带有转筒的离心浮选机的制作方法

专利名称：带有转筒的离心浮选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及从矿物、尾矿和类似物中分离细小颗粒物，更具体地说，涉及用离心和泡沫浮选方法回收有价值的细小矿物和金属颗粒。
离心机和离心分离机通常用来通过离心力将流体混合物分成高密度和低密度部分，从而将一部分物料与另一部分物料分开。传统的离心机和离心分离机获得了取决于被分离物料的不同程度的成功。但是这些传统的设备成本高，要求较高的能量，会产生极大的湍流及高压排放，并且还要求如矿浆加速器那样复杂的辅助设备。
另一种分离方法是泡沫浮选。在传统的泡沫浮选方法中，一输入流，如由矿浆与一空气流结合并混合形成。传统的泡沫浮选主要通过气泡与矿物颗粒附着来分选物料。气泡与输入流中的疏水物结合，以泡沫的形式浮在表面上，亲水物料不能与气泡结合而沉入底部。而泡沫被从表面上刮出。
泡沫分选是一种公知的将粉碎的细小物料从以水为介质的矿浆或悬浮液中分离出来的方法。希望从矿浆中回收的粒料可以用化学药剂处理，使它们成为疏水的，而且将通常为空气的一种气体以气泡的形式喷入矿浆。气泡与疏水粒料接触，将它们携带至矿浆表面，形成一层稳定的泡沫。含有浮起的粒料的泡沫作为富集或浮选产品被回收，各种亲水物料则被留下而沉入矿浆中，然后被排放。传统的泡沫浮选也取得了不同程度的成功。
用于各种场合的贵金属和有价值矿物均从矿物中提取。十分重要的是，在采矿作业中，以一种经济的方法最大限度地回收贵金属和有价值矿物，而且要以环境允许的和安全的方式来经营采矿。采矿作业需要盛放含有十分细小的贵金属和有价值矿物粒料的尾矿的巨大的存放池，这些贵金属和有价值矿物粒料通常用传统的泡沫浮选及别的传统分离技术是不可能被回收的。
各行业将贵金属和有价值矿物用于不同的目的。例如，精炼油厂和石油化工厂用铂、镍、锑等作为催化剂，以将油转化为分馏物，分馏物用于生产汽油和其他的燃料，以及用作纺织品和塑料的化工原料。当催化剂被用过后，贵金属往往可被回收或再生，以便再次使用。有无数方法用来实现回收贵金属。在回收中，往往需要盛放含有贵金属细小颗粒的尾矿的巨大存放池，而且有价值矿物通常是不可能用传统的泡沫浮选和其他的传统分离技术来回收的。
已经研制出一种离心浮选机，它结合了离心方法和浮选方法，以回收较大量的有价值矿物。虽然该浮选机提供了一种十分有用的设备和方法，但是仍然期望提供一种更快、更经济和再生回收更多的有价值矿物的改进的离心浮选机及方法，希望它们如果不是完全，至少也要克服大部分上述提及的问题。
所提供的一种改进的高效离心浮选机和方法可更容易地回收更多的有价值矿物粒料，如金、铂、银、镍、硫化物和其他的金属、矿石、微量元素、矿砂、纸、纤维和其他的含有纤维的，即植物性材料，以及油。很显然，本发明的离心浮选机和方法是有效的、经济的、高效的，能够回收在尾矿中的现有技术的方法和设备不可能回收的十分细小的有价值矿物。
这种有利于使用者的离心浮选机利用离心力和浮选组合来迅速地回收微小颗粒，很显然，该浮选机和方法容易使用、可靠、有吸引力，而且能提供比传统分离设备和方法更高的产量和回收率。
在本发明的离心浮选方法中，由例如空气喷射器、一充气器或最好由一鼓泡器将气泡喷入细小颗粒矿浆中，以便对矿浆进行鼓泡和充气。矿浆和气泡被向下引导，最好是两者一起被向下引导经过一向下供给器进入一离心分离装置，该装置最好由一离心浮选槽构成。矿浆和气泡进行旋转和离心处理，以将矿浆分成一由未浮起渣料构成的废料料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携并含有大部分要被回收的有价值颗粒物料，废物料流被排放和除去。富集有颗粒的泡沫由泡沫浮选除去和回收。在该最佳方法中，在含有颗粒的泡沫升到表面，以及沿径向横着向外越过一溢流堰进入一排放槽和泡沫洗矿槽之前，泡沫被沿径向向内引导。
本发明的离心浮选机具有一固定不动的向下供给器和一带可转动的浮选槽的离心器，最好是带有一转筒。一动力驱动轴穿过该向下供给器。该轴一可以操作的方式连接在离心器的底部，并由一电机驱动，从而使离心器转动。在一实施例中，离心器具有一带喇叭口形侧壁的平底。在另一实施例中，离心器具有一带凹形底部和弧形侧壁的碗形体。
