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1、10申请公布号CN104069954A43申请公布日20141001CN104069954A21申请号201410294550922申请日20140625B03D1/1420060171申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院72发明人彭耀丽吴成舟谢广元沙杰倪超种亚岗刘博梁龙谭佳琨孙玉金卜祥宁李志远刘振环74专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所普通合伙32249代理人杨晓玲54发明名称一种分选高浓度矿浆的浮选柱系统及方法57摘要一种分选高浓度矿浆的浮选柱系统及方法，该系统主要由给料管路、上浮选柱、下浮选柱、回料管路、扫选矿浆循环管路和尾矿箱组成。分选方法是通过将。
2、上浮选柱和下浮选柱错位串联，矿浆由给料泵打入经上气泡发生器发生管流矿化后进入上浮选柱，在上浮选柱中可浮性较好的物料优先浮出经精矿槽排出，未来得及分选的物料经蠕动泵控制的回料管路进入下浮选柱进一步分选。通过上浮选柱预浮出部分可浮性好的物料使得进入下浮选柱的矿浆浓度变低，形成上浮选柱预分选，下浮选柱强化分选的效果，构成分段浮选，从而解决高浓度矿浆浮选精煤产品质量和精煤回收率不能同时保证的技术难题，最大程度地减轻精煤受污染和尾煤跑煤的现象。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104069954。
3、ACN104069954A1/1页21一种分选高浓度矿浆的浮选柱系统，包括上浮选柱6、下浮选柱8，下浮选柱8的顶部设有与上浮选柱6中部连通的连接弯管7，上浮选柱6的上方连有精矿槽5，精矿槽5上布有喷淋水装置19，下浮选柱8的中部设有下浮选柱入料口18，下浮选柱8结构为旋流微泡浮选柱，自下浮选柱入料口18向下内部依次设有稳流板11锥形筒10，锥形筒10上方形成柱浮选室、下部形成旋流分选室，下浮选柱8旋流段外壁顺序连有循环泵12、下压力表13、下气泡发生器14回至下浮选柱8，下浮选柱8底部经尾矿管15连至尾矿箱16，尾矿箱16的高度可自由调节，形成连通器结构，其特征在于所述的上浮选柱6下部设有上浮。
4、选柱入料口17，上浮选柱6的底流口经回料管21与下浮选柱入料口18相连，所述的上浮选柱6的底流口外设有可控制回料量的大小和回料速度的蠕动泵9；所述上浮选柱入料口17经入料管20连接依次连接有上气泡发生器4、上压力表3、给料泵2和矿浆搅拌器1。2一种使用权利要求1所述浮选柱系统的分选高浓度矿浆的方法，其特征在于，包括如下步骤A将矿浆入料经矿浆搅拌器1搅拌后，通过给料泵2泵入入料管20，矿浆在入料管中预先矿化后，再经上气泡发生器4给入上浮选柱6内，进入上浮选柱6内的矿浆经回料管21流入下浮选柱8，待下浮选柱充满矿浆后，开启循环泵12，上浮选柱6内可浮性较好的疏水物料可由精矿槽5预先排出，未来得及分。
