旋流一静态微泡浮选柱简介.doc

互—神虞*图FLL旋流十态微泡浮逸柱療理静态微泡浮选柱简介旋流-静态微泡浮选柱的分离过程包括柱体分选、旋流分离和管流矿化三部分，整个分离过程在柱体内完成，如图卜】1所示r柱分选段位于整个柱体上部；旋流分离段采用柱一锥相逹的水介质旋流器结构，并与柱分离段呈上七下结构的直通连接从旋流分选角度「柱分离段相当于放大了的旋流器溢流管’在柱分离段的顶部，设置了喷淋水管和泡沫精矿收集糟；给矿点位于柱分离段中上部，最终尾矿由旋流分离段底口排出气泡发生器与浮选管段直接相连成一体，单独布置在柱体体外；其出流沿切向方向与旋流分离段柱体相连，相当于旋流器的切线给料管气泡发生器上设导气管管流矿化包括气泡发生器与浮选管段两部分气泡发生器是浮选柱的关键部件,它采用类似于射流泵的内部结构，具有依靠射流负压自身引入气体，并把气体粉碎成气泡的双重作用在旋流-静态微泡浮选柱分选设备内，气泡发生器的工作介质为循环中矿经过加压的循环矿浆进入气泡发生器，引入气体并形成含有大量微细气泡的气、固、液三相体系含有气泡的三相体系在浮选管段内高度紊流矿化，然后仍保持较髙能量状态沿切向高速进入旋流分离段这样，管浮选段在完成浮选充气（自吸式微泡发生器）与髙度紊流矿化（浮选管段）功能的同时，又以切向入料的方式在柱体底部（旋流分离段）形成了旋流力场。

管浮选段为整个柱分离方法的各类分选方式提供了能量来源，并基本上决定了整个分选过程的能量状态当大量气泡沿切向进入旋流分离段时，由于离心力和浮力的共同作用，便迅速以旋转方式向旋流分离段中心汇集，进入柱分离段并在柱体断面上得到分散与此同时，由上部给入的矿浆连同矿物（磁铁矿）颗粒呈整体向下塞式流动，与呈整体向上升浮的气泡发生逆向运行与碰撞气泡在上升过程中不断矿化旋流分离段不仅加速了气泡在柱体断面上的分散，更重要的是对柱分离中矿以及经过管浮选循环中矿的分选在离心力作用下，呈向上向里运动的气泡（包括矿化气泡）与呈向下向外的矿粒发生碰撞与矿化，形成旋流力场条件下的表面分选过程这种分选不仅保持了与矿浆旋流运动垂直的背景，而且受到了旋流力场强度的直接影响力场强度愈大，这种表面分选作用就愈强旋流分离作用贯穿于整个旋流分离段它既形成了气泡与矿粒的分离，又形成了矿粒按密度的径向分布这样，在实现自身旋流分离的同时，旋流力场又构成了与其它分选方式的联系与沟通，成为整个分选过程的中枢作为表面浮选的补充，旋流分离从整体上强化了分选与回收对于矿物分选来说，柱分离段和旋流分离段的联合分选具有十分重要的意义，柱分离段的优势在于提高选择性，保证较高的产品质量；而旋流分离段的相对优势在于提高产率，保证较高的产品数量。

旋流分离的底流采用倒锥型套锥进行机械分离，倒锥型套锥把经过旋流力场充分作月的底部矿浆机械地分流成两部分：中间密度物料进入内倒锥，成为循环中矿；高密度的物料则由内外倒锥之间排出成为最终尾矿循环中矿作为工作介质完成充气与管浮选过程并形成旋流力场，其特点为：①减少了脉石等物质对分选的影响；②使中等可浮物在管浮选过程中高度紊动矿化；③减少了循环系统，特别是关键部件自吸式微泡发生器的磨损旋流-静态微泡浮选柱的特点国外浮选柱在选矿方面的应用获得很大成功，特别是替代浮选机进行粗选和精选在我国，浮选柱主要应用在选煤行业，在选矿行业的应用尚处于初始阶段，将浮选柱应用于我国金属矿、非金属矿及黑色金属矿选矿行业潜力很大，尤其在处理极细物料时有常规浮选机所不可比拟的分选效果旋流-静态微泡浮选柱提供了一种对微细颗粒分选效果好，提高浮选精矿品位和回收率的有效途径在某些矿石分选上，同国内传统浮选机相比，矿用旋流-静态微泡浮选柱已显示岀明显优势，它采用射流发泡原理，进气量可方便调节，气泡小、且分布均匀，具有结构简单，制造容易，占地小，维修方便，操作容易，节省动力等优点同时，浮选柱选别段数少，流程简化，处理量大，经济效益可观，其应用前景广阔。

