浮选柱

浮选柱

中文名 浮选柱
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设备简介

该机的主体结构通常是一个带充气器(气泡发生器)的圆柱形筒体(亦可是正方形或矩形柱),筒体内附有给矿装置, 泡沫溢出或刮出装置以及泡沫槽、压缩空气输入管网和风包等。(见图)浮选柱工作时,经药剂调和好的矿浆由柱体中上部的给矿装置给入;压缩空气经输入管网和风包,然后透过多孔介质(如微孔塑料短管)从柱体底部鼓入,使在柱体内形成大量细小气泡。矿粒在重力作用下缓缓下降,气泡穿过向下流动的矿浆升浮,矿粒与气泡通过逆流接触与碰撞,实现气泡选择性矿化。(见气泡矿化)矿化气泡升浮至矿液面聚集形成泡沫层,溢出或用刮板刮出后得泡沫产品(一般为精矿); 尾矿则由柱底借助提升装置排出。柱体内自矿浆给入口至柱顶称为精选区,主要作用是提高泡沫产品的品位;由矿浆给入口至柱底称为捕集区,主要作用是捕集欲浮出的目的矿物,提高回收率。

工作原理

板式浮选柱其断面形状有圆形、方形或上方下圆形。矿浆由上部给矿管给入,均匀地流入浮选柱内。压缩空气是经柱体下端的充气室通过竖置的空气管充入柱内。形成的大量细小气泡均匀地分布在整个断面上,矿浆在重力作用下缓缓下降,气泡由下往上缓缓升起,与矿浆中所要选取的有用矿物在柱中不断相遇。在对流运动中由于药剂的作用,所要选取的矿物便附着于升起的气泡表面上,在柱体上部形成矿化泡沫层,由刮板刮入或自溢到精矿槽中,其余矿物(一般是脉石或非选矿物)则从柱体下部锥底的尾矿管排出。 还有一种自溢式浮选柱。 自溢式浮选柱是由上体、中间圆筒和下体组成,整个柱体为圆形。浮选柱中的给矿管有多种深度,其给矿点数 目视柱径大小而异,分为三、四和八点。浮选柱的充气是由风源经柱体下端的风室通过风管进入竖置的微孔塑料空气管。

主要类型

全截面气升式微泡浮选机(柱)

此浮选机是利用浮选柱的原理制作而成,兼有浮选机与浮选柱的优点,并有效地克服了两者的缺点。

此浮选机其特点为:结构简单,维护方便,超高的选矿 回收率,降低能耗80%以上,充分利用气体,最小的药剂用量,超长的易损件寿命。因其特殊原理和结构,大大缩短浮选工艺阶段并最大程度的降低了设备和基建投资。

普通浮选柱

主要优点

其优点是:结构简单,制造与维修方便,节省动力,占地面积小,流程简化等。浮选柱适于处理易选矿石,一般用于粗选、扫选作业中。

浮选柱在使用中的缺点是在高碱度矿浆中充气器极易结钙和堵塞。因此,工业生产中应用好坏主要取决于充气器的应用是否成功。此外浮选柱柱体较高,欲使矿浆自流,则配置复杂,高差损失大,因而常需另设矿浆提升装置。

浮选柱与浮选机相比有其自身优点:结构简单,占地面积小;无机械运动部件,安全节能;浮选动力学稳定,气泡相对较小,分布更为均匀,气泡-颗粒浮选界面充足,富集比大、回收率高、适合于微细粒级矿物的选别并且易于实现自动化控制和大型化;浮选速度快,可简化浮选流程,有效降低浮选作业次数。

除上述优点以外,浮选柱与浮选机相比还具有其自身局限性:设备高度大,冲洗水增加了设备运行成本;不适合粗颗粒矿物的选别,粗颗粒与气泡接触几率小;解离不充分的矿物难以发挥浮选柱提高精矿品位的优越性,常以损失回收率为代价达到提高精矿品位的目的;对化学性质反应敏感、黏度大的矿浆会导致细粒脉石长时间在柱内停留,从而恶化选别效果;主要应用于精选作业,在粗选作业中使用效果不够理想。

