本发明涉及选矿技术领域，具体地说，涉及一种微细粒一水硬铝石浮选方法、适用于微细粒一水硬铝石浮选的闭路空化循环处理系统以及微细粒一水硬铝石浮选系统。
背景技术：
微细粒级矿物的浮选回收是现代矿物加工领域面临的重大科学问题。随着矿产资源大规模的开采和应用，贫、细、杂矿石入选比例不断增大，细粒浮选技术研究愈发引起重视。
但由于铝土矿矿石易泥化，磨矿过程在微细粒级(-38μm)矿物含量高达30%以上；随着粒度的减小，矿物颗粒在矿浆中动量小，难以克服矿粒与气泡之间的能垒，与气泡发生碰撞和黏附。微细矿物颗粒比表面积大，表面能高，会通过与目的矿物、脉石矿物、药剂发生吸附来降低自身表面能，从而导致精矿质量恶化，浮选药剂用量大大增加。
现有技术中，多采用射流空化技术来进行细粒矿物浮选回收，其主要采用泵和高压气体强化气液混合，实现高紊流状态下细粒矿化，矿化效果好，大大提高了分选效率。但是存在以下不足之处：在于空化喷嘴喷射矿浆时存在易堵塞、易磨损等问题，严重制约了细粒矿物高效浮选回收。
因此，现提供一种具有高效浮选回收率的微细粒一水硬铝石浮选方法、适用于微细粒一水硬铝石浮选的闭路空化循环处理系统以及微细粒一水硬铝石浮选系统。
技术实现要素：
为此，本发明提供一种微细粒一水硬铝石浮选方法，其包括以下步骤：
s1、向预先配制好浮选药剂溶液中加入捕收剂，并调节ph值至碱性；
s2、利用闭路空化循环处理系统对浮选药剂溶液进行循环空化处理，使浮选药剂溶液生成大量的体相微纳米气泡；
s3、将微细粒一水硬铝石和经s2处理后的浮选药剂溶液按一定比例混合，组成浮选矿浆，调浆搅拌一段时间后进行浮选，获得一水硬铝石精矿产品。
在s1中，浮选药剂溶液设为蒸馏水，所述捕收剂设为油酸钠；其中，捕收剂与微细粒一水硬铝石的质量比为（0～10-3）：1。
在s1中，采用氢氧化钠调节ph值，ph值的范围为9.9～10.1。
在s2中，循环空化处理的时间为5min。
在s3中，浮选矿浆的浓度为6.25%wt，浮选时间为5min。
在s3中，采用浮选机进行调浆搅拌，调浆转速为1400rpm，调浆时间为3min。
在上述基础上，本发明进一步提供一种适用于微细粒一水硬铝石浮选的闭路空化循环处理系统，包括空化反应器、蠕动泵、蠕动泵管、橡胶管、空化喷嘴、液体流量计以及气体流量计；其中，所述蠕动泵的一根蠕动泵管通过橡胶管与所述空化反应器的底端相连通，所述蠕动泵的另一根蠕动泵管通过橡胶管连通所述空化喷嘴，所述空化喷嘴与所述蠕动泵管之间还设有所述液体流量计，所述空化喷嘴的另一端与所述空化反应器的上端的连通，且所述空化喷嘴的进气端上还设有所述气体流量计；
其中，所述空化喷嘴设为圆管型空化喷嘴、其高速射流在空化管喉部收缩区形成局部负压，通过控制液体流量计和气体流量计流量分别调节所述空化喷嘴的喉部液流速度以及自吸气体流量。
所述空化反应器设为采用透明有机玻璃定制而成的空化反应器，所述空化反应器的容积2000ml；所述空化喷嘴设为石英材料制成的空化喷嘴，所述空化喷嘴的自吸气流量速度为0～0.3l/min。
所述液体流量计设为玻璃转子流量计，最大通过流量速度为600l/h；所述气体流量计设为玻璃转子流量计。
在上述基础上，本发明进一步提供一种微细粒一水硬铝石浮选系统，其包括对浮选药剂溶液进行前期搅拌处理的搅拌结构、对浮选药剂溶液进行循环空化处理的闭路空化循环处理系统以及放置有微细粒一水硬铝石且进行浮选处理的挂槽浮选机；其中，所述闭路空化循环处理系统设为如上所述的闭路空化循环处理系统。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
