一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法技术

本发明专利技术涉及一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，适用于煤炭分选使用。使用微细矿物配制成矿浆并加入捕收剂后进行调浆，将调浆矿浆在文丘里空化管中循环实现空化，调配载体颗粒矿浆并加入捕收剂，调浆后经过文丘里空化管中循环实现空化，将实现空化后的微细矿物调浆矿浆与空化后的载体颗粒矿浆按比例搅拌并送入浮选机浮选，最终获得泡沫产品和尾矿产品，同时回收载体颗粒。其步骤简单，使用效果好，增大微细颗粒与浮选气泡见碰撞概率，提高浮选的选择性，同时利用空化预处理清洗载体颗粒循环使用，降低载体颗粒的损失，载体颗粒表面析出的空化纳米气泡也可以促进载体颗粒与浮选气泡的黏附，提高载体浮选的效率。

A separation method of fine minerals based on the combination of cavitation pretreatment and carrier flotation

【技术实现步骤摘要】
一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法
本专利技术涉及一种微细矿物分选方法，尤其适用于矿物工程
使用的空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法。
技术介绍
随着易选粗粒矿物资源的不断减少，低品位、细嵌布矿物的高效分选越来越重要。微细矿物质量小、比表面积大，导致颗粒-气泡碰撞矿化概率低，脉石颗粒水流夹带严重，常规浮选分选选择性差，难以获得理想指标。根据颗粒-气泡碰撞概率理论可知，降低气泡直径或提高颗粒表观粒度是提高微细颗粒与气泡之间碰撞概率的有效措施。此外，通过调节流场抑制亲水脉石颗粒水流夹带，促进气泡-颗粒矿化的选择性，从而实现微细颗粒高效浮选。近几十年以来，空化已广泛用于提高矿物浮选效率。直接和间接的测量已经证实天然水中存在微小气泡或气核(直径从微米到纳米：微纳气泡)，这为空化在浮选系统的应用提供了基础。相较于传统大小的浮选气泡，微纳气泡的存在可以明显提高浮选产率。空化可以在疏水颗粒表面优先形成原位纳米气泡，其可作为“捕收剂”促进疏水颗粒与浮选气泡的相互作用，降低颗粒与气泡的诱导时间，提高矿化效率。与此同时，微细疏水矿粒表面的纳米气泡可以起到“絮凝剂”的作用，通过疏水作用力将微细疏水颗粒聚集成大絮团，提高其与浮选气泡的碰撞概率，实现微细颗粒的高效浮选。空化过程中主要包括气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭等过程。空化气泡在急剧崩溃时可释放出巨大的能量，并产生速度约为110m/s、有强大冲击力的微射流。空化气泡崩溃所产生的高能量就可用于颗粒的分散以及表面氧化膜和细泥罩盖的清洗，是提高矿物浮选的一个主要机制。载体浮选通过表面活性物同时选择性疏水化载体矿物和微细粒矿物，载体和微细颗粒在强湍流条件下作用下互相接近、碰撞、黏附，进而形成载体-微细颗粒聚集体，最后通过常规泡沫浮选进行分离。作为载体的粗粒矿物可以是与微细颗粒同类的矿物，也可以是不同类矿物。载体浮选过程中的粗粒矿物一般需要循环使用，经过与微细颗粒矿浆的长时间作用，其表面容易被微细脉石矿物罩盖而失去“活性”，最终导致载体颗粒损失在浮选尾矿中，恶化载体浮选效率。常规载体浮选过程中，微细颗粒比表面积大、表明能高，会通过与目的矿物、脉石矿物、药剂发生吸附来降低自身表面能，导致大量的脉石颗粒夹杂在载体-微细颗粒聚集体中，从而恶化精矿质量，增加浮选药剂用量。载体浮选是一种常见的微细矿物富集方法，前人已成功应用于微细钛铁矿、赤铁矿、锡石、稀土、铅锌锑矿、铜矿、黑钨矿和煤炭等。
