多级逆流接触振动式浮选塔及工艺.pdf

本发明涉及多级逆流接触振动式浮选塔及工艺。浮选塔主要包括浮选柱、气泡破碎器、进料分布器以及振动填料。原料进入矿浆进料分布器，矿浆流入振动浮选段内；气泡发生器产生的微泡向上运动；矿粒和微泡在振动填料作用下进行矿化与分离；向下运动的矿浆经多级逆流接触式浮选后得到精矿，精矿产品从塔底精矿出口排出；气液泡沫向上流动经进料分布器进入上层洗涤段，洗涤液由洗涤液输送泵打入洗涤段上层的洗涤液进料分布器进入洗涤段，气液泡沫经过洗涤段的多级洗涤回收精矿产品后进入泡沫收集槽，经尾矿出口排出；洗涤段内向下流动的液体携带洗涤下来的部分精矿产品进入振动浮选段。本发明结构简单，造价低，浮选效果好，具有广泛的实用性。

1.  一种多级逆流接触振动式浮选塔，包括浮选柱、气泡破碎器、进料分布器以及振动填料，其特征是浮选塔由多层塔体构成，进料分布器位于浮选塔中部，进料分布器上方为洗涤段，进料分布器下方为振动浮选段；洗涤段和振动浮选段都是由多级浮选柱和导流装置组成，振动浮选段内装有振动填料，塔底端连接气泡破碎器。

2.  权利要求1的多级逆流接触振动式浮选塔的工艺，其特征是原料进入矿浆进料分布器，矿浆流入振动浮选段内；气泡发生器和气泡破碎器产生的微泡向上运动；矿粒和微泡在振动填料作用下进行矿化与分离；向下运动的矿浆经多级逆流接触式浮选后得到精矿，精矿产品从塔底精矿出口排出；气液泡沫向上流动经进料分布器进入上层洗涤段，洗涤液由洗涤液输送泵打入洗涤段上层的洗涤液进料分布器进入洗涤段，气液泡沫经过洗涤段的多级洗涤回收精矿产品后进入泡沫收集槽，经尾矿出口排出；洗涤段内向下流动的液体携带洗涤下来的部分精矿产品进入振动浮选段。

多级逆流接触振动式浮选塔及工艺
技术领域
本发明涉及多级逆流接触振动式浮选设备，特别涉及一种微细矿粒多级逆流接触振动式浮选塔及工艺。
背景技术
浮选设备的三个评价指标同时也是浮选工艺的三个基本过程为：①成泡，要求气泡尺寸较小均匀且可调节；②矿化方式，要求气泡和矿粒的高效矿化；③分离环境以静态化方式最佳。传统选矿设备主要采用叶轮机械搅拌式浮选机，其主要工作原理是将磨碎的原矿加水及必要的药剂经搅拌槽调成矿浆后，注入矿浆槽，当叶轮旋转时，叶轮腔中产生负压，空气通过中空的泵管吸入，并弥散在矿浆中形成气泡群，一些不易被水湿润的疏水性的矿物粒子附着于气泡上，并与气泡一起浮到矿浆表面，形成矿化气泡层，另一些亲水性的矿物粒子不容易附着于气泡上，而留在矿浆中，将含有特定矿物的矿化气泡排出，达到选矿的目的。浮选机的成泡方式为叶轮搅拌接触式，气泡较大且不易控制；浮选机的矿化方式为以同向碰撞为主的各向碰撞矿化；浮选机内由于叶轮搅拌存在大范围的涡流，从而难以形成静态分离环境。这些因素造成浮选机的效率低下。此外浮选机还存在：占地面积较大；能耗大；与矿浆的有效接触面积较小；叶轮定子等部件易损；且为单级操作过程，有效浮选区较小，精矿回收率较低等缺点。
单从设备上考虑，现行的提高浮选效率的方法有：一是增大矿粒行为尺寸来提高矿粒与气泡的接触几率和矿化程度，如载体浮选、絮凝浮选，但矿粒的行为尺寸的增大过程也是一个限制浮选选择性的过程，从现有的技术水平来看，很难达到高效率与高选择性的完美结合；二是减小气泡尺寸，实行微泡浮选，适当减小气泡尺寸能提高微细矿粒与气泡的矿化，但当气泡尺寸过小时又将发生相反的作用，这是因为在矿浆中气泡的结群有小尺寸气泡结群，大气泡与许多小尺寸气泡结群，气泡与矿粒的结群，其中气泡与矿粒的结群对浮选极为有利，当浮选的形式为矿粒周围附着众多小气泡，然后在小气泡的外层又附着大气泡时浮选效果最好；三是通过提高矿粒与气泡接触的相对速度来增加矿粒与气泡的接触几率如喷射式浮选，效果较好，但设备加工复杂，喷嘴磨损极为严重；四是以离心力场为代表的混合力场的浮选，如旋流充气浮选柱提供垂直的矿化方式，不仅提高了浮选的矿化效率，而且降低了浮选粒度下限，是强化微细矿粒浮选的有效方法，但需要解决矿粒在离心力等力场的分散，合适气泡的产生及负载气泡与矿浆的快速分离等问题。