在本发明中，通过所述闭路空化循环处理系统对所述浮选药剂溶液进行预先空化处理，使得所述浮选药剂溶液中生成大量的体相微纳米气泡，并添加捕收剂降低了溶液表面张力，使得这些微纳米气泡即使在强紊流状态下依然能够存留，捕收剂吸附在微纳米气泡表面，强化了微纳米气泡的稳定性；同时，制备混合矿浆后微纳米气泡的存在强化了微细一水硬铝石颗粒和药剂、浮选气泡间相互作用，促进微细粒一水硬铝石颗粒疏水聚团，增大了微细一水硬铝石颗粒和气泡间碰撞粘附概率，从而提高微细粒一水硬铝石浮选回收率；因此，在获得相同浮选回收率的前提下，使用空化处理后的浮选药剂溶液相对于现有技术中的常规方法能够有效减少捕收剂的用量；也就是说，本发明提供的微细粒一水硬铝石浮选方法相对于现有技术具有高效浮选回收率的优点。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明所述的微细粒一水硬铝石浮选方法的流程示意图；
图2是本发明所述的微细粒一水硬铝石浮选系统示意图；
图3是本发明所述的空化喷嘴的结构示意图；
附图说明1-搅拌结构；2-止水阀；3-蠕动泵；4-液体流量计；5-空化喷嘴；6-气体流量计；7-空化反应器；8-挂槽浮选机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种微细粒一水硬铝石浮选方法，其包括以下步骤：
s1、向预先配制好浮选药剂溶液中加入捕收剂，并调节ph值至碱性；
s2、利用闭路空化循环处理系统对浮选药剂溶液进行循环空化处理，使浮选药剂溶液生成大量的体相微纳米气泡；
s3、将微细粒一水硬铝石和经s2处理后的浮选药剂溶液按一定比例混合，组成浮选矿浆，调浆搅拌一段时间后进行浮选，获得一水硬铝石精矿产品。
在本实施例中，通过所述闭路空化循环处理系统对所述浮选药剂溶液进行预先空化处理，使得所述浮选药剂溶液中生成大量的体相微纳米气泡，并添加捕收剂降低了溶液表面张力，使得这些微纳米气泡即使在强紊流状态下依然能够存留，捕收剂吸附在微纳米气泡表面，强化了微纳米气泡的稳定性；同时，制备混合矿浆后微纳米气泡的存在强化了微细一水硬铝石颗粒和药剂、浮选气泡间相互作用，促进微细粒一水硬铝石颗粒疏水聚团，增大了微细一水硬铝石颗粒和气泡间碰撞粘附概率，从而提高微细粒一水硬铝石浮选回收率；因此，在获得相同浮选回收率的前提下，使用空化处理后的浮选药剂溶液相对于现有技术中的常规方法能够有效减少了捕收剂的用量；也就是说，本实施例提供的微细粒一水硬铝石浮选方法相对于现有技术具有高效浮选回收率的优点。
具体地，在s1中，浮选药剂溶液设为蒸馏水，所述捕收剂设为油酸钠；其中，捕收剂与微细粒一水硬铝石的质量比为（0～10-3）：1；同时，采用氢氧化钠调节ph值，ph值的范围为9.9～10.1。
进一步，在s2中，循环空化处理的时间为5min。
在上述基础上，本实施例在s3中，浮选矿浆的浓度为6.25%wt，浮选时间为5min；其中，采用浮选机进行调浆搅拌，调浆转速为1400rpm，调浆时间为3min。
实施例2
如图2所示，在上述基础上，本实施例进一步提供一种适用于微细粒一水硬铝石浮选的闭路空化循环处理系统，包括空化反应器7、蠕动泵3、蠕动泵管、橡胶管、空化喷嘴5、液体流量计4以及气体流量计6；其中，所述蠕动泵3的一根蠕动泵管通过橡胶管与所述空化反应器7的底端相连通，所述蠕动泵3的另一根蠕动泵管通过橡胶管连通所述空化喷嘴5，所述空化喷嘴5与所述蠕动泵管之间还设有所述液体流量计4，所述空化喷嘴5的另一端与所述空化反应器7的上端的连通，且所述空化喷嘴5的进气端上还设有所述气体流量计6；
其中，所述空化喷嘴5设为圆管型空化喷嘴5、其高速射流在空化管喉部收缩区形成局部负压，通过控制液体流量计4和气体流量计6流量分别调节所述空化喷嘴5的喉部液流速度以及自吸气体流量。
所述空化反应器7设为采用透明有机玻璃定制而成的空化反应器7，所述空化反应器7的容积2000ml；如图3所示，所述空化喷嘴5设为石英材料制成的空化喷嘴5，所述空化喷嘴5的自吸气流量速度为0～0.3l/min。
所述液体流量计4设为玻璃转子流量计，最大通过流量速度为600l/h；所述气体流量计6设为玻璃转子流量计。
实施例3
如图2所示，在上述基础上，本实施例进一步提供一种微细粒一水硬铝石浮选系统，其包括对浮选药剂溶液进行前期搅拌处理的搅拌结构1、对浮选药剂溶液进行循环空化处理的闭路空化循环处理系统以及放置有微细粒一水硬铝石且进行浮选处理的挂槽浮选机8；其中，所述闭路空化循环处理系统设为如上所述的闭路空化循环处理系统。
