一种浮选柱分选设备及分选方法
【专利摘要】本发明公开了一种浮选柱分选设备，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集槽、喷淋装置和尾矿管；在柱体内中上部设有若干个筛板，在柱体下部设有中矿循环装置；中矿循环装置包括循环矿浆出口，循环矿浆出口依次与给药槽、中矿循环矿浆泵、气泡发生器、循环矿浆进口连接；在柱体的上部设有给料管，在柱体的下部设有精矿管，且精矿管低于循环矿浆出口。本发明还提供一种矿物分选的方法。本发明采用原矿逆流矿化、中矿管流矿化及中矿流体撞击矿化三位一体的矿化方式，能实现磷矿的高效分选，生产成本低，能耗低。
【专利说明】
一种浮选柱分选设备及分选方法
技术领域
[0001]本发明涉及选矿领域，具体涉及一种浮选柱分选设备及分选方法，适用于磷矿、其它非金属矿及金属矿的分选。【背景技术】
[0002]随着矿物资源的日趋贫、细、杂，浮选柱作为一种公认的微细粒矿物分选设备，越来越受到选矿界的重视。纵观几十年来浮选柱的研究进展，主要是围绕降低柱体高度、气泡发生器结构、高效矿化方式等进行。其中，对高效矿化具体实现方式的研究一直是柱式浮选的研究热点。
[0003]公开号为1209360,【公开日】为1999-03-03,专利名称为静态微泡浮选柱强化分选方法及装置的专利公开了一种浮选柱，在柱体底部设置旋流装置，将柱体下部的中矿作为循环介质，使其在旋流装置内形成旋流力场，在柱体中部设置变阻式静态介质板，使上升的矿化气泡沿轴向发展的“S”绕流。公开号为104841570A，【公开日】为2016-03-23,专利名称为一种充气式旋流静态微泡浮选柱的专利公开了一种浮选柱，该浮选柱包括空气压缩机、管浮选装置和中矿循环栗。上述浮选柱均采用旋流器，实现了旋流矿化，在使用过程中，还存在如下缺点:(1)旋流浮选柱中上升气泡和下降矿浆逆流矿化不够充分，不利于分选；(2)浮选柱易淤积堵塞；(3)矿浆在旋流中易形成不稳定的流态，造成分选夹带现象严重，不利于分选；(4)一旦矿浆处理量规模扩大，浮选柱很难达到理想的分选效果，尾矿品位很难达到要求，且分选指标不稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种浮选柱分选设备及分选方法，该设备和方法能实现磷矿的高效分选。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种浮选柱分选设备，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集装置;所述泡沫收集装置包括泡沫收集槽、喷淋装置和尾矿管，泡沫收集槽设在柱体顶部，喷淋装置设在泡沫收集槽上部，尾矿管设在泡沫收集槽侧面;在柱体内中上部设有若干个筛板，在柱体下部设有中矿循环装置；
[0006]所述中矿循环装置包括循环矿浆出口，循环矿浆出口通过第一中矿循环矿浆管与中矿循环矿浆栗的进口连接，中矿循环矿浆栗的出口通过第二中矿循环矿浆管与循环矿浆进口连接，循环矿浆出口、循环矿浆进口与柱体相连通;在第一中矿循环矿浆管上设有给药槽，在第二中矿循环矿浆管上设有气泡发生器；
[0007]在柱体的上部设有给料管，在柱体的下部设有精矿管，且精矿管低于循环矿浆出 □ 〇
[0008]更进一步的方案是，每一个筛板上设有若干填料，同一个筛板上相邻填料之间有空隙；
[0009]填料与相邻筛板之间有空隙。
[0010]更进一步的方案是，所述循环矿浆进口与柱体垂直设置。
[0011]更进一步的方案是，所述循环矿浆进口有多个，环形设置在柱体下部，且呈对称设置。
[0012]更进一步的方案是，所述泡沫收集槽由中空的第一圆柱、中空的第二圆柱组成，第二圆柱套在第一圆柱外，且第二圆柱的上端封闭;第一圆柱的下端与柱体顶部连接，第一圆柱的上端高于第二圆柱的下端;第一圆柱和第二圆柱形成同心圆溢流堰，尾矿管位于第二圆柱体的最低处;所述喷淋装置的喷淋头置于第一圆柱体内。
