一種環形充氣浮選機的製作方法

2023-08-03 15:11:51

專利名稱：一種環形充氣浮選機的製作方法
技術領域：
本發明涉及礦物加工工程技術領域，具體地說是一種採用壓入空氣產生氣泡，具有環 形組合結構的礦物浮選設備一環形充氣浮選機。
背景技術：
浮選機是實現礦物浮選富集與分離的重要設備。浮選技術經濟指標的好壞，與所用的 浮選設備密切相關。公知的浮選設備種類很多，主要分為機械攪拌式浮選機，充氣攪拌式 浮選機，充氣式浮選機。對於機械攪拌式浮選機，空氣的引入是靠攪拌葉輪高速旋轉產生 負壓來實現的，攪拌強度低時，產生的真空度低，引入的空氣量不足，浮選回收率不高， 攪拌強度高時，機械磨損嚴重，能耗高。對於充氣攪拌式浮選機，由於在機械攪拌浮選機 的基礎上額外補加了空氣，彌補了機械攪拌浮選機充氣量不足的缺陷，但能耗高的問題仍 然沒有很好解決。對於充氣式浮選機，沒有了攪拌裝置，能耗下降，空氣量可調，但礦物 顆粒在沒有攪拌條件下具有的動能小，與氣泡接觸附著的概率不高，所以回收率仍然不高。 詹姆森浮選槽是澳大利亞南威爾斯紐卡斯爾大學化學工程系教授詹姆森所研製的充氣式 浮選機，為了增加礦物顆粒與氣泡碰撞附著的機會，採用外加泵加速礦漿，提高顆粒動能， 取得了較好的技術效果，但又帶來了設備的磨損和能耗增加的問題。浮選柱是在充氣式浮 選機的基礎上發展起來的，為了克服充氣式浮選機礦物顆粒與氣泡接觸附著概率低的缺 點，將浮選機分選槽加深，礦物顆粒在沉降過程中與上升的氣泡逆流碰撞產生附著，形成 了結構簡單，佔地面積小，能耗低，富集比高的，具有發展前途的浮選柱。對於浮選柱的 研究，已經進行了幾十年，主要集中在氣泡發生器上，目的在於產生細小、彌散、豐富的 泡沫，這樣的研究己經取得了很大的成功，多種氣泡發生器已經廣泛應用於生產之中。但 是浮選柱通過增加分選槽的深度來實現增加顆粒與氣泡碰撞附著機會的目的，帶來的缺點 是設備高度大， 一般要求近十米，這對礦漿的提升，空氣引入又產生了較高的能耗。所以 為了降低柱高，又開展了大量的研究工作。
短柱微泡吸氣式浮選機由礦漿桶、渣漿泵、分選槽主體、內筒體、礦漿分配器、礦化 器、礦化管、反射頭、精礦收集槽、尾礦調節箱、控制閥門等組成，礦漿由渣漿泵從礦槳桶抽出入礦漿分配器，然後均勻分配給各組礦化器的礦化單元，經由礦化器、礦化管，最 後從反射頭的噴嘴噴出。當礦漿從分配器經礦化器進入礦化管時，由於礦化器的特殊結構， 礦漿成噴射狀射入礦化管，從而形成負壓，空氣被吸入礦化管並與礦漿充分接觸、剪切、 碰撞，使礦漿充分礦化，礦漿到達底部經反射頭噴嘴噴出，充分礦化的礦粒隨礦漿中的大 量微泡上浮至浮選桶表面，沿周邊溢出進入精礦收集槽；尾礦則從底部通過U形管進入尾 礦箱排出，尾礦箱與U形管一道起著調節液面的作用，以控制浮選效果。但液面不易控制， 分選效果不穩定。
全泡沫浮選柱的特點是a)採用氣/水外部發泡器，空氣/水/起泡劑一起給入柱底充氣 區中，整個柱體全為氣泡充滿，入料從柱中上部給入泡沫中，完全利用泡沫富集作用進行 分選。b)柱體高度僅lm左右、礦漿停留時間短，浮選速度快。試驗表明在較小的充氣流率 下，可獲得很高的精礦品位， 一段全泡沫浮選柱的分選效果相當於四段機械攪拌式浮選機。 但礦漿停留時間過短，礦化不充分，導致回收率不高。
旋流充氣式浮選柱。是美國猶他大學Miller教授所發明，是將重選水力旋流器與浮選 相結合的產物。其主要特點是:a)空氣通過器壁多孔材料壓入，礦漿切向壓力給入，從而 將由多孔柱壁壓入的空氣剪切成氣泡。氣泡從柱壁向柱中心移動過程中與顆粒發生碰撞附 著，礦化速度高，因而浮選速度快，其處理能力相當於同容積浮選機的50倍。b)沉砂環形 排礦，礦漿基本屬於"塞流"。c)設備體積小，多孔介質孔眼不易堵塞。該浮選設備缺點是 器壁磨損較快，參數變化敏感性較大導致浮選效果不穩定。
