旋流喷射微纳米气泡浮选柱制造技术

本发明专利技术提供一种旋流喷射微纳米气泡浮选柱，由渣浆泵、总矿浆分配器、旋流喷射发生器、发生器前后控制阀门、静态混合管、柱矿浆紊流分配器、稳流板、尾矿箱闸门控制液面、泡沫层经喷淋水冲洗后排入精矿槽等组成。

【技术实现步骤摘要】
旋流喷射微纳米气泡浮选柱


[0001]本专利技术属于有色金属、黑色金属、稀有金属、贵金属、非金属矿物浮选领域或石油、污水、造纸等行业，涉及一种矿浆浮选装置，具体涉及一种旋流喷射微纳米气泡浮选柱。
技术背景
[0002]“浮选”对于矿冶行业来说，浮选则是必不可少的关键技术。“浮选”意指根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法，是应用最广泛的选矿方法。随着人类对矿产资源开发利用的程度日益增大，需浮选处理的矿石中的有用成分含量越来越低、浸染粒度越来越细，成分越来越复杂难选，兼之浮选领域的不断扩大等原因，促使着浮选技术的不断发展，对大型浮选柱的需求也与日俱增；在某些情况下，达到单体解离意味着需要将物料磨细到小于20微米的粒度。然而，随着矿石粒度的减小，矿物颗粒的浮选行为会发生根本变化，常规浮选工艺只能处理那些可浮、易浮，对浮选药剂和浮选技术及浮选设备等没有特殊要求的矿物，却很难满足充分回收这些有用的微细粒级矿物的要求。
[0003]因此，粗颗粒≥90μm、微细粒≤20μm矿物分选一直是世界选矿界面临的重大难题，细粒矿物的主要特点是质量小、比表面积大、表面能高。质量小使疏水性矿粒与气泡碰撞几率小，难以克服矿粒与气泡之间的能垒而粘附在气泡表面，实现矿粒与气泡的有效矿化。比表面积大、表面能高使脉石矿粒与有用矿粒之间容易发生非选择性团聚，引起“泡沫夹杂”现象，使精矿品位降低。为解决质量效应和表面效应所造成微细粒矿物难浮选问题，国内外研究者对浮选柱技术与装备进行了大量研究，在此背景下，出现了许多浮选柱新技术和新装备，为粗颗粒、细粒矿物柱式分选展示了良好的前景。
[0004]浮选柱的发展历史，浮选柱设计思想始于1915年。1961年加拿大工程师BouTTin 研制出具有现代意义的带泡沫冲洗水装置的浮选柱，随后在中国迅速掀起了浮选柱研究与开发应用的热潮。20世纪80年代以后，在一些新的设计思路指导下，浮选柱在气泡发生器、充气性能和运行稳定性上均有了较大的进展，涌出许多高效的浮选柱，如FloTaire浮选柱、 MTU型充填介质浮选柱、旋流充气式浮选柱等。而在众多类型的浮选柱中，最有代表性的是 1987年詹姆森教授专利技术设计的詹姆森浮选柱，该浮选柱在结构、给矿方式和分选机理上有了全新的突破，解决了因柱高所带来的一系列问题日趋成熟。以浮选柱为中心，开展细粒级矿物浮选研究，从气泡产气方式、浮选柱结构以及配备多种检测、控制装置的浮选系统等方面的研究已成为今后浮选设备的研究发展方向。
[0005]浮选柱研究现状及进展，几种类型的浮选柱：
[0006]詹姆森(Jameson)浮选柱，Jameson浮选柱，矿浆经过喷嘴形成射流进入导管，射流形成的真空将空气吸入，并在矿浆池剪切成气泡，下导管相当于“反应器”，精矿泡沫产品则从浮选槽排出。该柱优点：(1)、实现了矿化与分离的分体浮选策略；(2)、柱体矮，工业浮选柱高度仅2.0米；(3)、矿粒滞留时间短，矿浆含气率高，浮选效率高；(4)、矿浆通过射流形成负压吸气，动力设备为一台给料泵。该柱缺点：(1)、矿浆停留时间短，往往需要设置多段扫选；(2)、给矿波动大，分选不稳定；(3)、在柱体内形成“气弹”，影响分选效果。
