浮选方法和浮选设备与流程

本发明涉及采矿技术领域，具体涉及一种浮选方法和浮选设备。

背景技术：

浮选法是利用矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。工业上广泛应用的是泡沫浮选，它的特点是有用矿物选择性地附着在矿浆中的空气泡上，并随之上浮到矿浆表面，达到有用矿物与脉石的分离。浮选法回收矿产资源的常用手段。随着矿业的不断发展，优质的矿产资源越来越少，矿石逐渐体现出贫、细、杂的特点。微细粒矿物颗粒难与矿石矿物解离，解离后又具有质量小、比表面积大、表面能高的特点，非常容易损失在浮选尾矿中，造成资源浪费，相关技术中，射流浮选机对于细粒矿物颗粒的浮选情况较好，但射流型浮选机由于其喉管容易磨损、矿浆容易翻花、气泡量不足等缺点，与搅拌式浮选机相比，不适合大规模采用。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种浮选方法和浮选设备。

根据本发明实施例的浮选方法，包括以下步骤：

a)对矿浆进行分级，以便得到细粒级矿浆和粗粒级矿浆；

b)向所述粗粒级矿浆中加入浮选药剂，以便得到粗粒级浮选矿浆；

c)向所述细粒级矿浆中加入浮选药剂，以便得到细粒级浮选矿浆；

d)对所述粗粒级浮选矿浆进行浮选，在所述浮选过程中对所述粗粒级浮选矿浆进行搅拌、吸气以便产生浮选气泡，所述粗粒级浮选矿浆中的粗粒矿物颗粒与所述浮选气泡粘附并上浮；和

e)以射流形式将所述细粒级浮选矿浆加入到所述粗粒级浮选矿浆中，所述细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与射流产生的微泡粘附，以便于所述细粒矿物颗粒与所述浮选气泡粘附并上浮。

因此，根据本发明的实施例的浮选方法具有浮选回收率高等优点，尤其是具有细粒矿物颗粒浮选回收率高等优点。

在一些实施例中，所述矿浆中的细粒矿物颗粒的粒度小于等于0.020mm，可选地，所述细粒级矿浆中的所述细粒矿物颗粒的含量在70wt％-90wt％。

在一些实施例中，所述细粒级浮选矿浆的入射方向与所述搅拌的搅拌方向相切。

本申请还提供了一种浮选设备，包括:

水力旋流器，所述水力旋流器具有旋流腔、给矿口、溢流口和沉砂口，所述给矿口、所述溢流口和所述沉砂口中的每一者与所述旋流腔连通；

第一混合装置，所述第一混合装置包括第一搅拌腔、第一进料口、第一搅拌器和第一出料口，所述第一进料口和所述第一出料口与所述第一搅拌腔连通，所述第一搅拌器的至少一部分安装在所述第一搅拌腔内，所述第一进料口与所述溢流口连通；

第二混合装置，所述第二混合装置具有第二搅拌腔、第二进料口、第二搅拌器和第二出料口，所述第二进料口和所述第二出料口与所述第二搅拌腔连通，所述第二搅拌器的至少一部分安装在所述第二搅拌腔内，所述第二进料口与所述沉砂口连通；和

浮选机，所述浮选机包括浮选槽、浮选搅拌器和射流器，所述浮选搅拌器的至少一部分安装在所述浮选槽内，所述浮选槽具有细粒级矿浆进口，所述浮选搅拌器具有粗粒级矿浆进口、空气进口和矿浆出口，所述矿浆出口在所述浮选槽内，所述粗粒级矿浆进口与所述第二出料口连通，所述射流器的出料口与所述细粒级矿浆进口连通，所述射流器的进料口与所述第一出料口连通。

在一些实施例中，所述射流器包括依次连接的给矿管、真空室、喉管和放大室，所述给矿管邻近所述真空室的一端设有喷嘴，所述喷嘴的至少一部分伸入到所述真空室内，所述喉管的直径小于所述放大室，所述真空室设有进气口，所述放大室的出料口从所述细粒级矿浆进口伸入到所述浮选槽内。

