CN117244700A - 一种充气、射流协同发泡的浮选柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充气、射流协同发泡的浮选柱，包括浮选柱体，浮选柱体的底部设置有尾矿出料口，浮选柱还包括充气发泡装置和射流发泡装置，充气发泡装置包括微孔发泡器，浮选柱体内于所述微孔发泡器的下侧设置有中矿接料斗，中矿接料斗的外周与浮选柱体的内壁之间形成与所述尾矿出料口相通的环形的尾矿通过空间，射流发泡装置包括下端与所述中矿接料斗相连的射流管，射流管上设置有中矿泵和混气腔，浮选柱体的内壁上于所述进料口和微孔发泡器之间设置有与射流管另外一端相连的中矿进料口。本发明解决了现有技术中单独使用充气式发泡装置时，多孔介质易堵塞，单独使用射流式发泡装置时，射流机构磨损较大的技术问题。

Description

一种充气、射流协同发泡的浮选柱

技术领域

本发明涉及一种矿物浮选设备，尤其涉及一种充气、射流协同发泡的浮选柱。

背景技术

随着矿产资源“贫、细、杂”的问题日益凸显，如何回收微细粒的有价矿物成为了提高矿产资源利用率的关键。浮选柱是一种近年被快速推广应用的矿物浮选装备，相较传统浮选机，其具有富集比高、容积利用率高、占地面积小等优点。浮选柱运转过程相对静态，浮选过程中多产生浮选微泡，特别适用于微细粒矿物的分选。

浮选柱一般包括浮选柱体及设置于浮选柱体内的发泡装置，发泡装置是浮选柱的核心组件，根据不同的发泡原理可以将发泡装置归为以下几类：充气式、射流式、溶气式、电解气式等，其中，受自身特性和应用成本的影响，溶气式和电解气式浮选柱主要应用在污水治理领域，充气式和射流式浮选柱是目前选矿领域应用最为广泛的类型。

如中国专利CN208976064U公开的“一种细粒矿物浮选装置”即为发泡装置为充气式发泡装置的浮选柱，其发泡装置包括上下间隔设置的微孔玻璃陶瓷板和多孔玻璃陶瓷板，在多孔玻璃陶瓷板的下侧设置有浮选药剂入口和空气入口，使用时，高压空气经空气入口进入，然后在顺序经过多孔玻璃陶瓷板和微孔玻璃陶瓷板的过程中，多孔玻璃陶瓷板和微孔玻璃陶瓷板称为多孔介质，产生气泡(微泡)，矿浆在重力作用下缓缓下降，气泡由下往上缓缓升起，与矿浆中所要选取的有用矿物在柱中不断相遇。在对流运动中由于药剂的作用，所要选取的矿物便附着于升起的气泡表面上，在柱体上部形成矿化泡沫层，由刮板刮入或自溢到精矿槽中，其余矿物(一般是脉石或非选矿物)则从柱体下部锥底的尾矿管排出。这种充气式发泡装置的优点是结构简单，出泡稳定，缺点是缺少矿浆循环系统，多孔介质很容易堵塞，另外，多孔介质主要产生中等尺寸的浮选微泡，不利于微细粒矿物的捕收。

射流式发泡装置主要是利用高速的矿浆流在空气腔体中产生负压并吸气，将吸气后的矿浆流注入浮选柱体并产生微泡，其优点是柱体长径比小、产能大，矿浆内部可循环量大、尾矿品位低，但是其为了产生足够多的微泡，必须有较高速度的射流，射流机构的磨损较大，且泡沫尺寸和泡沫量不易控制，泡沫的尺寸分散度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充气、射流协同发展的浮选柱，以解决现有技术中单独使用充气式发泡装置时，多孔介质易堵塞，单独使用射流式发泡装置时，射流机构磨损较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明中一种充气、射流协同发泡的浮选柱的技术方案如下：

一种充气、射流协同发泡的浮选柱，包括竖向设置的浮选柱体，浮选柱体的上端设置有精矿槽，浮选柱体的上端设置有进料口，浮选柱体的底部设置有尾矿出料口，浮选柱还包括充气发泡装置和射流发泡装置，充气发泡装置包括位于浮选柱体内腔下端中部的微孔发泡器，充气发泡装置还包括与微孔发泡器相连的气管，气管上设置有鼓风机，浮选柱体内于所述微孔发泡器的下侧设置有中矿接料斗，中矿接料斗的外周与浮选柱体的内壁之间形成与所述尾矿出料口相通的环形的尾矿通过空间，射流发泡装置包括下端与所述中矿接料斗相连的射流管，射流管上设置有中矿泵和混气腔，浮选柱体的内壁上于所述进料口和微孔发泡器之间设置有与射流管另外一端相连的中矿进料口。

