一种基于孔板水力空化成泡的粗颗粒矿物水力浮选设备及浮选方法与流程

本发明涉及粗颗粒矿物浮选技术领域，具体是一种基于孔板水力空化成泡的粗颗粒矿物水力浮选设备及浮选方法。

背景技术：

近十几年来，粗颗粒预抛尾正受到越来越多的关注。在矿物颗粒粒度较粗条件下(远大于传统浮选颗粒粒级)，预先抛除一部分尾矿，不仅可以减少后续磨矿能耗，同时可以显著增大工艺流程处理量。其中，干扰床分选机一直以来是矿物加工工业中常用的重选分离设备。根据不同密度矿物沉降末速的差别，利用上升水流将有价矿物和脉石分开。然而这一设备在分选过程中经常会出现低密度的粗颗粒和高密度的细颗粒的错位现象。这是由于积累的低密度粗颗粒滞留在床层的顶部，这些颗粒既无法穿透床层沉降至底部又无法被上升水流带入溢流槽中，最终由于聚集更多的颗粒被迫下沉。虽然这种装置可以通过调节上升水流的流速将低密度粗颗粒输送到溢流处，但是较高的上升水流速率会导致高密度细颗粒也被带到溢流处，从而降低分离效率。

水力浮选是一种集成传统干扰床分选和浮选特点的分选过程。水气混合进入水力分选装置，经空化段时溶解于水中的空气析出形成微泡进入装置内，从而在上升水流中同时伴有微泡。同时气泡附着在疏水颗粒上，从而降低其有效密度，最后聚集在流化床顶部并溢流出，而没有附着在气泡上的亲水颗粒继续透过流化床向底部运动，最终聚集被排出。与传统干扰床分选工艺相比，水力浮选工艺有效增加了矿物间密度差，从而提高了目的矿物和脉石的分选效率。

水力浮选的核心是通过空化过程形成大小均匀的微泡。现有的水力浮选装置常用的空化方式为文丘里管空化方式。这种空化方式需要较高的入射压力，对设备的要求较高，空化强度不高，难以满足粗颗粒预抛尾要求。

技术实现要素：

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种基于孔板水力空化成泡的粗颗粒矿物水力浮选设备，为解决现有以文丘里管水力空化成泡的粗颗粒浮选设备需要较高的入射压力，空化强度不高，难以满足粗颗粒预抛尾要求等问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于孔板水力空化成泡的粗颗粒矿物水力浮选设备，包括多孔板水力空化器和浮选柱体，所述的多孔板水力空化器位于浮选柱体内的下部；所述多孔板水力空化器包括多孔板和气-水混合输入装置，其中所述多孔板和气-水混合输入装置依次连接；所述浮选柱体包括溢流槽、中间柱体和底流槽。

进一步地，所述的多孔板的孔分布为有中心孔的辐射状和同心圆环状，或无中心孔的辐射状和同心圆环状。

进一步地，所述的多孔板具有一定的厚度及孔通道具有一定长度，为溶于水中的气体空化析出提供一定时间。

进一步地，所述的中间柱体内部设有压力传感器，上部外圆周设有桶状溢流槽，上部中心设有给料管，下部设有底流槽。

进一步地，所述的底流槽为倒圆锥形结构，底流槽底部设有排料管。

进一步地，所述的排料管设有电磁阀控制底流流速。

一种包括基于孔板水力空化成泡的粗颗粒矿物水力浮选设备的浮选方法，步骤一：打开进水泵注入水，调节液体流量计，通过气泵注入气体，经过一段管道均匀混合，气-水混合物流经主流通道，遇到孔板，通道面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流。