在一些实施例中，所述细粒级矿浆进口设在所述浮选槽的侧壁的下部，所述射流器的出料口与所述浮选搅拌器的叶片位于同一水平高度。

在一些实施例中，所述射流器的出料口的开口方向与所述浮选搅拌器的搅拌方向相切，可选地，所述射流器为多个，多个所述射流器在所述搅拌方向所在的圆周的径向上两两相对。

在一些实施例中，所述射流器的出料口的开口方向与所述浮选槽的设有所述细粒级矿浆进口的侧壁的夹角大于等于15°且小于等于30°，可选地，所述射流器的出料口的开口方向与所述浮选槽的设有所述细粒级矿浆进口的侧壁的夹角大于等于21°且小于等于23°。

在一些实施例中，浮选设备还包括泵池和射流泵，所述泵池包括泵池进液口和泵池出液口，所述泵池进液口与所述第一出料口连通，所述泵池出液口与所述射流泵的进口连通，所述射流泵的出口与所述给矿管连通。

在一些实施例中，所述细粒级矿浆进口位于所述浮选槽的侧壁的在水平方向上的中间位置。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的浮选设备的结构示意图。

图2是根据本发明的实施例的浮选机俯视图的结构示意图。

图3是根据本发明的实施例的射流器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的实施例的浮选方法包括以下步骤：

a)对矿浆进行分级，以便得到细粒级矿浆和粗粒级矿浆。也就是说，该矿浆包括细粒矿物颗粒和粗粒矿物颗粒。

b)向粗粒级矿浆中加入浮选药剂，以便得到粗粒级浮选矿浆。

c)向细粒级矿浆中加入浮选药剂，以便得到细粒级浮选矿浆。

d)对粗粒级浮选矿浆进行浮选，在浮选过程中对粗粒级浮选矿浆进行搅拌、吸气以便产生浮选气泡，粗粒级浮选矿浆中的粗粒矿物颗粒与浮选气泡粘附并上浮。

e)以射流形式将细粒级浮选矿浆加入到粗粒级浮选矿浆中，细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与射流产生的微泡粘附，以便于细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附并上浮。

相关技术中，在通过浮选法分选矿物时，粗粒矿物颗粒的质量重、表面积大，在搅拌过程中容易与浮选气泡粘附。因此在浮选过程中，粗粒矿物颗粒容易与浮选气泡粘附，从而使得粗粒矿物颗粒容易被浮选出来，即粗粒矿物颗粒的浮选效果较好。而细粒矿物颗粒细粒矿物颗粒的质量轻、表面积小，使得细粒矿物颗粒在搅拌过程中与浮选气泡的粘附概率小。因此在浮选过程中，细粒矿物颗粒质粘附在浮选气泡上的概率小，从而使得细粒矿物颗粒质的浮选回收率较低，造成资源浪费。

对于射流形式的细粒级浮选矿浆来说，细粒级浮选矿浆形成射流并吸入空气，从而产生大量的微泡。细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与射流产生的微泡经过碰撞粘附在一起，此外，细粒矿物颗粒表面也可析出微泡。两种作用方式使微细粒矿物表面附着较多微泡。

由于微泡提高了细粒矿物颗粒表面的疏水性，细粒矿物颗粒表面附着微泡，使得细粒矿物颗粒更容易附着在浮选气泡上。当细粒级浮选矿浆以射流形式加入到粗粒级矿浆后，由于大量微泡的存在，使得粒矿物颗粒更容易粘附在浮选气泡上，即微泡可作为细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附的媒介。因此，以射流形式将细粒级浮选矿浆加入到粗粒级矿浆中，可以有效地提高细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附在一起的概率，从而有效地提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