[0007]充填介质浮选柱，美国密歇根工业大学开发的充填浮选柱是在常规浮选柱内装有充填介质，充填板层层排列成90
°
角，细小曲折的孔道使矿粒和气泡紧密接触，强化分选作用。入料从主体中部给入，底部通入压缩空气，精矿从顶部溢流排出，尾矿从底部排出，顶部设置喷水装置。该浮选柱除具有传统浮选柱的优点外，还克服了传统浮选柱气泡易兼并，易产生强烈紊流形成翻花等流态问题，并取消了易结垢堵塞的气泡发生器。在柱内装填了多层波形介质以构成许多有规则的迂回曲折通道，从下部进入的压缩空气经过通道时形成均匀气泡并携带疏水性矿物颗粒上浮。充填式浮选柱有效地实施了成泡、矿化、分离的柱浮选基本过程，但填充材料易堵塞、造价高的缺陷不仅影响了填充的实施效果，而且已影响到该填充浮选柱的工业应用。
[0008]射流式浮选柱，射流浮选柱是姜志伟博士根据自由射流浮选原理研究开发的一种新型浮选设备。卢世杰根据射流理论提出了一种新型的向下顺流喷射型浮选柱
‑
KYZ型浮选柱。俄罗斯莫斯科国立大学的NFMeseheriakov等研究出了一种带喷射充气器的浮选柱，该型号浮选柱对较大颗粒的矿物有较好的浮选效果，已推广应用于3mm
‑
0.8毫米粒级钾盐和2mm
ꢀ‑
0.5mm粒级金刚石的浮选，并取得了单位生产效率比其它任何型号浮选机都高出数倍的较好技术指标。乌拉尔选矿研究设计院研制的新型KΦM系列浮选柱，由喷射充气器、微泡发生器、中央浮选管、排料装置和泡沫收集槽组成。这种浮选柱消除了常规浮选柱中的矿粒与气泡对流运动现象，在一台浮选设备中可以实现粗选、精选和扫选作业。
[0009]旋流
‑
静态微泡浮选柱，旋流
‑
静态微泡浮选柱包括柱分离段、旋流分离段、管浮选装置三部分。整个设备为柱体、柱分离段位于整个柱体上部，在其顶部设置了喷淋水管和泡沫精矿收集槽，最终精矿由此排出；给矿点位于柱分离段中、上部，旋流分离段采用分选旋流器结构，并与柱分离段呈上、下结构直通连接，最终尾矿由旋流分离段底流口排出。管浮选装置布置在设备柱体体外，其出流管沿切线方向与旋流分离段柱体相连，相当于分选旋流器的切线给料管。管浮选装置包括气泡发生器与浮选管段两部分。气泡发生器依靠射流引入气体并把气体粉碎成气泡，经过加压的循环矿浆进入气泡发生器，形成含有大量气泡的三相体系并实现紊流矿化，然后沿切向高速进入旋流分离段。这样，管浮选装置在完成浮选充气与紊流矿化的同时，又以切向方式在浮选柱底部形成了旋流力场，实现连续分选过程。
[0010]其它几种新型浮选柱
[0011]1.机械搅拌浮选柱。普通浮选柱浮选粗粒矿物的能力较低，为改善粗粒浮选效果，在浮选柱中加入了机械搅拌机构，如WemCo/Leeds浮选柱。该浮选柱具有机械冲气搅拌装置，搅拌均匀粗粒不易沉淀；柱内装有几层隔栅介质辊，可通过自动调节辊间间隙来控制精矿品位；在柱顶加冲洗水，排除泡沫中脉石夹杂。
[0012]2.稳流板浮选柱。密西根技术大学针对轴向混合和泡沫兼并问题，研制了带有水平稳流板的浮选柱，水平稳流板由一些简单带孔的板组成。此外，美国西弗吉尼亚大学的Meloy等提出了二维浮选柱，其柱体内部由充填物分成若干个小槽，因此可以产出一组品位连续变化的产品，类似于摇床。
[0013]3.LM浮选槽。该设备包括浮选槽、柱、泵前缓冲槽、泵。矿浆进入泵前缓冲槽，再用泵垂直向下打人柱体，同时引入压缩空气，在该柱体内完成矿浆与气泡的混合，并为浮选槽提供入料。这种高强度混合可以使矿浆在非常短时间内完成颗粒捕收，并具有较高的回收
