浮选池和浮选线的制作方法

本公开涉及用于从悬浮在浆料中的颗粒分离含有有价值材料的颗粒的浮选池、以及浮选线。

背景技术：

根据本实用新型的浮选池与现有技术的浮选池相比，改善了包括有价值材料的细颗粒的回收，现有技术的浮选池通常不能提供对非常小颗粒的良好回收。含有颗粒的有价值材料在现有技术浮选池中可能最终成为尾矿，从而减小材料回收的效率。

在已经改善细颗粒回收的现有技术的方案中，可能会损害粗颗粒的回收。相反，根据本实用新型的浮选池可用于在宽范围的颗粒尺寸分布上改善整体的回收效率以及品位。

技术实现要素：

提供一种浮选池，用于处理悬浮于浆料中的颗粒以及将所述浆料分离成底流和溢流。所述浮选池包括：浮选槽，所述浮选槽包括中心、周边、大致水平的平坦的底部、以及侧壁；围绕所述槽的周边的流槽以及流槽缘；以及底部结构，其布置于所述底部上，并且具有这样的形状：该形状容许悬浮于浆料中的颗粒在所述底部结构之上的混合区域中混合，以及在围绕所述底部结构的沉降区域中沉降。所述浮选池的特征在于，所述浮选槽进一步包括用于将浆料进料引入至所述浮选槽中的喷射管。喷射管包括用于将浆料进料进给至所述喷射管中的入口喷嘴；用于加压气体的入口，所述浆料进料在它被从所述入口喷嘴排出时经受所述加压气体；长形腔室，其被布置成在压力下接收所述浆料进料；以及出口喷嘴，其被构造成限制所述浆料进料从所述出口喷嘴的流动，以及维持所述长形腔室中的浆料进料处于压力下；并且所述喷射管相对于所述底部结构设置于一定位置处，以便在所述混合区域处引起混合。

根据本实用新型的一个方面，提供一种浮选线。浮选线包括多个流体地连接的浮选池，并且浮选线的特征在于，所述浮选池中的至少一个是根据本实用新型的浮选池。

利用本文中描述的实用新型，可以改进浮选处理中的细颗粒的回收。颗粒例如可以包括矿物矿石颗粒，例如含有金属的颗粒。

在矿物矿石的泡沫浮选中，提升精矿品位涉及介于40μm至150μm之间的中间颗粒尺寸范围。因此，细颗粒是直径为0μm至40μm的颗粒，并且超细颗粒可以被认为落入细颗粒尺寸范围的下限中。粗颗粒具有大于150μm的直径。在煤的泡沫浮选中，提升精矿品位涉及介于40μm至300μm之间的中间颗粒尺寸范围。煤处理中的细颗粒是直径为0μm至40μm的颗粒、以及落入细颗粒尺寸范围的下限中的那些超细颗粒。粗煤颗粒具有大于300μm的直径。

回收非常粗或非常细的颗粒具有挑战性，这是因为在传统的机械浮选池中，细颗粒不易被浮选气泡捕获并且因而可能被丢失在尾矿中。通常在泡沫浮选中，经由机械搅动器将浮选气体引入至浮选池或浮选槽中。如此生成的浮选气泡具有相对大的尺寸范围(通常为0.8mm至2.0mm或甚至更大)，并且不是特别适合于捕收具有更细颗粒尺寸的颗粒。

可以通过增加浮选线内的浮选池的数量、或者通过使曾浮选过的材料(溢流)或尾矿流(底流)再循环返回至浮选线的起点或至前面的浮选池而改进细颗粒回收。另外对于细颗粒，可以使用清选浮选线，以便改善细颗粒的回收。另外，已经设计了许多采用细浮选气泡或甚至所谓的微气泡的浮选装置。可以在将浆料进给至浮选池中之前进行这些更小的气泡或微气泡的引入，即矿石颗粒在进给连接部等处经受小气泡以促进矿石颗粒-小气泡集聚物的形成，然后可以在浮选池(例如闪速浮选池或柱形池)中浮选所述集聚物。替代地，可以将小气泡或微气泡直接引入至浮选池中，例如通过利用空化作用的喷射器。关于机械浮选池，这些类型的解决方案不一定是可行的，这是因为机械搅动所引起的湍流可能导致矿石颗粒-小气泡集聚物在它们能够上升至泡沫层中以被捕收至溢流中并因而被回收之前就分解。

柱形浮选池用作三相沉降器，其中颗粒相对于由位于浮选池的底部附近的喷射器生成的上升浮选气泡流在受阻的沉降环境中逆流向下运动。虽然柱形浮选池可以改进对较细颗粒的回收，但是颗粒停留时间取决于沉降速度，这可能影响对大颗粒的浮选。换句话说，虽然上述浮选解决方案对于细颗粒的回收可以产生有益效果，但是整体浮选性能(所有有价值材料的回收、所回收的材料的品位)可能因对较大颗粒的回收的负面影响而削弱。

为了克服上述问题，使用所谓的气动浮选池，其中浮选气体随着浆料进料引入至高剪切装置(例如下导管)中，从而产生能够在喷射管中形成气泡期间也已经捕获更细颗粒的更小浮选气泡。然而，这样的高吞吐量浮选池可能需要在下导管中产生真空来有效地获得所需的气泡形成率，以在浆料进料停留在喷射管中的短时间内捕获期望的颗粒。

一旦已离开下导管，则浮选气泡-颗粒集聚物就立即朝向位于浮选池的顶部部分上的泡沫层上升，并且在从喷射管出口向下的浮选池部分中不再发生对颗粒的进一步捕获。这可能导致相当大部分的含有期望材料(矿物)的颗粒仅仅掉落至浮选槽的底部并最终成为尾矿，这降低了浮选池的回收率。

然而，通常所谓的高吞吐量浮选池或jameson池型气动浮选池不包括用于在发生浮选气泡-颗粒集聚物的形成之后控制下导管内的压力的任何流动限制。考虑到浮选气泡形成时的压力(对气泡尺寸的影响)，对压力的这种控制也是有利的，而且对于浮选气泡要用于浮选槽中时的相对压力的调节，对压力的这种控制也是有利的。这样，可以使气泡在其形成之后的聚合最小化。这是特别有利的，因为通过浮选气泡捕获颗粒的比率随着气泡尺寸的增加而减小(假设空气与液体的比保持相同)。

另外，所谓的高吞吐量浮选池可以用于煤的解离操作，在所述解离操作中通常存在浮选线，浮选线在解离回路的末端处包括一个或两个这样的浮选池以用于回收特别细的煤颗粒。在解离回路中，处理水再循环系统使水从回路的末端部分(即从浮选线和脱水回路)循环返回至前面的回路(解离回路的起点)。浮选化学品(特别是起泡剂)通常在浮选线路前面的处理中引起问题。通过使起泡剂在浮选线中的使用最小化可以在一定程度上缓解所述问题，但是如果未将足够的起泡剂添加至浮选处理中，则根据现有技术的喷射管中的泡沫形成可能变差，这导致浮选池中的不稳定的处理条件以及特别不稳定的下导管操作和泡沫层，这继而负面地影响对期望颗粒的回收。当气泡尺寸随着较低的起泡剂剂量而增大时，颗粒在浆料的整个颗粒尺寸分布内的回收受到影响，特别是粗颗粒的回收。

在现有技术的下导管中，由于在下导管内形成真空，浮选气体以自吸方式引入。要被携带至浆料中的浮选空气的停留时间非常短，所以系统对处理变化非常敏感。需要不断地添加起泡剂以克服对维持或甚至增大下导管内部的真空所需的空气流量的限制效应，以便对于气泡-颗粒接合尽可能地保持条件恒定，因为起泡剂阻止气泡聚合以及上升返回至下导管内部的未被浆料填充的空气空间中。然而，添加稳定地使用现有技术下导管所需的起泡剂量在处理的其它部分中产生问题，特别是在煤操作中，如上所述。因此，解决方案是降低起泡剂的剂量，这负面地影响下导管真空、气泡形成、以及气泡尺寸和表面面积，并且显著地降低对期望颗粒的回收，使现有技术中已知的高吞吐量浮选池在这种应用中效率低下。

通过使用根据本实用新型的浮选池，可以显著地减少使浮选处理最优化所需的起泡剂量，而不显著地损害气泡形成、气泡与颗粒的接合、稳定的泡沫层形成、或对期望材料的回收。同时，可以减轻与使处理水从下游回路再循环至前面的回路相关的问题。在压力下运行的喷射管完全独立于浮选槽。可以获得更好的浮选气体流量，并且产生更小的气泡，并且使起泡剂的使用最优化，因为喷射管的运行不依赖于起泡剂剂量。

