专利名称：一种双流态微泡浮选装置及其双流态微泡浮选方法
技术领域：
本发明涉及一种浮选装置及其浮选方法，具体的说，涉及了一种双流态微泡浮选装置及其双流态微泡浮选方法。
背景技术：
随着煤炭开采方式的改进和煤质的变化，煤泥量逐年提高，煤炭入选量也在逐步提高，加之人们对煤炭洁净利用需求的不断增长，用户对精煤质量的要求在日益提高，尤其是对灰分指标的要求越来越严格，降灰、提质是选煤行业目前经济增效的关键。我国煤炭细粒内在灰分高、难选、易泥化，所以对浮选设备要求越来越高，目前，选煤行业使用的浮选设备大部分采用传统的机械搅拌式浮选机，这些设备存在着产生气泡较大，且流态紊乱，使得分选效果随着矿物粒径的变小而变坏，从而导致效率降低，产品质量难以得到有效控制，而且存在占地面积大、浮选精度低、老厂改造受限制等缺点；随着技术的不断发展，出现了微气泡方式的浮选装置，但仍旧存在着矿浆运动状态不稳定，浮选效果不好，浮选效率低，浮选精度不够高的问题。
发明内容
本发明的目的在于消除现有技术的不足，提供一种体积小、单位处理量大、能耗低、矿化充分、矿浆运动状态稳定、效率高、浮选精度高、回收率高并适于难选煤的分选的双流态微泡浮选装置及其双流态微泡浮选方法。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案一种双流态微泡浮选装置，主要包括入料口、矿浆分配器、风室、浮选桶、精矿收集槽、尾矿出口，其中，入料口下部连通矿浆分配器，浮选桶与精矿收集槽连通，浮选桶下部设置有尾矿出口，其特征在于所述矿浆分配器下部连接有不少于一组矿化单元，所述矿化单元由依次连通的上输浆管、双面微泡矿化装置和下输浆管组成，其中，上输浆管的上部连通矿浆分配器，双面微泡矿化装置通过导气管连通风室，下输浆管的下部设置在浮选桶内腔中；所述双面微泡矿化装置由外壳、上端盖、下端盖、外微孔管、内微孔管和导气管组成，其中，外微孔管设置在外壳中空的腔体内，内微孔管设置在外微孔管中空的腔体内，上端盖、下端盖、外壳内侧与外微孔管管壁外侧共同构成外气腔，上端盖、下端盖和内微孔管共同构成内气腔，外微孔管管壁内侧和内微孔管管壁外侧构成矿化腔，导气管和外气腔、内气腔连通，外微孔管管壁和内微孔管管壁密布有可透气微孔，所述可透气微孔直径为10微米-500微米。
所述可透气微孔直径为12微米-400微米。
所述可透气微孔直径为16微米-260微米。
所述可透气微孔直径为18微米-200微米。
所述可透气微孔直径为25微米-80微米。
所述精矿收集槽设置在浮选桶上部外侧，所述精矿收集槽与浮选桶顶部连通，所述精矿收集槽的下部设置有精矿出口。
所述浮选桶内腔侧壁设置有中矿回收桶，所述中矿回收桶在浮选桶内腔的开口设置在浮选桶内腔的中部，所述中矿回收桶的下部外侧设置有中矿出口。
所述下输浆管的下端连接有喷头，所述喷头是个腔体，喷头腔体壁上设置有斜向下的喷口。
一种双流态微泡浮选方法，其特征在于所述浮选方法包括以下步骤
(1)、所浮选的矿物质、水和可调浮选药剂所形成的矿浆混合物从入料口进入，经矿浆分配器分配后进入矿化单元的上输浆管；(2)、矿浆混合物经上输浆管进入双面微泡矿化装置，由气室提供的高压气体进入双面微泡矿化装置的内、外两层微孔管，致使流经矿化腔里的矿浆混合物在内、外两面微孔管高压微细气流的切割、冲击下发生剧烈的碰撞，使矿浆混合物在双面微泡矿化装置内形成的高紊流分散系环境中得到高度矿化；(3)、高度矿化的矿浆经下输浆管喷入浮选桶底部；(4)、经过高度矿化的矿浆在浮选桶内形成相对层流状态的弱干扰环境，并在此弱干扰环境中，矿化过的矿浆在微泡的浮力作用下平稳的升浮，其中，在升浮过程中，亲水性矸石颗粒逐渐下沉，最终，沉入浮选桶下部，并由浮选桶下部设置的尾矿出口排出，而疏水性精煤颗粒不断升浮，最终，自然溢流到精矿收集槽。