一浮选腔设置在向下供给器和离心器的侧壁之间。该浮选腔可具有一个或多个垂直壁，该壁带有一延伸到离心器上方一定高度的堰。一排放槽可以与在离心器上方的堰连接，以便排放泡沫。
离心浮选机也有一个带一些垂直壳壁的壳体，这些壳壁环绕离心器、向下供给器和浮选腔的外面设置。该壳体有一倾斜的底部和一出口，它们被安置于离心器下面的一个平面上，以方便未浮起渣料废物流的排放。渣料在其向下流过离心器与壳壁之间的渣料容纳通道之前，最好向上通过一设置在浮选腔和离心器之间的环形通道。
一阻流板可以在浮选腔和壳壁之间延伸，并将浮选腔连接在离心器和排放槽之间的壳壁上。
在所示的实施例中，一矿浆供给管路与向下供给器连通，以将矿浆送到向下供给器中，而一鼓泡器则设置在矿浆供给管路中，用以将气泡注入矿浆中。在矿浆被注入气泡之前，矿浆可以在设备外边向上流动。矿浆和气泡在向下流进离心器之前，还可以在一水平方向共同流动。在某些情况下，可以希望用单独的管路将矿浆和气泡送入向下供给器或离心机。
下面结合附图详细描述本发明。


图1是应用本发明的基本原理的一带有转筒的离心浮选机的局部透视图。
图2是沿图1中2-2剖线的离心浮选机的剖视图。
图3是类似于图2的剖视图，但是离心浮选机带有一转筒，该转筒具有采用本发明基本原理制成的一个碗形体图1和2所示的带有一可旋转的转筒12的离心浮选机具有一用以回收矿、金属、矿砂等细小粒料的装置和分离器。也可称为“CFC”或“CFC-Q1”的离心浮选机可具有矿浆管路14，管路14由一个或多个管、导管或管道组成。矿浆管路14也可以有一个带垂直鼓泡器部分16和一横向部分18的矿浆供给管。横向部分18可沿水平方向延伸于垂直鼓泡器部分16和一垂直固定的向下供给器20之间，并将它们连接和连通起来。矿浆供给管将含有应被回收的细小颗粒物料的矿浆送入和供给到向下供给器中。一配置了空气喷入器和充气器的鼓泡器22可以设置在矿浆管的垂直鼓泡器部分中，用以将气泡注入矿浆，使矿浆充气。气泡和已充气的矿浆可以用泵经矿浆供给管泵入向下供给器。也可以称为下导管的向下垂直供给器具有一固定不动的垂直管、导管或管道。
一细长轴24沿向下供给器的垂直轴线穿过向下供给器。该轴也可以沿垂直方向穿过安装在向下供给器设备的一轴承箱和环套26。该轴的上端与一电机28，例如变速电机连接。该轴的下端用螺纹连接或用其他方式与该转筒的底部30以同轴方式连接并紧固(见图2)。电机驱动和转动该轴和转筒。
转筒构成一离心器，最好是，该离心器由一离心浮选槽构成，以将矿浆分成一含有未浮起的渣料的废物料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着颗粒的大部分。该旋转浮选槽与向下供给器同轴设置，并具有向外呈喇叭口形的侧壁32，见图2，侧壁32从底部沿向上和向外方向延伸。侧壁32的内表面具有一碰撞表面34，用以将废物料流沿向上和向外方向引导。图2中的旋转浮选槽的底部可以大体上是平的，而且被置于向下供给器底部的下方。旋转浮选槽(转筒)也可以是一具有凹形底部38和圆弧形侧壁40的碗形体。
具有垂直向上环壁44的浮选腔42被设置在向下供给器与旋转浮选槽侧壁之间。垂直向上的环壁具有一垂直堰，该堰延伸到旋转浮选槽的喇叭口形侧壁上方的一个高度处。它与喇叭口形侧壁隔开，并与之协同工作，在两者之间形成一向上排放含有渣料的废物料流的环状通道46。一具有倾斜排放槽48的泡沫洗矿槽连接在堰的顶部。槽48在旋转浮选槽(转筒)侧壁之上一高度处从堰向下延伸，用以排放含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着颗粒的大部分。具有一凸缘的顶部护栏49可以沿槽48和堰的顶部设置。
壳体50具有一外壳，该外壳带有倾斜的底板52，底板52向下延伸到一废料出口54，出口54可以有一个废料排放槽。底板和出口被置于旋转浮选槽(转筒)底部下方的一个位置上，以便于排放渣料废料流。壳体有一向上的垂直壁56，壁56以同轴方式环绕旋转浮选槽喇叭口形侧壁有一定间隔的设置，从而在两者之间形成一环状渣料容纳腔58。腔58被设置在上述环状通道46与通道60之间，并与两者连通，通道60在壳体底部和旋转浮选槽(转筒)之间形成。