在从现有技术获知的解决方案中，问题特别地涉及对可以相对于流动通过下导管的液体的量供应的浮选气体的量的限制、以及为产生小气泡而对相对高浓度的起泡剂或其它昂贵表面活性剂的需要。利用本文提出的实用新型，通过减小引入至喷射管内的浆料进料中的浮选气泡的尺寸、通过相对于悬浮在浆料中的颗粒的流速增大浮选气体供应率、以及通过增大喷射管内或附近的剪切强度或能量耗散率，可以改进含有例如矿物矿石或煤的细颗粒和超细颗粒的浮选。较细的颗粒附着至较小的浮选气泡或被较小的浮选气泡捕获的可能性增大，并且期望材料(例如矿物或煤)的回收率得到改进。在根据本实用新型的浮选池中，可以产生足够小的浮选气泡(所谓的超细气泡)，以确保有效地捕获细矿石颗粒。通常，超细气泡可以具有0.05mm至0.7mm的气泡尺寸分布。例如，将平均浮选气泡尺寸减小至0.3mm至0.4mm的直径意味着1m³的浆料中的气泡的数量可以高达3千万至7千万，并且气泡的总平均表面积可以高达15m²至20m²。相比之下，若平均气泡尺寸为大约1mm，则1m²的浆料中的气泡的数量为大约2百万，并且总平均表面积为6m²。因此，在根据本实用新型的浮选池中，与在根据现有技术解决方案的浮选池中相比，可以达到高2.5至3倍的气泡表面积。不言而喻，气泡表面积的这种增大在包含有价值材料的颗粒的回收中的效果是显著的。

同时，通过在浆料中获得高的浮选气体分数、以及通过使在泡沫层下方的区域中不存在高湍流区域，可以将对较粗颗粒的回收保持在可接受的水平。即，即使浮选池中可能不一定存在任何机械搅动，也可以利用机械浮选池的已知优势。而且，浆料或矿浆在浮选槽内的向上运动也增大了较粗颗粒随浆料的流动而朝向泡沫层上升的可能性。

可以通过本实用新型获得的效果之一是增加泡沫层的深度或厚度。较厚的泡沫层有助于提高对较小颗粒的回收，并且可以舍弃通常用于柱形浮选池的单独泡沫洗选步骤。

通过将多个喷射管设置在根据本实用新型的浮选池中，可以增大浮选气泡之间碰撞以及气泡与颗粒之间碰撞的可能性。具有多个喷射管可以确保改进浮选气泡在浮选槽内的分布，并且离开喷射管的气泡在整个浮选槽各处均匀地分布，各个喷射管的分布区域具有彼此相交和会聚的可能性，从而促进浮选气泡在浮选槽内广泛均匀的分布，这继而可以有益地影响对尤其更小的颗粒的回收，并且还有助于上述均匀且厚的泡沫层。在存在多个喷射管时，促进了来自不同喷射管的浆料进料中的浮选气泡和/或颗粒之间的碰撞，这是因为不同的流混合并产生局部混合子区域。随着碰撞增大，更多的气泡-颗粒集聚物产生并被捕获至泡沫层中，因此可以改进对有价值材料的回收。

通过生成细浮选气泡或超细气泡、通过使该气泡与颗粒接触、以及通过控制浆料的浮选气泡-颗粒集聚物-液体的混合物，可以使疏水颗粒至泡沫层中以及至浮选池溢流或精矿中的回收最大化，从而增大对期望材料的回收，而不论期望材料在浆料内的颗粒尺寸分布如何。对于一部分浆料流可以获得高品位，同时对于通过浮选线的整个浆料流可以获得高回收。

通过相对于底部结构将喷射管设置于一定位置处，可以在围绕底部结构的混合区域处引起以及改进浆料混合。例如，喷射管的出口喷嘴可以设置于合适的深度处，亦即将它们设置于距流槽缘特定的竖直距离处，可以以均匀的且恒定的方式使浮选气泡的分布最优化。由于通过喷射管出口喷嘴的适当深度可以将气泡在混合区域内的停留时间保持得足够高，因此气泡能够有效地接触并附着至浆料中的细颗粒，从而改进对较小颗粒的回收，并且还促进浮选槽的顶部处的泡沫深度、稳定性和均匀性。

所谓混合区域，在本文中是指浮选槽的其中发生悬浮在浆料中的颗粒与浮选气泡的有效混合的竖直部分或区。除了在浮选槽的整个竖直区段中形成的这种混合区域之外，还可以在其中由各个撞击器径向向外地引导的浆料流相遇并变得混合的区域处形成单独且局部的独立混合子区域。这可以进一步促进浮选气泡与颗粒之间的接触，从而增大对有价值颗粒的回收。而且，这种额外的混合可以消除对用于使固体悬浮在浆料中的机械混合器的需要。

所谓沉降区域，是指浮选槽的如下竖直部分或区，其中未与浮选气泡相联的颗粒或要不然不能朝向浮选槽的顶部部分上的泡沫区域上升的颗粒朝向浮选槽的底部下降并沉降，以作为底流在尾矿中被移除。沉降区域处于混合区域的下方。

根据本实用新型的浮选池、和浮选线及其用途具有这样的技术效果：容许灵活地回收各种颗粒尺寸，以及从最初具有相对低量的有价值矿物的贫矿石原料有效地回收含有有价值矿物的矿石颗粒。浮选线的结构所提供的优点容许根据每个装置处的目标有价值材料而精确地调节浮选线的结构参数。

通过根据如本公开限定的本实用新型处理浆料，可以增大对含有有价值材料的颗粒的回收。回收的材料的初始品位可能较低，但是该材料(即浆料)因此也易于为进一步的处理(其可以包括例如再研磨和/或清选)做准备。

在本公开中，关于浮选使用以下定义。

基本上，浮选旨在回收包含有价值矿物的矿石颗粒的精矿。所谓精矿，在本文中是指回收在从浮选池中引出的溢流或底流中的浆料部分。所谓有价值的矿物，是指具有商业价值的任何矿物、金属或其它材料。

浮选涉及与对象的相对浮力有关的现象。术语浮选包括所有的浮选技术。浮选可以为例如泡沫浮选、溶气浮选(daf)或诱导气体浮选。泡沫浮选是一种用于通过将气体(例如空气或氮气或任何其它合适的介质)添加至处理而使疏水材料与亲水材料分离的处理。可以基于天然的亲水/疏水差异或者基于通过添加表面活性剂或捕收剂化学品而获得的亲水/疏水差异来进行泡沫浮选。可以通过多种不同的方式将气体添加至浮选的原料对象(浆料或矿浆)。

浮选池用于通过浮选处理悬浮在浆料中的矿物矿石颗粒。因此，从悬浮在浆料中的矿石颗粒回收含有有价值金属的矿石颗粒。所谓浮选线，在本文中是指这样的浮选装置，其中多个浮选池彼此流体连接地布置以使得每个之前浮选池的底流被作为进料引入至之后或随后的浮选池，直至浮选线的最后一个浮选池，底流被从最后一个浮选池作为尾矿或排弃流引导离开浮选线。浆料通过进给入口进给至浮选线的第一浮选池，以启动浮选处理。浮选线可以是包括一个或多个浮选线的较大浮选设备或装置的一部分。因此，如本领域中的技术人员已知的，许多不同的预处理和后处理装置或阶段可以与浮选装置的构件操作地连接。

浮选线中的浮选池彼此流体地连接。可以通过不同长度的导管(比如管道或管)实现流体连接，导管的长度取决于浮选装置的整体物理构造。替代地，浮选池可以布置成彼此处于直接的池连接。所谓直接的池连接，在本文中是指这样的布置，其中任两个连续的浮选池的外壁彼此连接，以允许第一浮选池的出口在不借助任何单独导管的情况下连接至随后的浮选池的入口。直接接触减少了对两个相邻的浮选池之间的管道的需要。因此，它减少了在浮选线的构造期间对构件的需要，使处理加速。而且，它可以减少砂磨并简化浮选线的维护。浮选池之间的流体连接可以包括各种调节机构。

所谓“相邻的”、“邻近的”或“邻接的”浮选池，在本文中是指在粗选浮选线中或在扫选浮选线中浮选池紧接在任一浮选池之后或之前(下游的或上游的)、或者粗选浮选线的浮选池与来自粗选浮选线的浮选池的底流被引导至其中的扫选浮选线的浮选池之间的关系。

所谓浮选池，在本文中是指在其中执行浮选处理的步骤的槽或容器。浮选池通常为圆筒形形状，形状由一个或多个外壁限定。浮选池通常具有圆形的横截面。浮选池也可以具有多边形(例如矩形、正方形、三角形、六边形或五边形)的或其它径向对称的横截面。如本领域中的技术人员已知的，浮选池的数量可以根据用于处理特定类型和/或品位的矿石的特定浮选线和/或操作而变化。

浮选池可以为泡沫浮选池，比如机械搅动型池，例如tankcell，柱形浮选池，jameson池，或双浮选池。在双浮选池中，浮选池包括至少两个单独的容器，即带有混合器和浮选气体输入的第一机械搅动型压力容器、以及带有尾矿输出和溢流泡沫排出的第二容器，所述第二容器布置成从第一容器接收经搅动的浆料。浮选池还可以是流化床浮选池(例如hydrofloat^tm池)，其中通过流化系统分散的空气泡或其它浮选气泡渗透通过沉降受阻区域并附着至疏水组分，改变疏水组分的密度并使疏水组分具有足够的浮力以被浮选并被回收。在流化床浮选池中，不需要轴向混合。浮选池还可以是以恒定的浆料溢流运行的溢流浮选池。在溢流浮选池中，通过将浮选气泡引入至浆料中并且通过沿第一浮选池的竖直方向产生连续向上的浆料流来处理浆料。至少一部分含有有价值金属的矿石颗粒附着至气泡并且通过浮力上升，至少一部分含有有价值金属的矿石颗粒附着至气泡并且随着连续向上的浆料流而上升，并且至少一部分含有有价值金属的矿石颗粒随着连续向上的浆料流而上升。通过将连续向上的浆料流作为浆料溢流从至少一个溢流浮选池引出而回收含有有价值金属的矿石颗粒。由于溢流槽在几乎没有泡沫深度或泡沫层的情况下运行，因此在浮选池的顶部部分处的矿浆的表面上实际上没有形成泡沫区。泡沫在整个浮选池之上可以是不连续的。这一点的结果是，可以将更多的含有有价值矿物的矿石颗粒携带至精矿流中，并且可以提高对有价值材料的整体回收。

