一種單機浮選方法及裝置的製作方法

2023-07-06 04:49:26 7

專利名稱：一種單機浮選方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種浮選方法及裝置，尤其是在浮選機內同步完成連續掃選和連續精選過程的單機浮選方法及裝置，屬浮選技術領域。
背景技術：
眾所周知的浮選過程，是採用一臺以上浮選機組成多機浮選系統完成的。每臺浮選機對入流礦漿進行浮選，產出一種精礦漿和一種尾礦漿。在閉路浮選方式下，尾礦漿逐級流入本級浮選系統後置浮選機進行掃選，直至產出終級尾礦；精礦漿逐級流入本級浮選系統前置浮選機進行精選，直至產出終級精礦。在開路浮選方式下，尾礦漿逐級流入本級浮選系統後置浮選機進行掃選，直至產出終級尾礦；精礦漿全程開路出流，逐級流入下級浮選系統後置浮選機進行精選，直至產出終級精礦。所述的掃選過程，其入流礦漿為前置浮選機和 (或)後置浮選機出流的尾礦漿。所述的精選過程，其入流礦漿為後置浮選機和(或)前置浮選機出流的精礦漿。所述的終級尾礦，為設定浮選工藝條件下目標顆粒品位最低的尾礦漿。 所述的終級精礦，為設定浮選工藝條件下目標顆粒品位最高的精礦漿。在正浮選工藝方式下，目標顆粒為精礦顆粒；在反浮選工藝方式下，目標顆粒為尾礦顆粒。研究在先浮選機(包括浮選柱)可以發現，目前單臺浮選機浮選功能的設置，實質只是將起浮後礦漿中的礦化氣泡和尾礦進行簡單分離。這種簡單分離的後果是，出流尾礦漿夾帶目標顆粒較多，出流礦化氣泡夾帶非目標顆粒較多，浮選流程也就拉長。因此，很有必要加以改進。

發明內容
本發明的目的是針對現有單臺浮選機只是將起浮後礦漿中的礦化氣泡和尾礦進行簡單分離的不足，提出一種能在浮選機內同步完成連續掃選和連續精選的單機浮選方法。本發明的另一目的是提出一種上述單機浮選方法的實施裝置。本發明的另一目的是提出上述單機浮選方法和裝置的用途。本發明所採取的技術方案是一種單機浮選方法，包括一個浮選腔室，在浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置；礦漿進入浮選腔室後先經過螺旋轉子起浮裝置同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿；起浮後礦漿受螺旋轉子提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室中以螺旋流流態向上單向流動，形成礦化氣泡，從礦化氣泡出口排出；完成浮選過程。在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置；當起浮後礦漿在浮選腔室內以一種單向向上流動的螺旋流流態流經藥液清洗裝置時，藥液清洗裝置將使得礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒不斷脫附，形成尾礦快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出；
所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布；這種清洗藥液的濃度梯度，使礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒，在上浮過程中受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越趨向脫附；使起浮後礦漿中的非目標顆粒受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越難以被上浮的氣泡和礦化氣泡吸附。在下收斂空心錐筒提供的旋流力和螺旋轉子提供的旋流力的聯合作用下，起浮後礦漿中的尾礦，快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出；礦化氣泡快速上浮進入礦化氣泡富集區，藉助設於下收斂空心錐筒壁面上的下收斂螺旋葉片的提升力從礦化氣泡出口排出。礦化氣泡的上浮過程，實質是利用浮選腔室內清洗藥液濃度由下至上線性增大的濃度梯度進行連續精選的浮選過程。