本发明属于难选矿物浮选技术领域，具体是涉及一种难选矿物浮选系统及浮选工艺。
背景技术：
泡沫浮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(捕收剂)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混入或喷入矿浆，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，然后被排放或进行二次浮选。
目前现有的浮选装置对难浮矿物与捕收剂的混合多采用矿浆预处理器，结构繁琐、工艺复杂，在浮选装置内通过叶轮搅拌使捕收剂与矿浆充分混合，能耗较高，同时需要通过人工测量物料量再确定加药量，无法实现同步，容易出现加多、加少的问题，从而造成捕收剂的浪费或出现调浆效果差的现象。
技术实现要素：
为了避免和克服现有技术中出现的问题，本发明提供了一种难选矿物浮选系统及浮选工艺。本发明的系统结构简单，简化了浮选工艺流程，在能耗低的同时，能够使捕收剂的加药量与矿浆流量实现同步，进而有利于保证浮选效果。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种难选矿物浮选系统，包括入料机构、与所述入料机构连通的浮选机构、与所述浮选机构连通的尾矿收集机构、与所述浮选机构连通的精矿收集机构，所述入料机构包括入料运输管以及固设于所述入料运输管内的用于充分混合捕收剂与矿浆的调浆模块；该系统还包括与所述入料运输管连通的捕收剂加药机构，所述捕收剂加药机构处于入料机构的进料口与调浆模块之间，所述捕收剂加药机构中设置有用于改变加药量的捕收剂加药调节器，所述捕收剂加药调节器的调节量由所述入料机构中的矿浆流量决定；该系统还包括设置于所述浮选机构与调浆模块间的气泡发生装置，所述气泡发生装置与所述入料运输管连通。
优选的，所述捕收剂加药机构还包括捕收剂药箱以及用于连通入料运输管和捕收剂药箱的捕收剂加药管，所述捕收剂加药调节器固设于所述捕收剂加药管内，所述捕收剂加药机构固设于所述入料运输管的上方。
进一步优选的，所述捕收剂加药调节器包括弹簧、调节板、可伸缩的防水膜，所述弹簧的一端固连在捕收剂加药管上，另一端固连所述调节板，所述弹簧的伸缩方向沿着捕收剂加药管的径向设置，所述调节板的板面方向沿着捕收剂加药管的轴向设置，所述调节板向下伸入至入料运输管内，常态下所述调节板的远离弹簧的一侧板面通过弹簧的弹力作用与捕收剂加药管的内壁贴合，所述弹簧外套设有起到隔离作用的防水膜。
进一步优选的，所述调浆模块包括固设于入料运输管内的模块本体，所述模块本体采用与入料运输管内壁完全贴合的柱体构造，所述模块本体中设有多个间隔均匀分布的用于矿浆流通的通孔，多个所述通孔的中心线均与所述入料运输管的中轴线平行。
进一步优选的，所述气泡发生装置固设于所述入料运输管的上方，所述气泡发生装置包括起泡剂气化箱、加热装置、空气流入管、起泡剂药箱、起泡剂加药管以及用于连通所述入料运输管与起泡剂气化箱的进气管；所述起泡剂气化箱的底部呈倾斜状，所述进气管连接于所述起泡剂气化箱的呈倾斜状的底部上端处，所述起泡剂药箱通过起泡剂加药管连通于起泡剂气化箱的呈倾斜状的底部下端处，所述起泡剂加药管上设置有第一控制阀门，所述空气流入管固连于起泡剂气化箱上，所述空气流入管上设置有第二控制阀门，所述加热装置设置于起泡剂气化箱内；所述入料运输管内还设置有抽气装置，所述抽气装置紧邻所述进气管的进气口设置。