[0013]更进一步的方案是，第一圆柱体的横截面为圆形或椭圆形。
[0014]本发明还提供一种采用上述浮选柱分选设备进行矿物分选的方法，包括如下步骤:
[0015]原矿矿浆通过给料管进入柱体内，在重力的作用下下降，与气泡发生器产生的上浮气泡相向运动，原矿矿浆通过这种逆流碰撞进行矿化，原矿矿浆中可浮性好的矿物颗粒率先粘附在气泡上成为矿化气泡向上升浮至泡沫收集槽;其余的矿物颗粒继续下降，其中， 一部分下降至筛板形成的空间内完成矿化后形成矿化气泡，矿化气泡上升继续分选，一部分下降至柱体下部继续分选，还有一部分下降至柱体底部排出；具体为:
[0016]下降至筛板形成的空间内与矿化气泡沿柱体继续上浮，伴随气泡的振荡、兼并及破灭，不断进行重力分选和浮游分选，脱除一部分气泡机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，实现对矿化气泡的第一次精选，完成一次精选的矿化气泡继续上浮至柱体的顶部，经喷淋装置中喷淋水对矿化气泡的清洗，与气泡附着强度较小的颗粒从气泡上脱落，进一步脱除气泡机械夹带的低密度不可浮性矿物颗粒，完成对矿化气泡的第二次精选;经过两次精选，可浮性好的矿物颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽收集排出；
[0017]下降至柱体下部的矿物颗粒在中矿循环矿浆栗的作用下从循环矿浆出口进入第一中矿循环矿浆管，第一中矿循环矿浆管上的给药槽补充药剂到矿浆中，补充药剂后的矿浆通过中矿循环矿浆栗栗入第二中矿循环矿浆管内形成矿浆射流;气泡发生器在第二中矿循环矿浆管内产生气泡，使进入第二中矿循环矿浆管内的矿浆进入高度紊流环境中进行管流矿化;管流矿化后的矿浆通过循环矿浆进口径向喷入柱体内，矿浆流体进行撞击矿化，矿物颗粒中的可浮性矿物颗粒与气泡附着形成矿化气泡并上浮;上浮的矿化气泡进入柱体的筛板空间内，沿柱体不断上浮，上浮过程中伴随气泡的振荡、兼并及破灭效应，脱除一部分气泡机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，完成第一次精选；当矿化气泡上浮至柱体顶部的泡沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，尾矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过尾矿管进行回收；
[0018]降至柱体底部的矿物颗粒由精矿管排出。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]本分选设备结构简单，能实现磷矿的高效分选，生产成本低，能耗低；
[0021]本发明针对磷矿石所包含的不同矿物颗粒的物性差异，将原矿逆流矿化、中矿管流矿化及中矿流体撞击矿化三种矿化方式有机结合使用，实现了磷矿的高效分选，生产成本低，能耗低;通过给矿管进入柱体的原矿矿浆，经筛板、填料空间高效逆流碰撞矿化后形成矿化气泡，升浮至柱体顶部，进入泡沫区，进行二次精选回收，可保证尾矿的质量及精矿回收率;下降至柱体下部的矿物颗粒从循环矿浆出口抽出并补充药剂后，经中矿循环矿浆栗栗入第二中矿循环矿浆管，在气泡发生器作用下产生大量气泡产生高度紊流，通过这种管流矿化方式进一步矿化的矿物颗粒，随后径向打入柱体内，高速矿浆流体发生撞击矿化， 矿浆形成大量的微小气泡，可浮矿物颗粒与气泡附着形成矿化气泡上浮重复分选，解决了浮选柱在处理磷矿过程中精、尾矿品位难以达标的问题；
[0022]采用原矿逆流矿化、中矿管流矿化及中矿流体撞击矿化三位一体的矿化方式，能使原矿矿浆中的易浮性颗粒、中等可浮性颗粒、难浮颗粒均得到充分矿化，同时保证精、尾矿质量；