所述进入浮选桶的、矿化过的矿浆在微泡的浮力作用下平稳的升浮，其中，升浮过程中，悬浮在微泡中部的中性颗粒逐渐溢入中矿回收桶，并由中矿回收桶的中矿出口排出。
本发明相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，有如下优点(1)、基于双流态工作原理，即矿化阶段为紊乱流、分选阶段为相对层流，使得该装置结构合理且简单，使得其整机尺寸缩小，所占用空间少，利于在原有厂房的基础上进行扩产改造，更大大减小了新建厂房的基建投入；(2)、采用双流态浮选方法，所浮选的矿浆被强制在双面微泡矿化装置内部高紊流状态的分散系环境中，使可调药剂、微气泡、矿浆在剧烈的碰撞中充分矿化，充分矿化过的矿浆喷入浮选桶中，形成相对层流的状态，最终，充分矿化过的矿浆在该弱干扰环境中逐渐实现分选，其效果表现在适应性强，效率高，精度高，可从难选煤泥中有效选出低灰精煤，其下限达10微米；(3)、采用双流态的浮选方法，能适应于高浓度浮选，可使选煤循环水分总量降低，并可节约管道及选用较小的泵和配用电机；(4)、采用中矿回收装置，使得中矿得到及时回收、循环，灵活控制精煤产品的灰分；(5)、采用双流态浮选工艺，减少动力源，使得动力消耗大幅度的降低，节约动力消耗约60％；(6)、给药点设在泵的来料管上，药剂提前可调给入，使得药剂经过泵、管道，药剂得到充分分散乳化，高效发挥其自身的作用；(7)、该装置运行过程可靠，开、停车无堵塞，易于自动化；(8)、该装置结构的简单和减少的动力源，也使得维护成本大大降低，职工劳动强度降低；(9)、采用双流态的浮选方法，使得精煤的灰分降低，处理量增加，浮选效率提高，浮选成本降低，使企业获得更大的利润空间，提高企业的核心竞争力。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的双面微泡矿化装置结构示意图。
具体实施例方式
为更进一步的说明本发明的优点，现结合附图给出本发明的
具体实施例方式如图1所示，一种双流态微泡浮选装置，主要包括入料口1、矿浆分配器2、风室6、浮选桶8、精矿收集槽10、尾矿出口9，其中，入料口1下部连通矿浆分配器2，浮选桶8与精矿收集槽10连通，浮选桶8下部设置有尾矿出口9，所述矿浆分配器2下部连接有不少于一组矿化单元，所述矿化单元由依次连通的上输浆管3、双面微泡矿化装置4和下输浆管5组成，其中，上输浆管3的上部连通矿浆分配器2，双面微泡矿化装置4通过导气管7连通风室6，下输浆管5的下部设置在浮选桶8内腔中；所述精矿收集槽10设置在浮选桶8上部外侧，所述精矿收集槽10与浮选桶8顶部连通，所述精矿收集槽10的下部设置有精矿出口11。
所述浮选桶8内腔侧壁设置有中矿回收桶14，所述中矿回收桶14在浮选桶8内腔的开口设置在浮选桶8内腔的中部，所述中矿回收桶14的下部外侧设置有中矿出口15。
所述下输浆管5的下端连接有喷头12，所述喷头12是个腔体，喷头12腔体壁上设置有斜向下的喷口13。
如图2所示，所述双面微泡矿化装置4由外壳18、上端盖16、下端盖17、外微孔管19、内微孔管20和导气管21组成，其中，外微孔管19设置在外壳18中空的腔体内，内微孔管20设置在外微孔管19中空的腔体内，上端盖16、下端盖17、外壳18内侧与外微孔管19管壁外侧共同构成外气腔24，上端盖、下端盖和内微孔管共同构成内气腔22，外微孔管19管壁内侧和内微孔管20管壁外侧构成矿化腔23，导气管21和外气腔24、内气腔22连通，外微孔管19管壁和内微孔管20管壁密布有可透气微孔25，所述可透气微孔直径为10微米-500微米。