充填介質浮選柱是在浮選柱內充填多孔、網狀物，其目的在於讓礦漿通過彎曲的孔道 流動，與氣泡碰撞附著，達到提高礦粒與氣泡碰撞附著的概率，從而降低了浮選柱的高度， 但是多孔、網狀介質容易產生堵塞，且礦漿流速變慢後，設備處理能力下降。
因此，目前廣泛使用的浮選柱仍然存在柱體高，能耗大等不足，如能研究設計一種既 具有浮選機設備高度小但能耗低，磨損小，具有浮選柱能耗較低，富集比高，但高度小， 磨損小，回收率高的浮選設備，將顯著提高礦物浮選分離富集的效率。

發明內容
本發明的目的是提供一種能耗低，充氣量大，礦物顆粒與氣泡碰撞附著概率高，採用 壓入空氣產生氣泡，具有環形組合結構的浮選設備一環形充氣浮選機。
本發明的技術方案為
環形充氣浮選機由分選柱(1)、氣泡發生器(2)、環形泡沫刮板機構(3)、過程礦漿提升管(4)組成；分選柱(1)由柱體(5)、泡沫精礦給礦口 (6)、中礦給礦口 (7)、尾 礦口 (8)、精礦環槽(9)構成；環形泡沫刮板機構(3)由電機(10)、減速器(11)、刮 板架(12)、支撐架(13)、刮板(14)組成；由n棵分選柱(1)組合成環形，分選柱的 柱體上部精礦環槽(9)的精礦管連接到毗鄰柱體的泡沫精礦給礦口 (6)，柱體下部尾礦 口與過程礦漿提升管(4)連接，過程礦漿提升管(4)另一端與另一毗鄰柱體的中礦給礦 口 (7)相連，氣泡發生器(2)固定安裝在每個分選柱下部的柱體內，環形泡沫刮板機構 (3)的電機(10)、減速器(11)與刮板架(12)相連，支撐架13連接支撐在組合成圓環 形的柱體頂部。 其中-
n-nl+n2+l，式中nl為選礦試驗確定的礦石需要的精選次數，n2為選礦試驗確定的 礦石需要的掃選次數。
分選柱l的斷面形狀為圓型、矩型或等腰梯形中的一種。 氣泡發生器(2)為常規多孔介質的壓入空氣型氣泡發生器。
過程礦漿提升管(4)中部安裝砂泵(15)或壓力空氣進入管(16)作為中礦提升動力。
分選柱柱體(1)的斷面積當量直徑與高度的比值為% = 0.25 ~ 0.83。 工作原理
根據不同礦石浮選工藝的要求，含有起泡劑、捕收劑等浮選藥劑的礦漿給入該環形充 氣浮選機的任何一棵分選柱的給礦口中，礦漿進入分選柱至上而下往下流動，同時空氣壓 入氣泡發生器中，通過多孔介質在分選柱的下部形成氣泡，礦漿中的礦粒向下沉降，氣泡 向上浮升，礦粒與氣泡逆流碰撞，具有疏水性的礦粒附著於氣泡，被氣泡帶著上浮，當氣 泡帶著礦粒上浮至液面時，形成泡沫層，其中的礦粒成為泡沫精礦，被電機、減速器帶著 轉動的環形泡沫刮板機構的刮板將形成的泡沫層刮出，使泡沫精礦進入精礦環槽中，並通 過精礦管進入精選分選柱中進行精選。具有親水性的礦粒不能附著在氣泡上，繼續隨礦槳 向下流動，最後從尾礦口排出。從尾礦口排出的礦漿進入過程礦漿提升管，在過程礦漿提 升管中被砂泵或壓入的空氣流提升，進入掃選分選柱中進行掃選。
泡沫精礦經過nl次精選，獲得的最終精礦從最後一次精選分選柱的精礦環槽排出。 中礦經過n2次掃選，獲得的最終尾礦從最後一次掃選分選柱的尾礦口排出。每次掃選獲 得的泡沫精礦，從前一棵分選柱的泡沫精礦給礦口返回進行精選。每次精選獲得的尾礦，從後一棵分選柱的中礦口進入進行掃選。
本發有與現有技術相比具有的積極效果如下
1) 能耗低和磨損小
本發明的環形充氣浮選機屬於充氣式浮選機，沒有機械攪拌，所以顯著降低了設備的 能耗和攪拌產生的設備磨損，同時由於分選柱高度只是常規浮選柱的四分之一左右，產生 氣泡所需要的空氣壓力大為降低，充氣能耗低。
