专利名称：高效回收微细粒矿物的浮选机的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到矿物加工设备领域以及污染物处理领域，特指一种浮选机。
背景技术：
目前，机械搅拌浮选机已广泛应用于矿产资源的分选与利用，根据现有浮选机的吸气方式不同可以分两大类自吸气机械搅拌浮选机和充气式机械搅拌浮选机。这两种浮选机的分选区域下部设有定子和转子，利用电动机和相应的机械传动机构驱动转子高速旋转，使矿浆悬浮和分选，并使空气分散成气泡，矿浆和气泡在定子和转子形成的空间内有效矿化。由于机械搅拌浮选机的转子和定子可产生直径较大的气泡并形成强紊流环境，有利于P8tl > 19 μ m以上的矿物颗粒的浮选，而对于P8tl < 19 μ m的微细矿物颗粒的浮选，机械搅拌式浮选机难以高效回收，导致大量已经单体解离的微细矿物颗粒损失在尾矿中。
因此，利用加压矿浆和“气穴_空化”技术产生的微气泡相结合的可用于回收微细矿物颗粒的浮选机得到了广泛研究，并产生了一些浮选装备1、设备未设置中矿返回结构单元，不能使没有有效矿化的微细矿物颗粒再次矿化，导致回收率有所下降；2、设备设置中矿循环结构单元①采用专用的气体发生器或者采用专用混合器产生微气泡，利用压缩空气和中矿，再用喷嘴喷入浮选柱进行静态分选，这种方式，设备制造工艺较为复杂，运行成本较高；②设备采用喷嘴和下导管的方式释放中矿矿浆并自吸入空气，可称为管流矿化，矿浆矿化效率高，但是这种方式矿浆向下喷射，已经有效矿化的矿物颗粒被新喷入的矿浆下压，增加已矿化矿物颗粒向上浮选的时间，且浮选不均勻；③设备采用切向给入中矿方式， 在浮选柱柱体下部形成旋流力场，在中上部形成静态分选区域，进行浮选。这种方式对中矿加压的矿浆压强要求较高，且设备在垂直方向上分为旋流和静态分选两段，使其柱体高度较高，增加设备成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的技术问题，提供一种结构简单、节约能源、能增加矿浆中微细粒矿物颗粒的浮选速率、提高回收率和精矿品位、使用寿命长、可用于微细粒矿物的高效浮选回收的浮选机。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案 一种高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于包括分选槽、原矿给入单元、中矿循环系统以及设于所述分选槽底部的尾矿排泄单元，所述中矿循环系统包括依次相连的中矿收集单元、矿浆收集池、中矿循环管道和矿浆释放装置，所述矿浆释放装置包括喷射方向朝向所述分选槽顶部开口的喷嘴以及装设于所述分选槽内的下导管，所述下导管套设于所述喷嘴上，所述下导管上设有空气自吸入单元，所述喷嘴通过所述中矿循环管道与所述矿浆收集池连通，所述下导管的末端设有矿浆释放单元，所述矿浆释放单元的矿浆出口方向朝上。
作为本发明的进一步改进 所述矿浆释放单元包括导流体以及开设于导流体上的一个矿浆入口和一个以上的矿浆出口，所述矿浆入口与下导管的底端相连通，所述矿浆出口均通过连通腔与所述矿浆入口连通。
所述连通腔上与矿浆入口连通的一端高于与矿浆出口连通的一端。
所述中矿收集单元为一无底中空锥体，所述锥体的大口径端朝下，所述锥体的小口径端通过中矿收集管道与所述矿浆收集池连通。
所述中矿收集管道上设有液位控制系统，所述液位控制系统包括电动调节阀、液位控制单元、以及用来检测所述分选槽中液面高度的超声波液位计，所述超声波液位计的输出端与所述液位控制单元的输入端相连，所述液位控制单元的输出端与所述电动调节阀相连，所述电动调节阀装设于所述中矿收集管道上。
所述中矿收集管道为水平直管，所述水平直管与所述锥体的侧壁相连通，或者所述中矿收集管道为弯折管，所述弯折管与所述锥体的顶部相连通。