所述的尾礦顆粒受離心力、向心力和重力作用，將在礦漿上浮的過程中，向浮選腔室壁面內壁流動和下沉，其中，粒徑較大的尾礦顆粒率先進入尾礦分流裝置位於浮選腔室下部的螺旋通道下沉，粒徑較小的尾礦顆粒進入尾礦分流裝置位於浮選腔室中上部的螺旋通道下沉；氣泡和礦化氣泡趨向浮選腔室中央區域流動和上浮，其中，不被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡徑直上浮進入礦化氣泡富集區，被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡在螺旋通道內受不斷增厚的尾礦層擠壓和超聲波發生裝置提供的超聲波能量場作用而充分逸出並吸附殘留目標顆粒趨向浮選腔室中央區域流動和上浮；尾礦顆粒進入螺旋通道後，都將沿螺旋通道流動，直至達到尾礦出口排出，並在螺旋通道流動過程中接受設置在浮選腔室外的超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選。同時，分流尾礦的螺旋通道坡度大於尾礦在起浮後礦漿中的安息角，這樣粒徑大和粒徑小的尾礦顆粒，進入螺旋通道後，都將沿螺旋通道流動，直至達到尾礦出口排出。尾礦流經螺旋通道的過程，實質是利用超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選過程。此外，浮選腔室旁邊設置一超聲分散裝置，超聲分散裝置設置在調漿裝置與浮選腔室礦漿入口之間，礦漿在進入浮選腔室之前，將先通過超聲分散裝置對礦漿進行超聲分散處理。所述的超聲分散處理是指調漿後礦漿在單向流經超聲分散裝置的過程中，固體粉料表面被清洗，浮選藥劑被分散，浮選藥劑按設定包裹固體粉料的藥劑分散過程被充分完成，產出超聲分散後礦漿。所述的浮選腔室，其截面包括圓形和正多邊形截面，其壁面上設有至少一個尾礦出口，其頂部截面為礦化氣泡出口，其頂部礦化氣泡出口周圍設有一個匯流礦化氣泡的環形溝槽。所述的連續掃選過程，是通過採用尾礦分流裝置，在設於浮選腔室壁面內壁上的一條以上螺旋通道中營造超聲浮選環境，使尾礦單向流經設有超聲波能量場的螺旋通道後出流。所述的連續精選過程，是通過採用藥液清洗裝置，在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間的縱向區域內，營造清洗藥液濃度線性增大的藥液清洗環境，使礦化氣泡穿過清洗藥液濃度線性增大的起浮後礦漿流場後出流。實現所述單機浮選方法的具體浮選流程是採用超聲分散裝置，對完成調漿過程的待選礦漿進行超聲分散，產出超聲分散後礦漿；採用螺旋轉子起浮裝置，對超聲分散後礦漿進行氣泡產生和礦化，產出起浮後礦漿；採用尾礦分流裝置，對起浮後礦漿中的尾礦進行螺旋分流和超聲浮選，產出終級尾礦；採用藥液清洗裝置，對起浮後礦漿中的礦化氣泡進行藥液清洗，產出終級精礦，由此實現在一臺浮選機內同步完成連續掃選和連續精選的單機浮選過程。一種實現前述方法的浮選機，包括一個浮選腔室，浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置。在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置；所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布；
此外，浮選腔室旁邊設置一超聲分散裝置，超聲分散裝置設置在調漿裝置與浮選腔室礦漿入口之間，礦漿在進入浮選腔室之前，將先通過超聲分散裝置對礦漿進行超聲分散處理。所述的尾礦分流裝置，包含一個浮選腔室、設於浮選腔室壁面內壁上的一條以上螺旋通道和設於浮選腔室壁面外壁上的一個以上超聲波發生裝置；