进一步地，步骤二：待水充满装置后，打开进料泵，调节液体流量计，混合均匀的原矿将从给料管给出，逐渐在中间体分离柱中形成矿物颗粒床层。

进一步地，步骤三：通过调节压力传感控制箱控制电磁阀10开度，进而控制浮选床层的高度。

本发明与现有的技术相比有如下优点：(1)通过设定多孔板水力空化器的进气量和水流量，可以使流经多孔板的空气产生空化现象，进而在浮选柱体内产生可进行浮选的气泡，与现有文丘里管水力空化相比，多孔板水力空化的空化强度更高；(2)本发明中的多孔板水力空化器将进水功能和产生气泡功能融为一体，结构简单，所占空间小，能量利用率高。(3)本发明的多孔板水力空化器同时可以作用产生上升液流，形成向上的具有强推力的气-液流化床，实现了对粗颗粒矿物的浮选回收。

附图说明

附图说明仅用于出示具体实施案例的目的，而不是对于本发明的限制。

附图1是本发明的一种基于孔板水力空化成泡的粗颗粒水力浮选设备的示意图。

附图2a是本发明多孔板水力空化器的多孔板的孔板分布类型例图一；附图2b是本发明多孔板水力空化器的多孔板的孔板分布类型例图二；附图2c是本发明多孔板水力空化器的多孔板的孔板分布类型例图三。

附图3是本发明多孔板水力空化器的多孔板的剖面图。

附图中：1-进水泵，2-液体流量计，3-气体流量计，4-气泵，5-多孔板，6-压力传感器，7-出料管，8-进料泵，9-液体流量计，10-压力传感电磁阀，11-排料管，12-底流槽，13-中间柱体，14-给料管，15-溢流槽，16-压力传感控制箱。

具体实施方式

参照附图1-3：一种基于孔板水力空化的粗颗粒矿物水力浮选设备，包括如下的两个部分：(1)工艺系统，包括多孔板水力空化器和浮选柱体，所述多孔板水力空化器包括多孔板5、气-水混合输入装置(包括进水泵1、液体流量计2、气泵4、气体流量计3)等；所述浮选柱体包括溢流槽15、中间柱体13和底流槽12等；(2)控制系统，通过压力控制箱16调节流化床床层的高度，通过液体流量计2调节进水流量，通过气体流量计3调节进气流量，通过液体流量计9调节进料流量。

所述的多孔板水力空化器设置于浮选柱体内下部；所述的多孔板水力空化器包括多孔板5和气-水混合输入装置，两者通过管道依次连接。其中，所述的多孔板5的孔分布为有中心孔的辐射状和同心圆环状，或无中心孔的辐射状和同心圆环状，但不限于此种孔分布；孔截面形状为圆形或三角形，但不限于此种孔形，且孔通道具有一定长度，为溶于水中的气体空化析出提供一定时间；所述的输水装置由气泵4注入一定量的空气。

所述浮选柱体包括溢流槽15、中间柱体13和底流槽12，三者依次连接。其中，所述的中间柱体13中心设有给料管14；所述的中间柱体13内部设有压力传感器6，上部外周围设有桶状溢流槽15，下部设有圆锥形底流槽12，底流槽下设有排料管11；所述排料管设有压力传感电磁阀10。

具体步骤如下：

步骤一：打开进水泵1注入水，调节液体流量计2，通过气泵4注入气体，经过一段管道均匀混合。混合后的气-水混合物经过多孔板5，气-水混合物流经主流通道，遇到孔板，面积突然缩小，流速急剧升高，根据伯努利原理，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流。

步骤二：待水充满装置后，打开进料泵8，调节液体流量计9，混合均匀的原矿将从给料管14给出，逐渐在中间体分离柱中形成矿物颗粒床层。

步骤三：通过调节压力传感控制箱16控制电磁阀10开度，进而控制浮选床层的高度。

与现有技术相比，本步骤提供的适用于粗颗粒回收的方法，通过孔板水力空化产生大量稳定均匀可进行浮选的微泡，相比现有以文丘里管空化成泡方式，本发明的空化强度更高，产生的气泡更均匀稳定，能有效的提高颗粒之间的密度差，从而提高颗粒的分离效率。

以上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求保护的范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明保护的范围。