所述可透气微孔直径还可为12微米-400微米。
所述可透气微孔直径还可为16微米-260微米。
所述可透气微孔直径还可为18微米-200微米。
所述可透气微孔直径还可为25微米-80微米。
具体的直径值优选10微米、12微米、14微米、16微米、18微米、20微米、25微米、30微米、40微米、50微米或80微米、100微米、130微米、160微米、200微米、240微米、280微米、300微米、340微米、360微米、380微米、400微米、420微米、450微米、480微米、500微米。
一种双流态微泡浮选方法，其特征在于所述浮选方法包括以下步骤(1)、所浮选的矿物质、水和可调浮选药剂所形成的矿浆混合物从入料口进入，经矿浆分配器分配后进入矿化单元的上输浆管；(2)、矿浆混合物经上输浆管进入双面微泡矿化装置，由气室提供的高压气体进入双面微泡矿化装置的内、外两层微孔管，致使流经矿化腔里的矿浆混合物在内、外两面微孔管高压微细气流的切割、冲击下发生剧烈的碰撞，使矿浆混合物在双面微泡矿化装置内形成的高紊流分散系环境中得到高度矿化；(3)、高度矿化的矿浆经下输浆管喷入浮选桶底部；(4)、喷入浮选桶底部的高度矿化的矿浆，压力骤减，大量气泡析出，经过高度矿化的矿浆在浮选桶内形成相对层流状态的弱干扰环境，并在此弱干扰环境中，矿化过的矿浆在微气泡的浮力作用下平稳的升浮，其中，在升浮过程中，亲水性矸石颗粒逐渐下沉，最终，沉入浮选桶下部，并由浮选桶下部设置的尾矿出口排出，疏水性精煤颗粒不断升浮，最终，自然溢流到精矿收集槽，而悬浮在微泡中部的中性颗粒逐渐溢入到中矿回收桶，并由中矿回收桶的中矿出口排出。
双流态浮选微泡浮选原理主要是利用煤和矿物质表面物理、化学性质的不同，对煤和矿物质进行分离。首先，把药剂、水以及煤和矿物质进行充分的混合，使煤和矿物质在物理、化学上进行简单的分离，然后，利用高压气室的高压气体，使之通过微孔管管壁上的可透气微孔，并产生大量的微细气流，使该微细气流切割、冲击矿浆混合物，使矿浆混合物发生剧烈的碰撞，并使之产生大量的微气泡，并在大量微气泡作用下使煤和矿物质发生分离，从而形成高紊流状态的分散系；然后，再把高度矿化的矿浆混合物喷入浮选桶底部，利用此处压力的突然减小，会有大量气泡在升腾中逐渐析出，从而产生相对层流的弱干扰环境，并在气泡的升腾过程中逐渐实现分选。
权利要求
1.一种双流态微泡浮选装置，主要包括入料口、矿浆分配器、风室、浮选桶、精矿收集槽、尾矿出口，其中，入料口下部连通矿浆分配器，浮选桶与精矿收集槽连通，浮选桶下部设置有尾矿出口，其特征在于所述矿浆分配器下部连接有不少于一组矿化单元，所述矿化单元由依次连通的上输浆管、双面微泡矿化装置和下输浆管组成，其中，上输浆管的上部连通矿浆分配器，双面微泡矿化装置通过导气管连通风室，下输浆管的下部设置在浮选桶内腔中；所述双面微泡矿化装置由外壳、上端盖、下端盖、外微孔管、内微孔管和导气管组成，其中，外微孔管设置在外壳中空的腔体内，内微孔管设置在外微孔管中空的腔体内，上端盖、下端盖、外壳内侧与外微孔管管壁外侧共同构成外气腔，上端盖、下端盖和内微孔管共同构成内气腔，外微孔管管壁内侧和内微孔管管壁外侧构成矿化腔，导气管和外气腔、内气腔连通，外微孔管管壁和内微孔管管壁密布有可透气微孔，所述可透气微孔直径为10微米-500微米。
2.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述可透气微孔直径为12微米-400微米。