因此，根据本发明的实施例的浮选方法具有浮选回收率高等优点，尤其是具有细粒矿物颗粒浮选回收率高等优点。

如图1至图3所示，根据本发明的实施例的浮选设备1000包括水力旋流器100、第一混合装置200、第二混合装置300和浮选机500。

水力旋流器100具有旋流腔110、给矿口120、溢流口130和沉砂口140，给矿口120、溢流口130和沉砂口140中的每一者与旋流腔110连通。

第一混合装置200包括第一搅拌腔210、第一进料口220、第一搅拌器230和第一出料口240，第一进料口220和第一出料口240与第一搅拌腔210连通，第一搅拌器230的至少一部分安装在第一搅拌腔210内，第一进料口220与溢流口130连通；第二混合装置300具有第二搅拌腔310、第二进料口320、第二搅拌器330和第二出料口340，第二进料口320和第二出料口340与第二搅拌腔310连通，第二搅拌器330的至少一部分安装在第二搅拌腔310内，第二进料口320与沉砂口140连通。

浮选机500包括浮选槽510、浮选搅拌器520和射流器600，浮选搅拌器520的至少一部分安装在浮选槽510内，浮选槽510具有细粒级矿浆进口540，浮选搅拌器520具有粗粒级矿浆进口530、空气进口和矿浆出口，矿浆出口在浮选槽510内，粗粒级矿浆进口530与第二出料口连通，射流器600的出料口与细粒级矿浆进口540连通，射流器600的进料口与第一出料口连通。

根据本发明的实施例的浮选设备1000通过设置射流器600、且使射流器600的进料口与第一出料口240连通。细粒级浮选矿浆在进入射流器600后，细粒级浮选矿浆形成射流并吸入空气，产生大量的微泡。细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与射流产生的微泡经过碰撞粘附在一起。此外，细粒矿物颗粒表面也可析出微泡，使得细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与析出的微泡是直接粘附在一起。

根据本发明的实施例的浮选设备1000通过射流器600的出料口与细粒级矿浆进口540连通，使得细粒级浮选矿浆进入浮选槽510中。由于微泡提高了细粒矿物颗粒表面的疏水性，这增加了细粒矿物颗粒与浮选气泡碰撞后粘附的概率。当细粒级浮选矿浆以射流形式加入到粗粒级矿浆后，表面带有微泡的细粒矿物颗粒更易于与浮选气泡碰撞后结合，从而使得细粒矿物颗粒粘附在浮选气泡上，即微泡可作为细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附的媒介。因此，通过射流器600以射流形式将细粒级浮选矿浆加入到粗粒级矿浆中，可以有效地提高细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附在一起的概率，从而有效地提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

因此，根据本发明的实施例的浮选设备1000具有浮选回收率高等优点，尤其是具有细粒矿物颗粒浮选回收率高等优点。

根据本发明的实施例的浮选方法可以通过根据本发明实施例的浮选设备1000来实施。

如图1至图3所示，根据本发明的实施例的浮选设备1000包括水力旋流器100、第一混合装置200、第二混合装置300、泵池400、射流泵410和浮选机500。

水力旋流器100具有旋流腔110、给矿口120、溢流口130和沉砂口140，给矿口120、溢流口130和沉砂口140中的每一者与旋流腔110连通。矿浆从给矿口120进入旋流腔110内后被分级，得到细粒级矿浆和粗粒级矿浆。细粒级矿浆从溢流口130被排出旋流腔110，粗粒级矿浆从沉砂口140被排出旋流腔110。

在一些实施例中，矿浆中的细粒矿物颗粒的粒度小于等于0.020mm，粒度小于等于0.020mm的细粒矿物颗粒直接与浮选气泡粘附的概率较小。粗粒矿物颗粒的粒度大于0.020mm且小于等于0.074mm。

可选地，细粒级矿浆中的细粒矿物颗粒的含量在70wt％-90wt％。

如图1所示，第一混合装置200包括第一搅拌腔210、第一进料口220、第一搅拌器230和第一出料口240，第一进料口220和第一出料口240与第一搅拌腔210连通。第一搅拌器230的至少一部分安装在第一搅拌腔210内，第一进料口220与溢流口130连通。