所述原矿给入单元与所述矿浆收集池相连通，或所述原矿给入单元与分选槽相连通且所述原矿给入单元的出口端位于矿浆释放单元的上方。
所述中矿循环管道上设有矿浆增压装置，所述中矿循环管道中矿浆压强值的范围为 0. 06MPa 0. 14MPa。
所述分选槽的上方罩设有泡沫溢出单元，所述泡沫溢出单元上开设有一个以上开口向下的泡沫溢出口。
所述泡沫溢出单元内设有泡沫淋洗单元，所述泡沫淋洗单元的喷淋方向朝下。
与现有技术相比，本发明的优点在于 1、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，结构简单，采用中矿加压的中矿循环方式，并在分选槽的上部利用喷嘴向下的下导管内喷射实现管流矿化，并通过具有矿浆出口向上的矿浆释放单元将下导管中的矿浆由下向上释放到分选槽中，可减少已矿化微细粒矿物的上浮时间，进而增大了微细矿物颗粒的浮选速度常数，提高了微细粒矿物的浮选速率，并可提高精矿品位和回收率，有利于微细粒矿物的高效浮选回收。
2、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，中矿收集单元设在分选槽的下部内且开口朝下，可将中矿收集区域与浮选区域相对分隔开来；中矿收集单元为的无底中空锥体， 锥体的的大口径端朝下，既可以减弱中矿收集时对分选槽内的分选区域产生的不利影响， 同时可避免设备故障或突然停电时矿浆堵塞中矿循环系统。
3、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，结构简单，原矿给入单元的矿浆出口端设于矿浆收集池内，使原生矿浆与中矿相互混合，混合矿浆经过矿浆泵增压后，集中从喷嘴处喷出；其喷嘴尺寸更大，更利于耐磨层的设计制造，设备的使用寿命更长。
4、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，原矿给入单元的原矿出口端位于矿浆释放单元上方，使原生矿浆与中矿循环系统产生的微气泡接触、碰撞，产生逆流矿化，可与下导管中的管流矿化相结合，增大了微细粒矿物与微气泡的碰撞、黏附的概率，并能使可浮性好的矿物颗粒及时快速上浮，提高浮选速率和回收率。
5、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，中矿循环管道中的矿浆压强范围为 0. 06MPa 0. 14MPa，压强要求较低，可节约能源。
6、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，在分选槽上方设置泡沫淋洗单元和泡沫溢出单元，可利用泡沫淋洗水强化“泡沫的二次富集”作用，有利于减少微细粒脉石矿物的夹杂，提高精矿品位；同时，其泡沫溢出单元开设有一个以上开口向下的泡沫溢出口，其泡沫溢出速度更快，可减小分选槽上方的泡沫高度，进而降低分选槽的设计高度，降低设备成本。
7、本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，设置液位控制系统，通过调节中矿循环量大小的方式，来实现浮选装备分选槽的液位高度调节，进而调节泡沫层厚度，可有效控制泡沫层厚度，避免泡沫层厚度过高导致回收率降低；或者泡沫层厚度过低导致泡沫产品品位下降。调节过程中能保持排泄的尾矿量基本稳定，为下一工序创造了稳定的给矿条件， 从而提高了整个系统的稳定性。
