浮選底流排放浮動控制方法
2023-09-20 14:23:55 4
專利名稱：浮選底流排放浮動控制方法
技術領域：
本發明涉及一種可自動控制浮選槽或浮選柱的排礦量，使浮選槽或浮選柱內進出礦漿平衡、保持浮選液面高度穩定的裝置。
傳統浮選槽所採用的排礦方法是溢流閘門法，其工作原理是在前、後浮選槽之間置一中間箱，對著後槽的中間箱壁下連接著後槽的進礦管，對著前槽中間箱壁下部有一沉砂孔，沉砂孔設有可開、關的插板。沉砂孔之上有一高度可調的閘門，閘門之外圍著擋泡板，以免泡沫進入中間箱，當生產進行時，由於沉砂孔處於礦漿深處，看不見，無法調節，所以一般讓其「常閉」著。只在槽內沉砂淤積時，臨時打開「放砂」後又關上。在浮選機的強烈攪拌下，可浮物隨氣泡上浮到液面，由刮板從浮選槽的泡沫出口刮出，餘下礦漿經擋泡板與閘門之間的「狹區」上升，由閘門上沿溢出，進入中間箱內，由後槽的進礦管吸入後浮選槽中，礦漿就是這樣在一系列浮選槽中流過，並逐步進行浮選的，最後作為沉礦產物排走。進入浮選階段的礦漿，常因浮選前各作業不穩定時大時小，液面時高時低，液面太高，泡沫「帶漿」太多，影響產品純度，液面太低，該及時括出的泡沫不能及時括出，影響回收率，在不同浮選階段，對浮選液面高度也有不同要求。「溢流閘門法」就是通過人工調節閘門的高度來改變液面高度，以滿足對浮選液面的要求。
在磨礦粒度細、礦物比重小，在浮選前各作業也相對穩定的情況下，溢流閘門法基本能滿足生產的要求。但是，在另一些情況下，就不是這樣了。當磨礦粒度粗或礦物比重大時，進入「狹區」上升的礦漿流中粗、重粒子下沉回到浮選槽內，使溢流相對於進礦變得濃度低，其中固體粒子的平均粒度、比重都變小，槽內礦漿則相反，變得濃、粗、重，而中間箱下部沉砂孔又處於常閉狀態，不能及時排出粗砂，因而發生槽內粗、重粒子累積現象，隨著累積增加，溢流逐漸變濃、粗、重，直到與進礦平衡，累積才停止。因此，在正常生產中，槽內礦漿通常都是處於比生產中實際運行的礦漿濃度高、比重大、粒度粗的狀態，一般情況下，累積使電耗增加、磨損增加，充氣量也因礦漿阻力增加而減少，而且氣體彌散困難。當累積嚴重時，會發生部分或全部沉槽現象，這時生產就不能正常進行了。累積加速了磨損，磨損了的浮選機葉輪、蓋板其攪拌能力下降，又加速了累積，形成惡性循環。另外，當浮選前各作業不正常時，礦漿流量波動很大，其濃度、粒度、比重波動也大，槽內液面大起大落，礦漿液面泡沫覆蓋，加上浮選機強烈的攪拌，液面可視性差，流程長、人工調節閘門常常是不及時，不準確的，所以生產很難穩定。
浮選柱中用「底流閥門法」排礦，是人工調節底流管上的閥門來維持進、出礦漿平衡，以達到穩定液面的目的。但因浮選柱高度大，底流流速大，閥門微小的變化會引起流量很大的變化，人工調節很難掌握分寸，甚至造成底流堵塞，這種靠人工調節底流閥門來穩定液面實際是不可能的。這也是多年來國內浮選柱不能推廣的原因之一。
本發明的目的旨在提供一種能解決浮選槽內粗重粒子累積、浮選柱的底流堵塞問題，能自動控制排礦量、穩定浮選礦漿液面、解決排粗難問題、能節能降耗、降低生產成本的浮選底流排放控制方法。
本發明的目的是以下述方式實現的，浮選底流排放浮動控制方法，在處於礦漿深部紊流區的排礦通道浮選槽的控制腔上、或浮選柱的控制箱內垂直向上安控制口，控制口、控制腔或箱組成固定部分，控制口上罩著鐘形重錘(3)，管形連杆(4)連接於鐘形重錘上頂中心孔內，使鐘形重錘內空與大氣連通，浮體(6)套在連杆上，連杆上段為外螺紋管，其上套調節螺帽(7)，重錘、連杆、浮體、螺帽組成處於礦漿平靜區的浮動部分，連杆頂上方一定高度上有擋板(8)。
控制口外表面分三段，上下段為圓柱形，中段為圓錐形18。中段壁上部開1-4個倒立三角形孔21，三角形孔上底向上段壁平移，形成上壁殘餘部分，即導牙20。
