一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置及方法與流程
2023-06-02 22:02:26
本發明涉及一種分選設備及方法，尤其是一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置及方法，適用於煤炭、金屬礦和非金屬礦的分選。
背景技術：
浮選柱是一種柱式微細分選設備，是將空氣壓入柱體內對礦漿進行充氣和攪拌的充氣式浮選機。該機的主體結構通常是一個帶充氣槍(氣泡發生器)的圓柱形筒體(亦可是正方形或矩形柱)，筒體內附有給礦裝置，泡沫溢出或刮出裝置以及泡沫槽、壓縮空氣輸入管網和風包等。浮選柱工作時，經藥劑調和好的礦漿由柱體中上部的給礦裝置給入，壓縮空氣經輸入管網和風包，然後透過多孔介質(如微孔塑料短管)從柱體底部鼓入，使在柱體內形成大量細小氣泡。礦粒在重力作用下緩緩下降，氣泡穿過向下流動的礦漿升浮，礦粒與氣泡通過逆流接觸與碰撞，實現氣泡選擇性礦化。
浮選柱在使用中的缺點是在高鹼度礦漿中充氣槍極易結鈣和堵塞。因此，工業生產中應用好壞主要取決於充氣槍的應用是否成功。現有的充氣浮選柱分選設備的充氣槍採用的是單一的氣泡發生器，一旦發生故障，將影響設備正常運行，並且氣泡發生器的作用面積比較集中，產生的氣泡分布不均勻，擴散及發生效應所需要的時間會很長，設備能耗高，礦化效率低。
技術實現要素：
為了克服現有技術的上述不足，本發明提供一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置及方法，結構簡單，製造與維修方便，節省動力，佔地面積小，流程簡化，不僅將旋流微泡與充氣式柱浮選相結合，進行多級優化分選，還採用多方位多種類的充氣模式，富集比高，回收率高。
本發明解決其技術問題採用的技術方案是：
一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置，包括分選柱體、微泡發生器、充氣槍和礦漿循環泵，分選柱體由上至下分為柱浮選區、旋流分選區和管流礦化區四部分，分選柱體的上部具有投料口，分選柱體的底端設有尾礦出口，投料口之上為精礦收集區，投料口和旋流分選區之間形成柱浮選區，充氣槍出口區域為充氣分選區，旋流結構構成旋流分選區，礦漿循環泵與旋流分選區連接構成管流礦化區，微泡發生器位於礦漿循環泵出口管路上，在分選柱體上還設有充氣槍，充氣槍位於循環礦漿進入柱體位置的上方和/或下方，外連氣源通過充氣槍向柱體內充氣，此區域為充氣分選區。
一種旋流微泡與充氣複合柱式分選方法，礦料從投料口進入分選柱體，礦料首先進入柱浮選區，在低紊流的靜態分選環境中實現微細礦料的分選得到高質量精礦，精礦進入精礦收集區，充氣槍通過外連氣源向柱體內充氣，使物料在充氣分選區內進一步分選，柱浮選區處理後的柱浮選中礦向下進入礦旋流分選區，並通過高回收能力得到合格尾礦，尾礦由尾礦出口排出，中礦則通過管流礦化區再對旋流分選區做進一步分選並形成循環。
相比現有技術，本發明的一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置及方法，實現了四種礦化方式的梯級組合，柱浮選區用於原料預選，並得到高質量精礦；充氣分選區使物料與空氣充分結合；旋流分選區用於對柱浮選中礦的進一步分選，並通過高回收能力得到合格尾礦；管流礦化區用於旋流分選區的進一步分選並形成循環。即獨特的多重高效礦化模式使得柱分選環境逐步得到加強，礦化效率逐步提高，適應了礦料性質隨著礦化反應過程而逐漸變差的趨勢，彌補了最初柱浮選設備單一礦化模式的不足。柱浮選區位於分選柱體上部，它採用逆流碰撞礦化的浮選原理，在低紊流的靜態分選環境中實現微細礦料的分選，在整個柱分選方法中起到粗選與精選作用；充氣分選區位於柱分選區底部；旋流分選區與柱浮選區呈上、下結構連接，構成柱分選方法的主體；旋流分選區包括按密度的重力分離以及在旋流力場背景下的旋流浮選。