[0023]通过在循环出口与中矿循环矿浆栗之间安装给药槽的方式，使药剂在高能量循环栗的作用下与循环的矿物颗粒充分混合，提高目标矿物的回收率;无需设置旋流装置，既简化了装置，又减少了能量消耗，还提高了选矿效率；因无旋流，所以柱体上部无需全部设置筛板及填料，节约了设备制造成本；
[0024]在柱体上部设置筛板、填料，是为了抑制下部矿浆剧烈的紊流运动，为上浮的矿化气泡营造相对静态的升浮环境，保证精、尾矿质量。【附图说明】[〇〇25]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0026]图1是本发明浮选柱分选设备的结构示意图。
[0027]其中:1、喷淋装置;2、泡沫收集槽;3、尾矿管;4、筛板;5、给矿管;6、柱体;7、循环矿浆进口；8、气泡发生器;9-1、第一中矿循环矿浆管;9-2、第二中矿循环矿浆管；10、中矿循环矿浆栗;11、给药槽;12、循环矿浆出口； 13、精矿管，14、填料。【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]参见图1，一种浮选柱分选设备，包括中空的柱体6,柱体6顶部设有泡沫收集装置； 泡沫收集装置包括泡沫收集槽2、喷淋装置1和尾矿管3,泡沫收集槽2由中空的第一圆柱、中空的第二圆柱组成，第二圆柱套在第一圆柱外，第二圆柱的上端封闭，第二圆柱的下端为斜面;第一圆柱的下端与柱体6顶部连接，第一圆柱的上端高于第二圆柱的下端;第一圆柱和第二圆柱形成同心圆溢流堰;喷淋装置的喷淋头置于第一圆柱体内；尾矿管3设在泡沫收集槽2侧面；
[0030]在柱体6的中上部设有多个筛板4,相邻筛板4之间的间隙为10-30cm;当然为了更好的抑制下部矿浆剧烈的紊流运动，为上浮的矿化气泡营造更好的静态升浮环境，可在筛板4上设置多个填料14;在同一个筛板上，相邻填料14之间具有l-5cm空隙;且填料14与相邻筛板4之间有10-20cm空隙；[〇〇31]在柱体6下部设有中矿循环装置；中矿循环装置包括循环矿浆出口 12，循环矿浆出口 12通过第一中矿循环矿浆管9-1与中矿循环矿浆栗10的进口连接，中矿循环矿浆栗10的出口通过第二中矿循环矿浆管9-2与循环矿浆进口 7连接，循环矿浆出口 12、循环矿浆进口 7与柱体6相连通;为了使矿浆径向射入柱体内，可时循环矿浆进口7与柱体6垂直设置，且可设置多个循环矿浆进口 7，环形设置在柱体6下部，呈对称设置;在第一中矿循环矿浆管9-1 上设有给药槽11，在第二中矿循环矿浆管9-2上设有气泡发生器8;[〇〇32]在柱体6的上部设有给料管5,在柱体6的下部设有精矿管13,且精矿管13低于循环矿浆出口 12。
[0033]—种采用上述浮选柱分选设备进行矿物分选的方法，包括如下步骤:
[0034]原矿矿浆通过给料管5进入柱体6内，在重力的作用下下降，与气泡发生器8产生的上浮气泡相向运动，原矿矿浆通过这种逆流碰撞进行矿化，原矿矿浆中可浮性好的矿物颗粒率先粘附在气泡上成为矿化气泡向上升浮至泡沫收集槽2;其余的矿物颗粒继续下降，其中，一部分下降至筛板4形成的空间内完成矿化后形成矿化气泡，矿化气泡上升继续分选， 一部分下降至柱体6下部继续分选，还有一部分下降至柱体6底部排出；具体为:
[0035]下降至筛板形成的空间内与矿化气泡沿柱体继续上浮，伴随气泡的振荡、兼并及破灭，不断进行重力分选和浮游分选，脱除一部分气泡机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，实现对矿化气泡的第一次精选，完成一次精选的矿化气泡继续上浮至柱体6的顶部，因气泡的兼并、破灭明显增加，气泡的表面积显著减小，颗粒之间竞争吸附剩余的气泡表面， 加之顶部喷淋装置1中喷淋水对矿化气泡的清洗作用，与气泡附着强度较小的颗粒从气泡上脱落，进一步脱除气泡机械夹带的低密度不可浮性矿物颗粒，完成对矿化气泡的第二次精选;经过两次精选，可浮性好的矿物颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2收集排出，有效降低尾矿的品位，提尚憐矿回收率；