重錘下口和控制口管壁間的間隙與重錘以下控制口壁的三角形孔連通形成活動排礦孔22，與活動排礦孔最大面積等效的圓半徑r0(cm)為r0＝1.7(aQ/H0.5)0.5(a＞1) (1)式中Q 浮選流程中設計流量(m3/h)H 浮選液面到控制口的高度(cm)a 流量放大係數三角孔的高度h0(cm)為h0＝2r00.5(2)三角形孔上底總長b(cm)為b＝cπr01.5(c＜1) (3)式中c 三角形孔在最大活動排礦孔中所佔比值，控制口內截圓半徑r(cm)為r＝(1.05-1.1)r0(4)三角形孔下尖角處圓截面的截圓半徑R(cm)為R2-(r+m)R-0.5(1-c)r02＝0(5)式中m控制口上段管壁厚度重錘內空尺寸應保證罩住三角形孔21，並與圓錐形18緊密配合。
下面參照
本發明方法。
圖1 本方法在浮選槽的應用圖2 本方法在浮選柱的應用圖3 控制口結構立面剖視4 控制口結構俯視5 活動排礦孔形成示意圖參照圖1，在浮選槽應用本方法時，是在前浮選槽的後牆，或前、後浮選槽的隔牆內，在浮選槽進礦高度附近的強攪拌區，安一作為排礦通道的控制腔1，控制腔下部出口在槽內或伸出後牆，通過三通11與後槽進礦管相連，三通另一接口接直通大氣的直杆10。控制口2垂直連在控制腔上口內。由控制腔、控制口組成的固定部分就處在礦漿深部紊流區內。在浮選槽牆壁上固定有「
」型防浪板5，防浪板高超過浮選槽的泡沫出口，深達下部控制口頂之上。它把由浮體6、連杆4等組成的浮動部分圍住，使浮動部分位於下部與紊流區連通的礦漿平靜區內。
參照圖2，在浮選柱應用本方法時，是在浮選柱底部接一向下傾斜的大截面底流管17，底流管下端與控制箱1連通，在控制箱1底安一垂直向下的出口管通尾砂池，安一尾砂管通尾砂池，尾砂管上帶閥門，在控制箱頂平面上與出口管同中心位置安垂直管14，垂直管與上面的浮體室15相通，浮體室與浮選柱上口同高，垂直管、浮體室內形成礦漿平靜區。在箱內靠箱底上方附近有一以出口管為中心的環形噴水管12，其管壁向下開等距離小噴水孔，噴水管上有清水進水管13，清水進水管13上安高於浮選柱的溢流管16，保障小噴水孔處有1米水柱以上的噴水壓力，環形管下連有排汙管18。
圖中各箭頭符號表示如下→礦漿流向—·→泡沫走向—→清水流向。
當生產啟動後，礦漿源源不斷進入浮選槽(或浮選柱)內，礦漿液面上升，託起浮體，使浮體沿連杆垂直上升，直至頂住連杆上端的螺帽為止，液面繼續上升至浮體上部寬大部分時，浮力等於整個「浮動部分」的重量，這時「浮動部分」與液面同幅度上升，其下端的鐘形重錘下口隨之離開控制口的園錐外表面，與該段管壁間形成孔隙，隨著液面上升，孔隙越來越大，在浮選槽或柱內浮出了泡沫產品後的礦漿就是由此孔排出，隨著孔隙的增大，排出量增加，直至與進入量平衡，浮選液面就穩定下來，當進入量變小，液面下落，浮動部分下落，孔隙變小，排出量也減少，直至再次進、出量平衡，液面又在新的水平上穩定下來，前、後兩次液面高度之差稱這兩種流量形成的液面波動△h，這種隨礦漿流量變化面積同時變化的排礦孔稱為活動排礦孔，由於液面到排礦孔的高度基本不變(液面波動△h相對於液面整個高度很微小)，所以活動排礦孔處的礦漿流速是不變的，故活動排礦孔的面積總是與礦漿流量成比例變化的；當進礦停止時排礦孔面積變為零，礦漿就不排出了，鐘形重錘又落到園錐外表面上，礦漿液面落到比生產時稍低的高度上；生產中旋轉浮體之上的螺帽，可以改變浮體在連杆上的相對位置，也就改變了浮選液面的高度，這樣，可以將浮選液面調到所需要的任何高度上。