旋流浮選不僅提供了一種高效礦化方式，而且使得浮選粒度下限大大降低，浮選速度大大提高。旋流分選區以其強回收能力在柱分選過程中起到掃選柱浮選中礦作用。管流礦化區利用了射流原理，通過引入氣體以及粉碎成泡，在管流中形成循環中礦的氣固液三相體系並實現了高度紊流礦化。管流礦化區沿切向與旋流分選區相連，形成中礦的循環分選。本方法採用微泡發生器與外接氣源充氣槍相結合的充氣方式。循環礦漿通過微泡發生器時，礦物顆粒與微泡結合，同時，外接氣源通過充氣槍向分選柱體內充氣，從多方位全面均勻地充氣產生氣泡，大量微泡周圍多呈層流狀態，使得微細礦料容易吸附且不易脫落，在同樣充氣量條件下，氣泡尺寸小數量多，單位充氣量的氣泡比表面積大，直接增加了氣泡與礦粒的附著機會，提高了浮選回收能力，微泡的形成提高了細顆粒礦化效率。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明一實施例的結構示意圖。
圖中，2、精礦收集區，3、柱浮選區，4、旋流結構，5、微泡發生器，6、礦漿循環泵，7、管流礦化區，8、尾礦出口，9、旋流分選區，10、充氣槍，11、投料口。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
圖1示出了本發明一個較佳的實施例的結構示意圖，圖1中的一種旋流微泡與充氣複合柱式分選裝置，包括分選柱體、微泡發生器5、充氣槍10和礦漿循環泵6，分選柱體由上至下分為柱浮選區3、充氣分選區、旋流分選區9和管流礦化區7四部分，分選柱體的上部具有投料口11，分選柱體的底端設有尾礦出口8，投料口11之上為精礦收集區2，投料口11和旋流分選區9之間形成柱浮選區3，充氣槍10出口區域為充氣分選區，旋流結構4構成旋流分選區9，礦漿循環泵6與旋流分選區9連接構成管流礦化區7，微泡發生器5位於礦漿循環泵6出口管路上，在分選柱體上還設有充氣槍10，充氣槍10位於循環礦漿進入柱體位置的上方和/或下方，外連氣源通過充氣槍10向柱體內充氣，此區域為充氣分選區。
其中，所述充氣槍10的數量為若干個，每處充氣槍10都在水平面上呈圓周分布。所述充氣槍10與分選柱體側壁的夾角a為0°至180°。
一種使用權利要求1所述設備的旋流微泡與充氣複合柱式分選方法，礦料從投料口11進入分選柱體，礦料首先進入柱浮選區3，在低紊流的靜態分選環境中實現微細礦料的分選得到高質量精礦，精礦進入精礦收集區2，充氣槍10通過外連氣源向柱體內充氣，使物料在充氣分選區內進一步分選，柱浮選區3處理後的柱浮選中礦向下進入礦旋流分選區9，並通過高回收能力得到合格尾礦，尾礦由尾礦出口8排出，中礦則通過管流礦化區7再對旋流分選區9做進一步分選並形成循環。
柱浮選區3用於原料預選，並得到高質量精礦；充氣分選區使物料與空氣充分結合；旋流分選區9用於柱浮選中礦的進一步分選，並通過高回收能力得到合格尾礦；管流礦化區7用於旋流分選區9的進一步分選並形成循環。即獨特的多重高效礦化模式使得柱分選環境逐步得到加強，礦化效率逐步提高，適應了礦料性質隨著礦化反應過程而逐漸變差的趨勢，彌補了最初柱浮選設備單一礦化模式的不足。柱浮選區3位於分選柱體上部，它採用逆流碰撞礦化的浮選原理，在低紊流的靜態分選環境中實現微細礦料的分選，在整個柱分選方法中起到粗選與精選作用；充氣分選區位於柱分選區底部；旋流分選區9與柱浮選區3呈上、下結構連接，構成柱分選方法的主體；旋流分選區9包括按密度的重力分離以及在旋流力場背景下的旋流浮選。旋流浮選不僅提供了一種高效礦化方式，而且使得浮選粒度下限大大降低，浮選速度大大提高。旋流分選區9以其強回收能力在柱分選過程中起到掃選柱浮選中礦作用。管流礦化區7利用了射流原理，通過引入氣體以及粉碎成泡，在管流中形成循環中礦的氣固液三相體系並實現了高度紊流礦化。管流礦化區7沿切向與旋流分選區9相連，形成中礦的循環分選。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作出任何簡單修改和同等變化，均落入本發明的保護範圍之內。