一种组合式柱浮选系统.pdf

本发明公开一种组合式柱浮选系统，属于矿物浮选技术领域。该系统包含逆流、旋流及射流三种矿化方式，针对矿物种类的多样性及物性特征的复杂多变性，既可单独并联使用，也可选取两种或三种矿化方式串联组合使用。本发明的三种矿化方式并联使用时采用单元浮选试验方法，串联组合使用时采取连续浮选试验方法；逆流浮选过程中的气泡由空气压缩机给入微孔陶瓷产生，旋流和射流浮选过程中气泡由自吸式微泡发生器产生；浮选系统中的矿浆、泡沫冲洗水、药剂全部通过泵自动加入，并且可测可调。本发明可根据矿物物性特征自由组合选择多种分选方式，最大限度发挥矿物的经济价值。本发明结构简单、操作方便、易于控制、可靠性好、运行成本低。

1.  一种组合式柱浮选系统，其特征在于：包括逆流、旋流及射流三种矿化方式，在逆流、旋流及射流三种矿化方式并联使用时，三种矿化系统包括浮选柱、调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液位控制泵、液体流量计、气体流量计以及供水水箱；三种矿化方式并联使用时采用单元浮选方法；
所述逆流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵连接到逆流浮选柱入料口，逆流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计给入逆流浮选柱中；位于逆流浮选柱下部、用于浮选气泡产生的微孔陶瓷通过管路与空气压缩机相连；所述供水水箱通过液位控制泵给入逆流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中；
所述旋流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵与旋流浮选柱入料口相连，旋流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计与旋流浮选柱的自吸式微泡发生器入料口连接；所述的供水水箱通过液位控制泵给入旋流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中；
所述射流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵与射流浮选柱入料口相连，射流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计与射流浮选柱的自吸式微泡发生器入料口连接；所述的供水水箱通过液位控制泵给入射流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中。

2.  根据权利要求1所述的组合式柱浮选系统，其特征在于：所述旋流浮选柱的旋流段采用倒锥结构；所述的旋流浮选柱和射流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口与大气相通；所述逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱的底流管位置均设置有排料阀。

3.  根据权利要求1所述的组合式柱浮选系统，其特征在于：所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机给入微孔陶瓷产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡由自吸式微泡发生器产生。

4.  一种组合式柱浮选系统，其特征在于：包括逆流、旋流及射流三种矿化方式，在逆流、旋流及射流三种矿化方式串联组合使用时，该组合系统包括逆流浮选柱、旋流浮选柱及射流浮选柱，同时配备有调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液体流量计、气体流量计；三种矿化方式串联组合使用时采取连续浮选方法；它包括通过管路顺序连接的第一调浆设备、第一给料泵、第一液体流量计、逆流浮选柱、第一尾矿泵、第二调浆设备、第二给料泵、第二液体流量计、旋流浮选柱、第二尾矿泵、第三调浆设备、第三给料泵、第三液体流量计、射流浮选柱以及第三尾矿泵；其中，第一调浆设备底流管通过阀门、第一给料泵、第一液体流量计连接到逆流浮选柱入料口；位于逆流浮选柱下部的微孔陶瓷通过管路与空气压缩机相连；逆流浮选柱底流管通过第一尾矿泵连接到第二调浆设备；第二调浆设备的底流管通过第二给料泵、第二液体流量计与第一自吸式微泡发生器入料口相连；旋流浮选柱底流管通过第二尾矿泵连接到第三调浆设备；第三调浆设备的底流管通过第三给料泵、第三液体流量计与第二自吸式微泡发生器入料口相连；射流浮选柱底流管通过第三尾矿泵进行排料；浮选所需药剂通过药剂泵分别给入第一、二、三调浆设备中；所述的泡沫冲洗水通过泡沫冲洗水泵分别给入逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱泡沫槽中。