进一步的，精矿槽的顶部设置有精矿喷淋装置。

进一步的，进料口上设置有给料管，给料管上设置有给料泵。

进一步的，尾矿出料口处连接有出料管，出料管上设置有出料泵。

进一步的，微孔发泡器包括竖向设置的发泡管，发泡管的侧壁上分布有多个发泡孔，发泡孔的直径为5～20μm。

进一步的，发泡管、浮选柱体和中矿接料斗同轴线设置。

进一步的，中矿接料斗为上大下小的锥形接料斗，中矿接料斗的最大截面积为浮选柱体内腔横截面积的60％～80％。

进一步的，射流管包括下端与中矿接料斗相连的第一射流管段和下端与中矿进料口相连的第二射流管段，中矿泵设置于第一射流管段上，混气腔上设置有进气口，第一射流管段的上端连接有位于所述混气腔内的出口朝下的射流嘴，第二射流管段的上端管口位于混气腔内并与射流嘴相对，第二射流管段上于上端管口的下侧具有与射流嘴对应设置的第一弧形弯头。

进一步的，第二射流管的下端具有与中矿进料口相连的第二弧形弯头。

本发明的有益效果为：本发明中，在浮选柱内，充气发泡装置、射流发泡装置同时工作，协同发泡，共同作用，具体的，充气发泡装置的微孔发泡器在浮选柱体内腔下端中部产生微泡，其主要产生中等尺寸的浮选微泡，矿液中的中矿和尾矿比较重，尾矿多分布在浮选柱体内腔的边缘位置，并经中矿接料斗与浮选柱体之间的尾矿通过空间流向尾矿出料口，而中间位置的中矿则落入中矿接料头中参与射流发泡装置的循环，中矿经射流发泡装置被重新循环至浮选柱体内，射流发泡装置的使用，一方面实现了矿浆在浮选柱体内的内部循环，提升了浮选效率，还有助于避免尾矿发泡器的堵塞；另一方面，也产生了大量微细尺寸的浮选微泡，加强了微细粒矿物的捕收。但是如果仅是单一的射流发泡装置，会存在发泡尺寸难以精确控制，泡沫的尺寸分散度大，且要维持较大发泡量的话，需要发泡时射流速度较高，会加剧射流嘴磨损的问题，本发明中通过充气发泡装置的协同则很好的解决了该问题，充气发泡装置的微孔发泡器主要产生的中等尺寸的浮选微泡，一方面优化了浮选柱体内部的泡沫尺寸分布状况，提升了泡沫层的稳定性，优化了泡沫的兼并效果；另一方面降低了射流装置的所需发泡压力，减少了高速射流嘴的的磨损。射流发泡装置与充气发泡装置协同发泡也提升了浮选柱泡沫的可控性，加强了浮选柱对不同矿石的适应性，扩大了浮选柱的应用范围。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

附图标记说明：1、给料管；2、给料泵；3、浮选柱体；4、发泡管；5、鼓风机；6、中矿接料斗；7、尾矿出料管；8、出料泵；9、中矿泵；10、混气腔；11、射流嘴；12、进气口；13、精矿喷淋装置；14、精矿槽；15、精矿出料口；16、给料口；17、气管；18、尾矿通过空间；19、中矿进料口；20、第一射流管段；21、第二射流管段；22、第一弧形弯头；23、第二弧形弯头。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

本发明中一种充气、射流协同发泡的浮选柱的实施例如图1所示：

包括竖向设置的浮选柱体3，浮选柱体的上端设置有精矿槽14，精矿槽的底部设置有精矿出料口15，精矿槽的顶部设置有精矿喷淋装置13。

浮选柱体的上端设置有进料口16，进料口16位于精矿槽的下侧，进料口上设置有给料管1，给料管1上设置有给料泵2，使用时，矿浆经过给料管、进料口进入浮选柱体。

浮选柱体的底部设置有尾矿出料口7，尾矿出料口7处连接有出料管，出料管上设置有出料泵8。

浮选柱还包括充气发泡装置和射流发泡装置，充气发泡装置包括位于浮选柱体内腔下端中部的微孔发泡器，充气发泡装置还包括与微孔发泡器相连的气管17，气管17上设置有鼓风机5。微孔发泡器包括竖向设置的发泡管4，发泡管与浮选柱体同轴线设置，发泡管的侧壁上分布有多个发泡孔，发泡孔的直径为5～20μm，高压气体经过发泡孔进入矿浆时，会形成中等尺寸的浮选微泡，中等尺寸的浮选微泡直径为20～100μm。本实施例中，微细尺寸的浮选微泡的直径小于20μm。

中矿接料斗的外周与浮选柱体的内壁之间形成与尾矿出料口相通的环形的尾矿通过空间18，中矿接料斗为上大下小的锥形接料斗6，发泡管、浮选柱体和中矿接料斗同轴线设置，发泡管的外径小于中矿接料斗的小端内径。中矿接料斗的最大截面积为浮选柱体内腔横截面积的60％、80％或者60％～80％之间的其它值，这样既有助于中矿被中矿接料斗收集，也有助于尾矿顺利的精尾矿通过空间到达尾矿出料口。