率。泡沫从柱体底部排入浮选槽，并在浮选槽上部形成较厚的泡沫层。LM浮选槽是一种新型的浮选设备。它可用于处理非磁性、磁性和非金属矿物。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋流喷射微纳米气泡浮选柱，其特征在于，由渣浆泵、总矿浆分配器、旋流喷射发射器、发生器前后安装控制滑门、静态混合器、柱紊流分配器、矿浆稳流板、浮选柱组、复数条输送管道、清水喷沫冲洗器、柱槽矿浆液面由尾矿箱提升闸门智能控制等组成。其中，该柱组中心的总矿浆分配器的上部为圆柱形的筒体，下部呈锥形收缩形成一个第一锥筒部，该第一锥筒部的底端开设有一矿浆入口，筒体侧壁沿周向设有一至多圈矿浆出口，每圈设有复数个矿浆出口为浮选柱组大型化的核心部件；该旋流喷射发射器由第一外套管、第一矿浆输入喷嘴喇叭管、第一喉管和第一负压吸气管组成，其中第一矿浆输入喷嘴管喇叭和第一喉管分别从第一外套管两端插入，第一矿浆输入喷嘴喇叭管的管壁向内收敛的出口与第一喉管的入口之间形成第一混合室，在第一矿浆输入喷嘴喇叭管的管壁和第一混合室交界处的第一外套管相对180
°
设置有两条L型第一负压吸气管，该两个第一负压吸气管的长边同向平行，并在上部汇合成汇合管，在汇合管上设有吸气管阀门，用于控制吸气量大小；该第一矿浆输入喷嘴喇叭管的内壁设有多条第一螺旋导流片120
°
；该柱旋流喷射发生器前后安装控制阀门，旋流喷射发生器矿化喷嘴在运行期间也可在不停机情况下快速更换，从而大幅减少维修工作量，提质增效；该SK型静态混合器，提高矿浆气泡速率≥30％；该浮选柱组由1至24个矿浆浮选柱组成，每个矿浆浮选柱包括一空心筒体，其上部为多棱柱形、正方形、圆形或多边形的筒体部，下部呈多棱锥形收缩形成一个第二锥筒部，该第二锥筒部的底端开设有一粗颗粒尾矿排放管；在该第二锥筒部接近筒体部的中心设有一高紊流分配器，该空心筒体距顶部三分之一处设有一多孔稳流板，在该空心筒体上部边缘设有精矿排出管，该空心筒体外部边缘设有尾矿箱，该尾矿箱下部设有一自循环调节管和一尾矿排放管，该自循环调节管的位置低于尾矿排放管；该尾矿箱顶部设有一液面控制闸门，闸门下端连接有动板，动板下端设有定板，定板下端连接于该自循环调节管和该尾矿排放管之间，将尾矿箱分为自循环侧和尾矿排放侧两部分；该旋流喷射发生器(喷嘴)的数量与静态混合器和矿浆分配器的矿浆出口数量及矿浆浮选柱的数量相对应；该旋流喷射发射器的第一矿浆输入管与渣浆泵连接，该第一喉管通过输送管道与静态混合器和矿浆紊流分配器的矿浆入口串联连接；每个矿浆出口均通过输送管道与一个阀门和旋流喷射发射器的第一矿浆输入管连接，该旋流喷射发射器的第一喉管和阀门与输送静态混合器管道连接，并且该输送管道静态混合器穿过一个矿浆浮选柱的筒体部的中部侧壁至矿浆浮选柱中心并垂直向下弯折插入到矿浆紊流分配器中；该输送管道插入到矿浆紊流分配器中的部分内部设有N个平衡均匀矿浆出口孔；在旋流喷射微纳米气泡浮选柱顶高1.5米设喷淋设备，喷淋水压力0.12cm/s，浮选精矿泡沫经喷淋水冲洗后排入精矿槽。2.如权利要求1所述的旋流喷射微纳米气泡浮选柱，其特征在于，所述该总矿浆分配器的上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClB零三D一一四，
申请(专利权)人：李宾，
类型：发明
国别省市：