技术实现思路
技术问题：为解决现有载体浮选技术存在的上述问题，本专利技术提供一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，采用空化预处理和载体浮选的工艺相结合，降低载体浮选的药剂用量，提高载体颗粒的“活性”，提高载体-微细颗粒聚集体与浮选气泡的矿化效率。为实现上述技术目的，本专利技术的空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，使用空化预处理系统，包括搅拌桶、文丘里空化管、入料蠕动泵、矿浆桶、循环蠕动泵，其中，搅拌桶的出料口与入料蠕动泵的进料口相连，入料泵的出料口与矿浆桶的入料口相连，矿浆桶的出料口通过文丘里空化管与循环蠕动泵的入料口相连，循环蠕动泵的出料口与矿浆桶的入料口相连；其步骤为：使用微细矿物配制成矿浆并加入捕收剂后进行调浆，将调浆矿浆在文丘里空化管中循环实现空化，调配载体颗粒矿浆并加入捕收剂，调浆后经过文丘里空化管中循环实现空化，将实现空化后的微细矿物调浆矿浆与空化后的载体颗粒矿浆按比例搅拌并送入浮选机浮选，最终获得泡沫产品和尾矿产品，同时回收载体颗粒。具体步骤为：S1在搅拌桶中按照质量浓度30％～40％将微细矿物配制成矿浆，添加捕收剂后进行调浆；S2调浆后的矿浆经过入料泵给入矿浆桶，矿浆桶中的矿浆从矿浆桶出口进过文丘里空化管后通入循环蠕动泵再次返回矿浆桶进行循环空化预处理；矿浆依次经过文丘里空化管、循环蠕动泵再回到文丘里空化管循环5min后停止循环，此时矿浆中的疏水性颗粒表面选择性生成空化纳米气泡，将矿浆桶中的矿浆取出获得预处理矿浆；S3将搅拌桶中添加40％～50％质量浓度的载体颗粒矿浆和捕收剂，使用搅拌桶进行调浆，调浆后获得载体颗粒混合矿浆从矿浆桶出口进过文丘里空化管后通入循环蠕动泵再次返回矿浆桶进行循环空化预处理；载体颗粒混合矿浆依次经过文丘里空化管、循环蠕动泵再回到文丘里空化管循环5min实现载体颗粒表面疏水化，同时借助空化预处理过程中的空化效应清洗载体表面罩盖的微细脉石颗粒，将矿浆桶中的载体颗粒混合矿浆取出获得预处理载体颗粒混合矿浆；S4将微细矿物矿浆和载体颗粒混合矿浆按照质量比1：(4～6)加入搅拌桶，在加入100g/t起泡剂调浆搅拌，搅拌后的混合矿浆给入浮选机浮选，获得泡沫产品和尾矿产品；采用分级设备将泡沫产品中的载体颗粒与微细矿物精矿产品进行分离，载体颗粒循环使用。所述的微细矿物为-74μm煤炭、或者-20μm其他矿物，所述的载体颗粒粒度大于微细矿物的粒度上限，其中载体颗粒为与微细颗粒相同的矿物，或者是天然疏水性颗粒。所述空化预处理系统采用高速空化搅拌桨时转速3000-10000rpm，采用文丘里空化管时喉管流体速度>13.75m/s，空化时间3-5min，采用超声空化时其频率>20kHz。所述调浆转速为1700～2300rpm、搅拌时间3～10min。有益效果：本专利技术提出的对载体颗粒和微细矿物进行空化预处理后再浮选的新工艺，浮选过程中充分利用了空化作用，借助空化气泡促使疏水性微细颗粒聚集成团，提高微细颗粒与载体颗粒和浮选气泡的碰撞概率，提高微细颗粒浮选速度和选择性。同时，通过空化预处理过程中的空化效应对罩盖在载体颗粒表面的微细脉石颗粒进行“清洗”，减少载体在浮选尾矿中的损失；借助载体颗粒表面析出的纳米气泡进一步“活化”循环使用的载体颗粒，促进微细颗粒在循环使用的载体颗粒表面的粘附。此外，空化处理产生的微纳气泡可以作为“桥梁”促进载体-微细颗粒聚集体在浮选气泡表面的黏附效率，降低脱附概率。