一环状阻流板62可以沿水平方向在堰和垂直壁之间延伸，并将堰连接在壳壁上。在所示实施例中，阻流板62被置于洗矿槽(槽48)和旋转浮选槽(转筒)侧壁之间的一个位置上。阻流板62提供一种导板，该导板有助于废物料流保持在该环形腔和渣料容纳腔中。
在使用时，受制约的被传送矿浆用泵泵入矿浆供给管。在供给管中，矿浆被注入来自鼓泡器的气泡并被充气。然后这些矿浆和气泡沿水平方向流经矿浆供给管路的横向部分，再向下经有一垂直管的向下供给器进入旋转浮选槽(转筒)的离心器底部，旋转浮选槽转动，从而使矿浆和气泡以足够的离心力旋转，使矿浆分成(1)一包括带有未浮起颗粒的矿浆废料的渣料废料料流；(2)含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着大部分要被回收的细颗粒物料。在离心力的作用下，废物料流沿径向向外朝旋转浮选槽喇叭口形侧壁流动。废物料流在该环形通道内沿喇叭口形侧壁向上流动，并越过该侧壁向下流入在该侧壁和壳体壁之间的渣料容纳腔。废物料流在重力作用下，沿壳体的倾斜底板流动，之后经废物排出口排放到离心浮选槽之外。
含有附着细颗粒的气泡的富集有颗粒的泡沫沿径向向内朝向下供给器流动，然后上升并浮在表面上。之后，该泡沫沿径向向外流动，并越过溢流堰的顶部，然后向下排放到由倾斜槽构成的洗矿槽中，该泡沫作为富集产品被排出并进一步处理。
本发明的离心浮选槽可以回收被破碎和很精细研磨的硫化物和非硫化矿物、金属和微量元素。该离心浮选机特别用于回收有价值细小颗粒，如黄铜矿石(CuFeS2)、方铅矿石(PbS)、闪锌矿石(ZnS)、硫镍铁矿石[(FeNi)S]、辉钼矿石(MoS2)、金(Au)、磷酸盐矿石(P2O5)和煤炭，以及从斑岩铜—金矿石、硫化铜—铅—锌矿石、硫化镍矿石和其他矿石中回收有价值细小颗粒。该离心浮选机还可以用于从水和其他液体中分离和回收油、石油产品、石化产品和其他碳氢化合物，以及用于分离在废水处理设备、废水净化和处理中将受细颗粒物料污染的悬浮液和液体。
在带有转筒的离心浮选机中的矿浆供给流量为1-5升/分钟。来自鼓泡器的空气流量为2-10升/分钟。带有转筒的离心浮选机(转筒)可以用100-400rpm的转速转动。在某些情况下，也可以采用其他的矿浆供给流量、空气流量和旋转速度。
本发明的离心浮选机的优点在于，可迅速地回收98％的细粒料，该粒料包括许多小于50微米的颗粒和2-10微米的颗粒。
实例1-3图1所示的具有一旋转转筒的离心浮选机以不同的转速及每分钟6升空气流量和研磨(grind)10分钟来回收铅矿物。在富集有颗粒物料的泡沫和渣料废料料流中的铅矿物百分比含量被列于下面的表1中，在表1中还列有铅矿物的回收率。
表1试验结果浮选机转速的影响
空气流量6升/分钟研磨时间；10分钟从实例1-3的试验中可以明显看出，当最佳速度为150转/分钟时，可获得铅矿物的最高回收率，但在泡沫中获得最高铅矿物富集率的速度是200转/分钟。
实例3-51-3实例的离心浮选机以150转/分钟，及每分钟6升的空气流量进行工作，但以如下表2所示的不同研磨时间运行。在富集有颗粒物料的泡沫和渣料废料料流中的铅矿物百分比含量被列于下面的表2中，在表2中还列有铅矿物的回收率。
表2研磨的影响
从试验中可以明显看出，实现铅矿物最高回收百分比的最佳研磨时间为10分钟，但20分钟的研磨时间可在泡沫中获得较高的铅矿物富集度。在这些试验中，所回收的铅矿物颗粒(细粒)92％小于20微米，同时，所回收的铅矿物颗粒(细粒)14％小于14微米。
具有转筒的离心浮选机有利于分离和回收硫化矿物、非硫化矿物、贵金属、以及其他的金属、矿物和细小颗粒物料。用本发明的具有转筒的离心浮选机可以分离和回收各种硫化矿物，如砷黄铜矿石、斑黄铜矿石、辉铜矿石、黄铜矿石、辉钴矿石、蓝铜矿石、方铅矿石、白铁矿石、辉钼矿石、镍黄铜矿石、辉镍矿、黄铁矿石、磁黄铜矿石、闪锌矿石、锑化物、黝铜矿石和方硫镍矿。用本发明的具有转筒的离心浮选机可以分离和回收各种非硫化矿物，如硫酸铅矿石、磷灰石、石膏、锡石、白铅矿、亚铬酸盐、煤炭、赤铜矿、氟石、拓榴石、石墨、铁-氧化物、孔雀石、monozite、碳酸钾、软锰矿、稀土族、金红石、白钨矿、菱锌矿、滑石、黑钨矿、氧化锌和锆石。用本发明的具有转筒的离心浮选机可以分离和回收各种贵金属，如金、银、铂。其他种类的硫化物、非硫化物和贵金属也可以用本发明的具有转筒的离心浮选机可以分离和回收。