细粒级矿浆从溢流口130排出后，细粒级矿浆从第一进料口220进入第一混合装置200的第一搅拌腔210内，浮选药剂通过第一进料口220进入第一混合装置200的第一搅拌腔210内。第一搅拌器230对第一搅拌腔210内的细粒级矿浆和浮选药剂进行搅拌，使其均匀混合，以便得到细粒级浮选矿浆。细粒级浮选矿浆从第一出料口240被排出第一混合装置200。

如图1所示，第二混合装置300具有第二搅拌腔310、第二进料口320、第二搅拌器330和第二出料口340，第二进料口320和第二出料口340与第二搅拌腔310连通，第二搅拌器330的至少一部分安装在第二搅拌腔310内，第二进料口320与沉砂口140连通。

粗粒级矿浆从沉砂口140排出后，粗粒级矿浆从第二进料口320进入第二混合装置300的第二搅拌腔310内，浮选药剂从第二进料口320进入第二混合装置300的第二搅拌腔310内。第二搅拌器330对第二搅拌腔310内粗粒级矿浆和浮选药剂进行搅拌，使其均匀混合，以便得到粗粒级浮选矿浆。粗粒级浮选矿浆从第二出料口340被排出第二混合装置300。

如图1所示，浮选机500包括浮选槽510、浮选搅拌器520和射流器600，浮选搅拌器520的至少一部分安装在浮选槽510内，浮选槽510具有细粒级矿浆进口540，浮选搅拌器520具有粗粒级矿浆进口530、空气进口和矿浆出口，矿浆出口在浮选槽510内，粗粒级矿浆进口530与第二出料口连通，射流器600的出料口与细粒级矿浆进口540连通，射流器600的进料口与第一出料口连通。

从第二出料口340被排出后，粗粒级浮选矿浆从粗粒级矿浆进口530进入浮选搅拌器520内，空气通过空气进口进入选搅拌器520内。粗粒级浮选矿浆和空气通过浮选搅拌器520从矿浆出口进入到浮选槽510内，进入到浮选槽510内的粗粒级浮选矿浆和空气被混合、搅拌，以便产生浮选气泡。粗粒级浮选矿浆中的粗粒矿物颗粒与浮选气泡粘附，从而使得粗粒矿物颗粒随着浮选气泡上升到浮选槽510顶端被分选出来，完成对粗粒矿物颗粒的浮选。

如图1所示，泵池400包括泵池进液口401和泵池出液口402，泵池进液口401与第一出料口240连通，从第一出料口240排出的细粒级浮选矿浆通过泵池进液口401进入泵池400内。泵池400起到堆积细粒级浮选矿浆的作用，便于后续工序的进行。泵池出液口402与射流泵410的进口连通，射流泵410的出口与给矿管610连通，射流泵410为细粒级浮选矿浆提供足够的动力。

细粒级浮选矿浆通过射流泵410进入射流器600，从而使得细粒级浮选矿浆进入浮选槽510内。

如图3所示，在一些实施例中，射流器600包括依次连接的给矿管610、真空室620、喉管630和放大室640，给矿管610邻近真空室620的一端设有喷嘴，喷嘴的至少一部分伸入到真空室620内，喉管630的直径小于放大室640，真空室620设有进气口，放大室640的出料口从细粒级矿浆进口540伸入到浮选槽510内。

射流器600包括一个文丘里管，依次连接的给矿管610、真空室620、喉管630和放大室640的管道先收缩再放大。给矿管610邻近真空室620的一端设有喷嘴，喷嘴的至少一部分伸入到真空室620内，喉管630的直径小于放大室640。细粒级浮选矿浆在从给矿管610进入到喉管630的过程中，真空室620内会形成负压，空气从真空室620的进气口进入真空室620内，从而使得空气和细粒级浮选矿浆射流浆混合，并在放大室640内产生大量的微泡。因此细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒可以与射流产生的微泡经过碰撞粘附在一起。此外，细粒矿物颗粒表面也可析出微泡，使得细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与析出的微泡是直接粘附在一起。