所述的浮選腔室，其截面包括圓形和正多邊形截面，其壁面上設有至少一個尾礦出口， 其頂部截面為礦化氣泡出口，其頂部礦化氣泡出口周圍設有一個匯流礦化氣泡的環形溝槽。所述的藥液清洗裝置，是採用含有至少一種親水劑的清洗藥液、對浮選腔室液面以下區域內的礦化氣泡進行清洗的裝置；該裝置至少可以是一個下收斂空心錐筒；所述的下收斂空心錐筒，設於礦化氣泡富集區和浮選腔室液面以下附近區域，與浮選腔室具有同一垂直中心軸，由驅動裝置驅動慢速旋轉；其壁面外壁上設有至少一個下收斂螺旋葉片； 其浸沒於液面以下的壁面外壁上或壁面外壁外，設有至少一個清洗藥液出口。所述的超聲分散裝置，包含至少一個分散腔室和一個以上設於分散腔室壁面外壁上的超聲波發生裝置；所述的分散腔室，其截面包括圓形、矩形和正多邊形截面，其通道直徑或寬度按超聲波聲強50-100倍設置，直徑或寬度單位為mm，超聲波聲強為W/cm2。所述的螺旋轉子起浮裝置，包含一個圓筒狀的起浮腔室和一個設於起浮腔室內的螺旋轉子；所述的起浮腔室，其底部壁面設有超聲分散後礦漿進口，其頂部為起浮後礦漿出口 ；所述的螺旋轉子，由一個與起浮腔室具有同一垂直中心軸的中空轉軸、設於中空轉軸上的至少一個空心螺旋葉片、設於中空轉軸上和空心螺旋葉片下方的攪拌葉片組成；所述的中空轉軸，與起浮腔室外部的壓縮空氣連通；所述的壓縮空氣，在空心螺旋葉片上底面和下底面、中空轉軸壁面外壁和起浮腔室壁面內壁圍成的螺旋通道內，形成一個以上螺旋氣場。一種如前述單機浮選方法及裝置的用途，包括應用於所有固體粉料的浮選過程。本發明的技術原理和工作過程是
完成粒度分級和礦漿濃度調整後的待選礦漿，經調漿裝置加入設定浮選藥劑調漿，產出調漿後礦漿。調漿後礦漿在單向流經超聲分散裝置的過程中，固體粉料表面被高效清洗，浮選藥劑被高效分散，浮選藥劑按設定包裹固體粉料的藥劑分散過程被充分完成，產出超聲分散後礦漿。超聲分散後礦漿在單向流經螺旋轉子起浮裝置的過程中，被壓縮空氣在螺旋通道中形成的N個螺旋氣場高速切割，同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿。起浮後礦漿受螺旋轉子提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室中以螺旋流流態向上單向流動。受離心力、向心力和重力作用，尾礦顆粒趨向浮選腔室壁面內壁流動和下沉， 其中，粒徑較大的尾礦顆粒率先進入尾礦分流裝置位於浮選腔室下部的螺旋通道下沉，粒徑較小的尾礦顆粒進入尾礦分流裝置位於浮選腔室中上部的螺旋通道下沉；氣泡和礦化氣泡趨向浮選腔室中央區域流動和上浮，其中，不被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡徑直上浮進入礦化氣泡富集區，被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡在螺旋通道內受不斷增厚的尾礦層擠壓和超聲波發生裝置提供的超聲波能量場作用而充分逸出並吸附殘留目標顆粒趨向浮選腔室中央區域流動和上浮。由於分流尾礦的螺旋通道坡度大於尾礦在起浮後礦漿中的安息角，粒徑大和粒徑小的尾礦顆粒，進入螺旋通道後，都將沿螺旋通道流動，直至達到尾礦出口排出。尾礦流經螺旋通道的過程，實質是利用超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選過程。由於起浮後礦漿在浮選腔室內是一種單向向上流動的螺旋流流態，藥液清洗裝置注入的清洗藥液，將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間的起浮後礦漿中形成清洗藥液濃度由下至上線性增大的濃度梯度。這種清洗藥液的濃度梯度，使礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒，在上浮過程中受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越趨向脫附；使起浮後礦漿中的非目標顆粒受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越難以被上浮的氣泡和礦化氣泡吸附。在下收斂空心錐筒提供的旋流力和螺旋轉子提供的旋流力的聯合作用下，起浮後礦漿中的尾礦，快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出；礦化氣泡快速上浮進入礦化氣泡富集區，藉助設於下收斂空心錐筒壁面上的下收斂螺旋葉片的提升力從礦化氣泡出口排出。礦化氣泡的上浮過程，實質是利用浮選腔室內清洗藥液濃度由下至上線性增大的濃度梯度進行連續精選的浮選過程。由此可見，經超聲分散和螺旋轉子起浮產出的起浮後礦漿，在浮選腔室內的浮選過程，是一種同步完成連續掃選和連續精選的單機浮選過程。本發明的優點是