以上方法都有其自身的优缺点，但都没有同时满足微泡可控、高效矿化以及静态的分离环境，从而就都不能成为良好的浮选设备。此外，现在常见的浮选设备都是单级操作如图1、2所示，严重的束缚了分选效率的提高。
现有技术参考文献如下：
1.刘春江，高峰，胡雪沁等，多级逆流接触式铁矿石反浮选工艺及设备，申请号：200810154237.X
2.刘炯天，旋流—稳态微泡柱分选方法及应用(之一)[J]，选煤技术，2000.2，42～44
3.黄强，提高微细粒矿物浮选效率的方法及装置，申请号：95108854.8
4.郭晟，微泡生成机理及微泡发生器的优化设计，昆明理工大学硕士学位论文
5.陶全，XTM-S16型浮选机[J]，煤炭加工与综合利用，1999.3
6.刘炯天，王永田，曹亦俊，张海军，浮选柱技术的研究现状及发展趋势[J]，选煤技术，2006.10
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高效多级逆流接触振动式浮选工艺及设备。
本发明的目的可通过以下技术方案来实现：①改以往单级浮选设备为多级；②通过气泡破碎器的往复运动来控制气泡的大小；③采用逆向碰撞矿化的浮选柱；④振动填料的往复运动导引流体以拟活塞流流动，形成柱体内的静态分离环境，进一步提高逆流碰撞的矿化效率。
本发明的多级逆流接触振动式浮选塔，包括浮选柱、气泡破碎器、进料分布器以及振动填料等，其中浮选塔由多层塔体构成，进料分布器位于浮选塔中部，进料分布器上方为洗涤段，进料分布器下方为振动浮选段；洗涤段和振动浮选段都是由多级浮选柱连接导流板组成，振动浮选段内装有振动填料，塔底端连接气泡破碎器。
本发明的多级逆流接触振动式浮选塔的工艺，原料进入矿浆进料分布器，矿浆流入振动浮选段内；气泡发生器产生的微泡向上运动；矿粒和微泡在振动填料作用下进行矿化与分离；向下运动的矿浆经多级逆流接触式浮选后得到精矿，精矿产品从塔底精矿出口排出；气液泡沫向上流动经进料分布器进入上层洗涤段，洗涤液由洗涤液输送泵打入洗涤段上层的洗涤液进料分布器进入洗涤段，气液泡沫经过洗涤段的多级洗涤回收精矿产品后进入泡沫收集槽，经尾矿出口排出；洗涤段内向下流动的液体携带洗涤下来的部分精矿产品进入振动浮选段。
下面再详细说明本发明：
本发明的多级逆流接触振动式浮选方法，具体步骤如下：首先将药剂、原矿和水加入矿浆制备槽1中，搅拌形成均匀的矿浆，矿浆自矿浆制备槽1由矿浆输送泵2打入矿浆进料分布器3，分布后均匀流入振动浮选段4内；气泡发生器7产生的气泡通过气泡破碎器17分散成微泡，微泡向上运动；矿粒和微泡在振动填料18作用下进行矿化与分离；向下运动的矿浆经多级逆流接触式浮选后得到精矿，精矿产品从塔底精矿出口8排出；气液泡沫向上流动经进料分布器3进入上层洗涤段9，洗涤液由洗涤液储槽16经洗涤液输送泵15打入洗涤段9上层的洗涤液进料分布器10进入洗涤段，气液泡沫经过洗涤段的多级洗涤回收精矿产品后进入泡沫收集槽11，经尾矿出口12排出；洗涤段内向下流动的液体携带洗涤下来的部分精矿产品进入振动浮选段4。
本发明的多级逆流接触振动式浮选工艺的设备，包括多级浮选柱、导流板、进料分布器、振动填料、气泡破碎器、规整填料、中心轴、框体以及激振源。其特征是浮选塔由多层塔体构成，进料分布器位于浮选塔中部，进料分布器上方为洗涤段，进料分布器下方为振动浮选段；浮选塔最上方设有洗涤液进料分布器，洗涤液进料分布器上方为泡沫收集槽；最上层塔体一侧开口装有液位计；浮选塔塔体最下方设有气泡发生器；每级浮选柱下方对应设有一个导流装置；振动浮选段各级浮选柱内都有若干固定于中心轴上的框体，框体上装有振动填料，中心轴的底部连接往复式气泡破碎器，中心轴的顶端与激振源的曲轴连接。
本发明的多级逆流接触振动式浮选设备中，振动浮选段为主要分选设备，该段的每层塔体的浮选柱内放有若干振动填料。洗涤段每层塔体浮选柱内装有规整填料。全塔各级浮选柱下方对应设有一个导流装置。