细粒级浮选矿浆中的细粒矿物颗粒与微泡粘附后，从放大室640进入浮选槽510内与粗粒级矿浆一起浮选。与微泡粘附在一起的细粒矿物颗粒在进入粗粒级矿浆内后，微泡可作为细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附的媒介。从而使得与微泡粘附在一起的细粒矿物颗粒便于粘附在浮选气泡上。因此以射流形式将细粒级浮选矿浆加入到粗粒级浮选矿浆中，可以提高细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附在一起的概率，从而提高细粒矿物颗粒的浮选效果。

如图2所示，在一些实施例中，射流器600的出料口的开口方向与浮选搅拌器520的搅拌方向相切，即细粒级浮选矿浆的入射方向与浮选搅拌器520的搅拌方向相切。也就是说，细粒级浮选矿浆的初始流动方向与粗粒级浮选矿浆的流动方向相切。细粒级浮选矿浆的初始流动方向是指刚进入浮选槽510的细粒级浮选矿浆的流动方向。

因此，细粒级浮选矿浆能更加平稳的进入粗粒级浮选矿浆中，使得浮选槽510内矿浆流动保持平稳。浮选槽510内矿浆流动平稳可避免因浮选气泡相互碰撞、结合而导致浮选气泡数量减少的情况，从而增大微泡与浮选气泡碰撞的概率，可以提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

可选地，射流器600为多个，多个射流器600可增加微泡的数量，提高粒级浮选矿浆进入浮选槽510内的量。多个射流器600在搅拌方向所在的圆周的径向上两两相对，使得浮选槽510内的细粒级矿浆与粗粒级矿浆混合均匀、平稳。浮选槽510内矿浆流动平稳可避免因浮选气泡相互碰撞、结合而导致浮选气泡数量减少的情况，从而增大微泡与浮选气泡碰撞的概率，可以提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

在一些实施例中，细粒级矿浆进口540设在浮选槽510的侧壁的下部，射流器的出料口(放大室640的出料口)与浮选搅拌器520的叶片位于同一水平高度。由于浮选搅拌器520的叶片处的矿浆的流动速度最高，因此浮选搅拌器520的叶片处的矿浆的流动速度与细粒级矿浆的流动速度差别小。由此从与浮选搅拌器520的叶片的同一水平高度处加入细粒级浮选矿浆，可以使得浮选槽510内矿浆流动平稳。而且，浮选搅拌器520的叶片处的矿浆的浮选气泡比较多，便于微泡与浮选气泡碰撞、结合，即便于细粒矿物颗粒与浮选气泡粘附，从而有效地提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

在一些实施例中，射流器600的出料口的开口方向与浮选槽510的设有细粒级矿浆进口540的侧壁的夹角大于等于15°且小于等于30°。即射流器600的出料口的开口方向与浮选槽510的设有细粒级矿浆进口540的侧壁的夹角在15°到30°之间。从而使得细粒级浮选矿浆的入射方向易与浮选搅拌器520的搅拌方向相切，从而保证细粒级矿浆可更加平稳的进入粗颗粒矿浆中。浮选槽510内矿浆流动平稳可避免因浮选气泡相互碰撞、结合而导致浮选气泡数量减少的情况，从而增大微泡与浮选气泡碰撞的概率，可以提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

可选地，射流器600的出料口的开口方向与浮选槽510的设有细粒级矿浆进口540的侧壁的夹角大于等于21°且小于等于23°。

在一些实施例中，细粒级矿浆进口540位于浮选槽510的侧壁的在水平方向上的中间位置。从中间位置进入浮选槽510内的细粒级矿浆可更加平稳的与粗颗粒矿浆混合。避免浮选气泡出现数量减少的情况，提高细粒矿物颗粒的浮选回收率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。