[0036]下降至柱体6下部的矿物颗粒在中矿循环矿浆栗10的作用下从循环矿浆出口 12进入第一中矿循环矿浆管9-1，第一中矿循环矿浆管9-1上的给药槽11补充药剂到矿浆中，补充药剂后的矿浆通过中矿循环矿浆栗10栗入第二中矿循环矿浆管9-2内形成矿浆射流;气泡发生器8在第二中矿循环矿浆管9-2内产生气泡，使进入第二中矿循环矿浆管9-2内的矿浆进入高度紊流环境中进行管流矿化;经管流矿化后的矿浆通过循环矿浆进口 7径向喷入柱体6内，矿浆流体在柱体6内进行撞击矿化，矿物颗粒中的可浮性矿物颗粒与气泡附着形成矿化气泡并上浮;上浮的矿化气泡进入柱体6的筛板4空间内，沿柱体6不断上浮，上浮过程中伴随气泡的振荡、兼并及破灭效应，脱除一部分气泡机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，完成第一次精选；当矿化气泡上浮至柱体6顶部的泡沫收集槽2后，与喷淋装置1的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥;此时，尾矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2侧边，通过尾矿管3进行回收；
[0037]降至柱体6底部的矿物颗粒由精矿管13排出。
[0038]实施例1[〇〇39] 宜昌某矿区矿样，原矿P2〇5品位24.64%，MgO含量4.6%。先将磷矿原矿破碎、磨矿和分级，控制磨矿细度为-200目>80 %，磨矿料浆浓度为30 %，浮选温度为25 °C左右，然后将矿浆引入矿化槽中，控制矿浆pH值为5.6，脂肪酸类捕收剂2.5kg/t与矿浆充分混合，再将所得混合物引入浮选柱中，矿浆经过位于浮选柱柱身中上部分的一个或多个给矿管进入浮选柱，浮选后磷精矿P2O5品位32.64%，MgO含量0.92%，P2〇5回收率达到91.8%。
[0040] 实施例2[〇〇41 ] 宜昌某矿区矿样，原矿P2〇5品位24.84%，MgO含量4.4%。将磷矿原矿破碎、磨矿和分级，控制磨矿细度为-200目>80 %，磨矿料浆浓度为30 %，浮选温度为25°C左右，加入脂肪酸类捕收剂2.5kg/t，控制矿浆pH值为5.2，浮选后磷精矿?2〇5品位32.34%，MgO含量0.84%， 卩2〇5回收率达到90.8%。[〇〇42] 实施例3[〇〇43] 宜昌某矿区矿样，原矿P2〇5品位23.37%，MgO含量4.8%。将磷矿原矿破碎、磨矿和分级，控制磨矿细度为-200目>80 %，磨矿料浆浓度为30 %，浮选温度为25°C左右，加入脂肪酸类捕收剂2.7kg/t，控制矿浆pH值为5.8，浮选后磷精矿?2〇5品位32.57%，MgO含量0.83%， 卩2〇5回收率达到92.6%。
[0044] 实施例4[〇〇45] 宜昌某矿区矿样，原矿P2〇5品位25.93%，MgO含量4.6%。将磷矿原矿破碎、磨矿和分级，控制磨矿细度为-200目>80 %，磨矿料浆浓度为30 %，浮选温度为25°C左右，加入脂肪酸类捕收剂2.5kg/t，控制矿浆pH值为5.2，浮选后磷精矿?2〇5品位31.94%，MgO含量0.94%， 卩2〇5回收率达到91.7%。
[0046] 实施例5[〇〇47] 宜昌某矿区矿样，原矿P2〇5品位22.36%，MgO含量4.5%。将磷矿原矿破碎、磨矿和分级，控制磨矿细度为-200目>80 %，磨矿料浆浓度为30 %，浮选温度为25°C左右，加入脂肪酸类捕收剂2.7kg/t，控制矿浆pH值为5.6，浮选后磷精矿?2〇5品位32.35%，MgO含量0.92%， 卩2〇5回收率达到92.3%。