本发明的多级逆流接触振动式浮选设备，上段多级逆流接触式浮选塔体及下段多级逆流接触振动式浮选塔体的组合，形成了整塔多级逆流式接触结构，每段塔体中浮选柱内外气含量的差异导致流体的循环流动，有利于气泡与矿浆颗粒的充分接触，提供了较大的浮选区高度，大大提高了精矿的品位和回收率，同时降低了尾矿中的精矿产品含量。采用微泡式气体发生器产生气泡直径较小，数目多，气泡在气泡破碎器的往复运动作用下大部分分散为微泡，微泡的尺寸可以通过气泡破碎装置的往复运动的振幅和频率来调节。浮选柱内的振动填料大大增大了矿粒与微泡的接触几率与逆向碰撞矿化程度，同时导引流体拟活塞流流动，遏制柱体内的流体涡流，形成柱体内的静态分离环境。气泡发生器，气泡破碎器和和振动填料的联合使用有效的实现了微泡、高效矿化、静态分离三个基本过程。同传统的分选工艺相比较，多级逆流接触振动式浮选的优点在于：矿粒与气泡的碰撞及黏着概率较大，装置分选效率高，同时气泡尺寸可以调节，操作方便；投资少、能耗小、占地面积小；采用洗涤液进料分布器向塔体内均匀的加入洗涤液，能够顺利的将上层多级逆流接触浮选塔分选所携带的精矿输送到下层，随下层多级逆流接触式反浮选所产生的精矿一同由塔底精矿出口流出；多级逆流式接触振动结构能够提供较大的浮选区高度，可以降低整个浮选塔的高度，也能够较好的满足大批量的处理的要求，同时由于其结构简单，造价低，浮选效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1：XTM-S16型浮选机；
图2：旋流-静态微泡浮选柱；
图3：多级逆流接触振动式浮选工艺流程；
图4：多级逆流接触振动式浮选设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：
如图3、4所示，本发明新型多级逆流接触式振动浮选工艺，首先将药剂、原矿和水加入矿浆制备槽1中，搅拌一段时间后形成均匀的矿浆。矿浆自矿浆制备槽1由矿浆输送泵2打入矿浆进料分布器3，分布后均匀流入振动浮选段4内的浮选柱5中，在浮选柱5中和气泡发生器7、气泡破碎器17作用下产生的微泡进行矿物的矿化和分离，经振动浮选段4分选后所得到的精矿从塔底精矿出口8排出，该精矿为最终产品。向上运动的泡沫在导流装置6的收集作用下进入上级浮选柱，并随矿浆加入量的增加，塔体内液面逐渐升高，携带部分精矿产品的气液泡沫向上流动经进料分布器3进入上层洗涤段9，洗涤液由洗涤液储槽16经洗涤液输送泵15打入洗涤段9上层的洗涤液进料分布器10进入洗涤段，气液泡沫经过洗涤段的多级洗涤回收精矿产品后进入泡沫收集槽11，经尾矿出口12排出。洗涤段内向下流动的液体携带洗涤下来的精矿产品进入振动浮选段4。
如图4所示，本发明新型多级逆流接触式振动浮选设备，主要由矿浆制备槽1，矿浆进料分布器3，振动浮选段4，洗涤段9，洗涤液进料分布器10，浮选柱5，导流装置6，气泡发生器7，气泡破碎器17，振动填料18，中心轴20，规整填料21，外部激振源22，液位计13所构成。进料分布器3上方设有洗涤段9下方设有振动浮选段4。在振动浮选段的各级浮选柱5中有固定在中心轴20上若干框体19，框体19上装有振动填料18。中心轴20底端连接气泡破碎器17。每级浮选柱下方对应设有一个导流装置6，上层多级逆流接触式洗涤段9上方设有洗涤液进料分布器10，分布器10上方为泡沫收集槽11，尾矿出口12位于泡沫收集槽11一侧。在洗涤段9最上层塔体一侧开口装有液位计13。振动浮选段4下部等间距水平装有一定数目的气泡发生器7，气泡发生器7连接充气口14，气泡发生器7出口上部为固定在中心轴20底端的气泡破碎器17。
本发明提出的一种多级逆流接触式振动浮选塔及工艺，已进行了详细的描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的工艺流程及设备进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容之中。