其特点详细介绍如下：1）、中矿循环作用：旋流-静态微泡浮选柱利用体外独立设置的循环泵将浮选中矿从柱体底部倒锥口吸入后，通过加压循环再进入浮选柱，循环量达到浮选柱入料的4〜5倍从分选的角度讲，如此大量的中矿通过循环泵给入浮选柱进行再次分选，实际上是在一个柱体完成粗选的同时，完成了多次扫选作业，最终使得较难浮的中矿进一步获得多次上浮的机会，所以旋流-静态微泡浮选柱的尾矿品位低、回收率高正是这个原因，得以在干吨选厂铸粗选系统仅用一台粗旋流-静态微泡浮选柱就能代替现场的一粗三扫四段浮选机作业相比之下，国内CCF和加拿大的CPT浮选柱均无中矿循环，因此这两种浮选柱目前主要用于对回收率要求相对较低的精选作业，而在粗选作业由于它们很难达到回收率的要求所以很少涉及，即使在部分矿物分选中有所应用也要在后续带上一系列的浮选机扫选作业，而目前旋流-静态微泡浮选柱在矿物正浮选工业生产中都不用设立扫选作业2）、旋流分选作用：在旋流-静态微泡浮选柱下部的旋流分离段，由于离心力场的存在，矿物颗粒与气泡的碰撞速度要远大于常规浮选设备内的碰撞速度，从而提供了一种高效的矿化方式，强化了对矿物的分选效果同时由于离心力场的存在，可以使浮选的粒度下限远小于重力场下浮选粒度下限，因而提高了对微细物料的回收能力.此外，离心力使得从下部给入的内部循环中矿呈旋流上升，从而使呈整体向下塞式流动的矿浆受到一定的阻力，下降速度（相当于干扰沉降）减慢，矿物颗粒在浮选柱内与气泡逆向碰撞的时间和机会增加，矿化效率离，品位梯度大。

而加拿大CPT及国内CCF浮选柱是通过在下部充入的气体形成上升的气体流，与从上而下的矿浆形成逆向碰撞，矿浆通过速度快，因而只有趕高柱体髙度，才能提高矿浆与气泡碰撞的时间和机会，这就是充气浮选柱高度之所小较高的主要原因3）、射流微泡分选作用：旋流-静态微泡浮选柱利用循环泵将中矿加压，再进入类似射流泵内部结构的气泡发牛器，该装詈具有依靠中矿的射流负压自身吸入气体并把气体粉碎成微泡的双重作用理论计算和实践都表明其产生的微泡尺寸一般要小于常规浮选机内的气泡，而微泡的分选作用效果是明显的：①同等充气量条件下，气泡尺寸越小，数量就愈多，气泡比总表面积就越大，因而直接增加了气泡与矿物的附着机会，提高了浮选回收能力；②由于浮选的粒度下限与气泡的直径大小成正比，因此在气泡尺寸的减小就相当于降低了浮选的粒度下限，因而微泡的形成是微细物料回收率提高的先决条件；③由于射流产生的微泡直径小，微泡周围多呈层流状态，使得微细物料容易吸附且不易脱落4）、管流矿化作用旋流-静态微泡浮选柱的管流矿化装置包括气泡发生器和后续的浮选管段.由循环泵高度加压的中矿在通过具有射流形式的气泡发生器后进入浮选管段，这一过程除了产生高能量的中矿和射流形成的大量微泡外，还提供了一个高度紊流的环境，髙能繼的中矿颗粒会与大量的微泡在这个高度亲流的环境中实现高速的碰撞与矿化.同时由于这部分高能中矿的量同样也畏为浮选柱入料的4〜5倍（循环泵的入料量），因而就相当于对较为难浮的中矿实现多重循环的高度紊流矿化，大大强化了对这部分难选中矿回收效果。