图1是本发明具体实施例1的结构示意图； 图2是本发明具体实施例1的矿浆释放单元的剖面结构示意图； 图3是本发明具体实施例1的中矿收集单元的剖面结构示意图； 图4是本发明具体实施例2的结构示意图； 图5是本发明具体实施例2的矿浆释放单元的剖面结构示意图； 图6是本发明具体实施例2的中矿收集单元的剖面结构示意图； 图例说明 1、分选槽；2、原矿给入单元；3、中矿循环系统；31、中矿收集单元；311、中矿收集管道；32、中矿循环管道；33、矿浆释放装置；331、喷嘴；332、下导管；333、矿浆释放单元； 3331、导流体；3332、矿浆入口 ；3333、矿浆出口 ；3334、连通腔；334、空气自吸入单元；34、矿浆收集池；35、矿浆增压装置；351、矿浆泵；352、压力监测单元；4、泡沫淋洗单元；5、泡沫溢出单元；51、泡沫溢出口 ；6、液位控制系统；61、电动调节阀；62、液位控制单元；63、超声波液位计；631、浮球；7、尾矿排泄单元。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1 如图1所示，本发明的高效回收微细粒矿物的浮选机，包括分选槽1、原矿给入单元2、中矿循环系统3以及设于分选槽1底部的尾矿排泄单元7，中矿循环系统3包括依次相连的中矿收集单元31、矿浆收集池34、中矿循环管道32和矿浆释放装置33，矿浆释放装置33包括喷射方向朝向分选槽1顶部开口的喷嘴331以及装设于分选槽1内的下导管332，下导管332套设于喷嘴331上，下导管332上设有空气自吸入单元334，喷嘴331 通过中矿循环管道32与矿浆收集池34连通，下导管332的末端的设有矿浆释放单元333， 矿浆释放单元333的矿浆出口 3333方向朝上。
本实施例中，如图1、图2、图3所示，矿浆释放单元333包括导流体3331以及开设于导流体3331上的一个矿浆入口 3332和一个以上的矿浆出口 3333，矿浆入口 3332与下导管332的底端相连通，矿浆出口 3333均通过连通腔3334与矿浆入口 3332连通。连通腔 3334上与矿浆入口 3332连通的一端高于与矿浆出口 3333连通的一端。可以减小矿浆在矿浆释放单元333内受到的阻力，使喷嘴331的喷射压力要求更低。
中矿收集单元31为一无底中空锥体，锥体的大口径端朝下，锥体的小口径端通过中矿收集管道311与矿浆收集池34连通。锥体形状能减弱中矿收集时对分选槽1内的分选区域产生的不利影响，同时可避免设备故障或突然停电时矿浆堵塞中矿循环系统3。
中矿收集管道311为弯折管，弯折管与中矿收集单元31锥体的顶部相连通。
原矿给入单元2与分选槽1相连通且原矿给入单元2的出口端位于矿浆释放单元 333的上方。原生矿浆从上方给入，与矿浆释放单元333释放出的微气泡逆流矿化，可与下导管332中的管流矿化相结合，使可浮性好的矿物颗粒及时快速上浮，并增大了微细粒矿物与微气泡的碰撞、黏附的概率，可提高浮选速率，并提高回收率。
中矿循环管道32上设有矿浆增压装置35，矿浆增压装置35包括与矿浆收集池34 相连的矿浆泵351、以及设于喷嘴331上方的压力监测单元352，中矿循环管道32中矿浆压强值的范围为0. 06MPa 0. HMPa0压力监测单元352与喷嘴331最上端之间的距离为 50mm 300mm。
分选槽1是中空的长方体、圆柱体、或U形柱体。喷嘴331的数量为一个，空气自吸入单元334和下导管332设置于分选槽1的垂直中心线的正上部。其产生的微气泡经矿浆释放单元释放后在分选槽中分散更均勻，与矿物颗粒的碰撞、黏附概率增大，可提高浮选效率。喷嘴331由耐磨材料制成。实际使用时，空气自吸入单元334和下导管332按浮选机的生产能力可以设计成两组，一组正常生产，一组备用，可提高设备的运转率。
分选槽1的上方罩设有泡沫溢出单元5，泡沫溢出单元5上开设有一个以上开口向下的泡沫溢出口 51。其泡沫溢出速度更快，可减小分选槽上方的泡沫高度，进而降低分选槽的设计高度，降低设备成本。
泡沫溢出单元5内设有泡沫淋洗单元4，泡沫淋洗单元4的喷淋方向朝下。在实际使用中，对泡沫淋洗单元4设有水流量计、水量控制阀和出水孔的大小及形状进行合理布置，可利用泡沫淋洗水强化“泡沫的二次富集”作用，有利于减少微细粒脉石矿物的夹杂，提高精矿品位。