本发明的具有转筒的离心浮选机众多优点在于1、可很好地回收矿物颗粒、金属、微量元素、矿石和其他矿物。
2、具有杰出的回收绝大多数传统方法不可能回收的细小矿物颗粒的能力。
3、可提高有价值细小颗粒的回收率。
4、提高细小颗粒的回收率。
5、更好的离心分离和浮选。
6、更快的矿物浮选动力学特性。
7、更大的细小颗粒的富集和回收率。
8、运行简单。
9、更大的产量。
10、方便。
11、可靠。
12、有利于使用者。
13、经济。
14、高效率。
15、有效。
16、与传统的浮选机相比具有更小的体积。
17、节能。
18、动力消耗低。
虽然已经展示和描述了本发明的实施例，但是应当明白，对于本领域的技术人员而言，在不超出本发明的基本原理的情况下，可以对本发明的部件、构件、设备和工艺步骤，以及布置作出许多改变和替换。
权利要求
1.一种用于回收细粒物料的离心浮选机，包括一用于在向下方向输送已充气的细小颗粒矿浆和气泡的固定向下供给器，所说颗粒包括选自由矿物、金属、矿石和油组成的颗粒组中的颗粒；一离心器，该离心器用于转动和分离所说已充气的矿浆，以将矿浆分成一含有未浮起的渣料的废物料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着所说颗粒的大部分，所说离心器具有一置于所说向下供给器下面的底部和一从所说底部向上向外延伸的侧壁；一设置在所说向下供给器与所说离心器侧壁之间的浮选腔，所说浮选腔具有一垂直壁和一排放槽，所说垂直壁带有一延伸到离心器侧壁上方一定高度的堰，所说排放槽与所说堰连接并置于所说侧壁上方，用于排放泡沫；一壳体，该壳体具有置于所说离心器下面一定距离的一倾斜底板和一排放口，用于排放未浮起渣料的组成的废物料流，所说壳体具有一垂直壁，所说垂直壁置于所说离心器的侧壁外侧，并在所说侧壁和垂直壁之间形成一渣料容纳腔；所说离心器的侧壁和浮选腔相互隔开并相互配合，以提供一在两者之间的环形通道，用以将所说废物料流排入所说壳体的渣料容纳腔。
2.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，还包括一穿过所说向下供给器并与所说离心器的底部连接的轴；一转动所说轴和离心器的电机。
3.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，还包括一与向下供给器连通的用以将矿浆送入所说向下供给器的矿浆供给管路；一充气机，该充气机具有与矿浆供给管路连通的用以使矿浆充气和将气泡注入矿浆供给管路的空气喷入器。
4.根据权利要求3所述的浮选机，其特征在于，所说充气机具有一置于所说矿浆供给管路中的鼓泡器。
5.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，所说充气机具有一置于所说矿浆供给管路中的鼓泡器。
6.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，所说离心器具有一大体上平的底部和一喇叭口形侧壁。
7.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，所说离心器具有一个由一凹形底部和一弧形侧壁构成的碗形体。
8.根据权利要求1所述的浮选机，其特征在于，还包括一阻流板，该阻流板在所说堰和垂直壁之间延伸，并将堰连接在壳壁上，并且所说阻流板设置在离心器和排放槽之间。