进一步优选的，所述抽气装置采用喷嘴，所述喷嘴处于调浆模块与进气管之间，所述进气管紧邻喷嘴的喷口端设置。
进一步优选的，所述浮选机构包括竖直设置的分选槽，所述入料运输管连接于所述分选槽的侧面底端处，所述分选槽的底部呈上倾状，所述入料运输管与分选槽的呈倾斜状的底部下端相连；所述分选槽底部的临近入料运输管处固设有排料管，所述排料管上设置有第三控制阀门；所述精矿收集机构设置于所述分选槽的顶部；所述尾矿收集机构设置于所述分选槽的呈倾斜状的底部上端处。
进一步优选的，所述尾矿收集机构包括固设于分选槽内的挡板、尾矿收集管、与所述尾矿收集管连通的尾矿溢流管、固设于所述尾矿溢流管内的整流模块；所述尾矿收集管连接于分选槽的呈倾斜状的底部上端处，所述挡板与所述分选槽的底部上端之间形成所述尾矿收集管的进料端口；所述尾矿溢流管向上设置，所述尾矿溢流管的顶部固设有溢流堰，所述整流模块由多个紧密相连的整流管组成，多个所述整流管的轴向均与尾矿溢流管的轴向平行；所述尾矿收集管的出料端口固连有尾矿排放管，所述尾矿排放管上设置有第四控制阀门。
进一步优选的，多个所述整流管的截面形状采用等面积的正方形。
一种所述的难选矿物浮选系统的浮选工艺，包括如下步骤：
s1、打开加热装置使起泡剂气化箱预热；
s2、打开入料泵，使矿浆进入入料运输管，再打开第一控制阀门、第二控制阀门，开始工作；
s3、将浮选精矿通过所述精矿收集机构溢流收集，浮选尾矿粗颗粒低灰分底流通过所述尾矿排放管进入二次浮选作业，浮选尾矿高灰分细颗粒通过所述溢流堰溢流进入浓缩作业；
s4、结束工作，先停止入料泵，再关闭第一控制阀门、第二控制阀门以及加热装置；
s5、打开第三控制阀门使分选槽中的残余尾矿进入二次浮选作业。
本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：
(1)本发明在与入料运输管连通的捕收剂加药机构中设置有捕收剂加药调节器，所述捕收剂加药调节器的调节量由所述入料机构中的矿浆流量决定，从而使得捕收剂的加药量与矿浆流量呈线性关系，捕收剂加药量的多少随着矿浆流量的变化而自动调整，以致于捕收剂的加药量与矿浆流量实现同步，进而能够避免因出现捕收剂加多了而造成捕收剂的浪费或因出现捕收剂加少了而导致调浆效果不好的现象，相比于传统的人工添加捕收剂来说，效率更高、效果更好；另外通过调浆模块的设置，自行使得矿浆与捕收剂充分混合，相比于传统的通过叶轮搅拌使得矿浆与捕收剂混合的方式来说，结构更加简单，没有多余的能耗产生，设计简单合理，保证调浆效果的同时简化了工艺流程，为取得好的浮选效果打下了坚实的基础。
(2)本发明中所述捕收剂加药机构固设于所述入料运输管的上方，从而使得在有矿浆流入时，处于捕收剂药箱内的捕收剂在自身重力下就可添加到矿浆中，无需借助外力，构造简单且实用。
(3)本发明中所述捕收剂加药调节器由弹簧、固连在弹簧一端的调节板、套设在弹簧外的可伸缩的防水膜组成，常态下所述调节板的远离弹簧的一侧板面通过弹簧的弹力作用与捕收剂加药管的内壁贴合，进而阻止捕收剂下落到入料运输管内，工作时在矿浆的冲击力下，调节板压缩弹簧，捕收剂下落进入入料运输管内，矿浆流量越大，冲击力越大，弹簧被压缩的越多，捕收剂加入的也就越多(所述弹簧的弹性系数是根据矿浆的浓度事先设定好的)，以致于能够实现捕收剂加药量与矿浆流量的同步。由以上所述可知，所述捕收剂加药调节器的结构简单、易于生产制作，便于批量性生产，不易被矿浆腐蚀损坏，实用性强且易于实现捕收剂加药量的自动调整。