2) 充氣量大、礦粒與氣泡碰撞附著的概率高
本發明的環形充氣浮選機採用多段分選柱串聯形成環形組合，每一段分選柱設置了氣 泡發生器，與常規的浮選柱相比，充氣次數增加，充氣量高出數倍，所以礦粒與氣泡碰撞 附著的概率高，克服了常規浮選柱因充氣量不足引起的回收率不高的缺陷。
3) 精選和掃選時間和次數調整靈活
常規的浮選柱一旦高度確定，在確定的給礦量下，分選的時間就己確定，調整困難， 而本發明的環形充氣浮選機採用多段分選柱組合，每一段分選柱具有完全相同的結構，這 可以根據需要調整精選、掃選的次數和分選時間，從而控制精礦的品位和回收率。
4) 增大分選粒度的範圍
常規的浮選柱對於處理粗粒效果不好，原因是柱體太高，粗粒易從氣泡上脫落，難以 被氣泡帶到液面以上的泡沫層中。而本發明採用的分選柱柱體較低，粗粒在從氣泡上脫落 之前進入泡沫層的機會更多一些，且充氣量大，多次產生氣泡，礦粒與氣泡碰撞附著的概 率高，粗粒不易浮的問題得到改善。


圖1為本發明的環形充氣浮選機主視圖。
圖2為圖1中的I-I視圖。
圖3為本發明的環形充氣浮選機分選柱結構圖。
圖4為圖3的(分選柱)俯視圖。
圖5為本發明的環形充氣浮選機單棵分選柱的結構圖。
圖6為本發明的環形充氣浮選機環形泡沫刮板機構圖。
圖7為本發明的環形充氣浮選機過程礦漿提升管示意圖。
圖中，l一分選柱；2—壓入空氣型氣泡發生器；3—環形泡沫刮板機構；4一過程礦漿
提升管；5 —柱體；6 —泡沫精礦給礦口； 7—中礦給礦口； 8 —尾礦口； 9一精礦環槽；10一電機；ll一減速器；12 —刮板架；13 —支撐架；14一刮板，15 —砂泵；16 —壓力空氣進 入管；7 —砂泵或壓縮空氣。
具體實施方式
實施例1:
1、 環形充氣浮選機的構成如圖1所示，由分選柱l、壓入空氣型氣泡發生器2、環 形泡沫刮板機構3、過程礦漿提升管4組成；分選柱l由柱體5、泡沫精礦給礦口6、中礦
給礦口 7、尾礦口 8、精礦環槽9構成，分選柱1的斷面形狀可為圓型、矩型或等腰梯形 中的一種，斷面積當量直徑與高度的比值為% = 0.25 ~ 0.83;環形泡沫刮板機構3由電機 10、減速器11、刮板架12、支撐架13、刮板14組成；由n棵分選柱1組合成環形(r^nl+n2+l， 式中nl為選礦試驗確定的礦石需要的精選次數，n2為選礦試驗確定的礦石需要的掃選 次數)，分選柱的柱體上部精礦環槽9的精礦管連接到毗鄰柱體的泡沫精礦給礦口6，柱體 下部尾礦口與過程礦漿提升管4連接，過程礦漿提升管4中部安裝砂泵15或壓力空氣進 入管16，作為中礦提升動力；過程礦漿提升管4另一端與另一毗鄰柱體的中礦給礦口7相 連，壓入空氣型氣泡發生器2為常規多孔介質的氣泡發生器，固定安裝在每個分選柱下部 的柱體內，環形泡沫刮板機構3的電機IO、減速器11與刮板架12相連，支撐架13連接 支撐在組合成圓環形的柱體頂部。
2、 處理礦石原礦品位為16%左右的低品位硫鐵礦，磨礦粒度-200目佔80%左右；
3、 環形充氣浮選機結構參數為
1) 分選柱的斷面形狀為圓形，斷面直徑為2500mm，高度為3000mm，柱體斷面積當量 直徑與高度的比值% = 0.83，分選柱數量n=nl+n2+l=8，其中nl=5， n2=2;
2) 過程礦漿提升管中部引入壓力空氣作為中礦提升動力。
4、 獲得的技術指標
硫精礦含硫品位》50%，硫的回收率》92% 實施例2:
1、 環形充氣浮選機的構成與實施例1相同。
2、 處理礦石原礦品位為1.2%的硫化銅礦石，磨礦粒度-200目佔85%左右。