1)利用起浮後礦漿在浮選腔室內單向向上螺旋流動的流態，採用尾礦分流裝置對出流尾礦實現連續掃選過程，採用藥液清洗裝置對出流礦化氣泡實現連續精選過程，穩定降低了尾礦跑尾品位，穩定提高了礦化氣泡質量和產率。2)採用清洗藥液清洗礦化氣泡，有利於應用張力較大的氣泡產生方案。氣泡表面張力越大，氣泡對顆粒的承載能力就越大，氣泡破裂比重就越小，因氣泡破裂引起的目標顆粒脫附比重就越小。由於單機浮選過程直接產出終級精礦，從而有效消除在先浮選方法及裝置因氣泡張力過大難以對礦化氣泡夾帶和吸附的非目標顆粒進行高效脫附和易於引起後置浮選過程精礦漿通路堵塞的負面效應。3)採用超聲分散裝置、螺旋轉子起浮裝置、尾礦分流裝置和藥液清洗裝置組成單機浮選流程，充分改善了氣泡產生和礦化效果、礦化氣泡與尾礦顆粒高效分離效果，尤其是有利於對浮選過程按功能實施高效和穩定的自控措施。4)本發明適應於所有固體粉料的單機浮選過程，尤其是難選礦的單機浮選過程。


圖1為一種單機浮選裝置。圖2為另一種單機浮選裝置。圖1中，1、待選礦漿；2、浮選藥劑；3、液面；4、調漿裝置；5、調漿後礦漿；6、環形溝槽；7、礦化氣泡出口 ；8、液面；9、清洗藥液；10、液面；11、驅動裝置；12、藥液清洗裝置；13、 下收斂空心錐筒；14、礦化氣泡富集區；15、清洗藥液出口 ；16、下收斂螺旋葉片；17、終級精礦；18、尾礦分流裝置；19、螺旋通道；20、超聲波發生裝置；21、起浮後礦漿；22、尾礦出口 ； 23、終級尾礦；24、浮選腔室；25、起浮後礦漿出口 ；26、螺旋轉子；27、壁面；28、螺旋通道； 四、起浮腔室；30、螺旋轉子起浮裝置；31、空心螺旋葉片；32、中空轉軸；33、壓縮空氣；34、 攪拌葉片；35、超聲分散後礦漿進口 ；36、超聲分散後礦漿；37、分散腔室；38、超聲波發生裝置；39、超聲分散裝置。圖2中，40、藥液清洗裝置；41、下收斂空心錐筒；42、清洗藥液出口。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述，但本發明的保護範圍並不局限於實施例所描述的範圍。通過附圖可以看出，本發明涉及一種單機浮選方法，包括一個浮選腔室，在浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置；礦漿進入浮選腔室後先經過螺旋轉子起浮裝置同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿；起浮後礦漿受螺旋轉子提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室中以螺旋流流態向上單向流動，形成礦化氣泡，從礦化氣泡出口排出；完成浮選過程。在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置；當起浮後礦漿在浮選腔室內以一種單向向上流動的螺旋流流態流經藥液清洗裝置時，藥液清洗裝置將使得礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒不斷脫附，形成尾礦快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出；
所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布；這種清洗藥液的濃度梯度，使礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒，在上浮過程中受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越趨向脫附；使起浮後礦漿中的非目標顆粒受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越難以被上浮的氣泡和礦化氣泡吸附。在下收斂空心錐筒提供的旋流力和螺旋轉子提供的旋流力的聯合作用下，起浮後礦漿中的尾礦，快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出；礦化氣泡快速上浮進入礦化氣泡富集區，藉助設於下收斂空心錐筒壁面上的下收斂螺旋葉片的提升力從礦化氣泡出口排出。