5.  根据权利要求4所述的组合式柱浮选系统，其特征在于：所述旋流浮选柱的旋流段采用倒锥结构；所述逆流浮选柱的空气压缩机通过第一气体流量计与微孔陶瓷相连，旋流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口通过第二气体流量计与大气相通，射流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口通过第三气体流量计与大气相通；所述逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱的底流管位置均设置有排料阀。

6.  根据权利要求4所述的组合式柱浮选系统，其特征在于：所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机给入微孔陶瓷产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡分别由第一和第二自吸式微泡发生器产生。

一种组合式柱浮选系统
技术领域
本发明属于矿物浮选技术领域，涉及一种浮选系统，尤其涉及一种组合式柱浮选系统。
背景技术
浮选柱是细粒矿物分选的有效设备。传统浮选柱（逆流浮选柱）的动力来源为外部的充气系统，由于无中矿回收过程，通常采用提高充气量和增加柱体高度的方法来提高浮选效果。该类浮选柱在处理产率较低的金属矿或非金属矿方面表现出了一定的优势，但是对于产率较大的物料（如煤泥）分选时，其优势往往没有那么明显。随着矿产资源的大规模开发，入选矿石粒度越来越细、品位越来越低，多力场、多矿化方式分选设备先后涌现，其中以逆流、旋流及射流三种矿化方式为分选方式的浮选柱得到了广泛应用。逆流与射流矿化方式组合如FXZ静态浮选柱、Microcel浮选柱、LHJ浮选柱等，逆流+射流+旋流组合如旋流-静态微泡浮选柱等。
由于矿物种类的多样性及物性特征的多变性，浮选柱工业应用之前需要在实验室进行条件探索试验，以此来确定浮选柱种类和性能参数，使得矿物的经济价值得到最大限度的发挥。因此，开发一种结构简单、操作简便、易于控制、可靠性好、运行成本低、能满足不同矿物分选要求的实验室柱浮选系统显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种结构简单、操作简便、易于控制、可靠性好、运行成本低、能满足不同矿物分选要求的组合式柱浮选系统。
本发明的组合式柱浮选系统包含逆流、旋流及射流三种矿化方式，以浮选柱为核心构建，配备有调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液体流量计、气体流量计等；这三种矿化方式既可并联也可选择其中的两种或三种矿化方式串联排列组合使用，并联时采用单元浮选试验方法，串联组合时采取连续浮选试验方法。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的一种技术措施是逆流、旋流及射流三种矿化方式并联使用，三种矿化系统包括浮选柱、调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液位控制泵、液体流量计、气体流量计以及供水水箱；三种矿化方式并联使用时采用单元浮选方法。
所述逆流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵连接到逆流浮选柱入料口，逆流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计给入逆流浮选柱中；位于逆流浮选柱下部、用于浮选气泡产生的微孔陶瓷通过管路与空气压缩机相连；所述供水水箱通过液位控制泵给入逆流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中。
所述旋流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵与旋流浮选柱入料口相连，旋流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计与旋流浮选柱的自吸式微泡发生器入料口连接；所述的供水水箱通过液位控制泵给入旋流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中。