根据本实用新型的浮选线的所有浮选池可以为单一类型，即粗选部分中的粗选浮选池、扫选部分中的扫选浮选池、以及扫选清选浮选线的扫选清选浮选池可以具有单一的浮选池类型，使得浮选装置仅包括一种类型的如上所列的浮选池。替代地，多个浮选池可以具有一种类型，而其它浮选池具有一种或多种类型，使得浮选线包括两种或多种类型的如上所列的浮选池。

根据浮选池的类型，浮选池可以包括混合器，用于搅动浆料以使浆料保持悬浮。所谓混合器，在本文中是指用于搅动浮选池内的浆料的任何适当装置。混合器可以是机械搅动器。机械搅动器可以包括具有马达和驱动轴的转子-定子，转子-定子结构布置在浮选池的底部部分处。浮选池可以具有沿浮选池的竖直方向布置得更高的辅助搅动器，以确保足够强且连续的向上浆料流。

浮选池可以包括一个或多个泡沫挤塞件。泡沫挤塞件在本文中是指泡沫堵塞件、泡沫挡板、或挤塞板、或挤塞板装置、或任何其它这种结构或侧部结构(例如具有挤塞效果的倾斜或竖直的侧壁、即挤塞侧壁)，其也可以是浮选槽内部的挤塞侧壁、即内部周边挤塞件。

通过利用泡沫挤塞件，可以朝向泡沫溢流缘和泡沫捕收流槽更有效且可靠地引导所谓的“易破泡沫”，即包括与用于回收的矿物矿石颗粒集聚在一起的通常较大的浮选气泡的、松散质地的泡沫层。易破泡沫可以容易地破裂，这是因为气泡-矿石颗粒集聚物不太稳定并且具有降低的韧度。这种泡沫或泡沫层不能容易地维持矿石颗粒、尤其是较粗颗粒朝向泡沫溢流缘的输送以被捕收至流槽中，因此导致颗粒落回至浮选池或浮选槽内的矿浆或浆料，并且减少对期望材料的回收。易破泡沫通常与低矿化相关，低矿化即其中含有期望矿物的矿石颗粒(其已经能够在浮选池或浮选槽内的浮选处理中附着至气泡上)的量有限的气泡-矿石颗粒集聚物。这种问题在具有大体积和/或大直径的大型浮选池或浮选槽中尤其明显。利用本实用新型，可以朝向泡沫溢流缘挤塞并引导泡沫，以减小泡沫输送距离(从而降低落回的风险)，同时维持或甚至减小溢流缘长度。换句话说，泡沫浮选池或浮选槽中的泡沫层的处理和引导可以变得更有效和直接。

还可以改进泡沫回收，因此特别地在浮选线的稍后阶段中(例如在浮选处理的粗选和/或扫选阶段中)改进在大型浮选池或浮选槽中从易破泡沫回收有价值的矿物颗粒。

而且，利用本文中描述的实用新型，可以以坚固且简单的机械方式减小浮选槽内部的浆料表面上的泡沫的面积。同时，可以减小泡沫浮选单元中的总溢流缘长度。在这种情况下，坚固被认为是意味着结构简单性和耐用性。通过由泡沫挤塞件而不是添加额外的泡沫捕收流槽来降低浮选单元的泡沫表面积，泡沫浮选单元整体上可以是更简单的构造，例如因为不需要引导捕收的泡沫和/或溢流离开添加的挤塞件。相比之下，将必须从额外的流槽引出捕收的溢流，这将增加浮选单元的构造部件。

特别是在浮选线的下游端中，可以被捕获至浆料内的泡沫中的期望材料的量可能非常低。为了将这种材料从泡沫层捕收至泡沫捕收流槽中，应当减小泡沫表面积。通过将泡沫挤塞件布置在浮选槽中，可以控制泡沫溢流缘之间的开放式泡沫表面。可以利用挤塞件来更靠近于泡沫捕收流槽的泡沫溢流缘指引或引导浮选槽内的向上流动的浆料，从而使得能够实现非常靠近于泡沫溢流缘的泡沫形成或者使所述泡沫形成容易些，这可以增大对有价值的矿石颗粒的捕收。泡沫挤塞件还可以影响浮选气泡和/或气泡-矿石颗粒集聚物在泡沫层中的整体汇合。例如，假如气泡和/或气泡-矿石颗粒集聚物流被引向浮选槽的中心，则可以利用泡沫挤塞件来增大浮选槽的周边处的泡沫区域和/或更靠近于任何期望的泡沫溢流缘的泡沫区域。另外，可以相对于溢流缘长度减小开放式泡沫表面，从而改进泡沫浮选池中的回收效率。

所谓喷射管，是指双重高剪切装置，其中浮选气体被引入至浆料进料中，从而产生能够在喷射管中的气泡形成期间已经捕获同样较细的颗粒的较细浮选气泡。特别地，根据本实用新型的浮选池中的喷射管在压力下运行，并且不需要真空。

所谓溢流，在本文中是指浆料的被捕收至浮选池的流槽中并因此离开浮选池的部分。溢流可以包括泡沫、泡沫和浆料、或者在某些情况下仅仅浆料或最大部分是浆料。在一些实施例中，溢流可以是从浆料捕收的含有有价值材料颗粒的接受流。在其它实施例中，溢流可以是排弃流。在浮选装置、设备和/或方法被用于反浮选时是这种情况。

所谓底流，在本文中是指浆料的在浮选处理中未漂浮至浆料表面中的部分或部份。在一些实施例中，底流可以是经由通常布置在浮选池的下部部分中的出口离开浮选池的排弃流。最终，来自浮选线或浮选装置的最后一个浮选池的底流可以作为浮选设备的尾矿流或最终残余物而离开整个装置。在一些实施例中，底流可以是含有有价值矿物颗粒的接受流。当浮选池或浮选线被用于反浮选中时，就是这种情况。

所谓反浮选，在本文中是指通常在铁的回收中利用的反浮选处理。在这种情况下，浮选处理用于将浆料流的无价值部分捕收至溢流中。用于铁的反浮选处理中的溢流通常含有硅酸盐，而含有有价值铁的矿物颗粒被捕收在底流中。反浮选也可以被用于工业矿物，即针对其商业价值而开采的地质矿物(其不是燃料、也不是金属来源)，例如膨润土、二氧化硅、石膏和滑石。

所谓下游，在本文中是指与朝向尾矿的浆料流一致的方向(正向流，在图中用箭头表示)，而所谓上游，在本文中是指与浆料流相反或相对的方向。

所谓精矿，在本文中是指含有有价值矿物的矿石颗粒的浆料的被浮选部份或部分。在正常浮选中，精矿为浆料的漂浮至泡沫层中并因此被作为溢流捕收至流槽中的部分。第一精选精矿可以包括含有一种有价值矿物的矿石颗粒，而第二精选精矿可以包括含有另一种有价值矿物的矿石颗粒。替代地，区别性定义“第一”、“第二”可以指矿石颗粒的包括相同的有价值矿物但具有两种截然不同的颗粒尺寸分布的两种精选精矿。

所谓粗选浮选，浮选线的粗选部分、粗选阶段和/或粗选池，在本文中是指产生精矿的浮选阶段。目的是以尽可能粗的颗粒尺寸移出最大量的有价值矿物。粗选阶段的主要目的是尽可能多地回收有价值矿物，而不太重视所产生的精矿的质量。

通常使粗选精矿在粗选清选浮选线中经受进一步的清选浮选阶段，以在被称为清选的处理中丢弃更多的已经被夹带至泡沫的非期望矿物。清选的产品被称为清选精矿或最终精矿。

粗选浮选之后通常是应用于粗选尾矿的扫选浮选。所谓扫选浮选、浮选线的扫选部分、扫选阶段和/或扫选池，是指其中目的是回收在最初的粗选阶段期间未被回收的任何有价值矿物材料的浮选阶段。这可以通过以下方式实现：改变浮选条件以使其比最初的粗选更严格、或者在本实用新型的一些实施例中将微气泡引入至浆料中。来自扫选池或阶段的精矿可以返回至粗选进料以进行重新浮选或被引导至再研磨步骤并且此后被引导至扫选清选浮选线。

所谓清选浮选、粗选/扫选清选线、清选器/清选阶段和/或清选池，是指其中清选的目的是产生尽可能高的精矿品位的浮选阶段。

所谓预处理和/或后处理和/或进一步处理，是指例如粉碎、研磨、分离、筛选、分类、分馏、调节或清选，所有这些都是本领域中的技术人员已知的常规处理。进一步的处理还可以包括以下中的至少一种：可以为常规清选浮选池的另一浮选池、回收池、粗选池、或扫选池。