主要特点

浮选柱的特点是结构简单,能耗低、占地面积小,操作控制容易,适用于处理微细粒矿物。但充气器易结垢堵塞,矿浆在柱体内易上下翻腾以及对各类矿石的适应性不强。20世纪80年代以后,许多国家都加强了对浮选柱的研究工作,出现了一批比较新颖的的浮选柱,如柱内充以波浪板迭置成的介质床层,分层处于“静态”条件,泡沫层稳定且不用专门的发泡器的充填介质浮选柱;在柱底采用电解发泡方式产生微泡的电浮选柱;在给料下方柱周加线圈,使柱轴向产生纵向磁场,有利于矿浆充分分散的磁浮选柱;内置多孔介质柱体,重选作用和浮选作用相结合,强化浮选效应的的旋流充气浮选柱;柱体高度低、给料与空气预先混合给入,矿化好,浮选速度快的詹姆森(Jameson)浮选柱等。工业上应用的浮选柱最大直径已达4.5m,高12m。

影响正常工作因素

起泡剂用量

由浮选柱的工作原理可知,气泡直径越小,对微细粒煤的浮选效果越好。起泡剂能够促使空气在矿浆中分散为小气泡,并且防止气泡兼并,提高了气泡的稳定性,还能延长气泡在柱体内的停留时间,使得气泡与矿粒的碰撞概率增加,提高了分选效果。但起泡剂用量过大,易造成机械夹带,增加精煤灰分。因此,起泡剂用量并非越多越好,存在一个最佳值,超过这个用量,则不能形成稳定的泡沫层。而鑫海 全截面气升式微泡浮选机药液雾化给入,比表面积大,并且药的有效利用率高,药剂用量少。

循环压力

循环压力是浮选柱工作的能量来源,为浮选柱 精选和 扫选煤泥提供动力支持。它决定了气泡发生器的充气速率以及柱体内旋流力场的强度,影响分选效果。循环压力增大,气泡发生器的充气速率增大,单位时间矿浆内的气泡数量增加,矿粒与气泡的碰撞概率增加,从而精煤的回收率也增加。但是,气泡数量增加会导致无用矿物机械夹带,提高精煤灰分。循循环压力增大,柱体内旋流力场的强度增大,矿物所受离心力场也增大,使得气固絮团由旋流中心快速上升到浮选区,而未被矿化的矿物在离心力场的作用下向下运动,由底流口排出。为保证柱体内部能达到有效的分选环境,循环压力不能过小,否则达不到对矿物的有效分选。

入料浓度

入料浓度是影响浮选柱有效分选的指标之一。众所周知,浓度越大,单位体积矿浆中所含矿物颗粒越多,从而减小气泡兼并,降低柱体内气泡上浮速度,增加矿粒与气泡的碰撞概率,但同时也容易引起机械夹带,提高精煤灰分。入料浓度对分选性能的影响见表3。如果矿浆浓度过低,单位体积矿浆中矿物颗粒较少,浮选柱单位时间处理量减小。从现场经验来看,浮选柱的入料浓度不宜过高,以80 g/L左右为最佳。

柱体高度

浮选柱的柱体高度不仅关系到选煤厂厂房的基建投资,浮选柱本身的造价,同时也影响到矿粒在柱体内的停留时间,对分选效果尤其是精矿回收率有直接影响。一般来说,煤的可浮性越差,在柱体内的停留时间越长,所需柱体高度越高。但当柱体过高时,由于气泡的承载能力有限,造成煤粒与气泡的脱落,降低精煤回收率。另有国外研究表明,增加柱体高度并不能带来回收率的增加,回收率是由充气与气泡特性所决定的,可见柱体高度有一个最佳范围

泡沫层厚度与冲洗水量

泡沫层的增加可使泡沫二次富集作用加强,提高浮选选择性。然而浮选柱高度一定时,泡沫层厚度的增加导致捕集区高度减小,降低回收率。当泡沫层厚度太大时,容易引起泡沫底层精煤溢出受阻,逐渐使整个泡沫床层被压死,入料从尾矿排出,浮选柱不能正常工作。在泡沫区增加冲洗水,有强化泡沫二次富集作用,减少精煤中的高灰细泥量,降低精煤灰分。

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