中矿收集管道311上设有液位控制系统6，液位控制系统6包括电动调节阀61、液位控制单元62、以及用来检测分选槽1中液面高度的超声波液位计63，超声波液位计63的输出端与液位控制单元62的输入端相连，所述液位控制单元62的输出端与电动调节阀61 相连，电动调节阀61装设于中矿收集管道311上。超声波液位计63包括一个可在气/液界面自由移动的配重浮球631。
本实施例工作时，原生矿浆通过原矿给入单元2给入，中矿通过矿浆泵351增压， 并采用射流技术通过喷嘴331将中矿矿浆喷射在下导管332中，其高速喷射时在下导管332 中产生负压区域，其压强范围为-0. 05KPa -10. OKPa,使下导管332上的空气自吸入单元334自吸入空气，使高速喷射的矿浆与自吸入的空气在下导管332内以强紊流的方式劈分空气，产生大量的粒径分布在100-600 μ m之间的微气泡，这些微气泡与微细矿物颗粒的高效碰撞、粘附，使微细矿物颗粒高效矿化；微气泡在矿物颗粒表面产生能增强微细矿物之间的团聚，增大微细矿物颗粒的憎水性，有益于微细矿物颗粒的上浮；同时减小了气泡的粒径，可以有效增加矿物颗粒的浮选速率常数，提高了微细粒矿物的浮选速率，并可提高精矿品位和回收率，有利于微细粒矿物的高效浮选回收。采用微细粒矿物在下导管332内高效矿化的管流矿化为主导的矿化方式，同时利用原生矿浆与微气泡的逆流矿化方式，增加微细矿物颗粒的碰撞概率；利用结构紧凑的下导管332和相对宽敞的分选槽1，使矿浆在矿化的过程中形成较强的“紊态矿化”区，使有用矿物与脉石矿物的分离又处于一个“相对静态” 的分选环境，有效减弱了脉石矿物的机械夹杂。
同时，超声波液位计63可通过浮球631在分选槽1内矿液液面及泡沫层中移动， 检测得到泡沫层厚度，液位控制单元62控制电动调节阀61动作，进而实现调节分选槽1内矿液液面高度和泡沫层的厚度。液位控制单元62采用PID控制或PLC可编程控制。通过调节中矿循环量大小的方式，来实现浮选装备分选槽1的液位高度调节，进而调节泡沫层厚度。与调节尾矿流量大小的液位控制方法相比，其调节过程中能保持排泄的尾矿量基本稳定，为下一工序创造了稳定的给矿条件，避免因尾矿量的变化导致整个浮选系统的波动， 提高了整个系统的稳定性。
对比试验1 本发明具体实施例1的浮选机与XFD机械搅拌浮选机的对比试验 某浮选尾矿含金为0. 6 0. 9克/吨，对其工艺矿物学研究表明，金主要以微细粒包裹赋存在黄铁矿中，尾矿细度为-200目75%左右，取这种含金浮选尾矿的工业现场样， 脱水干燥之后，试验室再进行研磨，使其细度为-200目90%。
分别采用本发明具体实施例1的浮选机与XFD机械搅拌浮选机进行了回收试验， 试验数据如表1所示。
表1本发明具体实施例1的浮选机与XFD机械搅拌浮选机对比试验数据
上述试验结果表明，本发明具体实施例1的获得的技术指标，较传统的XFD机械搅拌浮选机，其回收率提高3. 45个百分点，其精矿品位提高9. 74个百分点。
实施例2 如图4、图5、图6所示，本实施例的高效回收微细粒矿物的浮选机与实施例1的结构基本相同，区别仅在于原矿给入单元2与矿浆收集池34相连通，原矿给入单元2的矿浆出口 3333端设于矿浆收集池34内。使原生矿浆与中矿相互混合，混合矿浆经过矿浆泵351增压后，从喷嘴331处喷出，在下导管332内自吸入空气并矿化，中矿矿浆以向上的方式释放在分选槽1内，使已矿化的颗粒快速上浮。实际使用时，采用集中给矿的方式可以设计较大喷嘴331的直径，从而有益于喷嘴331的耐磨性设计。
如图5所示，矿浆释放单元333的结构与图2稍有不同，连通腔3334与下导管332 连通端与矿浆出口 3333连通端基本持平，也能实现本发明的目的；如图6所示，中矿收集单元31的结构与图3稍有不同，中矿收集管道311为水平直管，水平直管与中矿收集单元3 锥体的侧壁相连通。也能达到与实施例1同样的效果，并能使中矿进入管道更顺畅。