礦化氣泡的上浮過程，實質是利用浮選腔室內清洗藥液濃度由下至上線性增大的濃度梯度進行連續精選的浮選過程。所述的尾礦顆粒受離心力、向心力和重力作用，將在礦漿上浮的過程中，向浮選腔室壁面內壁流動和下沉，其中，粒徑較大的尾礦顆粒率先進入尾礦分流裝置位於浮選腔室下部的螺旋通道下沉，粒徑較小的尾礦顆粒進入尾礦分流裝置位於浮選腔室中上部的螺旋通道下沉；氣泡和礦化氣泡趨向浮選腔室中央區域流動和上浮，其中，不被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡徑直上浮進入礦化氣泡富集區，被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡在螺旋通道內受不斷增厚的尾礦層擠壓和超聲波發生裝置提供的超聲波能量場作用而充分逸出並吸附殘留目標顆粒趨向浮選腔室中央區域流動和上浮；尾礦顆粒進入螺旋通道後，都將沿螺旋通道流動，直至達到尾礦出口排出，並在螺旋通道流動過程中接受設置在浮選腔室外的超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選。同時，分流尾礦的螺旋通道坡度大於尾礦在起浮後礦漿中的安息角，這樣粒徑大和粒徑小的尾礦顆粒，進入螺旋通道後，都將沿螺旋通道流動，直至達到尾礦出口排出。尾礦流經螺旋通道的過程，實質是利用超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選過程。此外，浮選腔室旁邊設置一超聲分散裝置，超聲分散裝置設置在調漿裝置與浮選腔室礦漿入口之間，礦漿在進入浮選腔室之前，將先通過超聲分散裝置對礦漿進行超聲分散處理。所述的超聲分散處理是指調漿後礦漿在單向流經超聲分散裝置的過程中，固體粉料表面被清洗，浮選藥劑被分散，浮選藥劑按設定包裹固體粉料的藥劑分散過程被充分完成，產出超聲分散後礦漿。所述的浮選腔室，其截面包括圓形和正多邊形截面，其壁面上設有至少一個尾礦出口，其頂部截面為礦化氣泡出口，其頂部礦化氣泡出口周圍設有一個匯流礦化氣泡的環形溝槽。所述的連續掃選過程，是通過採用尾礦分流裝置，在設於浮選腔室壁面內壁上的一條以上螺旋通道中營造超聲浮選環境，使尾礦單向流經設有超聲波能量場的螺旋通道後出流。所述的連續精選過程，是通過採用藥液清洗裝置，在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間的縱向區域內，營造清洗藥液濃度線性增大的藥液清洗環境，使礦化氣泡穿過清洗藥液濃度線性增大的起浮後礦漿流場後出流。所述的單機浮選方法，採用尾礦分流裝置18，在設於浮選腔室M壁面27內壁上的一條以上螺旋通道19中營造超聲浮選環境，使尾礦單向流經設有超聲波能量場的螺旋通道19後流出尾礦出口 22，完成連續掃選過程；採用藥液清洗裝置12，在起浮後礦漿出口 25 到浮選腔室液面8之間的縱向區域內，營造清洗藥液9濃度線性增大的藥液清洗環境，使礦化氣泡穿過清洗藥液9濃度線性增大的起浮後礦漿21流場後浮出浮選腔室液面8，完成連續精選過程。其具體浮選流程是採用超聲分散裝置39，對完成調漿過程的待選礦漿1進行超聲分散，產出超聲分散後礦漿36 ；採用螺旋轉子起浮裝置30，對超聲分散後礦漿36進行氣泡產生和礦化，產出起浮後礦漿21 ；採用尾礦分流裝置18，對起浮後礦漿21中的尾礦進行螺旋分流和超聲浮選，產出終級尾礦23 ；採用藥液清洗裝置12，對起浮後礦漿21中的礦化氣泡進行藥液清洗，產出終級精礦17。一種實現前述方法的浮選機，包括一個浮選腔室，浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置。在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置；所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布；