9.一种用于回收细粒物料的离心浮选机，包括一垂直固定的向下供给器，该供给器具有一大体上垂直的轴线和一固定的管，用于在向下方向输送已充气的细小颗粒矿浆和气泡，所说颗粒包括选自由矿物、金属、矿石和油组成的颗粒组中的颗粒；一具有与所说向下供给器连接并连通的横向部分的用以将矿浆送入向下供给器的矿浆供给管路，所说矿浆供给管路选自由管、导管、管道构成的管组；一置于所说矿浆供给管路中的用以将气泡注入矿浆中并使矿浆充气的鼓泡器；一沿所说垂直轴线垂直通过所说向下供给器的轴；一以可操作方式与所说轴连接并使之转动的电机；一由一离心浮选槽构成的离心器，用以将所说矿浆分成一含有未浮起的较重的渣料的废物料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着颗粒的大部分，所说旋转浮选槽具有一底部和从所说底部向上向外延伸的呈喇叭口形的外侧壁，该底部与所说轴同轴设置并与之连接，而且由所说轴可旋转地驱动，所说底部设置在所说向下供给器的下面，所说浮选槽和向下供给器相互之间同轴设置，并且所说侧壁具有一碰撞表面，用以将废物料流沿向上和向外方向引导；一具有设置在所说向下供给器和喇叭口形侧壁之间的垂直环形壁的浮选腔，该垂直环形壁有一延伸到喇叭口形侧壁上方一定高度处的堰，所说堰与喇叭口形侧壁隔开并与之协同工作，在两者之间形成一向上排放含有渣料的废物料流的环状通道，一具有倾斜排放槽的洗矿槽与所说堰连接并从在所说喇叭口形侧壁上方一定高度处的堰向下向外延伸，用以排放所说泡沫；一由侧板构成的壳体，该壳体具有置于所说旋转浮选槽下面一定距离的一倾斜底板和一排放口，用于排放由渣料组成的废物料流，所说侧板具有一垂直壁，所说垂直壁环绕所说喇叭口形侧壁同轴设置，并间隔地置于其外侧，从而在所说侧壁和垂直壁之间形成一渣料容纳腔，该容纳腔与所说环形通道连通；一沿水平方向在堰和垂直壳壁之间延伸，并在所说洗矿槽和旋转浮选槽侧壁之间的一个位置上将堰连接在壳壁上的环状阻流板，以有助于使废物料流保持在所说环形通道和渣料容纳腔中。
10.根据权利要求9所述的浮选机，其特征在于，所说电机是一变速电机。
11.根据权利要求9所述的浮选机，其特征在于，所说矿浆供给管路具有一大体垂直的鼓泡部分，并且所说横向部分大体上在所说鼓泡部分和向下供给器之间水平延伸。
12.根据权利要求9所述的浮选机，其特征在于，所说旋转浮选槽具有一个大体上平的底部。
13.根据权利要求9所述的浮选机，其特征在于，所说浮选槽具有一凹形底部和一弧形侧壁。
14.一种回收细小颗粒的方法，其步骤包括将空气气泡喷入由细小颗粒构成的矿浆中，所说颗粒选自由矿物、金属、矿石和油组成的颗粒组中的颗粒；向下引导所说矿浆和气泡；对所说矿浆和气泡进行旋转、离心和浮起处理，以使矿浆分离成含有未浮起的渣料的废物料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫，该气泡携带着要被回收的颗粒的大部分；通过泡沫浮起回收所说富集有颗粒的泡沫；排放所说废物料流。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述喷入是由一鼓泡器对所述矿浆进行鼓泡和充气。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述矿浆在一碗形体中被离心处理。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述矿浆在一带有大体上平的底部和喇叭口形侧壁的旋转浮选槽中转动。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述矿浆和气泡在被向下引导以前大体上沿水平方向同时流动。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述矿浆在被喷入气泡之前向上流出。
全文摘要
本发明的带有一转筒的离心浮选机使用于可快速回收大量有价值细小颗粒有效分选方法。在该方法中,由细小颗粒构成的矿浆被喷入气泡,并向下通过一固定的向下供给器到达一带有旋转浮选槽的离心器。已充气的矿浆被离心分成一含有未浮起的渣料的废物料流和含有气泡的富集有颗粒的泡沫,该气泡携带着有价值的细小颗粒的大部分。泡沫在一泡沫浮选腔中进行泡沫分选处理。
文档编号B03D1/14GK1243043SQ9812024
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月29日 优先权日1998年7月29日
发明者丁健, 颜万泰, A·R·平德 申请人:英特－西提克环保技术公司