5、选的矿浆从底流口排出经过蠕动泵9处理后，由回料管21回流至下浮选柱8进行常规旋流微泡浮选柱分选；B进入上浮选柱6预先浮选后，矿浆浓度有所降低，物料向下沉降，在下气泡发生器14的压力下，产生大量微小气泡，使矿浆与气泡因相向运动发生逆流碰撞矿化，下浮选柱8内未分选物料附着到气泡上成为矿化气泡上升到上浮选柱6，未脱落的部分进入精矿槽5排出与上浮选柱6预浮精矿合成最终精矿，脱落的未分选的矿浆抽入循环泵12经下气泡发生器14回到下浮选柱8的旋流段，此部分物料途中发生管流矿化和旋流矿化，在旋流力场中继续分选，其中疏水物料上浮进入精矿，亲水物料由尾矿管15经尾矿箱16成为尾矿排出；C由下浮选柱8浮出的物料由。
6、于分选时间不充分导致夹带部分可浮性较差的物料一起上浮，这部分物料有的在上升过程中直接脱落进入尾矿，有的则进入上浮选柱6，经二次富集后，由上浮选柱6底流口处连接的蠕动泵9处理，经回料管21再次回流至下浮选柱8内继续循环分选，成为最终尾矿排出。权利要求书CN104069954A1/4页3一种分选高浓度矿浆的浮选柱系统及方法技术领域0001本发明涉及一种分选高浓度矿浆的浮选柱系统及方法，尤其适用于高浓度煤浆的分选，也适用于其他矿物的分选。背景技术0002矿浆浮选设备主要为浮选机和浮选柱两类。浮选机主要有机械搅拌式浮选机和喷射式浮选机。浮选机分选设备的不足主要有功率消耗较大，磨损严重，且气泡尺寸较大，。
7、分散性不足，同时槽体较浅，二次富集作用较弱，分选极细粒物料效果较差。浮选柱的发展由传统的充填介质浮选柱发展为具有新型充气器和新结构的浮选柱，其中较为有代表性的是旋流微泡浮选柱。0003旋流微泡浮选柱分选区域包括三个部分精选段、粗选段、扫选段。矿浆从柱体高度的2/3处给入，尾矿从扫选段底流口排出。微泡发生器是一个柱体外部装置，利用射流原理，在腔内形成负压的同时吸入空气，并通过压力差析出大量微泡，进入扫选段。在旋流力场和浮力的作用下，微泡和已矿化的气固絮团向旋流中心、并向上运动进入粗选段。上浮微泡与入料矿浆逆流运动，两者接触、碰撞、矿化，疏水性矿粒与微泡粘附上升，亲水性矿粒未能矿化进入扫选段，这样。
8、就实现浮选柱的高选择性分选。扫选段的主要工作是扫选未来得及矿化的精煤，从而提高精煤回收率。同时扫选段的离心力场也加速了气泡在柱体径向断面上的分散，气泡在柱体内的分布更均匀，有利于气泡与矿物颗粒的矿化。在旋流力场作用下，循环中矿按密度差异发生分离，低密度产物往扫选段中部运动并向上进入浮选段，最后上浮成为精煤产品，高密度产物在扫选段外沿向下运动，最终由底流口排出成为浮选尾煤。0004随着我国选煤技术的发展，重介选煤技术因其处理难选煤有优势，在选煤中开始占主导地位。但是重介旋流器的粉碎作用导致洗选过程中的次生煤泥含量变大，加之其耗水量相比跳汰工艺更少，容易造成选煤厂的煤泥水浓度过高，一般能达到120。
9、G/L左右，甚至更高。而我国煤泥浮选的浓度一般应控制在100G/L以内，浮选柱的最佳分选浓度为5080G/L。同时，我国粗煤泥回收设备的使用，使得进入浮选的煤泥粒度更细，一般能达到03MM以下。浮选的煤泥粒度越细，适宜分选的矿浆浓度越低。这些都给高浓度矿浆浮选造成很大困难，浮选时不能同时保证精煤灰分和精煤回收率。因此，浓度超过80G/L的矿浆，可认为是高浓度。如果能解决高浓度矿浆的浮选，不仅可以保证产品产量和质量，还能提高干煤泥处理量，减轻后续压滤作业的负担。0005借鉴浮选机多室串联的结构，有学者提出了串联浮选柱系统，将两台浮选柱串联起来处理高浓度矿浆和提高浮选柱入浮粒度上限。但这就要求有两。