(4)所述调浆模块包括与入料运输管内壁完全贴合的呈柱体构造的模块本体，所述模块本体中设有多个间隔均匀分布的用于矿浆流通的通孔，从而使得在矿浆与捕收剂混合后流入至调浆模块时，调浆模块收缩矿浆的过流断面，增加矿浆的剪切力，进而达到自行搅拌的效果，以便于实现矿浆与捕收剂的充分混合，整个过程无需借助外力，构造简单的同时能够保证调浆效果，应用价值高。
(5)本发明中起泡剂的添加能够促使空气在被吸入矿浆后形成气泡，而通过加热装置的使用使得起泡剂成为气态后与空气混合有利于提高气泡形成后的稳定性，这均有利于矿浆中精矿颗粒在气泡表面的吸附，以达到提高浮选效率的目的；所述起泡剂气化箱的底部呈倾斜状，以致于在经过一次浮选工作后，起泡剂气化箱内还能留有部分液态起泡剂，从而使得在下一次浮选工作开始后矿浆一开始吸入的空气就含有起泡剂，这进一步提高了浮选效率。
(6)所述浮选机构中的分选槽的底部不管是设置成下倾状还是水平状，均会使得矿浆中的尾矿颗粒在矿浆的冲击力下四处发散，从而不利于尾矿的收集。正因为上述原因本发明将分选槽的底部设计成上倾状，以致于在进行浮选工作时，在矿浆的冲击力下，吸附有精矿颗粒的气泡更加容易上浮，同时沉入矿浆中的尾矿颗粒能够集中流入至尾矿收集机构中，这均有利于提高浮选工作的浮选效率。
(7)本发明中所述挡板的设置一方面阻止了含有尾矿颗粒的矿浆上流，另一方面也避免外界环境对精矿分离造成干扰。另外，传统的浮选装置通常将浮选出的尾矿直接输送至二次浮选机，这不但增加了药剂消耗，而且效率低下。本发明的尾矿收集机构利用水力分级原理采用尾矿分级收集，通过整流模块的设置使得上升水流变成层流状态，从而使得粗颗粒矿物由尾矿排放管排出再进入二次浮选机，细颗粒矿物通过整流模块溢流入溢流堰中；并且通过尾矿排放管上的第四控制阀门的调节，能够调节分级粒度，所述第四控制阀门开启的越小，上升水流的速度越快流量越大，溢流出去的尾矿颗粒越粗，反之亦然。由上述可知，本发明通过对尾矿进行分级收集，从而达到提高二次浮选效率，节省药剂的目的。
(8)本发明中多个所述整流管的截面形状采用等面积的正方形，是因为采用正方形管束时，各管束间的水流速度差较小，但平均沿程损失更大，流场分布更加均匀平稳，更有利于尾矿颗粒的准确分级。
(9)本发明的工艺流程简单，易于掌握，具备浮选效率高、能耗低、可操作性强的特点。
附图说明
图1为本发明中浮选系统的系统结构简图；
图2为本发明中捕收剂加药机构工作时的状态示意图；
图3为本发明中调浆模块的截面图；
图4为本发明中整流模块的结构示意图。
附图标记的含义如下：
10-入料机构11-入料运输管12-调浆模块121-模块本体
122-通孔13-抽气装置20-浮选机构21-分选槽22-排料管
30-尾矿收集机构31-挡板32-尾矿收集管33-尾矿溢流管
34-整流模块341-整流管35-溢流堰36-尾矿排放管37-隔板
40-精矿收集机构50-捕收剂加药机构51-捕收剂加药调节器
511-弹簧512-调节板513-防水膜52-捕收剂药箱
53-捕收剂加药管60-气泡发生装置61-起泡剂气化箱
62-加热装置63-空气流入管64-起泡剂药箱65-起泡剂加药管
66-进气管71-第一控制阀门72-第二控制阀门73-第三控制阀门
74-第四控制阀门