所述射流矿化系统中的调浆设备底流管通过阀门、给料泵与射流浮选柱入料口相连，射流浮选柱底流管通过阀门、中矿循环泵、液体流量计与射流浮选柱的自吸式微泡发生器入料口连接；所述的供水水箱通过液位控制泵给入射流浮选柱柱体内并通过泡沫冲水泵加入到泡沫槽中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备中。
本发明中所述旋流浮选柱的旋流段采用倒锥结构；所述逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱的底流管位置均设置有排料阀；所述的旋流浮选柱和射流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口与大气相通；所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机给入微孔陶瓷产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡由自吸式微泡发生器产生。
本发明中的矿浆、泡沫冲洗水、液位补加水、药剂全部自动加入，并且可测可调；液体流量计位于中矿循环泵出料管上，且液体流量计与中矿循环泵之间装有阀门，用于控制中矿循环量；气体流量计位于空气压缩机出气口或自吸式微泡发生器进气口，进气量可测可调。
本发明的另一种技术措施是逆流、旋流及射流三种矿化方式串联组合使用，该组合系统包括逆流浮选柱、旋流浮选柱及射流浮选柱，同时配备有调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液位控制泵、液体流量计、气体流量计；三种矿化方式串联组合使用时采取连续浮选方法；它包括通过管路顺序连接的第一调浆设备、第一给料泵、第一液体流量计、逆流浮选柱、第一尾矿泵、第二调浆设备、第二给料泵、第二液体流量计、旋流浮选柱、第二尾矿泵、第三调浆设备、第三给料泵、第三液体流量计、射流浮选柱以及第三尾矿泵；其中，第一调调浆设备底流管通过阀门、第一给料泵、第一液体流量计连接到逆流浮选柱入料口；位于逆流浮选柱下部的微孔陶瓷通过管路与空气压缩机相连；逆流浮选柱底流管通过第一尾矿泵连接到第二调浆设备；第二调浆设备的底流管通过第二给料泵、第二液体流量计与第一自吸式微泡发生器入料口相连；旋流浮选柱底流管通过第二尾矿泵连接到第三调浆设备；第三调浆设备的底流管通过第三给料泵、第三液体流量计与第二自吸式微泡发生器入料口相连；射流浮选柱底流管通过第三尾矿泵进行排料；浮选所需药剂通过药剂泵分别给入第一、二、三调浆设备中；所述的泡沫冲洗水通过泡沫冲洗水泵分别给入逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱泡沫槽中。
本发明中所述旋流浮选柱的旋流段采用倒锥结构；所述逆流浮选柱的空气压缩机通过第一气体流量计与微孔陶瓷相连，旋流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口通过第二气体流量计与大气相通，射流浮选柱的自吸式微泡发生器进气口通过第三气体流量计与大气相通；所述逆流浮选柱、旋流浮选柱、射流浮选柱的底流管位置均设置有排料阀。所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机给入微孔陶瓷产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡分别由第一和第二自吸式微泡发生器产生。
本发明中的矿浆、泡沫冲洗水、药剂全部自动加入，并且可测可调；液体流量计位于给料泵管路上，且液体流量计与泵之间装有阀门，用于控制浮选柱处理量；气体流量计位于空气压缩机出气口或自吸式微泡发生器进气口，进气量可测可调。
本发明的有益效果如下：
由于采用了上述方案，可根据矿物物性特征选择并联或串联组合多种试验方案，丰富了浮选柱试验方法，矿物物性特征与浮选矿浆环境能够达到更好的适配；浮选柱入料、泡沫冲洗水、药剂自动定量添加，中矿循环量及充气量可测可调，实现了浮选过程的精确控制，同时试验人员的工作量大大降低；系统结构简单、操作方便、易于控制、可靠性好、运行成本低，既可用于矿物可浮性分析及浮选流程的开发，也可用于清水系统流场拍摄，另外可拓展到污水处理、油水分离、纸浆脱墨等领域。该试验系统的开发为浮选柱试验开辟了新的途径。