本实施例的其他结构以及工作原理均与实施例1相同，在此不再赘述。
对比试验2: 本发明具体实施例2的浮选机与XFD机械搅拌浮选机的对比试验 某微细粒赤铁矿/磁铁矿混合型实际矿石属于微细粒嵌布贫磁_赤铁矿石，根据该矿石工艺矿物学的要求，将其细磨至-400目98%才能使含铁矿物单体解离度达90% ； 取物料细度为-400目98%、入选品位TFe 48. 6 %的现场综合样，脱去絮凝剂之后，抑制剂用量375g/t，捕收剂用量125g/t，经过一段粗选作业，采用阳离子反浮选方案， 分别采用本发明具体实施例2的浮选机与XFD机械搅拌浮选机进行了回收试验，试验数据如表2所示 表2本发明具体实施例2的浮选机与XFD机械搅拌浮选机对比试验数据
试验结果表明，可以获得品位TFe 54. 38%、回收率73. 26%的铁粗精矿；而采用 XFD浮选机只能得到品位TFe 51. 04%、回收率66. 83%的铁粗精矿。可得，本发明的浮选机较XFD浮选机TFe品位提高3. 34个百分点，TFe回收率提高6. 43个百分点。
对比试验3: 采用本发明具体实施例1的浮选机与具体实施例2的浮选机的对比试验 某微细粒赤铁矿/磁铁矿混合型实际矿石属于微细粒嵌布贫磁_赤铁矿石，根据该矿石工艺矿物学的要求，将其细磨至-400目98%才能使含铁矿物单体解离度达90%。
取物料细度为-400目98%、入选品位TFe 48. 6 %的现场综合样，脱去絮凝剂之后，抑制剂用量375g/t，捕收剂用量125g/t，经过一段粗选作业，采用阳离子反浮选方案， 分别采用本发明具体实施例1的浮选机与具体实施例2的浮选机进行了浮选试验，试验数据如表3所示 表3本发明具体实施例1的浮选机与具体实施例2的浮选机对比试验数据
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试验结果表明，本发明具体实施例1的浮选机，采用逆流和管流矿化相结合的矿化方式，获得精矿品位稍高，回收率有所下降。而本发明具体实施例2的浮选机，主要采用管流矿化的矿化方式，获得的精矿品位稍低，回收率却有较大的增加，其回收率提高27. 45 个百分点，精矿品位仅下降2. 08个百分点。
通过对比试验1、2、3的试验结果可知，采用本发明的浮选机可用于回收回收微细粒矿物颗粒，并能提高回收率和精矿品位。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，例如中矿收集单元31 采用上小下大的空心半球体，应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于包括分选槽(1)、原矿给入单元 (2)、中矿循环系统(3)以及设于所述分选槽(1)底部的尾矿排泄单元(7)，所述中矿循环 系统(3)包括依次相连的中矿收集单元(31)、矿浆收集池(34)、中矿循环管道(32)和矿浆 释放装置(33)，所述矿浆释放装置(33)包括喷射方向朝向所述分选槽(1)顶部开口的喷 嘴(331)以及装设于所述分选槽(1)内的下导管(332)，所述下导管(332)套设于所述喷嘴 (331)上，所述下导管(332)上设有空气自吸入单元(334)，所述喷嘴(331)通过所述中矿 循环管道(32)与所述矿浆收集池(34)连通，所述下导管(332)的末端设有矿浆释放单元 (333)，所述矿浆释放单元(333)的矿浆出口(3333)方向朝上。
2.根据权利要求1所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述矿浆释放 单元(333)包括导流体(3331)以及开设于导流体(3331)上的一个矿浆入口(3332)和一 个以上的矿浆出口(3333)，所述矿浆入口(3332)与下导管(332)的底端相连通，所述矿浆 出口(3333)均通过连通腔(3334)与所述矿浆入口(3332)连通。