因此，相较于现有载体浮选技术，本专利技术提供的空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法能够有效提高微细矿物的浮选选择性。因此，现提供一种将空化预处理与载体浮选相结合微细矿物分选方法，其相较于传统载体浮选主要有三点优势：(1)空化气泡在颗粒疏水表面的选择性析出，可以促进微细颗粒疏水聚团，增加微细颗粒的表观尺寸，提高微细颗粒与载体颗粒(或浮选气泡)的碰撞效率；(2)借助空化气泡溃灭过程中的高速微射流清洗粗粒载体颗粒表面，提高载体颗粒的“活性”，降低载体颗粒的损失；(3)空化气泡作为“核心”促进载体-微细颗粒聚集体在浮选气泡表面的附着。附图说明图1是本专利技术所述的空化预处理与载体浮选结合的微细矿物分选工艺流程示意图；图2是本专利技术所述的空化预处理系统示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚，本专利技术用以下具体实施例进行说明：如图1和图2所示，本专利技术的空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，使用空化预处理系统，包括搅拌桶、文丘里空化管、入料蠕动泵、矿浆桶、循环蠕动泵，其中，搅拌桶的出料口与入料蠕动泵的进料口相连，入料泵的出料口与矿浆桶的入料口相连，矿浆桶的出料口通过文丘里空化管与循环蠕动泵的入料口相连，循环蠕动泵的出料口与矿浆桶的入料口相连；其特征在于步骤如下：/n使用微细矿物配制成矿浆并加入捕收剂后进行调浆，将调浆矿浆在文丘里空化管中循环实现空化，调配载体颗粒矿浆并加入捕收剂，调浆后经过文丘里空化管中循环实现空化，将实现空化后的微细矿物调浆矿浆与空化后的载体颗粒矿浆按比例搅拌并送入浮选机浮选，最终获得泡沫产品和尾矿产品，同时回收载体颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，使用空化预处理系统，包括搅拌桶、文丘里空化管、入料蠕动泵、矿浆桶、循环蠕动泵，其中，搅拌桶的出料口与入料蠕动泵的进料口相连，入料泵的出料口与矿浆桶的入料口相连，矿浆桶的出料口通过文丘里空化管与循环蠕动泵的入料口相连，循环蠕动泵的出料口与矿浆桶的入料口相连；其特征在于步骤如下：
使用微细矿物配制成矿浆并加入捕收剂后进行调浆，将调浆矿浆在文丘里空化管中循环实现空化，调配载体颗粒矿浆并加入捕收剂，调浆后经过文丘里空化管中循环实现空化，将实现空化后的微细矿物调浆矿浆与空化后的载体颗粒矿浆按比例搅拌并送入浮选机浮选，最终获得泡沫产品和尾矿产品，同时回收载体颗粒。


2.根据权利要求1所述的空化预处理与载体浮选相结合的微细矿物分选方法，其特征在于具体步骤如下：
S1在搅拌桶中按照质量浓度30％～40％将微细矿物配制成矿浆，添加捕收剂后进行调浆；
S2调浆后的矿浆经过入料泵给入矿浆桶，矿浆桶中的矿浆从矿浆桶出口进过文丘里空化管后通入循环蠕动泵再次返回矿浆桶进行循环空化预处理；矿浆依次经过文丘里空化管、循环蠕动泵再回到文丘里空化管循环5min后停止循环，此时矿浆中的疏水性颗粒表面选择性生成空化纳米气泡，将矿浆桶中的矿浆取出获得预处理矿浆；
S3将搅拌桶中添加40％～50％质量浓度的载体颗粒矿浆和捕收剂，使用搅拌桶进行调浆，调浆后获得载体颗粒混合矿浆从矿浆桶出口进...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜祥宁，谢广元，彭耀丽，周绍奇，王学霞，陈昱冉，王伟，毛玉强，邵怀志，沙杰，夏文成，倪超，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32