所谓浆料表面水平高度，在本文中是指浮选池内的浆料表面的从浮选池的底部至浮选池的流槽缘测量的高度。实际上，浆料的高度等于浮选池的流槽缘的从浮选池的底部至浮选池的流槽缘测量的高度。例如，任何两个连续的浮选池可以以阶梯式的方式布置在浮选线中，使得这样的浮选池的浆料表面水平高度不同(即，这样的浮选池中的第一浮选池的浆料表面水平高度高于这样的浮选池中的第二浮选池的浆料表面水平高度)。浆料表面水平高度的这种差异在本文中被定义为任两个连续的浮选池之间的“阶梯”。浆料表面水平高度的阶梯或差异是通过在两个连续的浮选池之间产生液压压头而容许通过重力作用或重力驱动浆料流的差异。

所谓浮选线，在本文中是指这样的组件或装置，其包括其中执行浮选阶段的多个浮选单元或浮选池以形成浮选线，并且所述多个浮选单元或浮选池布置成与彼此流体连接，以容许重力驱动或泵送的浆料在浮选池之间流动。在浮选线中，多个浮选池彼此流体连接地布置，使得每个之前浮选池的底流被作为进料引导至之后或随后的浮选池，直至浮选线的最后一个浮选池，底流被作为尾矿或排弃流从最后一个浮选池引导离开浮选线。还可构思的是，浮选线可以包括在一个浮选池中或例如在两个或更多个平行的浮选池中执行的仅仅一个浮选阶段。

浆料通过进给入口进给至浮选线的第一浮选池，以启动浮选处理。浮选线可以是较大处理设备的一部分，所述处理设备包括一个或多个浮选线、以及用于期望材料的解离、清选和其它处理的许多其它处理阶段。因此，如本领域中的技术人员已知的，许多不同的预处理和后处理装置或设备可以与浮选线的构件操作地连接。

所谓超细气泡，在本文中是指落入0.05mm至0.7mm的尺寸范围内的浮选气泡，该气泡被引入至喷射管中的浆料中。相比之下，在泡沫浮选中利用的“正常”浮选气泡呈现大约0.8mm至2mm的尺寸范围。较大的浮选气泡在它们停留于混合区域中期间可能具有聚合成甚至更大的气泡的趋势，在混合区域中发生颗粒与浮选气泡之间的碰撞以及仅仅浮选气泡之间的碰撞。由于超细气泡在浆料进料被进给至浮选槽中之前被引入至浆料进料中，因此超细气泡不太可能发生这样的聚合，并且超细气泡的尺寸在它们停留于浮选池中的整个期间可以保持较小，从而不影响超细气泡捕捉细颗粒的能力。

在根据本实用新型所述的浮选池的实施例中，出口喷嘴被构造成在浆料进料中产生超音速冲击波，超音速冲击波引起浮选气泡-颗粒集聚物的形成。

在通过出口喷嘴的浆料进料的速度超过音速时产生超音速冲击波，即在出口喷嘴上游的绝对压力与出口喷嘴的节流阀下游的绝对压力的压力比超过临界值时浆料进料的流动变得阻塞。当压力比高于临界值时，出口喷嘴的节流阀部分下游的浆料进料的流动变为超音速的并且形成冲击波。浆料进料混合物中的小浮选气泡由于被迫使通过冲击波而分裂成甚至更小的气泡，并且被迫使与浆料进料中的疏水矿石颗粒接触，从而产生浮选气泡-矿石颗粒集聚物。在出口喷嘴排出部处的浆料进料中产生的超音速冲击波带入浮选槽内的紧邻出口喷嘴的浆料中，从而也在出口喷嘴外部的浆料中促进浮选气泡的形成。在离开出口喷嘴之后，细矿石颗粒可以二次接触细的浮选气泡，这是因为存在排出至共同的混合区域中的几个这样的喷射管/出口喷嘴，在所述混合区域中通过离开喷射管的浆料的混合流动来增大气泡与颗粒之间二次接触的可能性。

在浮选池的一个实施例中，所述浮选槽的、作为从底部至流槽缘的距离测量的高度在浮选槽的周边处比在浮选槽的中心处低至多20％。

在浮选池的一个实施例中，所述底部结构的竖直剖面为功能三角形，所述功能三角形包括背离所述浮选槽的底部的第一顶点，第二顶点以及第三顶点；在第一顶点与第二顶点之间的第一边；在第一顶点与第三顶点之间的第二边；以及在浮选槽的底部上的在第二顶点与第三顶点之间的底边；以及大致上与所述浮选槽的中心同中心的中心轴线。

在浮选池的另一个实施例中，相对于所述浮选槽的底部，所述第一边与所述底边之间、或者所述第二边与所述底边之间的底角为20°至60°。

在浮选池的另一个实施例中，所述第一边与所述第二边之间的夹角为20至100°、优选地20至80°。

在浮选池的另一个实施例中，所述底部结构包括底座以及罩，所述底座在所述浮选槽的底部上并且由所述功能三角形的底边限定，所述罩至少由所述功能三角形的第一顶点、第二顶点以及第三顶点限定。

在浮选池的另一个实施例中，所述罩至少部分地由所述功能三角形的第一边和第二边限定。

在浮选池的一个实施例中，所述底部结构的高度大于所述浮选槽的高度的1/5并小于所述浮选槽的高度的3/4，所述浮选槽的高度被作为从所述底部至所述流槽缘的距离测量。

通过在浮选槽的底部处布置底部结构(所述底部结构在浮选槽中向上延伸)，可以获得悬浮在浆料中的细颗粒和/或小颗粒的更好分布。在浮选槽的中心处，颗粒不能下降和沉降，因为来自喷射管的浆料进料流会到达浮选槽的凸起的中心部分，这在所述凸起的中心部分处确保良好的混合。由于混合区域中的湍流条件，可能已经脱离浮选气泡并开始下降的颗粒可以被气泡重新捕获。另一方面，更靠近浮选槽周边的浮选槽底部具有足够深的区域，该区域容许未漂浮的、最可能无价值的颗粒沉降和下降以被有效地从浮选槽移出。这种沉降区域不受来自喷射管的浆料进料流影响。而且，这种相对平静的区域可以抑制在浮选槽内形成浆料流的短流(其中相同的浆料材料保持在浮选槽内再循环而不适当地分离或沉降)。上述特征可以促进提高对细颗粒的回收。

在浮选池的一个实施例中，所述浮选槽进一步包括布置于距所述浮选槽的底部一定距离处的中心泡沫挤塞件。

在浮选池的另一个实施例中，所述底部结构的高度为所述中心泡沫挤塞件距所述浮选槽的底部的距离的1/3至3/4。

在浮选池的一个实施例中，所述浮选槽进一步包括内部周边泡沫挤塞件，所述内部周边泡沫挤塞件的最低点布置于距所述浮选槽的底部一定距离处。

在浮选池的另一个实施例中，所述底部结构的高度与所述内部周边泡沫挤塞件的最低点距所述浮选槽的底部的距离的比为1.0或更低。

在浮选池的一个实施例中，所述底部结构的底座的直径为所述浮选槽的底部的直径的1/4至3/4。

在浮选池的一个实施例中，所述底部结构的底座的表面面积为所述浮选槽的底部的表面面积的25至80％。

在浮选池的一个实施例中，浮选槽的、作为从底部至流槽缘的距离测量的高度与浮选槽的、在所述出口喷嘴的距所述底部一定高度处测量的直径的比为0.5至1.5；亦即槽高度与槽直径的比为0.5至1.5。

在浮选池的一个实施例中，所述浮选槽的容积为至少20m³、优选地20m³至1000m³。

通过将浮选槽布置成具有足够的容积，可以更好地控制浮选处理。至浮选槽的顶部部分上的泡沫层的上升距离不会变得太大，这可以有助于确保浮选气泡-矿石颗粒集聚物保持在一起直至泡沫层，并且可以确保减小颗粒落回。而且，可以获得合适的气泡上升速度以维持良好的精矿质量。利用具有足够的体积尺寸的浮选池增大例如通过转子在浮选池中产生的气泡与包含有价值矿物的颗粒之间碰撞的可能性，从而提高有价值矿物的回收率、以及浮选装置的整体效率。较大的浮选池具有较高的选择性，因为由于浆料停留在浮选池中的时间较长而使气泡与矿石颗粒之间可以发生更多的碰撞。因此，可以使包括有价值矿物的大部分矿石颗粒被浮选。另外，有浮力的矿石颗粒的落回可能较高，这意味着包含非常少量的有价值矿物的矿石颗粒落回至浮选池的底部中。因此，来自较大浮选池的溢流和/或精矿的品位可以较高。这些种类的浮选池可以确保高品位。此外，可以提高浮选池和/或整个浮选线的整体效率。另外，如果浮选线中的第一浮选池具有相对大的容积，则可以不需要大的后续浮选池，而是相反地，一个或多个第一浮选池下游的浮选池可以更小并且因此更高效。在某些矿物的浮选处理中，可能易于浮选含有有价值矿物的相当大部分高品位矿石颗粒。在这种情况下，可以在浮选线的下游设置容积较小的浮选池，但仍然获得高的回收率。