10、套浮选柱设备，占地面积大，且两套系统不能同时充分利用。针对高浓度矿浆，有学者提出了在浮选柱内部给料处加反射小槽，优先浮选出部分可浮性好的物料。实践证明，该浮选柱在一定程度上能改善浮选效果，但是小槽的布置较困难，且会干扰矿浆流动。0006针对现今煤泥分选矿浆浓度大、高灰细泥含量大的现象，有学者提出了多产品浮说明书CN104069954A2/4页4选柱的概念，较典型的有三产品浮选柱，利用泡沫区泄回颗粒单独排出，避免中间产品反复循环，减轻了精煤产品因夹带造成的精煤灰分过高的现象。但是考虑到矿浆浓度大时，由于矿化不足和分选时间的不充分造成的精煤夹带和尾煤跑煤现象，多产品浮选柱的处理能力受限，不能充分让。
11、物料矿化和让未分选矿浆循环再选。发明内容0007技术问题本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、操作便捷、有效解决精煤夹带和尾煤跑煤问题的分选高浓度矿浆的浮选柱系统及方法。0008技术方案本发明的分选高浓度矿浆的浮选柱系统，包括上浮选柱、下浮选柱，下浮选柱的顶部设有与上浮选柱中部连通的连接弯管，上浮选柱的上方连有精矿槽，精矿槽上布有喷淋水装置，下浮选柱的中部设有下浮选柱入料口，下浮选柱结构为旋流微泡浮选柱，自下浮选柱入料口向下内部依次设有稳流板锥形筒，锥形筒上方形成柱浮选室、下部形成旋流分选室，下浮选柱旋流段外壁顺序连有循环泵、下压力表、下气泡发生器回至下浮选柱，下浮选柱底部。
12、经尾矿管连至尾矿箱，尾矿箱的高度可自由调节，形成连通器结构，所述的上浮选柱下部设有上浮选柱入料口，上浮选柱的底流口经回料管与下浮选柱入料口相连，所述的上浮选柱的底流口外设有可控制回料量的大小和回料速度的蠕动泵；所述上浮选柱入料口经入料管连接依次连接有上气泡发生器、上压力表、给料泵和矿浆搅拌器。0009一种使用权利要求1所述浮选柱系统的分选高浓度矿浆的方法，包括如下步骤0010A将矿浆入料经矿浆搅拌器搅拌后，通过给料泵泵入入料管，矿浆在入料管中预先矿化后，再经上气泡发生器给入上浮选柱内，进入上浮选柱内的矿浆经回料管流入下浮选柱，待下浮选柱充满矿浆后，开启循环泵，上浮选柱内可浮性较好的疏水物料可由。
13、精矿槽预先排出，未来得及分选的矿浆从底流口排出经过蠕动泵处理后，由回料管回流至下浮选柱进行常规旋流微泡浮选柱分选；0011B进入上浮选柱预先浮选后，矿浆浓度有所降低，物料向下沉降，在下气泡发生器的压力下，产生大量微小气泡，使矿浆与气泡因相向运动发生逆流碰撞矿化，下浮选柱内未分选物料附着到气泡上成为矿化气泡上升到上浮选柱，未脱落的部分进入精矿槽排出与上浮选柱预浮精矿合成最终精矿，脱落的未分选的矿浆抽入循环泵经下气泡发生器回到下浮选柱的旋流段，此部分物料途中发生管流矿化和旋流矿化，在旋流力场中继续分选，其中疏水物料会上浮进入精矿，亲水物料由尾矿管经尾矿箱作为尾矿排出；0012C由下浮选柱浮出的物料。
14、由于分选时间不充分导致夹带部分可浮性较差的物料一起上浮，这部分物料有的在上升过程中直接脱落进入尾矿，有的则进入上浮选柱，经二次富集后，由上浮选柱底流口处连接的蠕动泵处理，经回料管再次回流至下浮选柱内继续循环分选，成为最终尾矿排出。0013有益效果本发明针对现有浮选技术中的分选高浓度矿浆的精矿产品质量和精矿回收率不能同时保证的技术难题，把浮选柱、串联浮选、强化矿化及旋流力场分选作用有机结合，根据物料的表面性质及密度差异的内在联系，使物料经过入料管路的预矿化作用在上浮选柱预浮出可浮性较好物料，同时降低下浮选柱的入料的矿浆浓度，利用下浮选柱的再分选强化分选，形成两段分选，获得最终的浮选产品，解决了传。