[〇〇48]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种浮选柱分选设备，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集装置;所述泡沫收集 装置包括泡沫收集槽、喷淋装置和尾矿管，泡沫收集槽设在柱体顶部，喷淋装置设在泡沫收 集槽上部，尾矿管设在泡沫收集槽侧面;其特征在于:在柱体内中上部设有若干个筛板，在 柱体下部设有中矿循环装置；所述中矿循环装置包括循环矿浆出口，循环矿浆出口通过第一中矿循环矿浆管与中矿 循环矿浆栗的进口连接，中矿循环矿浆栗的出口通过第二中矿循环矿浆管与循环矿浆进口 连接，循环矿浆出口、循环矿浆进口与柱体相连通;在第一中矿循环矿浆管上设有给药槽， 在第二中矿循环矿浆管上设有气泡发生器；在柱体的上部设有给料管，在柱体的下部设有精矿管，且精矿管低于循环矿浆出口。2.根据权利要求1所述的浮选柱分选设备，其特征在于:每一个筛板上设有若干填料， 同一个筛板上相邻填料之间有空隙；填料与相邻筛板之间有空隙。3.—种采用权利要求1或2所述的浮选柱分选设备进行矿物分选的方法，其特征在于包 括如下步骤:原矿矿浆通过给料管进入柱体内，在重力的作用下下降与气泡发生器产生的上浮气泡 相向运动，原矿矿浆通过这种逆流碰撞进行矿化，原矿矿浆中可浮性好的矿物颗粒率先粘 附在气泡上成为矿化气泡向上升浮至泡沫收集槽;其余的矿物颗粒继续下降，其中，一部分 下降至筛板形成的空间内完成矿化后形成矿化气泡，矿化气泡上升继续分选，一部分下降 至柱体下部继续分选，还有一部分下降至柱体底部排出；具体为:下降至筛板形成的空间内与矿化气泡沿柱体继续上浮，伴随气泡的振荡、兼并及破灭， 不断进行重力分选和浮游分选，脱除一部分气泡机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，实 现对矿化气泡的第一次精选，完成一次精选的矿化气泡继续上浮至柱体的顶部，经喷淋装 置中喷淋水对矿化气泡的清洗，与气泡附着强度较小的颗粒从气泡上脱落，进一步脱除气 泡机械夹带的低密度不可浮性矿物颗粒，完成对矿化气泡的第二次精选;经过两次精选，可 浮性好的矿物颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽收集排出；下降至柱体下部的矿物颗粒在中矿循环矿浆栗的作用下从循环矿浆出口进入第一中 矿循环矿浆管，第一中矿循环矿浆管上的给药槽补充药剂到矿浆中，补充药剂后的矿浆通 过中矿循环矿浆栗栗入第二中矿循环矿浆管内形成矿浆射流;气泡发生器在第二中矿循环 矿浆管内产生气泡，使进入第二中矿循环矿浆管内的矿浆进入高度紊流环境中进行管流矿 化;管流矿化后的矿浆通过循环矿浆进口径向喷入柱体内，矿浆流体进行撞击矿化，矿物颗 粒中的可浮性矿物颗粒与气泡附着形成矿化气泡并上浮;上浮的矿化气泡进入柱体的筛板 空间内，沿柱体不断上浮，上浮过程中伴随气泡的振荡、兼并及破灭效应，脱除一部分气泡 机械夹带的中密度不可浮性矿物颗粒，完成第一次精选；当矿化气泡上浮至柱体顶部的泡 沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不 可浮性矿物细泥，此时，尾矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过尾矿管进行回收；降至柱体底部的矿物颗粒由精矿管排出。
【文档编号】B03D103/06GK106076660SQ201610392796
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610392796.9, CN 106076660 A, CN 106076660A, CN 201610392796, CN-A-106076660, CN106076660 A, CN106076660A, CN201610392796, CN201610392796.9
【发明人】戢峻, 杨世金, 吴元欣
【申请人】武汉工程大学