此外，浮選腔室旁邊設置一超聲分散裝置，超聲分散裝置設置在調漿裝置與浮選腔室礦漿入口之間，礦漿在進入浮選腔室之前，將先通過超聲分散裝置對礦漿進行超聲分散處理。所述的超聲分散裝置39，包含至少一個分散腔室37和一個以上設於分散腔室37 壁面外壁上的超聲波發生裝置38 ；分散腔室37截面包括圓形、矩形和正多邊形截面，其通道直徑或寬度按超聲波聲強50-100倍設置，直徑或寬度單位為mm，超聲波聲強為W/cm2。所述的螺旋轉子起浮裝置30，包含一個圓筒狀的起浮腔室四和一個設於起浮腔室四內的螺旋轉子沈；起浮腔室四，其底部壁面設有超聲分散後礦漿進口 35，其頂部為起浮後礦漿出口 25 ；螺旋轉子26，由一個與起浮腔室四具有同一垂直中心軸的中空轉軸32、 設於中空轉軸32上的至少一個空心螺旋葉片31、設於中空轉軸32上和空心螺旋葉片31下方的攪拌葉片；34組成；中空轉軸32，與起浮腔室四外部的壓縮空氣33連通；壓縮空氣33， 在空心螺旋葉片31上底面和下底面、中空轉軸32壁面外壁和起浮腔室四壁面內壁圍成的螺旋通道觀內，形成一個以上螺旋氣場。所述的尾礦分流裝置18，包含浮選腔室M、設於浮選腔室M壁面內壁上的一條以上螺旋通道19和設於浮選腔室M壁面外壁上的一個以上超聲波發生裝置20 ；浮選腔室 24,其截面包括圓形和正多邊形截面，其壁面27上設有至少一個尾礦出口 22，其頂部截面為礦化氣泡出口 7，其頂部礦化氣泡出口 7周圍設有一個匯流礦化氣泡的環形溝槽6。所述的藥液清洗裝置12，是採用含有至少一種親水劑的清洗藥液9對浮選腔室液面8以下區域內的礦化氣泡進行清洗的裝置；該裝置至少可以是一個下收斂空心錐筒13 ； 下收斂空心錐筒13，設於礦化氣泡富集區14和浮選腔室液面8以下附近區域，與浮選腔室 24具有同一垂直中心軸，由驅動裝置11驅動慢速旋轉；其壁面外壁上設有至少一個下收斂螺旋葉片16 ；其浸沒於液面8以下的壁面外壁上或壁面外壁外，設有至少一個清洗藥液出 Π 15。本發明的技術原理和工作過程是
完成粒度分級和礦漿濃度調整後的待選礦漿1，經調漿裝置4加入設定浮選藥劑2調漿，產出調漿後礦漿5。調漿後礦漿5在單向流經超聲分散裝置39的過程中，固體粉料表面被高效清洗， 浮選藥劑2被高效分散，浮選藥劑2按設定包裹固體粉料的藥劑分散過程被充分完成，產出超聲分散後礦漿36。超聲分散後礦漿36在單向流經螺旋轉子起浮裝置30的過程中，被壓縮空氣33在螺旋通道觀中形成的N個螺旋氣場高速切割，同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿21。起浮後礦漿21受螺旋轉子沈提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室M中以螺旋流流態向上單向流動。受離心力、向心力和重力作用，尾礦趨向浮選腔室壁面27內壁流動和下沉，其中，粒徑較大的尾礦顆粒率先進入尾礦分流裝置18位於浮選腔室M下部的螺旋通道19下沉，粒徑較小的尾礦顆粒進入尾礦分流裝置18位於浮選腔室M中上部的螺旋通道19下沉；氣泡和礦化氣泡趨向浮選腔室M中央區域流動和上浮，其中，不被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡徑直上浮進入礦化氣泡富集區14，被尾礦夾帶的氣泡和礦化氣泡在螺旋通道19內受不斷增厚的尾礦層擠壓和超聲波發生裝置20提供的超聲波能量場作用而充分逸出並吸附殘留目標顆粒趨向浮選腔室M中央區域流動和上浮。由於分流尾礦的螺旋通道 19坡度大於尾礦在起浮後礦漿21中的安息角，粒徑大和粒徑小的尾礦顆粒，進入螺旋通道 19後，都將沿螺旋通道19流動，直至達到尾礦出口 22排出。尾礦流經螺旋通道19的過程， 實質是利用超聲波能量場對尾礦進行連續掃選的超聲浮選過程。由於起浮後礦漿21在浮選腔室M內是一種單向向上流動的螺旋流流態，藥液清洗裝置12注入的清洗藥液9，將在起浮後礦漿出口 25到浮選腔室液面8之間的起浮後礦漿 21中形成清洗藥液9濃度由下至上線性增大的濃度梯度。這種清洗藥液9的濃度梯度，使礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒，在上浮過程中受到濃度越來越高的親水劑作用， 越來越趨向脫附；使起浮後礦漿21中的非目標顆粒受到濃度越來越高的親水劑作用，越來越難以被上浮的氣泡和礦化氣泡吸附。