15、统旋流微泡浮选柱对高浓度、细泥含量大矿浆分选效果差的问题。与现有技术相比，具有如下优点说明书CN104069954A3/4页500141通过预浮加再选的分选方式，有效解决了浮选对矿浆浓度过高、细泥含量大的煤泥分选效果差的技术难题。经上浮选柱预先浮选出可浮性好的物料，降低下浮选柱入料的浓度，再由下浮选柱的强化分选，保证了精煤产品回收率，减少尾煤中跑煤现象。00152采用上浮选柱和下浮选柱错位连接的方式，可以增长亲水颗粒在上浮过程中的脱落距离，既可以在上柱体脱落，也可在下柱体脱落，避免了产品间的相互干扰。同时两段柱体错位后，通过上浮选柱下部的回料管路，有利于未分选的矿浆再次由上浮选柱回到下浮选柱继。
16、续分选，能够避免矿浆在下浮选柱直接循环而引起的矿浆处理量过大，下浮选柱处理能力不足，导致未来得及分选的物料直接由尾矿箱排出，造成跑煤现象。这样循环加分段分选的方式不仅保证产品质量，还增大了浮选柱的处理量，也就是处理高浓度矿浆的根本原因。相比传统浮选柱，该浮选柱系统能降低柱体高度；相比串联浮选柱，该浮选柱系统能节省横向空间，节省了厂房布置空间，减少基建投资。00163通过上浮选柱的预矿化入料压力的调节，可以控制预矿化程度，从而控制上浮选柱预浮物料量。这就能避免仅靠下浮选柱循环压力过大造成的分选矿浆环境不稳定，气泡兼并破灭严重的现象，又可避免下浮选柱循环压力过小造成的浮选矿浆气含率过小，引起的浮选。
17、不充分现象。同时上浮选柱错开后，有利于矿浆的回料，增强泡沫层的二次富集作用，回料量可由蠕动泵经回料管路灵活控制。附图说明0017图1是本发明的高浓度矿浆浮选柱分选系统示意图。0018图中矿浆搅拌器1，给料泵2，上压力表3，上气泡发生器4，精矿槽5，上浮选柱6，连接弯管7，下浮选柱8，蠕动泵9，锥形筒10，稳流板11，循环泵12，下压力表13，下气泡发生器14，尾矿管15，尾矿箱16，上浮选柱入料口17，下浮选柱入料口18，喷淋水管19，入料管20，回料管21。具体实施方式0019下面结合附图对本发明的一个实施例进一步描述0020如图1所示，本发明的分选高浓度矿浆的浮选柱系统，主要由上浮选柱6、。
18、下浮选柱8、蠕动泵9、给料装置、发泡装置构成，所述的给料装置包括矿浆搅拌器1、给料泵2、上压力表3和上气泡发生器4，经入料管20依次连接。入料自矿浆搅拌器1顺序连接给料泵2、压力表3、气泡发生器4后与上浮选柱6串联。下浮选柱8结构为旋流微泡浮选柱，自下浮选柱入料口18向下内部依次设有稳流板11锥形筒10，锥形筒10上方形成柱浮选室、下部形成旋流分选室，下浮选柱8旋流段外壁顺序连有循环泵12、下压力表13、下气泡发生器14回至下浮选柱8，下浮选柱8底部经尾矿管15连至尾矿箱16，尾矿箱16的高度可自由调节，形成连通器结构，控制矿浆液位。所述的发泡装置包括锥形筒10、稳流板11、循环泵12、下压力。
19、表13、下气泡发生器14，锥形筒10设在下浮选柱8下部，稳流板11设在锥形筒10上部，循环泵12、下压力表13、下气泡发生器14经管路串连，循环泵12入口一端与位于锥形筒10外表面处的下浮选柱8出口相连，下气泡发生器14的出口一端与位于锥形筒10底部的下浮选柱8入口相连。所述的下浮选柱8的顶部设有与上浮选柱6中部连通的连接弯管7，上浮选柱6的上方连有精矿槽5，精矿槽5上布有喷淋水装置19，下浮选柱8的中部设有说明书CN104069954A4/4页6下浮选柱入料口18，下浮选柱8的下部设有发泡装置，底部经尾矿管15连有可调节浮选液高度的尾矿箱16，所述的上浮选柱6下部设有上浮选柱入料口17，上浮。