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、2所示，一种难选矿物浮选系统，包括入料机构10、与所述入料机构10连通的浮选机构20、与所述浮选机构20连通的尾矿收集机构30、与所述浮选机构20连通的精矿收集机构40，所述入料机构10包括与入料泵连通的入料运输管11以及固设于所述入料运输管11内的用于充分混合捕收剂与矿浆的调浆模块12；该系统还包括与所述入料运输管11连通的捕收剂加药机构50，所述捕收剂加药机构50处于入料机构10的进料口与调浆模块12之间，所述捕收剂加药机构50中设置有用于改变加药量的捕收剂加药调节器51，所述捕收剂加药调节器51的调节量由所述入料机构10中的矿浆流量决定；该系统还包括设置于所述浮选机构20与调浆模块12间的气泡发生装置60，所述气泡发生装置60与所述入料运输管11连通。
如图1、2所示，所述捕收剂加药机构50还包括捕收剂药箱52以及用于连通入料运输管11和捕收剂药箱52的捕收剂加药管53，所述捕收剂加药调节器51通过可拆卸连接方式固设于所述捕收剂加药管53内，所述捕收剂加药机构50也通过可拆卸连接方式固设于所述入料运输管11的上方。
如图1、2所示，所述捕收剂加药调节器51包括弹簧511、调节板512、可伸缩的防水膜513，所述弹簧511的一端固连在捕收剂加药管53上，另一端固连所述调节板512，所述弹簧511的伸缩方向沿着捕收剂加药管53的径向设置，所述调节板512的板面方向沿着捕收剂加药管53的轴向设置，所述调节板512向下伸入至入料运输管11的中上部，常态下所述调节板512的远离弹簧511的一侧板面通过弹簧511的弹力作用与捕收剂加药管53的内壁贴合，所述弹簧511外套设有起到隔离作用的防水膜513。常态下所述调节板512与捕收剂加药管53的内壁贴合，进而阻止捕收剂下落到入料运输管11内；工作时在矿浆的冲击力下，调节板512压缩弹簧511，捕收剂下落进入入料运输管11内，矿浆流量越大，冲击力越大，弹簧511被压缩的越多，捕收剂加入的也就越多，所述弹簧511的弹性系数是根据矿浆的浓度事先设定好的(矿浆浓度越高，弹簧511的弹性系数越小)，以确保添加的捕收剂的药剂量满足达到理想调浆效果的需求量；并且所述捕收剂加药调节器51中的弹簧511是可以拆卸更换的，一般情况下，一个浮选装置的浮选对象即矿浆的浓度是不会变的，倘若在进行浮选工作时遇到改变浓度后的矿浆，也可以通过更换对应该浓度的弹性系数的弹簧511，以致于能够实现捕收剂加药量与矿浆流量的同步。矿浆对调节板512的冲击力与矿浆流量呈正比，矿物入料量和矿浆流量、矿浆浓度呈正比，故矿浆浓度越大，在相同矿浆流量时，矿物入料量越大，需要加入的捕收剂量就越大，在实际应用中根据一定浓度的矿浆确定实际需要捕收剂的加药量，从而确定弹簧511的压缩长度，进而确定弹簧511的弹性系数。
如图1、3所示，所述调浆模块12包括固设于入料运输管11内的模块本体121，所述模块本体121采用与入料运输管11内壁完全贴合的柱体构造，所述模块本体121中设有多个间隔均匀分布的用于矿浆流通的通孔122，多个所述通孔122的中心线均与所述入料运输管11的中轴线平行，多个所述通孔122的截面形状采用等面积的圆形。通过这样的设置使得矿浆与捕收剂混合后流入至调浆模块12时，调浆模块12收缩矿浆的过流断面，增加矿浆的剪切力，进而达到自行搅拌的效果，以便于实现矿浆与捕收剂的充分混合，整个过程无需借助外力，构造简单的同时能够保证调浆效果，应用价值高。
