矿用旋流-静态微泡浮选柱的分选原理及参数控制

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第 1 5卷第 5期2 0 0 6年 5月

中国矿业CH I NA MI NI NG M AGAZI NE

Vo I . 1 5,No . 5Ma y 2 006

矿用旋流一静态微泡浮选柱的分选原理及参数控制张海军 刘炯天 王永田(中国矿业大学化工学院 徐州 2 2 1 0 0 8 )摘要：矿用旋流一静态微泡浮选柱是一种新型高效分选微细粒物料的浮选设备，其影响分选指标的工作参数很多。本文主要讨论了矿物解离度、矿浆浓度和循环泵压力对浮选柱分选指标的影响。此外， 简要讨论了浮选柱在选矿回路中的工艺配置问题。 关键词：选矿浮选柱浮选参数控制文章编号：1 0 0 4—4 0 5 1( 2 0 0 6 )O 5—0 0 7 0—0 3

中图分类号：TD 9 1

文献标识码：A

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Ab s t r a c t: Cy c l on i c - St a t i c M i c r ob ubbl e Fl ot a t i on Co l um n i s a ne w b i g t ype a nd hi ghl y e f f i c i e nt e q ui p— me n t f o r f i n e or e s e p a r a t i on . T hi s p ap e r di s c us s e d t hr e e p a r a me t e r s: d e gr e e o f s e pa r a t i on,c o nc e n t r a t i on of mi n e a nd p r e s s ur e o f c i r cl e p um p, Be s i de s,t hi s p ap e r di s cu s s e d t he i r be s t c oo pe r a

t or s o f Fl o t at i o n Col u m ns a nd ot he r e qu i p me nt s wh e n u s i n g f o r s e p a r a t i ng mi n e, Ke y wo r ds: Se p ar a t i ng m i ne Cy c l o ni c - St a t i c mi c r ob ub bl e f l ot a t i on c ol u mn c o nt r o l l i n g Fl ot a t i on Pa r a me t e r

0前言

得尤为重要。因此，充分认识浮选柱的分选原理， 以及各种参数对分选指标的影响，寻求各自最佳参数，是浮选柱工业应用过程中必须解决的问题。 1矿用旋流一静态微泡浮选柱的分选原理、结构及特点H

近年来，随着人们对浮选柱的不断认识和接受，国内外对浮选柱研究的力度也在逐步升级，并开发出了许多各具特色的浮选柱，设备运行的稳定

性和可靠性都比早期浮选柱有了很大的提高。尤其是在微细颗粒分选方面，更是提高浮选精矿品位和回收率的有效途径。我国对浮选柱的研究也取得了 较大进步，以中国矿业大学为代表研制的矿用旋流一

1 . 1 矿用旋流一静态微泡浮选柱的分选原理、结构旋流一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 1所示。

静态微泡浮选柱，在部分矿物的分选方面已显示出了明显的优越性，在设备运行费用及分选效果等方面优于传统浮选机。

柱分选段位于整个柱体上部；旋流分离段采用柱一锥相连的水介质旋流器结构，并与柱分离段呈上、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

虽然浮选柱分选技术日趋走向成熟，并显示出 良好的性能，但由于人们对矿用浮选柱分选原理的认识还不够充分，在具体操作浮选柱的过程中，对其工作参数的选择就尤为重要n 。在实际应用中，对浮选柱操作参数的控制程度不够，将会导致分选效果的降低，影响生产指标的稳定性，进而影响浮选柱的进一步推广使用。这一点在选矿行

业显收稿日期：2 0 0 5—1 1—2 0

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

作者简介：张海军 ( 1 9 8 1一) 男江苏盐城人工学院矿物加工工程专业在读博士研究生。

中国矿业大学化

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第 5期

张海军等：矿用旋流一静态微泡浮选柱的分选原理及参数控制

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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用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图1 旋流一静态微泡浮选柱分选原理

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。1 . 2矿用旋流一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，

身引入气体，并把气体粉碎成气泡的双重作用。在旋流一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，然后仍保持较高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 )与高度紊流矿化(浮选管段 )功能的同时，又以切向入料的方式在

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。矿用旋流一静态微泡浮选柱提供了一种对微细

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

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，矿用旋流一静态微泡浮选柱已显示出明显优势，

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。2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象中的

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。

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