3、 環形充氣浮選機結構參數為
1)分選柱的斷面形狀為等腰梯形，等腰梯形的上底1000mm，下底500mm，高1000mm， 斷面積當量直徑為489rnm，高度為1950mm,柱體斷面積當量直徑與高度的比值^< = 0.25分選柱數量r^nl+n2+K2，其中nl:5， n2=6;
2)過程礦漿提升管中部引入壓力空氣作為中礦提升動力。 4、獲得的技術指標
銅精礦含銅品位》25%，銅的回收率》94%。 實施例3:
1、 環形充氣浮選機的構成與實施例l相同。
2、 處理礦石原礦品位為4%的硫化鋅礦石，磨礦粒度-200目佔75%左右。
3、 環形充氣浮選機結構參數為
l)分選柱的斷面形狀為矩形，矩形的長lOOOrara，寬1200mm，斷面積當量直徑為618咖，
高度為1800mm，柱體斷面積當量直徑與高度的比值^< = 0.343 ，分選柱數量n=nl+n2+l=7，
其中nl=3， n2=3;
2)過程礦漿提升管中部安裝砂泵作為中礦提升動力。
4、獲得的技術指標:
鋅精礦含鋅品位》50%，鋅的回收率》84%。
權利要求
1、一種環形充氣浮選機，其特徵是，由分選柱(1)、氣泡發生器(2)、環形泡沫刮板機構(3)、過程礦漿提升管(4)組成；分選柱(1)由柱體(5)、泡沫精礦給礦口(6)、中礦給礦口(7)、尾礦口(8)、精礦環槽(9)構成；環形泡沫刮板機構(3)由電機(10)、減速器(11)、刮板架(12)、支撐架(13)、刮板(14)組成；由n棵分選柱(1)組合成環形，分選柱的柱體上部精礦環槽(9)的精礦管連接到毗鄰柱體的泡沫精礦給礦口(6)，柱體下部尾礦口與過程礦漿提升管(4)連接，過程礦漿提升管(4)另一端與另一毗鄰柱體的中礦給礦口(7)相連，氣泡發生器(2)固定安裝在每個分選柱下部的柱體內，環形泡沫刮板機構(3)的電機(10)、減速器(11)與刮板架(12)相連，支撐架13連接支撐在組合成圓環形的柱體頂部。
2. 根據權利要求1所述的環形充氣浮選機，其特徵是n=nl+n2+l,式中nl為選礦 試驗確定的礦石需要的精選次數，n2為選礦試驗確定的礦石需要的掃選次數。
3. 根據權利要求1所述的環形充氣浮選機，其特徵是分選柱l的斷面形狀為圓型、 矩型或等腰梯形中的一種。
4. 根據權利要求1所述的環形充氣浮選機，其特徵是氣泡發生器(2)為常規多孔 介質的壓入空氣型氣泡發生器。
5. 根據權利要求1所述的環形充氣浮選機，其特徵是過程礦漿提升管(4)中部安 裝砂泵(15)或壓力空氣進入管(16)作為中礦提升動力。
6. 根據權利要求1所述的環形充氣浮選機，其特徵是分選柱柱體(1)的斷面積當 量直徑與高度的比值為% = 0.25 ~ 0.83 。
全文摘要
本發明是一種採用壓入空氣產生氣泡，具有環形組合結構的礦物浮選設備——環形充氣浮選機。它由分選柱、壓入空氣型氣泡發生器、環形泡沫刮板機構、過程礦漿提升管組成，多棵分選柱組合成圓環形。礦漿給入一棵分選柱的給礦口中，礦粒向下沉降，氣泡向上浮升，具有疏水性的礦粒被浮選成為粗精礦，並進入精選分選柱中進行多次精選獲得最終精礦。親水性的礦粒隨礦漿向下流動，通過過程礦漿提升管，進入掃選分選柱中進行多次掃選得最終尾礦。本發明的環形充氣浮選機具有能耗低和磨損小，充氣量大，礦粒與氣泡碰撞附著的概率高，精選和掃選時間和次數調整靈活，分選粒度的範圍大的優點，是一種良好的礦物浮選分離富集設備。
文檔編號B03D1/24GK101293227SQ20081005855
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者文書明, 楊琳琳 申請人:昆明理工大學