的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。

Claims (6)

1.选矿选煤用浮选机，包括浮选机组，其特征在于：所述的浮选机组包括搅拌物料形成矿化气泡的搅拌装置和对物料进行稳流并刮出矿化气泡的分选装置，分选装置的进料口与搅拌装置的出料口对接；

所述的搅拌装置包括侧面装有入料接口的搅拌槽，伸入至搅拌槽中的搅拌组件、向搅拌槽中加入药剂的药剂导管，搅拌组件架设安装在搅拌槽上方，药剂导管装在搅拌槽上且下端伸入至搅拌槽中；

所述的分选装置包括进料口与搅拌槽的出料口对接的分选槽、装在分选槽顶部用于刮出疏水性物料的刮泡装置、对分选槽中的物料进行稳流的稳流组件和减少沉淀的防沉淀组件，稳流组件和防沉淀组件均安装在分选槽中，且稳流组件位于防沉淀组件的上方；

所述的稳流组件由多个呈阵列分布的稳流管组成，稳流管在横截面方向阵列将分选槽分为位于稳流管上方的上浮区和位于稳流管下方的防沉淀区，分选槽的进料口靠近稳流管的底部；

所述的防沉淀区的宽度呈波浪形曲线变化，防沉淀组件设置在防沉淀区中，包括横截面呈圆形的旋流柱和横截面呈水滴形的分流柱，旋流柱和分流柱均与防沉淀区的高度相等，分选槽的进料口和分流柱位于旋流柱的左右两侧，旋流柱的数量为两个且在防沉淀区中线前后两侧对称分布，分流柱沿防沉淀区中线设置且小端靠近旋流柱、大端与分选槽内壁隔开不接触，搅拌槽中的物料流至防沉淀区中绕旋流柱旋转并经分流柱分流。

2.根据权利要求1所述的选矿选煤用浮选机，其特征在于：所述的浮选机组的数量为多组，多组浮选机组依次对接，物料经多组浮选机组多次分选。

3.根据权利要求2所述的选矿选煤用浮选机，其特征在于：所述的搅拌组件包括架设在搅拌槽上方的驱动件、伸入至搅拌槽中的叶轮组件和同轴装在叶轮组件上的定子罩，叶轮组件包括上端与驱动件传动连接且下端伸入至搅拌槽中的搅拌轴、同轴固定在搅拌轴下端的叶轮和套装在搅拌轴外的套筒，定子罩同轴固定在套筒下端且位于搅拌槽中将叶轮罩住，套筒上装有将空气导入至定子罩内腔中的空气管，空气管通入至套筒和搅拌轴之间形成的环形空间中。

4.根据权利要求1所述的选矿选煤用浮选机，其特征在于：所述的分选槽的宽度大于搅拌槽的宽度，搅拌槽贴靠在分选槽的侧面，搅拌槽的出料口和分选槽的进料口重叠在分选槽侧面。

5.矿物浮选方法，采用权利要求1至4任一项所述的选矿选煤用浮选机进行浮选，其特征在于：首先将经过预处理的矿浆物料加入搅拌装置中并加入药剂，矿浆物料和药剂在搅拌装置中高速混合直至形成矿化气泡，然后将搅拌装置中物料排入分选装置中，流体在分选装置中减速稳流，矿化气泡上浮至分选装置顶面被刮出，亲水性物料由分选装置排料口排出。

6.根据权利要求5所述的矿物浮选方法，其特征在于：根据矿浆物料的预期分选要求，设计浮选机组的数量，将经过预处理的矿浆物料加入第一组浮选机组的搅拌装置中，物料经多组浮选机组多次分选，直至得到的亲水性物料达到矿浆物料的预期分选要求，将亲水性物料排至排矿装置以排出尾矿。

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