在下收斂空心錐筒13提供的旋流力和螺旋轉子沈提供的旋流力的聯合作用下，起浮後礦漿21中的尾礦，快速進入分流尾礦的螺旋通道19下沉和流向尾礦出口 22排出；礦化氣泡快速上浮進入礦化氣泡富集區14，藉助設於下收斂空心錐筒13壁面上的下收斂螺旋葉片16的提升力從礦化氣泡出口 7排出。礦化氣泡的上浮過程，實質是利用浮選腔室M內清洗藥液9濃度由下至上線性增大的濃度梯度進行連續精選的浮選過程。由此可見，經超聲分散和螺旋轉子起浮產出的起浮後礦漿21，在浮選腔室M內的浮選過程，是一種同步完成連續掃選和連續精選的單機浮選過程。所述單機浮選方法的用途，包括應用於所有固體粉料的浮選過程。實施例一一種單機浮選裝置
圖1所示的是一種實現單機浮選方法的單機浮選裝置，包括超聲分散裝置39、螺旋轉子起浮裝置30、尾礦分流裝置18和藥液清洗裝置12。清洗藥液9是經設於下收斂空心錐筒13壁面外壁上的清洗藥液出口 15注入浮選腔室液面8以下附近區域的起浮後礦漿21 中；尾礦是經設於浮選腔室壁面27內壁上的一條以上螺旋通道19富集沉降，在螺旋流向尾礦出口 22的過程中被連續實施超聲浮選。可以看出，藥液清洗裝置12慢速旋轉的下收斂空心錐筒13，形成與起浮後礦漿21 旋轉方向相同的旋流力，為液面8以下附近區域的細粒尾礦強化離心驅動力。下收斂空心錐筒13插入到液面8以下區域的壁面外壁為光滑表面，旨在縮短細粒尾礦進入螺旋通道 19的距離，使細粒尾礦快速進入螺旋通道19 ；其清洗藥液出口 15隨下收斂空心錐筒13旋轉布液，以強化清洗藥液9在起浮後礦漿21中的分散均質度；其插入到液面8以上的礦化氣泡富集區14的壁面外壁上設有至少一個下收斂螺旋葉片16，旨在幫助完成藥液清洗後的礦化氣泡快速出流；在採用潛流方式注入清洗藥液9的供液方式下，其清洗藥液9的液面 10高於起浮後礦漿21的液面8。還可以看出，調漿裝置4的液面3與起浮後礦漿液面8是處在同一水平面，通過調整調漿裝置4的液面3，即可實現對礦化氣泡富集區14高度的精確調整。
還可以看出，起浮後礦漿21螺旋向上流動，其旋流力使尾礦趨向設於浮選腔室M 壁面內壁上的螺旋通道19內富集沉降。當尾礦顆粒沉降到螺旋通道19底面，尾礦顆粒實際上脫離了對浮選腔室M中央區域尾礦濃度的影響力。因此，尾礦在浮選腔室M縱向中央區域內形成的濃度梯度，是由下至上線性遞減的濃度梯度。這種濃度梯度有利於減少礦化氣泡在上浮過程中對非目標顆粒的夾帶吸附和尾礦顆粒對礦化氣泡表面的物理摩擦力。按設定加入的清洗藥液9，注入慢速旋轉的下收斂空心錐筒13內，再經清洗藥液出口 15注入浮選腔室液面8以下附近區域的起浮後礦漿21中。根據濃度擴散動態平衡理論，清洗藥液9將在浮選腔室中形成由下至上線性遞增的濃度梯度。清洗藥液9中的親水劑，選擇性吸附於非目標顆粒表面，使非目標顆粒與礦化氣泡高效脫附或難以被礦化氣泡有效吸附。由於浮選腔室液面8以下的沉降區間，布滿了富集尾礦的螺旋通道19，在起浮後礦漿21和下收斂空心錐筒13聯合提供的旋流力作用下，未被礦化氣泡夾帶和吸附的起浮後礦漿21中的非目標顆粒，在螺旋向上流動的過程中快速進入就近的螺旋通道19 ；被礦化氣泡夾帶和吸附進入液面8以下附近區域的非目標顆粒，被親水劑高效包裹，亦快速進入就近的螺旋通道19。顯然，經過上述設置，浮選腔室M包括礦化氣泡富集區14和液面8以下區域在內的縱向中央區域，實際上形成了對礦化氣泡實施連續精選的礦漿流場，使礦化氣泡質量和產率都得以大幅提升。實施例二另一種單機浮選裝置
圖2所示的是另一種實現單機浮選方法的單機浮選裝置，包括超聲分散裝置39、螺旋轉子起浮裝置30、尾礦分流裝置18和藥液清洗裝置40。可以看出，其技術原理和工作過程， 與實施例一是一樣的。不同之處在於，清洗藥液9是經設於下收斂空心錐筒41壁面外壁外的至少一個清洗藥液出口 42注入浮選腔室液面8以下附近區域的起浮後礦漿21中。這種藥液清洗裝置40的優點是，可以採用泵壓噴霧方式向起浮後礦漿21中注入清洗藥液9，強化清洗藥液9的擴散效果。
權利要求