附图说明
图1为逆流浮选试验系统示意图。
图1中序号：101为调浆设备，102为给料泵，103为中矿循环泵，104为液体流量计，105为排料阀，106为微孔陶瓷，107为逆流浮选柱，108为气体流量计，109为空气压缩机，110为液位控制泵，111为供水水箱，112为泡沫冲水泵，113为泡沫槽。
图2为旋流浮选试验系统示意图。
图2中序号：201为调浆设备，202为给料泵，203为中矿循环泵，204为液体流量计，205为气体流量计，206为自吸式微泡发生器，207为排料阀，208为旋流浮选柱，209为泡沫槽，210为液位控制泵，211为供水水箱，212为泡沫冲水泵。
图3为射流浮选试验系统示意图。
图3中序号：301为调浆设备，302为给料泵，303为中矿循环泵，304为液体流量计，305为气体流量计，306为自吸式微泡发生器，307为排料阀，308为射流浮选柱，309为管流矿化段，310为泡沫槽，311为液位控制泵，312为泡沫冲水泵，313为供水水箱。
图4为逆流+旋流+射流串联组合浮选试验系统示意图。
图4中序号：1为第一调浆设备，1-1为第一给料泵，1-2为第一液体流量计，1-3为逆流浮选柱，1-4为空气压缩机，1-5为第一气体流量计，1-6为第一尾矿泵，2为第二调浆设备，2-1为第二给料泵，2-2为第二液体流量计，2-3为旋流浮选柱，2-4为第一自吸式微泡发生器，2-5为第二气体流量计，2-6为第二尾矿泵，3为第三调浆设备，3-1为第三给料泵，3-2为第三液体流量计，3-3为射流浮选柱，3-4为第二自吸式微泡发生器，3-5为第三气体流量计，3-6第三尾矿泵。
具体实施方式
 本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
实施例1：
如图1、2、3所示，本实施例为三种矿化方式并联浮选实施方式，包括以并联方式相结合使用逆流、旋流及射流三种矿化方式，三种矿化方式均以浮选柱为核心构建，配备有调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液位控制泵、液体流量计、气体流量计；三种矿化方式并联使用时采用单元浮选方法。
所述逆流矿化系统中的调浆设备101的底流管通过阀门、给料泵102连接到逆流浮选柱107入料口，逆流浮选柱107的底流管通过阀门、中矿循环泵103、液体流量计104给入逆流浮选柱107；位于逆流浮选柱107下部、用于浮选气泡产生的微孔陶瓷106通过管路与空气压缩机109相连；所述的供水水箱111通过液位控制泵110给入逆流浮选柱107柱体内并通过泡沫冲水泵112加入到泡沫槽113中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备101中。
所述旋流矿化系统中的调浆设备201的底流管通过阀门、给料泵202与旋流浮选柱208的入料口相连，旋流浮选柱208的底流管通过阀门、中矿循环泵203、液体流量计204与旋流浮选柱208的自吸式微泡发生器206入料口连接；所述的供水水箱211通过液位控制泵210给入旋流浮选柱208柱体内并通过泡沫冲水泵212加入到泡沫槽209中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备201中。
所述射流矿化系统中的调浆设备301的底流管通过阀门、给料泵302与射流浮选柱308的入料口相连，射流浮选柱308的底流管通过阀门、中矿循环泵303、液体流量计304与射流浮选柱308的自吸式微泡发生器306入料口连接；所述的供水水箱313通过液位控制泵311给入射流浮选柱308柱体内并通过泡沫冲水泵312加入到泡沫槽310中；浮选所需药剂通过药剂泵给入调浆设备301中。
所述旋流浮选柱208的旋流段采用倒锥结构；所述逆流浮选柱107、旋流浮选柱208、射流浮选柱308的底流管位置分别设置有排料阀105、207、307；所述的旋流浮选柱和射流浮选柱的自吸式微泡发生器206、306的进气口与大气相通；所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机109给入微孔陶瓷106产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡由自吸式微泡发生器206、306产生。
该实施例的具体工作原理如下：
采用单元浮选试验方法，该方法所需矿样少、试验人员的工作量小，同时便于可浮性的分析。下面以煤泥浮选为例进行说明，具体过程如下：