深部排礦為減少浮選液面波動創造了極有利的條件，在深度不變時，要提高液面的穩定性，就要提高流量變化對液面波動的敏感性，也就相當於要提高活動排礦孔的面積對孔的高度變化的敏感性，這決定於活動排礦孔的「孔形」。本方法的活動排礦孔是面積對高度變化極為敏感的孔形，穩定液面能力強。在流量很小時，矩形孔、平面窄環形孔可能形成很細的縫，不利於排粗。本發明採用倒三角形孔，它與重錘與控制口間的窄環形孔相通，彌補了窄環形孔不利於排粗的缺陷。
倒三角形孔開在控制口中段管壁的上部，孔的上底與圓錐面上底重合併向上管壁平移形成上段殘餘管壁，即導牙20，限制了鐘形重錘在水平面的活動範圍。控制口口型參數按公式1-5之要求選擇。其中流量放大係數取值情況如下對Q≤50米3/小時小流程，a取4左右對Q＝(50-300)米3/小時中流程 a取3左右對Q＞300米3/小時大流程 a取2左右。
三角形孔在最大活動排礦孔中的佔比值C的取值如下在小型控制口中，2/r00.5≥0.7時，C＝0.7在大型控制口中，2/r00.5＜0.7時，C＝2/r00.5。
根據礦漿流量大小改變活動排礦面積的是浮動部分。浮動部分的浮體6是一上大下小的軸對稱體，能在連杆4上上下自如滑行。浮體可採用工程塑料等材料製成的與大氣連通的空心結構或內充填泡沫材料的實心體，比重＜＜1，且比重恆定，不因氣溫或浸泡而變化。設計時要求浮體在工作狀態時，礦漿液面最好在其上部截面最大部分處。
參照圖1在防浪板5頂部裝一「
」形擋板8，擋板的平面高度應保證提起連杆4時重錘3下口比控制口2圓錐面上底稍高或等高，以防止重錘從控制口脫出，確保浮動部分能平穩懸罩在控制口上，緊密踉踵礦漿流量的變化，同步改變活動排礦孔的面積，確保液面穩定。
在連杆4頂上固定一指針9，在其附近合適位置安一刻度尺，以便直接觀察液面的波動△h及浮動排礦孔的高度h。
參照圖2，底流管水平傾角＞30°，內截面積應滿足礦漿流速＜0.3米/秒。
在浮選柱中，浮動控制是根據浮體室15的液面進行的，只有浮體室15與浮選柱「完全連通」時，二液面高度相同，浮動控制才有意義。底流管17截面越大，管內流速越小，以上二液面高度才越接近，控制效果越好，流速小於0.3米/秒時，二液面高差小於1釐米，這時可以認為，浮體室15與浮選柱完全連通。這時，根據浮體室液面進行浮動控制就相當於根據浮選柱液面進行浮動控制；垂直管14不妨礙連杆4的垂直度，生產開始時關閉尾砂管、打開清水閥門，生產中保持清水進水管13上的溢流管16溢流不斷，以確保環形噴水管口的噴水壓力，確保「底部紊流」，防止堵塞；停車時，打開尾砂閥門放空浮選柱內剩餘礦漿，防止沉積堵塞。
本發明實現了浮選底流排放自動控制，其浮動部分控制靈敏，不受外來因素幹擾，控制準確無誤，深部排礦和控制口的特殊口形使液面穩定性大為提高，很好解決了浮選液面穩定難的問題，有利於穩定生產流程，改善選礦指標，同時解決了排粗難的問題，消除了浮選槽內的「粗、重粒子累積」和浮選柱的底流堵塞現象，不僅穩定了生產流程，也減少了磨損，降低了電耗，降低了浮選工藝的生產成本，並因為「排粗難」的解決，使浮選工藝能適應較大粒度的選礦，從而為提高設備的生產能力、改善生產指標，實現包括磨礦在內的更大範圍內的節能降耗、降低生產成本創造了良好條件。
本發明還具有使用方便，維修量少、結構簡單、體形小巧、加工容易、加工成本低等特點、能適用大、中、小各類型浮選工藝。
權利要求
1.浮選底流排放浮動控制方法，其特徵在於在處於礦漿深部紊流區的排礦通道浮選槽的控制腔上、或浮選柱的控制箱內垂直向上安控制口(2)，控制口、控制腔或控制箱組成固定部分，控制口上罩著鐘形重錘(3)，管形連杆(4)連接於鐘形重錘上頂中心孔內，使鐘形重錘內空與大氣連通，浮體(6)套在連杆上，連杆上段為外螺紋管，其上套調節螺帽(7)，重錘、連杆、浮體、螺帽組成處於礦漿平靜區的浮動部分，連杆頂上方一定高度上有擋板(8)，控制口外表面分三段，上下段為圓柱形，中段為圓錐形(18)，中段管壁上部開1-4個倒立三角形孔(21)，孔的上底向上段管壁平移，形成上段殘餘管壁，即導牙(20)。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於重錘下口與控制口間的間隙與重錘以下控制口壁的三角形孔部分形成活動排礦孔(22)，與活動排礦孔最大面積等效的圓半徑r0(cm)為r0＝1.7(aQ/H0.5)0.5(a＞1)式中Q 浮選流程中設計流量(m3/h)H 浮選液面到控制口的高度(cm)a 流量放大係數