在根据本实用新型所述的浮选池的一个实施例中，浮选池包括2至40个喷射管，优选地4至24个喷射管。

喷射管的数量直接地影响可以分散于浆料中的浮选气体的量。在常规的泡沫浮选中，分散增加的量的浮选气体将导致浮选气泡尺寸增加。例如，在jameson池中，利用0.50至0.60的空气-气泡比。增加平均气泡尺寸将不利地影响气泡表面面积通量(sb)，这意味着可能降低回收。在根据本实用新型的浮选池中，利用加压喷射管，可以将显著地更多的浮选气体引入至工艺中而不增加气泡尺寸或减小sb，因为与常规工艺相比，在浆料进料中产生的浮选气泡保持相对较小。另一方面，通过保持喷射管的数量尽可能小，可以将改装现存的浮选池的成本或设立这样的浮选池的资本支出保持于控制中，而不导致浮选池的浮选性能的任何损失。

在浮选池的一个实施例中，喷射管在距浮选槽的中心一定距离处与浮选槽的周边同中心地布置。

在浮选池的一个实施例中，所述喷射管在距所述侧壁一定距离处平行于所述浮选槽的侧壁布置。

浮选池内的喷射管的确切的数量可以取决于浮选槽的尺寸或容积，待捕收的材料的类型以及其它工艺参数。通过将足够数量的喷射管布置至浮选池中，并且通过相对于浮选槽中心和周边和/或侧壁以特定的方式布置喷射管，可以确保超小气泡的均匀分布，以及确保槽内的剪切力所引起的均匀的混合效果。

在浮选池的一个实施例中，喷射管进一步包括撞击器，所述撞击器被构造成接触来自出口喷嘴的浆料进料流以及从撞击器径向向外和向上引导浆料进料流。

撞击器使浆料进料流径向向外地偏转至浮选槽侧壁以及朝向浮选槽上表面(即泡沫层)向上偏转，因此小浮选气泡-矿石颗粒集聚物不会短流(shortcircuit)进入至尾矿中。在重力作用有机会影响未附着至浮选气泡的颗粒、迫使所述颗粒下降并最终夹带至尾矿流或底流之前，来自喷射管的所有浆料进料被迫朝向位于浮选槽的顶部区域处的泡沫层上升。因此，可以减少含有有价值材料的颗粒短流的可能性。浆料被偏转流动的能量高度地搅动，并且形成其中气泡的尺寸可以由于作用在气泡上的剪切力而进一步减小的混合涡流。高剪切条件有利地还在浮选槽内的浆料中引起浮选气泡与颗粒之间的大量接触。随着浆料流被迫使向上朝向泡沫层，湍流减少并且流动变得相对均匀，这可以有助于已经形成的气泡的稳定性、以及浮选气泡-颗粒集聚物(特别是包括较粗颗粒的那些集聚物)的稳定性。

通过彼此相距最佳距离地布置出口喷嘴和撞击器，撞击器可以构造成从撞击器径向向外和向上地偏转和引导浆料进料流，以在浮选槽内产生先前提到的混合区域，并且促进颗粒朝向泡沫层的上升。同时，可能需要使高速浆料流在撞击器上引起的磨损最小化。通过使出口喷嘴和撞击器相对于彼此以一定的关系定位，可以使配备有喷射管的浮选池内的浮选处理最优化，并且使对撞击器部件的磨损最小化。

在浮选池的另一个实施例中，所述浮选槽的被所述底部结构占用的容积为所述浮选槽的被所述混合区域占用的容积的30至70％。

通过将底部结构布置成特别地相对于混合区域具有一定的尺寸，混合区域和沉降区域可以被设计成具有期望的特征(尺寸、深度、湍流、颗粒在混合区域中的停留时间、无价值的部分在沉降区域中的沉降速度和可能性等)。在传统的浮选池中，该区域的大部分(在浮选槽的底部处不具有任何机械混合)将经受砂磨，因为存在很少的混合或不存在混合。若该区域由固体填充，则存在这种固体物质坍塌并同时堵塞位于沉降区域处的尾矿出口和/或再循环出口的风险。

在浮选池的一个实施例中，浮选池还包括调节回路。

在浮选池的另一实施例中，调节回路包括与浮选槽流体连通的泵槽，在所述泵槽中，经由出口从浮选槽取出的浆料部分与新的浆料的进料布置成组合为浆料进料。

在浮选池的另一实施例中，所述出口在距浮选槽的底部一定距离处布置在浮选槽的侧壁处。

在浮选池的另一实施例中，所述出口距浮选槽的底部的距离为浮选槽的高度的0％至50％。

在浮选池的另一个实施例中，调节回路进一步包括泵，所述泵被布置成从浮选槽吸入浆料部分以及从泵槽向前运送浆料进料。

在浮选池的另一个实施例中，调节回路进一步包括被布置成分配浆料进料的分配单元。

通过从浮选池的底部获取浆料，可以确保沉降至浮选槽底部的较细颗粒可以在所述较细颗粒被夹带至尾矿之前被有效地重新引入至浮选槽的其中发生有效浮选处理的部分中。因此，由于可以将包含甚至最少量的有价值材料的颗粒捕收至精矿中而可以提高有价值材料的回收率。

通过使浆料部分经由布置于浮选槽的侧壁处的出口从浮选槽的下部部分再循环至喷射管中，从而在其中浆料大部分包括朝向槽底部下降或沉降的颗粒的区域处获得再循环部分。然而，由于浮选工艺的概率特性，颗粒可能仍然包括有价值的材料。特别是在最靠近浮选槽侧壁的沉降区域处，浆料可能包括这样的包括有价值的材料的颗粒，其未被浮选气泡捕获和/或未被混合区域处的、撞击器附近的向上引导的浆料流捕获。在该位置处，浆料还受来自单个喷射管的浆料进料流影响，从而产生湍流。因此，包括有价值的材料的颗粒未被浮选气泡和/或向上引导的浆料流捕获的可能性更高。为了同样从这些颗粒回收有价值的材料，可能有利的是，该浆料部分在同一浮选池中被再次处理，例如作为浆料进料的一部分。因此，可以进一步改进整体回收。

在浮选池的一个实施例中，所述浮选槽进一步包括用于移出底流的尾矿出口。

在浮选池的另一个实施例中，所述尾矿出口在距所述浮选槽的底部一定距离处布置于所述浮选槽的侧壁处。

在浮选池的另一个实施例中，所述尾矿出口距所述浮选槽的底部的距离为所述浮选槽的、作为从所述底部至所述流槽缘的距离测量的高度的1至15％。

所述尾矿出口可以在所述沉降区域处定位于所述浮选槽的底部处、或所述浮选槽的侧壁处。

通过将尾矿出口设置在浮选槽的侧壁处，可以在其中大部分浆料包括朝向浮选槽底部下降或沉降的颗粒的区域处移除底流。在根据本实用新型的浮选池中，沉降区域在浮选槽的侧壁附近较深。在这种区域处，喷射管所产生的混合作用和湍流不会影响沉降的颗粒，而大部分沉降的颗粒不含有任何有价值的材料、或仅仅含有非常少量的有价值材料。在该部分处，由于不存在湍流干扰颗粒在重力作用下的下降，因此沉降作用也最明显。另外，浮选槽侧壁所产生的摩擦力进一步减小湍流和/或流动。因此，在布置于这种相对平静的沉降区域上的位置处从浮选槽中取出底流，可以确保尽可能少地从浮选槽移出含有有价值材料的颗粒-相反地这些颗粒应当被浮选，或者如果由于某种原因最终进入沉降区域中，则应当作为浆料进料通过喷射管再循环返回至浮选槽中。此外，通过从浮选槽的侧壁附近的沉降区域移出底流，可以有效地利用浮选槽的整个容积-不需要在喷射管的下方构造单独的下部沉降区域，如例如jameson池中的情况一样。在某些实施例中，甚至可预见的是可以在浮选槽的中心处减小浮选槽的容积，从而减小沉降区域的其中由来自喷射管的浆料进料引起的湍流可能影响颗粒朝向浮选槽的底部沉降的可能性的容积，并且容许充分利用浮选槽的容积。例如可以通过在浮选槽的中心处在浮选槽底部处布置底部结构而在浮选槽的中心处减小浮选槽的容积。另外，可以将喷射管(出口喷嘴)相对深地设置在浮选槽中，但仍然确保浮选槽的侧壁处的足够平静的沉降区域。这也进一步促进对浮选槽的整个容积的有效利用。

在根据本实用新型的浮选线的一个实施例中，根据本实用新型的浮选池之前是浮选池。之前的浮选池可以具有任何合适的类型。

在浮选线的一个实施例中，根据本实用新型的浮选池之前是机械浮选池。

在浮选线的另一实施例中，浮选线包括：带有浮选池的粗选部分；带有浮选池的扫选部分，其布置成从粗选部分接收底流；以及带有浮选池的扫选清选部分，其布置成从扫选部分接收溢流，其中扫选部分和/或扫选清选部分的最后一个浮选池是根据本实用新型的浮选池。