在本实施例中，搅拌结构1可以通过橡胶管直接与所述闭路空化循环处理系统中的空化反应器7的顶端相连通，其中，所述搅拌结构1的出口处还设有防止倒流的止水阀2；当闭路空化循环处理系统中的所述浮选药剂溶液全部空化处理完毕后，所述挂槽浮选机8可以直接通过橡胶管与所述空化反应器7的底端相连通；当然，作为可变换的实施方式，可以不连通所述挂槽浮选机8和所述闭路空化循环处理系统，而是在所述浮选药剂溶液全部空化处理完毕后采用人工转移的方式将所述浮选药剂溶液转移至放置有微细粒一水硬铝石的挂槽浮选机8内。
在实施例1、2和3的基础上，进一步提供几种具体的实施方式：如实施例4、实施例5、实施例6和实施例7；其中，这些具体的实施方式中采用微细粒一水硬铝石单矿物为研究对象，x荧光分析结果表明该矿样中以al2o3计铝含量为67.722，以sio2计硅含量为1.694，原始铝硅比为39.978；该矿样用瓷球磨干磨至-38μm，经激光粒度仪验证粒级，-38μm以下颗粒占93wt%。
实施例4
本实施例进一步提供一种具体的微细粒一水硬铝石浮选方法：
s1、使用1000ml量筒量取1000ml蒸馏水，加入氢氧化钠调节ph至9.9～10.1；
s2、随后将溶液转移至所述空化反应器7中，轻轻搅拌均匀后，开启所述蠕动泵3，将所述蠕动泵3的初始转速设定为100rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度仅为5.5m/s，并没有产生空化效应，使循环空化系统的所述橡胶管内逐渐充满液体,以此排除所述橡胶管中气体对空化效应的影响；待循环空化系统的橡胶管内充满液体后，迅速将所述蠕动泵3的转速增大到450rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度达到17.3m/s，超过临界空化流速，所述空化喷嘴5处形成空化效应，并开始计时进行循环空化处理，同时关闭所述空化喷嘴5上方自吸气口处连接的橡胶管阀，即不外加气核；
s3、经循环空化处理5min后，使用200ml注射器迅速移取150ml空化处理后溶液加入预先盛有10g微细粒一水硬铝石矿物的挂槽浮选机8的浮选槽内，并搅拌3min、浮选5min；其中，中间过程补加经空化处理后浮选药剂溶液使矿浆体积保持在160ml；
浮选结束后，收集最终所得浮选泡沫，得浮选精矿，尾矿和精矿分别进行过滤、烘干、称重，回收一水硬铝石精矿并计算其浮选回收率。
经计算，本实施例所述的微细粒一水硬铝石浮选方法所得一水硬铝石浮选回收率为40.72%，比同等物质条件下直接使用未空化处理药剂溶液浮选回收率指标提高33～35%。
实施例5
本实施例进一步提供一种具体的微细粒一水硬铝石浮选方法：
s1、使用1000ml量筒量取1000ml蒸馏水，加入原始浓度为2*10-2m的油酸钠2.5ml,然后加入氢氧化钠调节ph至9.9～10.1；
s2、随后将溶液转移至所述空化反应器7中，轻轻搅拌均匀后，开启所述蠕动泵3，将所述蠕动泵3的初始转速设定为100rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度仅为5.5m/s，并没有产生空化效应，使循环空化系统的所述橡胶管内逐渐充满液体,以此排除所述橡胶管中气体对空化效应的影响；待循环空化系统的橡胶管内充满液体后，迅速将所述蠕动泵3的转速增大到450rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度达到17.3m/s，超过临界空化流速，所述空化喷嘴5处形成空化效应，并开始计时进行循环空化处理，同时关闭所述空化喷嘴5上方自吸气口处连接的橡胶管阀，即不外加气核；
s3、经循环空化处理5min后，使用200ml注射器迅速移取150ml空化处理后溶液加入预先盛有10g微细粒一水硬铝石矿物的挂槽浮选机8的浮选槽内，并搅拌3min、浮选5min；其中，中间过程补加经空化处理后浮选药剂溶液使矿浆体积保持在160ml；
