[發明專利]沉降旋流微泡浮選柱分選設備及方法

有效

• 申請號: 201310409381.4
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103480503A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 謝廣元;李彪;倪超;彭耀麗;吳玲;沙杰;郭柱;陸雨;種亞崗;梁龍;王學霞;劉博;瞿望;蔣富歌;陳波;王凱旋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B03D1/14
• 分類號: B03D1/14;B03D1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及沉降旋流微泡浮選柱分選設備及方法，尤其適用于煤泥、金屬礦和非金屬礦的分選。

背景技術

隨采煤機械化程度的提高，細粒和超細粒煤泥在原煤中所占的比例增加；煤礦開采深度不斷加深，原煤質量變差；重選設備及工藝的變革導致次生的粉煤含量越來越多且分選更困難；加之市場對精煤質量要求日益苛刻，導致難選和極難選煤泥的比例增大，分選越來越困難。因此，高灰細粒煤泥的有效分選這一世界性難題已成為制約選煤廠精煤質量改善和經濟效益提高的瓶頸問題。浮選是目前分選細粒粉煤最成熟、有效的方法，常用的浮選設備有浮選機和浮選柱。浮選機多槽串聯，從第一室到最后一室的電機功率、攪拌強度、充氣量均相同，不能滿足物料的可浮特性隨分選過程愈來愈差的分選要求；槽體淺，精煤泡沫層薄，無泡沫精選過程；泡沫中夾帶高灰細泥多，選擇性差，分選效率低；葉輪和噴嘴磨損嚴重，維修工作量大，維護費用高；占地面積大，需檢修空間大，土建投資高；動力消耗大。傳統的浮選機已不再適應重選工藝變革后煤泥的浮選。近年來，浮選柱的發展和應用取得了重大突破，一批新型浮選柱脫穎而出。其中應用較廣的旋流微泡浮選柱集柱浮選、旋流分選和管流礦化為一體，實現梯級優化分選，不僅提高了分選效率，而且分選粒度范圍進一步延伸到微米級，特別適用于重介工藝改革后微細粒物料的分選。但在處理-0.074mm粒度級的微細煤泥量超過50%時的入浮煤泥時存在：高灰細泥在精煤升浮過程中因水力夾帶和截留現象導致精煤灰分較高，甚至不合格；尾煤跑粗現象嚴重，造成精煤資源嚴重浪費；藥劑消耗過多，成本大大增加；粒度過細，后續壓濾脫水作業難以進行。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、實現高灰細泥含量高煤泥的高精度分選、生產成本低、產品結構靈活的沉降旋流微泡浮選柱分選設備及方法。

技術方案：本發明的沉降旋流微泡浮選柱分選設備，包括浮選柱、噴淋水管、泡沫精礦收集槽、給礦管、穩流板、錐形筒、尾礦管、氣泡發生器、壓力表、循環礦漿泵，所述的浮選柱包括豎直柱體和傾斜柱體，豎直柱體和傾斜柱體經彎管連為一體，給礦管設在豎直柱體與彎管的連接處，傾斜柱體與彎管的連接處設有截留板，截留板側設有高灰細泥排料管，泡沫精礦收集槽設在傾斜柱體的上部，與傾斜柱體的傾斜角度一致。

所述的傾斜柱體的傾角為30～90°，傾斜柱體與豎直柱體長度比為0.5～2；所述的截留板為面積可根據精煤和中間產物質量調整的半圓形板。

使用上述設備的沉降旋流微泡浮選柱分選方法，包括礦漿由給礦管進入豎直柱體內，在氣泡發生器的作用下，向下沉降的礦漿與氣泡兩者相向運動進行逆流碰撞礦化，易浮及部分中等可浮礦物顆粒以及機械夾帶的高灰細泥附著氣泡成為礦化氣泡上升，剩余的礦物顆粒下降至豎直柱體的下部，下降至錐形筒錐壁外側仍未附著氣泡完成礦化的顆粒組成的礦漿，在循環礦漿泵的作用下從循環礦漿出口管抽出并加壓，流經表征礦漿壓力的壓力表和產生氣泡的氣泡發生器，通過沿柱體內壁切線布置的循環礦漿入口管打入豎直柱體內循環形成旋流力場，可浮礦物顆粒與氣泡附著形成礦化氣泡向旋流中心運動并上浮，經錐形筒內側上浮至豎直柱體上部重復分選，錐形筒上方的穩流板是抑制下部礦漿劇烈的旋流運動，為上浮的礦化氣泡創造相對靜態的升浮環境；高密度的尾礦顆粒沿豎直柱體內壁向下旋流，最終從尾礦管排出；上浮的礦化氣泡進入傾斜柱體內，沿柱體傾斜壁不斷上浮，上浮過程中伴隨氣泡的振蕩、兼并及破滅效應，脫除一部分氣泡機械夾帶的高灰細泥，完成一次精選；上浮至傾斜柱體頂部的礦化氣泡層，在噴淋水作用下得到二次精選，進一步脫除氣泡機械夾帶的高灰細泥，精煤顆粒隨泡沫溢流至泡沫精礦收集槽收集回收；氣泡脫除及礦漿中含有的高灰細泥因密度大，沉降末速大，沿傾斜柱體的傾斜壁向下沉降，在半圓形的截留板作用下，大部分高灰細泥作為中間產物經高灰細泥排料管排出，少部分高灰細泥隨返流礦漿越過截留板返回至豎直柱體內重復分選。

有益效果：本發明解決了旋流微泡浮選柱處理高灰細泥含量高煤泥存在的高效細泥機械夾帶嚴重，精煤灰分難以達標的不足，把浮選、重力沉降及旋流力場分選相結合，根據物料的表面性質、沉降速度及密度的差異與內在聯系，使物料經過浮選-沉降分選-旋流分選的強化分選機制，減少了精煤中高灰細泥的機械夾帶污染，提高精煤產品質量。高灰細泥沿柱體向下沉降至截留板，最終從高灰細泥排料管排出，可單獨作為產品，或者視質量摻入不同的產品，產品結構調整靈活。與現有技術相比，具有如下優點：