在浮选线的又一实施例中，根据本实用新型的浮选池之前是机械浮选池。

根据本实用新型的浮选线可用于回收含有非极性矿物(例如石墨、硫、辉钼矿、煤和滑石)的矿物矿石颗粒。

通过使用反浮选可以改进对用于回收诸如膨润土、二氧化硅、石膏或滑石的工业矿物的浆料的处理。在回收工业矿物时，浮选的目标可以是例如将暗色颗粒移出至排弃溢流中、并且将白色颗粒回收至接受底流中。在这种处理中，某些较轻且较细的白色颗粒可能最终进入溢流中。通过根据本公开的实用新型可以有效地回收那些颗粒。在反浮选中，通过以下方式从浆料移除含有不想要材料的颗粒：将气泡布置成附着至那些颗粒并且在溢流中将它们从浮选池中移出，而在底流中回收含有有价值材料的颗粒，因而将常规浮选的接受流反转成溢流而将排弃流反转成底流。通常在反浮选中，无价值材料的大质量拉力可能在控制浮选处理中引起重大问题。

根据本实用新型的浮选线可用于回收含有极性矿物的颗粒。

浮选线可用于从莫氏硬度为2至3的矿物(例如方铅矿、硫化物矿物、pgm矿物、和/或reo矿物)回收颗粒。

浮选线可用于回收含有pt的颗粒。

浮选线可用于从莫氏硬度为3至4的矿物回收含有cu的颗粒。

浮选线可用于从低品位矿石回收含有cu的颗粒。

有价值的矿物可以为例如cu、或zn、或fe、或黄铁矿、或例如硫化金的金属硫化物。根据本实用新型的不同方面，还可以回收含有其它有价值矿物的矿物矿石颗粒，所述有价值矿物为例如pb、pt、pgm(铂族金属ru、rh、pd、os、ir、pt)、氧化物矿物、诸如li的工业矿物(即锂辉石)、透锂长石、以及稀土矿物。

例如，在从贫矿物矿床获得的低品位矿石回收铜期间，铜的量按重量计可能低至进料(即进给到浮选线中的浆料进料)的0.1％。根据本实用新型的浮选线对于回收铜会是非常实用的，因为铜是所谓的可被容易地浮选的矿物。在含有铜的矿石颗粒的解离期间，可以从浮选线的第一浮选池获得相对高的品位。通过根据本实用新型的浮选池可以进一步提高回收。

通过使用根据本实用新型的浮选装置，可以有效地增加对如此少量的有价值矿物(例如铜)的回收，并且甚至可以经济有效地利用贫矿床。由于已经越来越多地使用了已知的富矿床，因此也确切需要处理由于缺乏用于回收矿石中的非常低量的有价值材料的适当技术和工艺而在以前可能未被开采的不太有利的矿床。

附图说明

被包含以提供对本公开的进一步理解并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一同帮助解释本公开的原理。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的浮选池的3d投影，

图2示出了根据本实用新型的实施例的从上方观看时的浮选池，

图3以侧视图示出了根据本实用新型的实施例的浮选池，

图4a是图3的浮选池的沿截面a-a的竖直剖面，

图4b示出图3的浮选池的另一个实施例的沿截面a-a所剖开的竖直剖面，

图5是根据本实用新型的浮选池的示意性图示，其详细地示出了浮选池的尺寸，

图6a和6b为根据本实用新型的实施例的浮选线的示意图，

图7示出了根据本实用新型的浮选槽的实施例的示意性竖直剖面，以及

图8是根据浮选池的实施例的底部结构的形式的示意图。

具体实施方式

现在将具体参考本公开的实施例，其示例示出在附图中。

以下描述详细地公开了一些实施例，以使得本领域中的技术人员能够利用基于本公开的浮选池、浮选线及其用途。并不是对实施例的所有步骤均进行了具体讨论，这是因为基于本公开，许多步骤对于本领域中的技术人员而言将是显而易见的。

出于简明的原因，在重复构件的情况下，将在后面的示例性实施例中保持部件附图标记。

附图1-5和7-8较为详细地示出了浮选池1。各图未按比例绘制，并且为清楚起见省略了浮选池1的许多构件。图6a和6b以示意性的方式示出了浮选线的实施例。在图中通过箭头示出浆料流的方向。

根据本实用新型的浮选池1旨在用于处理悬浮在浆料中的矿物矿石颗粒并且用于将浆料分离成底流400和溢流500，溢流500包括期望矿物的精矿。

特别地参考图1-5，浮选池1包括浮选槽10，浮选槽10具有中心11、周边12、底部13和侧壁14。浮选池1还包括围绕浮选槽10的周边12的流槽2和流槽缘21。

在附图中，流槽2为周边流槽。应当理解的是，如本技术领域中已知的，流槽2可以替代地或另外地包括布置在浮选槽10的中心11处的中心流槽。中心流槽的流槽缘可以面向浮选槽10的周边12，或面向浮选槽10的中心11，或面向浮选槽10的周边12和中心11两者。溢流500随着其经过流槽缘21而从形成在浮选槽10的上部部分中的泡沫层捕收到流槽2中或多个流槽中。泡沫层包括位于浮选槽10的顶部处的开放式泡沫表面af。

经由尾矿出口140从浮选槽中移出或引出底流400。根据一个实施例，尾矿出口140可以布置在浮选槽10的侧壁14处(参见图5)。尾矿出口140可以在距浮选槽10的底部13的距离l6处布置在浮选槽10的侧壁14处。所述距离应当被理解为浮选槽10的侧壁14中的尾矿出口140或出口开口的最低点距槽底部13的距离。距离l6可以是浮选槽10的高度h的1％至15％。例如，距离l6可以是高度h的2％或5％或7.5％或12％。替代地，尾矿出口140可以布置在浮选槽10的底部13处(参见图1)。在任何情况下，尾矿出口140在浮选槽10的下部部分处布置于沉降区域b处。可以通过飞镖式阀或通过本领域中已知的任何其它适当的方式控制尾矿出口140，以控制来自浮选槽10的底流的流量。即使由内部或外部结构(例如分别为上流式或下流式的飞镖箱)控制尾矿出口140，尾矿出口140也理想地位于浮选槽10的下部部分处，即靠近或邻近于浮选槽的底部13，或者甚至位于浮选槽10的底部13处。更具体地，从浮选槽10的下部部分、以及在浮选槽10的侧壁14处或附近移出底流400或尾矿。

浮选槽10具有作为从浮选槽10的底部13至流槽缘21的距离测量的高度h。在浮选槽10的周边12处，高度h基本上等于或大于浮选槽10在中心11处的高度h。换句话说，浮选槽10可以具有不同的竖直剖面(参见图7)，例如浮选槽10的侧壁14可以在其下部部分处包括朝向浮选槽10的中心11倾斜的部分。

而且，浮选槽10具有在出口喷嘴43距浮选槽10的底部13的距离h1处测量的直径d。在一个实施例中，浮选槽10的高度h与直径d的比h/d为0.5至1.5。

浮选槽10可以具有至少20m³的容积。浮选槽10可以具有介于20m³至1000m³之间的容积。例如，浮选槽10的容积可以为100m³、或200m³、或450m³、或630m³。

浮选槽10包括用于将浆料进料100引入至浮选槽10中的喷射管4。喷射管4包括用于将浆料进料100进给至喷射管4中的入口喷嘴41；用于加压空气或其它气体的入口42，以使得浆料进料100可以在其被从入口喷嘴41排出时经受加压的空气或其它气体；被布置成在压力下接收浆料进料100的长形腔室40；出口喷嘴43，其被构造成限制浆料进料100从出口喷嘴43的流动、以及维持长形腔室40中的浆料进料处于压力下。

浮选气体通过由射流引起的湍流混合作用而被夹带，并且浮选气体随着其通过长形腔室40向下行进至出口喷嘴43而被分散成浆料进料100中的小气泡，所述出口喷嘴43构造成限制浆料进料100从出口喷嘴43的流动、并且还构造成维持在长形腔室40中浆料进料处于压力下。

根据一个实施例，出口喷嘴43还可以构造成在浆料进料中产生超音速冲击波，超音速冲击波引起浮选气泡-颗粒集聚物的形成。例如，出口喷嘴43可以在浆料进料100离开喷射管40时在浆料进料100中引起超音速冲击波。另外，超音速冲击波可以延伸至邻近或围绕出口喷嘴的浆料，以使得即使在喷射管外部，小尺寸浮选气泡-颗粒集聚物的产生因而也是可能的。

为了限制流动，出口喷嘴43可以包括节流阀，例如喉状限制结构。浆料进料100从出口喷嘴43、更具体地从节流阀在压力下流出到浮选槽10中。在浆料进料100通过出口喷嘴43或通过出口喷嘴43的节流阀时，浮选气泡的尺寸由于压力变化以及由于出口喷嘴43下游的高剪切环境而减小。在流动变成阻流时，出口喷嘴43或节流阀中的气液混合物的速度可能超过音速，并且节流阀下游的流动变成超音速的，并且在出口喷嘴43的分叉部分中形成冲击波。换句话说，出口喷嘴43被构造成在浆料进料100中引起超音速冲击波。当出口喷嘴43上游的绝对压力与出口喷嘴43的节流阀或其它限制结构下游的绝对压力的比超过临界值时，浆料进料100的流动变得受阻。当压力比高于临界值时，出口喷嘴43的节流阀下游的浆料进料100的流变为超音速流并且形成冲击波。浆料进料100混合物中的小浮选气泡由于被冲击波压迫而分裂成甚至更小的起泡，并且被迫使与浆料进料100中的疏水矿石颗粒接触，从而产生浮选气泡-矿石颗粒集聚物。