3.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述可透气微孔直径为16微米-260微米。
4.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述可透气微孔直径为18微米-200微米。
5.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述可透气微孔直径为25微米-80微米。
6.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述精矿收集槽设置在浮选桶上部外侧，所述精矿收集槽与浮选桶顶部连通，所述精矿收集槽的下部设置有精矿出口。
7.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述浮选桶内腔侧壁设置有中矿回收桶，所述中矿回收桶在浮选桶内腔的开口设置在浮选桶内腔的中部，所述中矿回收桶的下部外侧设置有中矿出口。
8.根据权利要求1所述的一种双流态微泡浮选装置，其特征在于所述下输浆管的下端连接有喷头，所述喷头是个腔体，喷头腔体壁上设置有斜向下的喷口。
9.一种双流态微泡浮选方法，其特征在于所述浮选方法包括以下步骤(1)、所浮选的矿物质、水和可调浮选药剂所形成的矿浆混合物从入料口进入，经矿浆分配器分配后进入矿化单元的上输浆管；(2)、矿浆混合物经上输浆管进入双面微泡矿化装置，由气室提供的高压气体进入双面微泡矿化装置的内、外两层微孔管，致使流经矿化腔里的矿浆混合物在内、外两面微孔管高压微细气流的切割、冲击下发生剧烈的碰撞，使矿浆混合物在双面微泡矿化装置内形成的高紊流分散系环境中得到高度矿化；(3)、高度矿化的矿浆经下输浆管喷入浮选桶底部；(4)、经过高度矿化的矿浆在浮选桶内形成相对层流状态的弱干扰环境，并在此弱干扰环境中，矿化过的矿浆在微泡的浮力作用下平稳的升浮，其中，在升浮过程中，亲水性矸石颗粒逐渐下沉，最终，沉入浮选桶下部，并由浮选桶下部设置的尾矿出口排出，而疏水性精煤颗粒不断升浮，最终，自然溢流到精矿收集槽。
10.根据权利要求9所述的一种双流态微泡浮选方法，其特征在于进入浮选桶的、矿化过的矿浆在微泡的浮力作用下平稳的升浮，其中，升浮过程中，悬浮在微泡中部的中性颗粒逐渐溢入中矿回收桶，并由中矿回收桶的中矿出口排出。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种矿化充分、矿浆运动状态稳定、效率高、精度高的双流态微泡浮选装置及其双流态微泡浮选方法，主要包括入料口、矿浆分配器、风室、浮选桶、精矿收集槽、尾矿出口，所述矿浆分配器下部连接有不少于一组矿化单元，所述矿化单元由依次连通的上输浆管、双面微泡矿化装置和下输浆管组成，其中，上输浆管的上部连通矿浆分配器，双面微泡矿化装置通过导气管连通风室，下输浆管的下部设置在浮选桶内腔中。本发明采用双流态浮选方法，所浮选的矿浆在双面微泡矿化装置内充分矿化，并喷入浮选桶中形成相对层流的状态，然后逐渐实现分选，其效果表现在适应性强，效率高，精度高，可从难选煤泥中有效选出低灰精煤，其下限达10微米。
文档编号B03D1/24GK1669663SQ200510017490
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者庞文成, 高亚平, 卢安民, 林 建, 廖祥国, 王庚寅 申请人:平顶山天安煤业股份有限公司田庄选煤厂