3.根据权利要求2所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述连通腔 (3334)上与矿浆入口(3332)连通的一端高于与矿浆出口(3333)连通的一端。
4.根据权利要求1或2或3所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述 中矿收集单元(31)为一无底中空锥体，所述锥体的大口径端朝下，所述锥体的小口径端通 过中矿收集管道(311)与所述矿浆收集池(34)连通。
5.根据权利要求4所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述中矿收集 管道(311)上设有液位控制系统(6)，所述液位控制系统(6)包括电动调节阀(61)、液位控 制单元(62)、以及用来检测所述分选槽(1)中液面高度的超声波液位计(63)，所述超声波 液位计(63)的输出端与所述液位控制单元(62)的输入端相连，所述液位控制单元(62)的 输出端与所述电动调节阀(61)相连，所述电动调节阀(61)装设于所述中矿收集管道(311) 上。
6.根据权利要求4所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述中矿收集 管道(311)为水平直管，所述水平直管与所述锥体的侧壁相连通，或者所述中矿收集管道 (311)为弯折管，所述弯折管与所述锥体的顶部相连通。
7.根据权利要求1或2或3所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述 原矿给入单元(2)与所述矿浆收集池(34)相连通，或所述原矿给入单元(2)与分选槽(1) 相连通且所述原矿给入单元(2)的出口端位于矿浆释放单元(333)的上方。
8.根据权利要求1或2或3所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述 中矿循环管道(32)上设有矿浆增压装置(35)，所述中矿循环管道(32)中矿浆压强值的范 围为 0. 06MPa 0. 14MPa。
9.根据权利要求1或2或3所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述 分选槽(1)的上方罩设有泡沫溢出单元(5)，所述泡沫溢出单元(5)上开设有一个以上开口 向下的泡沫溢出口(51)。
10.根据权利要求9所述的高效回收微细粒矿物的浮选机，其特征在于所述泡沫溢出 单元(5)内设有泡沫淋洗单元(4)，所述泡沫淋洗单元(4)的喷淋方向朝下。
全文摘要
本发明公开了一种高效回收微细粒矿物的浮选机，包括分选槽、原矿给入单元、中矿循环系统以及设于所述分选槽底部的尾矿排泄单元，所述中矿循环系统包括依次相连的中矿收集单元、矿浆收集池、中矿循环管道和矿浆释放装置，所述矿浆释放装置包括喷射方向朝向所述分选槽顶部开口的喷嘴以及装设于所述分选槽内的下导管，所述下导管套设于所述喷嘴上，所述下导管上设有空气自吸入单元，所述喷嘴通过所述中矿循环管道与所述矿浆收集池连通，所述下导管的末端设有矿浆释放单元，所述矿浆释放单元的矿浆出口方向朝上。本发明具有结构简单、节约能源、浮选速度快、能提高微细粒矿物的回收率和精矿品位等优点。
文档编号B03D1/14GK101844113SQ201010192809
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者黄光耀, 陈雯, 谢建国 申请人:长沙矿冶研究院