出口喷嘴43可以在期望的深度处设置在浮选槽10内。出口喷嘴43可以定位在距流槽缘21的竖直距离l5处，距离l5为至少1.5m。换句话说，喷射管4的在流槽缘21水平高度下方设置在浮选槽10内部的部分的长度为至少1.5m。在一个实施例中，距离l5为至少1.7m，并且出口喷嘴43距浮选槽10的底部13的距离h1为至少0.4m。例如，距离l5可以为1.55m、或1.75m、或1.8m、或2.2m、或2.45m、或5.25m；并且不管距离l5如何，距离h1可以为0.45m、0.55m，0.68m、0.9m或1.2m。而且，距离l5与浮选槽10的高度h的比可以为0.9或更低。喷射管4布置在浮选槽10内所处的深度可以取决于许多因素，例如取决于要在浮选池1中处理的浆料和/或有价值的矿物的特性，或者取决于其中布置浮选池1的浮选线的构造。出口喷嘴43距浮选槽10的底部13的距离h1与浮选槽10的高度h的比h1/h可以为0.1至0.75。

出口喷嘴43的直径可以为喷射管4的长形腔室40的直径的10％至30％。出口喷嘴43的直径可以为40mm至100mm。例如，出口喷嘴43的直径可以为55mm、或62mm、或70mm。

通过将出口喷嘴布置成具有一定的直径，可以将浆料进料的速度维持在有利于产生小尺寸浮选气泡以及有利于这些气泡与浆料中的矿石颗粒接触的可能性的水平。特别地，为了维持出口喷嘴之后的冲击波，需要维持10m/s或更高的浆料速度。通过相对于喷射管尺寸设计出口喷嘴，可以解决浆料进料流量在不同类型的浮选池中的影响。

喷射管4还可包括撞击器44，撞击器44被构造成接触来自出口喷嘴43的浆料进料100流以及从撞击器44径向向外和向上引导浆料进料100流。从出口喷嘴43离开的浆料进料100因此被引导接触撞击器44。从撞击器44的底部440至出口喷嘴43的距离l3可以为出口喷嘴43的直径的2倍至20倍。例如，距离l3可以为出口喷嘴43的直径的5倍、7倍、或12倍、或15倍。

距离l3与出口喷嘴43距浮选槽10的底部13的距离h1的比l3/h1可以低于1.0。而且，撞击器44的底部440距浮选槽10的底部13的距离h3可以为至少0.3m。例如，距离h3可以为0.4m、或0.55m、或0.75m、或1.0m。

撞击器44可以包括用于与离开出口喷嘴43的浆料进料100流接触的撞击表面。撞击表面可以由耐磨材料制成，以减少更换或维修的需要。

从撞击器44上升的浆料(其本质上为三相气液固混合物)进入浮选槽10的上部部分，并且浮选气泡上升并与液体分离以形成泡沫层。泡沫上升并且作为溢流500越过流槽缘21排出至流槽2中并从浮选池1中排出。已经基本从其移除了期望材料的尾矿或底流400通过布置在浮选槽10的底部13处或附近的出口从浮选槽10出来。

由于泡沫中的气泡聚合，被携带至泡沫中的某些粗疏水颗粒随后可能与浮选气泡分离并落回至浮选槽10中。然而，大多数这样的颗粒以这样的方式和位置落回至浮选槽10中，使得它们可以被从喷射管4新进入浮选槽10中的气泡捕获并被再次携带至泡沫层中。

在浮选池1中可以布置2-40个喷射管4、或4-24个喷射管4。在一个实施例中，存在16个喷射管4。在另一实施例中，存在24个喷射管4。在另一实施例中，存在8个喷射管4。喷射管4的确切数量可以根据具体操作(例如浮选池1内正处理的浆料的类型、进给至浮选池1的体积进给流量、进给至浮选池1的质量吞吐量、或浮选槽10的容积或尺寸)而选择。为了使浮选气体适当地分散到浮选槽10内，可以采用4至6个喷射管4。

喷射管4可以在距浮选槽10的中心11一定距离处与浮选槽10的周边12同心地布置。当浮选槽10的横截面为圆形时，可能是这种情况。喷射管4还可以布置成使得每个喷射管4位于出口喷嘴43距浮选槽10的中心11的距离l1处，所述距离对于每个喷射管4优选相等。例如，距离l1可以为浮选槽10的直径d的10％至40％。根据浮选池1的不同实施例，距离l1可以为浮选槽10的直径d的12.5％、或15％、或25％或32.5％。

喷射管4可以在距侧壁14一定距离处平行于浮选槽10的侧壁14地布置。当浮选槽10的横截面为矩形时，可能是这种情况。喷射管4的出口喷嘴43距浮选槽10的侧壁14的距离l2可以为浮选槽10的直径d的10％至40％。在一个实施例中，距离l2为浮选槽10的直径d的25％。根据浮选槽10的不同实施例，距离l2可以为浮选槽10的直径d的12.5％、或15％、或27％或32.5％。另外，平行地布置的喷射管4还可以以直线布置在浮选槽10内。

而且，在所有上述实施例中，喷射管4可以彼此相距相等距离地布置，使得任两个相邻的出口喷嘴43之间的距离相同。

浮选槽10包括底部结构7(参见特别地图2、4a、4b、5以及8)，底部结构7布置于底部(13)上，并且具有这样的形状：该形状容许悬浮于浆料中的颗粒在底部结构7之上的、由来自喷射管4的出口喷嘴43的浆料进料流100所形成的混合区域a中混合，以及在围绕底部结构7的沉降区域b中沉降。

底部结构7的形状可以被限定为如下(参见图8)：底部结构的竖直剖面可以被理解为呈现功能性三角形700的形式，该功能性三角形700包括远离浮选槽10的底部13指向的第一(顶部)顶点71；第二顶点71a；以及第三顶点71b，后两个顶点布置在浮选槽10的底部13处。第一侧边a形成于第一顶点71与第二顶点71a之间。第二侧边b形成于第一顶点71与第三顶点71b之间。底边c形成于第二顶点71a与第三顶点71b之间，底边c因而平行于浮选槽10的底部13并且位于浮选槽10的底部13上。功能性三角形700的中心轴线70大致与浮选槽10的中心11同心。在本文中，“大致”应当被理解为在底部结构7的制造和/或安装期间，可行的是可以自然地发生轻微地偏离浮选槽10的中心11。然而，旨在的是两根轴线(即功能性三角形的中心轴线70(其也是底部结构7的中心轴线)和浮选槽10的中心轴线)同轴。

第一侧边a与底边c之间(和/或第二侧边b与底边c之间)关于浮选槽10的底部13的底角α为20°至60°。例如，角α可以为22°、或27.5°、或35°、或45°、或53.75°。而且，第一侧边a与第二侧边b之间的夹角β为20°至100°。优选地，夹角β为20°至80°。例如，夹角β可以为22°、或33.5°、或45°、或57.75°、或64°、或85.5°。因此，功能性三角形可以为等腰三角形或等边三角形。

功能性三角形实质上是不管底部结构7的实际形式如何均可以通过上述特征确定的形式，底部结构7的实际形式可以根据浮选槽10的横截面和其它结构细节而为例如圆锥形、截头圆锥形、金字塔形、或截头金字塔形。圆锥形或截头圆锥形可以是适合于具有圆形横截面的浮选槽的形式。金字塔形或截头金字塔形可以是适合于具有矩形横截面的浮选槽的形式。

底部结构7包括基底73，基底73对应于功能性三角形700的底边c(即，功能性三角形700的底边c限定底部结构7的基底73)，并且布置在浮选槽10的底部13上。而且，底部结构包括罩72。罩72至少由功能性三角形700的第一顶点71、第二顶点71a和第三顶点71b限定。因此，不管底部结构7的实际形式如何，功能性三角形700均限定底部结构7的极值物理尺寸。例如，在底部结构7具有不规则的形式但仍然旋转对称的情况下，底部结构7将整个匹配到功能性三角形700中(参见图8的最后一辐图)。在一个实施例中，罩72至少部分地由功能性三角形的第一侧边a和第二侧边b限定。这种实施例的示例为具有截头圆锥形形式的底部结构7(参见图8的中间图)。在一个实施例中，罩72基本上完全由功能性三角形700的第一侧边a和第二侧边b限定，即底部结构7具有圆锥形形式(参见图8的第一幅图)。

底部结构7具有从底部结构7的最高部分至浮选槽10的底部13测量的高度h4。如果底部结构的形式为圆锥形或金字塔形，则最高部分也是功能性三角形700的第一顶点71。如果底部结构7具有某种截头形式，则从截头形式的水平顶部(参见图8的中间图)至浮选槽10的底部13测量高度h4。高度h4大于浮选槽10的高度h的1/5且小于该高度h的3/4。进一步，底部结构7的基底73的直径d3可以为浮选槽10的底部13的直径d1的1/4至3/4。如果浮选槽10和/或底部结构7具有非圆形的横截面，则直径被测量为相应的部分(基底73和底部13)的最大对角线。在一个实施例中，底部结构7的基底73的表面积小于浮选槽10的底部13的表面积的80％。基底73的表面积可以是浮选槽10的底部13的表面积的25％至80％。