1.一種單機浮選方法，包括一個浮選腔室，其特徵是在浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置；礦漿進入浮選腔室後先經過螺旋轉子起浮裝置同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿；起浮後礦漿受螺旋轉子提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室中以螺旋流流態向上單向流動，形成礦化氣泡，從礦化氣泡出口排出；完成浮選過程。
2.如權利要求1所述的單機浮選方法，其特徵是在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置；當起浮後礦漿在浮選腔室內以一種單向向上流動的螺旋流流態流經藥液清洗裝置時，藥液清洗裝置將使得礦化氣泡表面夾帶和吸附的非目標顆粒不斷脫附，形成尾礦快速進入分流尾礦的螺旋通道下沉和流向尾礦出口排出。
3.如權利要求2所述的單機浮選方法，其特徵是實現所述單機浮選方法的具體浮選流程是採用超聲分散裝置，對完成調漿過程的待選礦漿進行超聲分散，產出超聲分散後礦漿；採用螺旋轉子起浮裝置，對超聲分散後礦漿進行氣泡產生和礦化，產出起浮後礦漿；採用尾礦分流裝置，對起浮後礦漿中的尾礦進行螺旋分流和超聲浮選，產出終級尾礦；採用藥液清洗裝置，對起浮後礦漿中的礦化氣泡進行藥液清洗，產出終級精礦，由此實現在一臺浮選機內同步完成連續掃選和連續精選的單機浮選過程。
4.如權利要求3所述的單機浮選方法，其特徵是所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布；礦化氣泡的上浮過程，實質是利用浮選腔室內清洗藥液濃度由下至上線性增大的濃度梯度進行連續精選的浮選過程。
5.如權利要求3所述的單機浮選方法，其特徵是所述的連續掃選過程，是通過採用尾礦分流裝置，在設於浮選腔室壁面內壁上的一條以上螺旋通道中營造超聲浮選環境，使尾礦單向流經設有超聲波能量場的螺旋通道後出流。
6.如權利要求3所述的單機浮選方法，其特徵是所述的連續精選過程，是通過採用藥液清洗裝置，在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間的縱向區域內，營造清洗藥液濃度線性增大的藥液清洗環境，使礦化氣泡穿過清洗藥液濃度線性增大的起浮後礦漿流場後出流。
7.一種實現權利要求1所述單機浮選方法的浮選裝置，包括一個浮選腔室，其特徵是 浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置。
8.如權利要求7所述的單機浮選方法的浮選裝置，其特徵是在浮選腔室頂部尾礦出口區域設有藥液清洗裝置。
9.如權利要求8所述的單機浮選方法的浮選裝置，其特徵是所述的藥液清洗裝置包括一個下收斂空心錐筒，下收斂空心錐筒為可旋轉體；在下收斂空心錐筒內注入有清洗藥液，清洗藥液將通過下收斂空心錐筒的孔向外噴出，且清洗藥液的濃度將在起浮後礦漿出口到浮選腔室液面之間，按照由下至上線性增大的濃度梯度分布。
10.如權利要求8所述的單機浮選方法的浮選裝置，其特徵是浮選腔室旁邊設置一超聲分散裝置，超聲分散裝置設置在調漿裝置與浮選腔室礦漿入口之間，礦漿在進入浮選腔室之前，將先通過超聲分散裝置對礦漿進行超聲分散處理。
全文摘要
一種單機浮選方法及裝置，包括一個浮選腔室，在浮選腔室壁面內壁上設有尾礦分流裝置，尾礦分流裝置為一條以上螺旋通道，在浮選腔室壁面外壁上設有超聲波發生裝置，並在浮選腔室底部設置螺旋轉子起浮裝置；礦漿進入浮選腔室後先經過螺旋轉子起浮裝置同步完成氣泡產生和礦化過程，產出起浮後礦漿；起浮後礦漿受螺旋轉子提供的螺旋流慣性力制導，在浮選腔室中以螺旋流流態向上單向流動，形成礦化氣泡，從礦化氣泡出口排出；完成浮選過程。本發明採用尾礦分流裝置對出流尾礦實現連續掃選過程，採用超聲分散裝置、螺旋轉子起浮裝置、尾礦分流裝置和藥液清洗裝置組成單機浮選流程，充分改善了氣泡產生和礦化效果、礦化氣泡與尾礦顆粒高效分離效果。
文檔編號B03D1/00GK102441494SQ20111029834
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉海民, 劉琴, 戴向春, 戴道先, 曾三信, 曾興民, 梁中堂, 汪旭明, 王錫軍, 許峰, 鄒建芳 申請人:株洲市興民科技有限公司