5）、喷淋精选作用旋流-静态微泡浮选柱上部泡沫收集槽的顶部设有喷淋水装置，一方面喷淋水可以冲洗出由于水力和机械力夹带进入目的精矿泡沫层的脉石细泥，另一方面喷淋水的添加能使上层精矿泡沫不断破灭，将泡沫上吸附强度较弱的那部分脉石矿物重新进入液相中，形成了目的矿物精矿的二次富集作用，从而能够有效提高浮选柱的分选选择性和精矿品位6）、混合静态充填作用.在旋流■静态微泡浮选柱体内采用了填料与筛板混合充填的方式，即在柱分选的精选区域采用高充填率的填料充填，在分选区域采用低充填率的筛板充填，混合充填的主要作用是：①在精选区域采用高充填率的填料，有利于支撑与增厚精矿泡沫层，强化二次富集作用，减少或不用喷淋水；②分选区域采用低充填率的筛板，可以遏制由于底部旋流给柱分离装置造成的流体强烈紊动，且在分选区域内创造一个既有利于气泡矿化，又有利于矿化气泡升浮与分离的精选环境，实现相对静态化的柱分选环境图1-12.态微泡浮选柱梯圾优化分途原圧7）、梯级优化分选作用.图1-12为旋流-静态微泡浮选柱的梯级优化分选原理示童图，它的分选过程主要包括柱分选、旋流分选和管流矿化三部分.当原矿给入到柱体时首先经过的迢柱浮选过程，柱浮迭的层流分选环境能够保证得到高品位的精矿与相对难选的柱选中矿；随后的旋流分选段主要是由离心力场的存在，使流体素流度相对较高，从而能够对柱选中矿进一步分选，并将其中易浮矿物返回至柱分选段，其下部则得到更难选的旋流中矿；管流矿化段通过舸面提到的气泡发生器和浮选管段之间的管流矿化作用，产生了大星微泡、高能中矿与高度素流的分选坏境，从而有利于强化对旋流中矿回收能力.整个梯级优化分选的特点是：随着分选过程的进行，易浮的矿物会优先浮出，相对难浮的矿物则进入下一分选过程，因而物料的可浮性越来越差;与此同时，我们构建了层流一旋流一管流的矿化分选环境，这个分选环境从上至下，流体的紊流度不断增加并且实现了内部循环，这样就提高了颗粒与气泡碰撞、矿化的概率与强度，从而实现了可浮性较差物料的分选・旋流-静态微泡浮选柱中的梯级优化分选方法的应用，成功突破了常规浮选设备对于物料任分选过程中可浮性的不断变化，仍然只提供单一分选环境•的种种弊塢。

它采用非线性的矿化分选坏境针对矿物非线性的可浮性变化，从而有效的加强了旋流-静态微泡浮选柱对中等以上可浮性矿物的回收能力，为进一步降低柱体高度提供了保障影响旋流-静态微泡浮选柱分选指标的主要因紊1）、矿物解离度对分选指标的影响将浮选柱用于疏水性矿物和亲水性矿物的分选是比较容易的.然而实际的分选物料并非想彖中的理想化物料，浮选柱的分选效果也并非那么有效.对于连生体矿物来说，此时浮选柱的选择性起着关犍作用.因为连生体矿物在矿物性质组成上存在较大差异，一部分矿物表面可能需要抑制剂来使其成为疏水性，一部分矿物又需要使用捕收剂对其进行捕集・此时，浮选柱就发挥不了提高精矿品位的优越性，未解离的有价矿物不是进入精矿就是进入尾矿中，从而导致精矿品位和尾矿回收率的降低.因此，要想进一步提髙浮选柱的分选指标，提高精矿品位和尾矿回收率，应使分选物料中的连生体得到充分的解蛊.2）、矿浆浓度对分选指标的影响矿浆浓度是影响浮选柱选别指标的主要因素之一，为了得到较好的选别指标，需确定合适的矿浆浓度.相对于选煤来说，浮选比重较大的矿物一般应采用较高的矿浆浓度，一般在35〜45之间，这有利于提高回收率和减少浮选药剂的消耗.对于反浮选来说，浮选过程中，矿浆浓度较稀时，虽然底流精矿品位较高，但回收率较低。

但给矿浓度过高时，可能导致精犷不能及时排出，柱体底流玻度过高，气泡通过回收区的阻力相应增大，气泡上升困难，而使得精矿品位下降.当浓度达到适宜程度时，再增高浓度.冋收率反而下降.这可能是由于浓度过高，捕收剂与目的矿物颗粒接触的机会相对减小，矿浆没有徂到充分分选，使得目的矿物随精矿一起排走，进而导致精矿回收率的下降.3）、循坏泵压力对分选指标的影响循环泵压力是彩响浮选柱分选指标的重要参数之一.旋流一静态微泡浮选柱本身没有能虽,其能虽来源主要在于循环泵能量的不断输入，进而实现柱体内部矿浆的连续有效分选循环泵压力的大小直接影响到柱体内部旋流力场的强度以及充气速率的大小，进而关系到分选效果的好坏.压力越大，柱体内部旋流力场的强度越大，但在不调整充气阀门的前提下，充气速率也相应加大，浮选过程中产生的气泡也就越多，矿物与气泡接触的机会也相应增加，但过量的气泡会使一些不该上浮的物料随泡沬相排出，导致底流产品回收率和泡沫相品位下降，底流产品品位上升；同时，循环泵压力的增大,浮选扶底部循环泵入料口处较高的向下流速，可能使得向下的矿浆流大于气泡上浮速度，导致部分中矿和泡沬从浮选柱底部的推料口排出，影响分选指标。

反之，循环泵压力过小，柱体内部旋流力场的强度实现不。