浮选结束后，收集最终所得浮选泡沫，得浮选精矿，尾矿和精矿分别进行过滤、烘干、称重，回收一水硬铝石精矿并计算其浮选回收率。
经计算，本实施例所述的微细粒一水硬铝石浮选方法所得一水硬铝石浮选回收率为76.115%，比同等物质条件下直接使用未空化处理药剂溶液浮选回收率指标提高10～11%。
实施例6
本实施例进一步提供一种具体的微细粒一水硬铝石浮选方法：
s1、使用1000ml量筒量取1000ml蒸馏水，加入原始浓度为2*10-2m的油酸钠5ml,然后加入氢氧化钠调节ph至9.9～10.1；
s2、随后将溶液转移至所述空化反应器7中，轻轻搅拌均匀后，开启所述蠕动泵3，将所述蠕动泵3的初始转速设定为100rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度仅为5.5m/s，并没有产生空化效应，使循环空化系统的所述橡胶管内逐渐充满液体,以此排除所述橡胶管中气体对空化效应的影响；待循环空化系统的橡胶管内充满液体后，迅速将所述蠕动泵3的转速增大到450rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度达到17.3m/s，超过临界空化流速，所述空化喷嘴5处形成空化效应，并开始计时进行循环空化处理，同时关闭所述空化喷嘴5上方自吸气口处连接的橡胶管阀，即不外加气核；
s3、经循环空化处理5min后，使用200ml注射器迅速移取150ml空化处理后溶液加入预先盛有10g微细粒一水硬铝石矿物的挂槽浮选机8的浮选槽内，并搅拌3min、浮选5min；其中，中间过程补加经空化处理后浮选药剂溶液使矿浆体积保持在160ml；
浮选结束后，收集最终所得浮选泡沫，得浮选精矿，尾矿和精矿分别进行过滤、烘干、称重，回收一水硬铝石精矿并计算其浮选回收率。
经计算，本实施例所述的微细粒一水硬铝石浮选方法所得一水硬铝石浮选回收率为85.75%，比同等物质条件下直接使用未空化处理药剂溶液浮选回收率指标提高7～8%。
实施例7
本实施例进一步提供一种具体的微细粒一水硬铝石浮选方法：
s1、使用1000ml量筒量取1000ml蒸馏水，加入原始浓度为2*10-2m的油酸钠2.5ml,然后加入氢氧化钠调节ph至9.9～10.1；
s2、随后将溶液转移至所述空化反应器7中，轻轻搅拌均匀后，开启所述蠕动泵3，将所述蠕动泵3的初始转速设定为100rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度仅为5.5m/s，并没有产生空化效应，使循环空化系统的所述橡胶管内逐渐充满液体,以此排除所述橡胶管中气体对空化效应的影响；待循环空化系统的橡胶管内充满液体后，迅速将所述蠕动泵3的转速增大到450rpm，此时所述空化喷嘴5的喉部液流速度达到17.3m/s，超过临界空化流速，所述空化喷嘴5处形成空化效应，并开始计时进行循环空化处理，同时打开所述空化喷嘴5上方自吸气口连接的橡胶管阀，并通过调节气体流量计6将所述空化喷嘴5的吸气量控制为0.15l/min；
s3、经循环空化处理5min后，使用200ml注射器迅速移取150ml空化处理后溶液加入预先盛有10g微细粒一水硬铝石矿物的挂槽浮选机8的浮选槽内，并搅拌3min、浮选5min；其中，中间过程补加经空化处理后浮选药剂溶液使矿浆体积保持在160ml；
浮选结束后，收集最终所得浮选泡沫，得浮选精矿，尾矿和精矿分别进行过滤、烘干、称重，回收一水硬铝石精矿并计算其浮选回收率。
经计算，本实施例所述的微细粒一水硬铝石浮选方法所得一水硬铝石浮选回收率为83.725%，比同等物质条件下直接使用未空化处理药剂溶液浮选回收率指标提高17～19%。
综上可知，在同等物质条件下，实施例4、5、6、7的微细粒一水硬铝石浮选方法的回收率都比直接使用未空化处理药剂溶液浮选的回收率高出不少；同时，将实施例7与实施例5对比可知，在循环空化过程中加入适量的空气将进一步提高回收率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。