20、选柱6的底流口经回料管21与下浮选柱入料口18相连，所述的上浮选柱6的底流口外设有可控制回料量的大小和回料速度的蠕动泵9，上浮选柱6下方的蠕动泵9经回料管21流至下浮选柱入料口18。所述上浮选柱入料口17经入料管20连接依次连接有上气泡发生器4、上压力表3、给料泵2和矿浆搅拌器1。0021本发明的分选高浓度矿浆的方法，具体步骤如下00221将矿浆和浮选药剂一起加至矿浆搅拌器1，充分搅拌后，通过给料泵2、上压力表3、上气泡发生器4给入上浮选柱6，这部分矿浆经过入料管20时发生管流矿化作用，通过上压力表3的阀门可以控制矿化的程度，并通过上压力表3的压力反映；00232经过预先矿化的物料进入上浮选柱。
21、6后，迅速由回料管21进入下浮选柱8，待入料充满下浮选柱8后，打开循环泵12和回料蠕动泵9，循环压力通过下压力表13阀门调节，回料量通过蠕动泵9转速调节，并可分别读数；上浮选柱6内可浮性较好的疏水物料可由精矿槽5预先排出，未来得及分选的矿浆从底流口排出经过蠕动泵9处理后，由回料管21回流至下浮选柱8进行常规旋流微泡浮选柱分选；下浮选柱8内的液位可通过尾矿箱16高度调整，液位高度根据矿浆回流量的大小和精矿的溢流速度酌情升降；待精矿和尾矿分别排出时，即可形成稳定的分选环境；00243经过管流矿化后的矿浆进入上浮选柱6后，矿浆浓度有所降低，物料向下沉降，在下气泡发生器14的压力下，产生大量微小气泡，。
22、使矿浆与气泡因相向运动发生逆流碰撞矿化，气泡和物料发生碰撞粘附，疏水的可浮性较好的物料，进入精矿泡沫层，富集后经精矿槽5排出，而未完成矿化的物料则下降至底部出口经蠕动泵9控制由回料管21进入下浮选柱8；在此过程，可浮性好的疏水物料和未矿化物料实现相对静态分离，实现静态预浮选，同时使得进入下浮选柱8的矿浆浓度也因干物料量的减少有所降低；00254进入下浮选柱8的矿浆在下浮选柱8浮选段继续发生逆流碰撞矿化，未分选物料附着到气泡上成为矿化气泡上升，可浮性好的物料则在气泡的上浮作用下，被携带至上浮选柱6泡沫区，继续完成二次富集作用，最后经精矿槽5排出；剩下的较难浮的物料进入旋流段，靠离心力和循环泵管路。
23、的继续管流矿化作用；00265进入旋流段的物料，经过旋流段再次扫选，这部分存在矿浆中的物料被循环泵12抽出后经过下气泡发生器14发生较强的管流矿化作用后，由切线射入旋流分选段，在离心力的作用下，疏水物料进入溢流，由锥形筒10进入上浮至精矿槽5，亲水物料则沿着柱壁滑落至底部经尾矿管15由尾矿箱16排出，成为最终尾矿；其中的下压力表13用于测量循环压力值，下气泡发生器14由于负压作用自吸入空气，为整个下浮选柱8分选提供合适的微小气泡，并与喷嘴附近的高速射流发生矿化作用，实现扫选；00276所有在下浮选柱8中上浮的精矿，在上浮过程中，疏水颗粒会因重力作用脱落，进入上浮选柱6后还会继续发生二次富集作用，排出部分夹带的颗粒；最终，上浮选柱6精矿和下浮选柱8的精矿都从上浮选柱6上部的精矿槽5排出，合成最终精矿。说明书CN104069954A1/1页7图1说明书附图CN104069954A。