而且，浮选槽10的由底部结构7占据的容积可以为浮选槽10的由混合区域a占用的容积的30％至70％。

底部结构7可以另外包括位于浮选槽10的底部13上的任何适当支撑结构和/或连接结构，用于将底部结构7安装至浮选槽10中。底部结构7可以由诸如金属的任何适当材料(例如，不锈钢)制成。

浮选槽10可以进一步包括泡沫挤塞件6，其被成形为朝向流槽缘21引导开放式泡沫表面af中的泡沫，如图4b和5中所示。泡沫挤塞件6可以为中心泡沫挤塞件61和/或内部周边泡沫挤塞件，该内部周边泡沫挤塞件在浮选槽10的侧壁处在所期望的深度处布置于浮选槽10内。

中心泡沫挤塞件61与浮选槽10的中心11同中心地布置。中心泡沫挤塞件61可以具有圆锥形或截顶圆锥形形状。中心泡沫挤塞件61可以具有金字塔形或截顶金字塔形形状。换句话说，中心泡沫挤塞件61的竖直剖面可以为倒三角形，其中顶点指向浮选槽的底部13。如果中心泡沫挤塞件61具有截顶结构或形状，则顶点仅仅为功能性的，亦即，它将被视为结构或形状的、在继续至完整的未截顶形式时的最低点，由此可以标识出夹角α，而无论中心泡沫挤塞件的实际形状或形式如何。夹角α可以为20至80°。例如，夹角α可以为22°、或37.5°、或45°、或55°、或63.75°、或74°。在一个实施例中，中心泡沫挤塞件61被布置成堵塞开放式泡沫表面af的25至40％。

作为中心泡沫挤塞件61的替代或补充，浮选槽可以包括内部周边挤塞件62，其布置于浮选槽10的侧壁14中，以使得内部周边挤塞件的最低点620位于距浮选槽10的底部13的距离h2处。距离h2可以为浮选槽10的高度h的1/2至2/3。内部周边挤塞件62可以被形成为包括从最低点620开始的对角进入口14c，其朝向浮选槽10的中心11成角度，并且在浮选槽10的侧壁14的第一部分14a与侧壁14的第二部分14b之间延伸，以使得对角进入口14c相对于侧壁14的第一部分14a的倾斜角β为20至80°。倾斜角β可以为例如22°、或37.5°或45°、或55°、或63.75°、或74°。内部周边挤塞件62可以被布置成堵塞混合区域a处的矿浆面积ap的1/5至1/4，在喷射管4的出口喷嘴43的距浮选槽10的底部13的距离h1处测量所述矿浆面积ap。混合区域a(亦即浮选槽的沿竖直方向的部分或区域，其中浆料被搅动或者以其它方式诱导，以使悬浮于浆料中的矿石颗粒与浮选气泡混合)大致围绕喷射管4的下部部分以及撞击碗44形成于浮选槽10的竖直部分处(参见图5)。

可以经由布置在浮选槽10的侧壁14处的出口31从浮选槽10取出浆料部分300。这种浆料部分300作为进料浆料再循环至喷射管4中。在一个实施例中，浆料进料100包括40％或更少的浆料部分300。在一个实施例中，浆料进料100包括50％或更少的浆料部分300。例如，浆料进料可以包括5％、或12.5％、或20％、或30％、或45％的浆料部分300。替代地，浆料进料100可以包括0％的浆料部分300，即从浮选槽10中取出的浆料未再循环回至浮选池中，而是浆料进料100包括100％的新浆料200，所述新浆料200例如来自先前的浮选池(即，来自先前浮选池的底流400)或来自先前的处理步骤。

浆料部分300可以再循环至浮选槽10的所有喷射管4中，或者替代地再循环至某些喷射管4，而其它喷射管4接收新的浆料200，所述浆料200包括先前浮选池的底流400或来自某一先前处理步骤的浆料流，这取决于浮选线8内的浮选池1的位置。出口31可以布置在距浮选槽10的底部13的距离l4处。所述距离应当被理解为浮选槽10的侧壁14中的出口或出口开口的最低点距槽底部13的距离。距离l4为浮选槽10的高度h的0％至50％。出口31可以有利地定位在沉降区域处，在所述沉降区域中，悬浮在浆料中但未被浮选气泡和/或向上的浆料流捕获的颗粒朝向浮选槽10的底部13下降。在一个实施例中，出口31布置在浮选槽10的下部部分处。例如，距离l4可以为浮选槽10的高度h的2％、或8％、或12.5％、或17％、或25％。即使由内部或外部结构(例如上流式或下流式飞镖箱)控制出口31，出口31也理想地位于浮选槽10的下部部分处，即靠近或邻近于浮选槽的底部13。更具体地，从浮选槽10的下部部分移出浆料部分300。

浮选池1还可以包括调节回路3。调节回路3可以包括与浮选槽10流体连通的泵槽30或其它这样的另外的容器。在泵槽30中，经由出口31从浮选槽10取出的浆料部分300和新的浆料200的进料布置成组合为浆料进料100，其被接着引导至浮选槽10的喷射管4中。新的浆料200可以为例如来自先前浮选池的底流400，或者如果浮选池1为浮选线的第一浮选池，则为来自研磨单元/步骤或分类单元/步骤的浆料进料。还可行的是，浆料部分300和新的浆料200在未首先在泵槽30中组合的情况下被分配至喷射管4中。

组合的浆料可以再循环至浮选槽10的所有喷射管4，或者替代地再循环至某些喷射管4，而其它喷射管4接收新的浆料200，新的浆料200包括先前浮选池的底流400或者来自某一先前处理步骤的浆料流，这取决于浮选池1在浮选线8内的位置。

出口31可以在距浮选槽10的底部13的距离l4处布置在浮选槽10的侧壁14处。距离l4可以为浮选槽10的高度h的0％至50％。例如，距离l4可以为浮选槽10的高度h的2％、或8％、或12.5％、或20％、或33％。

另外，调节回路可以包括泵32，泵32被布置成从浮选槽10吸入浆料部分300以及将浆料进料100从泵槽30向前运送至喷射管4。浆料部分300可以包括具有低沉降速度的颗粒，例如缓慢漂浮的细颗粒。可以从浮选槽10的底部或从浮选槽10的底部附近取出浆料部分。另外地或替代地，调节回路3还可以包括布置成将浆料进料100分配至喷射管4中的分配单元(图中未示出)。泵32还可以用来将浆料进料100向前运送至喷射管4中。为了将浆料进料100均匀地分配至喷射管4中，可以利用分配单元。分配单元例如可以包括位于浮选槽10内部的、构造成将浆料部分300直接分配至喷射管4中的进给管道。例如，分配单元可以包括布置在浮选槽10外部的、通向单独的进给分配器的导管，所述进给分配器构造成将浆料部分300或浆料部分300和新浆料200的组合分配至喷射管4中。

根据本实用新型的另一方面，在图6a和6b中示出了浮选线8。浮选线8包括多个流体地连接的浮选池1a，并且浮选池中的至少一个是根据本实用新型的浮选池1的上述实施例的浮选池1。在浮选线8的一个实施例中，根据本实用新型的浮选池1之前是浮选池1a。浮选池1a可以具有本领域中已知的任何类型。替代地或另外地，浮选池1之前可以是机械浮选池1b(参见图6a)。

在浮选线8的一个实施例中，浮选线8包括带有浮选池1a的粗选部分81；带有浮选池1a的扫选部分82，其布置成从粗选部分81接收底流400；以及带有浮选池1a的扫选清选部分820，其布置成从扫选部分82接收溢流500(参见图6b)。在浮选线8中，扫选部分82的最后一个浮选池1、以及替代地或另外地扫选清选部分820的最后一个浮选池1是根据本实用新型的带有喷射管4的浮选池1。另外，在浮选线8中，如上所述，根据本实用新型的带有喷射管4的浮选池1之前可以是机械浮选池1b。

浮选线8之前可以是其它处理，例如研磨、分类、筛选、重介质处理、粗颗粒回收处理、螺旋、和其它分离处理；以及其它浮选处理。浮选线8之后可以为多种处理，例如再研磨、清选或其它浮选处理、离心、过滤、筛选或脱水。

浮选线8可以用于回收悬浮在浆料中的含有有价值材料的颗粒。在一个实施例中，该用途可以涉及回收含有非极性矿物(例如石墨、硫、辉钼矿、煤、滑石)的颗粒。

根据另一实施例，所述用途可以涉及回收含有极性矿物的颗粒。

在另一实施例中，所述用途涉及从莫氏硬度为2至3的矿物(例如方铅矿、硫化物矿物、pgm、和/或reo矿物)回收颗粒。在又一实施例中，所述用途特别地涉及回收含有铂的颗粒。

在另一实施例中，所述用途涉及从莫氏硬度为3至4的矿物颗粒回收含有铜的颗粒。在又一实施例中，所述用途特别地涉及从低品位矿石回收含有铜的颗粒。

上文描述的实施例彼此可以以任意组合使用。可以将若干实施例组合在一起以形成另外的实施例。本公开所涉及的浮选池可以包括上文描述的实施例中的至少一个。对于本领域中的技术人员而言显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式实施本实用新型的基本构思。因此，本实用新型及其实施例不限于上述示例；相反，它们可以在权利要求的范围内变化。