射流发泡装置包括下端与所述中矿接料斗相连的射流管，射流管上设置有中矿泵9和混气腔10，浮选柱体的内壁上于所述进料口和微孔发泡器之间设置有与射流管另外一端相连的中矿进料口19。本实施例中，射流管包括下端与中矿接料斗相连的第一射流管段20和下端与中矿进料口相连的第二射流管段21，中矿泵9设置于第一射流管段上，混气腔10上设置有进气口12，第一射流管段的上端连接有位于所述混气腔内的出口朝下的射流嘴11，第二射流管段21的上端管口位于混气腔内并与射流嘴相对，第二射流管段上于上端管口的下侧具有与射流嘴对应设置的第一弧形弯头21，第一弧形弯头有助于减小从射流嘴喷出的高速流体对第二射流管段的磨损，也有助于微细尺寸，浮选微泡的产生。

第二射流管的下端具有与中矿进料口相连的第二弧形弯头22。

使用时，矿浆从给料管1给入浮选柱体3，通过给料泵2控制给料速度；浮发泡管4通过高压鼓风机5产生的高压气流在矿浆里产生气泡；浮选柱体3里的多数矿浆经柱体底端的中矿接料斗6进入中矿循环系统，中矿循环系统通过中矿泵9控制中矿循环量，并将矿浆压入射流系统；在射流系统中，矿浆经射流嘴11产生矿浆射流，矿浆射流进入混气腔10会产生负压，负压使空气经吸气管12被吸入混气腔10并与矿浆充分混合，混合了空气后矿浆通过第二射流管段给入浮选柱体3中下段，混合了空气的矿浆在柱体中会形成弥散状的微泡；浮选尾矿经尾矿管7被排出浮选柱体3，并通过尾矿泵8控制尾矿的排出速度；浮选精矿通过浮选气泡的承载在浮选柱体3的上端溢流到精矿槽14内，溢流口上方设有精矿喷淋装置13可清洗泡沫，用以提升产品质量，最终精矿通过精矿管15被统一收集。在本实施例中，各矿浆管路均设有单向阀，防止矿浆回流损害设备。本发明中，矿浆的流向主要是通过控制泵的流速来实现的，中矿泵的流速大于尾矿泵的流速，也大于给料泵的流速，中矿泵的流速大会将矿浆吸走，尾矿泵的流速主要是用于控制浮选柱体内的液面高度和精矿产率；中矿泵的设计流量大，一般是给矿泵量的1.5～3.0倍。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (9)

1.一种充气、射流协同发泡的浮选柱，包括竖向设置的浮选柱体，浮选柱体的上端设置有精矿槽，浮选柱体的上端设置有进料口，浮选柱体的底部设置有尾矿出料口，其特征在于：浮选柱还包括充气发泡装置和射流发泡装置，充气发泡装置包括位于浮选柱体内腔下端中部的微孔发泡器，充气发泡装置还包括与微孔发泡器相连的气管，气管上设置有鼓风机，浮选柱体内于所述微孔发泡器的下侧设置有中矿接料斗，中矿接料斗的外周与浮选柱体的内壁之间形成与所述尾矿出料口相通的环形的尾矿通过空间，射流发泡装置包括下端与所述中矿接料斗相连的射流管，射流管上设置有中矿泵和混气腔，浮选柱体的内壁上于所述进料口和微孔发泡器之间设置有与射流管另外一端相连的中矿进料口。

2.根据权利要求1所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：精矿槽的顶部设置有精矿喷淋装置。

3.根据权利要求1所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：进料口上设置有给料管，给料管上设置有给料泵。

4.根据权利要求1所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：尾矿出料口处连接有出料管，出料管上设置有出料泵。

5.根据权利要求1所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：微孔发泡器包括竖向设置的发泡管，发泡管的侧壁上分布有多个发泡孔，发泡孔的直径为5～20μm。

6.根据权利要求5所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：发泡管、浮选柱体和中矿接料斗同轴线设置。

7.根据权利要求1所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：中矿接料斗为上大下小的锥形接料斗，中矿接料斗的最大截面积为浮选柱体内腔横截面积的60％～80％。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：射流管包括下端与中矿接料斗相连的第一射流管段和下端与中矿进料口相连的第二射流管段，中矿泵设置于第一射流管段上，混气腔上设置有进气口，第一射流管段的上端连接有位于所述混气腔内的出口朝下的射流嘴，第二射流管段的上端管口位于混气腔内并与射流嘴相对，第二射流管段上于上端管口的下侧具有与射流嘴对应设置的第一弧形弯头。

9.根据权利要求8所述的充气、射流协同发泡的浮选柱，其特征在于：第二射流管的下端具有与中矿进料口相连的第二弧形弯头。