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特徵在於三角孔(21)的高度h0(cm)為h0＝2r00.5三角形孔上底總長b(cm)為b＝cπr1.5(c＜1)式中c 三角形孔(21)在最大活動排礦孔中所佔比值，控制口內截圓半徑r(cm)為r＝(1.05-1.1)r0三角形孔下尖角處圓截面的外截圓半徑R(cm)為R2-(r+m)R-0.5(1-c)r02＝0式中m為控制口上段管壁厚度(cm)重錘內空尺寸應保證罩住三角形孔(21)，並與圓錐形(18)緊密配合。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在浮選槽的後牆或前、後浮選槽的隔牆內，在進礦高度區附近的礦漿深部紊流區安排礦通道控制腔(1)，其下面出口從槽外或槽內通過三通(11)向後連接後槽的進礦管，向上連通大氣。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於在浮選槽壁上固定「
」形防浪板(5)，將浮動部分圍住，高超過浮選槽的泡沫出口，深達控制口頂之上。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於浮體是一上大下小的軸對稱體，比重恆重，＜＜1。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於浮選柱底部接一向下傾斜的大截面底流管(17)，底流管下端與控制箱(1)連通，在控制箱(1)底安一垂直向下的出口管通向尾砂池，安一尾砂管，通尾砂池。尾砂管上帶閥門，在控制箱頂平面與出口管同中心位置安大內徑垂直管(14)，垂直管與上面的浮體室(15)相通，浮體室與浮選柱上口同高，垂直管、浮體室內形成礦漿平靜區，箱內靠箱底以上有一以出口管為中心的環形噴水管(12)，噴水管上有清水進水管(13)，清水進水管(13)上安高於浮選柱的溢流管(16)，下方有排汙管(18)，環形管壁上向下開等距離小噴水孔。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於底流管(17)以水平傾角＞30°向下傾斜，口徑應滿足礦漿流速＜0.3米/秒。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於環形管向下的小噴水孔壓力在1米水柱以上，小噴水孔距箱底距離＜10cm。
全文摘要
浮選底流排放浮動控制方法,是在處於礦漿深部紊流區的浮選槽的控制腔上或浮選柱的控制箱內裝組成固定部分的控制口,在下部與紊流區連通的礦漿平靜區安由重錘、浮體、連杆、螺帽組成的浮動部分。由於本法採用深部排礦、浮動部分及特殊口形的控制口,使浮動部分與控制口間形成的活動排礦口能與礦漿流量成比例變化,確保浮選液面穩定、解決粗粒累積、底流堵塞難題。本方法流量控制靈敏可靠、使用方便、節能降耗、適於在各類浮選廠採用。
文檔編號B03D1/22GK1202396SQ98113569
公開日1998年12月23日 申請日期1998年5月25日 優先權日1998年5月25日
發明者譚素娥 申請人:譚素娥