将一定浓度的煤浆经调浆设备润湿分散搅拌处理2 min、捕收剂搅拌1 min、起泡剂搅拌10 s后，通过给料泵注入浮选柱内；煤浆注入量达到柱体容积1/3时，开启中矿循环泵，煤浆全部给入后，停止给料；中矿循环泵运行1 min后打开并调节气体流量计进气阀；待泡沫产品开始排出后，开启液位控制泵和泡沫冲水泵，开始计时取样，浮选时间设置为5 min（以泡沫开始浮出记为0 min），分别收集间隔30s、30s、60s、60s与120s时间段内的泡沫产品；浮选结束后，关闭气体流量计进气阀、液位控制泵、泡沫冲水泵与中矿循环泵，打开排料阀（试验过程中除排料阀外其他阀均为打开状态），收集浮选尾矿；尾矿排完后，开启液位控制泵及中矿循环泵将柱体内残余的煤泥冲洗干净，一并收集到尾矿桶内。为减小试验误差及保证产品分析所需的样品量，每组试验重复5次，将相同产品合并，最后对收集的产品进行化验分析。
本发明中的矿浆、泡沫冲洗水、液位补加水、药剂全部自动加入，并且可测可调；液体流量计位于中矿循环泵出料管上，且液体流量计与中矿循环泵之间装有阀门，用于控制中矿循环量；气体流量计位于空气压缩机出气口或自吸式微泡发生器进气口，进气量可测可调。
 实施例2：
该实施例可选择两种或三种矿化方式串联排列组合进行试验，由于试验方案较多，下面仅以逆流+旋流+射流组合为例说明实验系统组合结构及试验方法，如图4所示。
试验系统结构如下：
该组合系统以浮选柱为核心构建，配备有调浆设备、药剂系统、给料泵、中矿循环泵、泡沫冲洗水泵、液位控制泵、液体流量计、气体流量计；三种矿化方式串联组合使用时采取连续浮选方法；它包括通过管路顺序连接的第一调浆设备1、第一给料泵1-1、第一液体流量计1-2、逆流浮选柱1-3、第一尾矿泵1-6、第二调浆设备2、第二给料泵2-1、第二液体流量计2-2、旋流浮选柱2-3、第二尾矿泵2-6、第三调浆设备3、第三给料泵3-1、第三液体流量计3-2、射流浮选柱3-3以及第三尾矿泵3-6；其中，第一调调浆设备1的底流管通过阀门、第一给料泵1-1、第一液体流量计1-2连接到逆流浮选柱1-3入料口；位于逆流浮选柱1-3下部的微孔陶瓷通过管路与空气压缩机1-4相连；逆流浮选柱1-3底流管通过第一尾矿泵1-6连接到第二调浆设备2；第二调浆设备2的底流管通过第二给料泵2-1、第二液体流量计2-2与旋流浮选柱2-3的第一自吸式微泡发生器2-4入料口相连；旋流浮选柱2-3底流管通过第二尾矿泵2-6连接到第三调浆设备3；第三调浆设备3的底流管通过第三给料泵3-1、第三液体流量计3-2与射流浮选柱3-3的第二自吸式微泡发生器3-4入料口相连；射流浮选柱3-3底流管通过第三尾矿泵3-6进行排料；浮选所需药剂通过药剂泵分别给入第一、二、三调浆设备中；所述的泡沫冲洗水通过泡沫冲洗水泵分别给入逆流浮选柱、旋流浮选柱与射流浮选柱泡沫槽中。
本发明中所述旋流浮选柱2-3的旋流段采用倒锥结构；所述逆流浮选柱的空气压缩机1-4通过第一气体流量计1-5与微孔陶瓷相连，旋流浮选柱的第一自吸式微泡发生器2-4进气口通过第二气体流量计2-5与大气相通，射流浮选柱的第二自吸式微泡发生器3-4进气口通过第三气体流量计3-5与大气相通；所述逆流浮选柱1-3、旋流浮选柱2-3、射流浮选柱3-3的底流管位置均设置有排料阀；所述逆流浮选柱的浮选气泡由空气压缩机1-4给入微孔陶瓷产生；所述旋流浮选柱和射流浮选柱的浮选气泡分别由第一微泡发生器2-4和第二自吸式微泡发生器3-4产生。
本发明中的矿浆、泡沫冲洗水、药剂全部自动加入，并且可测可调；液体流量计位于给料泵管路上，且液体流量计与泵之间装有阀门，用于控制浮选柱处理量；气体流量计位于空气压缩机出气口或自吸式微泡发生器进气口，进气量可测可调。
试验方法如下：
经第一调浆设备1表面改性处理的煤浆连续给入逆流浮选柱1-3，分选得到精一和尾一，尾一排入第二调浆设备2作为旋流浮选柱2-3的入料；待第二调浆设备2内的物料量能够满足旋流浮选柱2-3分选需要时，开启第二给料泵2-1，柱体内物料给满后，打开第一自吸式微泡发生器2-4进气口，经旋流浮选柱2-3分选得到精二和尾二，尾二排入第三调浆设备3作为射流浮选柱3-3的入料；待第三调浆设备3运行一段时间后，开启第三给料泵3-1，射流浮选柱体3-3内物料给满后，打开第二自吸式微泡发生器3-4进气口，经射流浮选柱3-3分选得到的尾三作为最终尾矿。系统整体稳定运行一段时间后开始采集精一、精二、精三及尾矿三共四个样品。试验过程中各调浆设备中的捕收剂和起泡剂通过加药泵实时定量加入，泡沫槽中的冲洗水由泡沫冲洗水泵定量加入，给料泵和尾矿泵的流量根据需要调节。