如图1所示，所述气泡发生装置60固设于所述入料运输管11的上方，所述气泡发生装置60包括起泡剂气化箱61、加热装置62、空气流入管63、起泡剂药箱64、起泡剂加药管65以及用于连通所述入料运输管11与起泡剂气化箱61的进气管66；所述起泡剂气化箱61的底部呈倾斜状，所述进气管66连接于所述起泡剂气化箱61的呈倾斜状的底部上端处，所述起泡剂药箱64通过起泡剂加药管65连通于起泡剂气化箱61的呈倾斜状的底部下端处，所述起泡剂加药管65上设置有第一控制阀门71，所述空气流入管63固连于起泡剂气化箱61上，所述空气流入管63上设置有第二控制阀门72，所述加热装置62设置于起泡剂气化箱61内；所述入料运输管11内还设置有抽气装置13，所述抽气装置13采用与入料运输管11固接的喷嘴，所述喷嘴处于调浆模块12与进气管66之间，所述进气管66紧邻喷嘴的喷口端设置。另外，所述起泡剂气化箱61的呈倾斜状的底部构造也可以设计成其他能够储存一定液态起泡剂的形状构造，而不是仅仅局限于倾斜状构造。
如图1所示，所述浮选机构20包括竖直设置的分选槽21，所述入料运输管11连接于所述分选槽21的侧面底端处，所述分选槽21的底部呈上倾状，所述入料运输管11与分选槽21的呈倾斜状的底部下端相连，所述分选槽21底部的上倾导流方向顺着入料运输管11中矿浆的来料方向；所述分选槽21底部的临近入料运输管11处固设有排料管22，所述排料管22上设置有第三控制阀门73；所述精矿收集机构40设置于所述分选槽21的顶部，所述精矿收集机构40包括固连于分选槽21顶部一侧的精矿收集槽以及设置于所述精矿收集槽上方的消泡装置；所述尾矿收集机构30设置于所述分选槽21的呈倾斜状的底部上端处。
如图1、4所示，所述尾矿收集机构30包括固设于分选槽21内的挡板31、尾矿收集管32、与所述尾矿收集管32连通的尾矿溢流管33、固设于所述尾矿溢流管33内的整流模块34；所述尾矿收集管32向下设置且连接于分选槽21的呈倾斜状的底部上端处，所述挡板31水平设置，所述挡板31的设置高度略高于所述尾矿收集管32进料端口的设置高度，所述挡板31的板面覆盖所述尾矿收集管32的进料端口；所述尾矿溢流管33向上设置，所述尾矿溢流管33的顶部固设有溢流堰35，所述整流模块34由多个紧密相连的整流管341组成，多个所述整流管341的轴向均与尾矿溢流管33的轴向平行；所述尾矿收集管32的出料端倾斜向下且其出料端口处固连有尾矿排放管36，所述尾矿排放管36上设置有第四控制阀门74。所述尾矿收集机构30利用水力分级原理形成尾矿分级收集，通过整流模块34的设置使得上升水流变成层流状态，从而使得粗颗粒矿物由尾矿排放管36排出再进入二次浮选机，细颗粒矿物通过整流模块34溢流入溢流堰35中；并且通过尾矿排放管36上的第四控制阀门74的调节，能够调节分级粒度，所述第四控制阀门74开启的越小，上升水流的速度越快流量越大，溢流出去的尾矿颗粒越粗，反之亦然。如图1所示，本实施例中，通过在一个大的管体内设置隔板37从而形成尾矿收集管32与尾矿溢流管33，方便实用。
如图4所示，多个所述整流管341的截面形状采用等面积的正方形，从而使得各管束间的水流速度差较小，但平均沿程损失更大，流场分布更加均匀平稳，更有利于尾矿颗粒的准确分级。
下面结合浮选工作的具体过程对本浮选系统做进一步详细说明：
通过入料泵将矿浆打入入料运输管11，在矿浆的冲击力下，调节板512压缩弹簧511，捕收剂下落进入入料运输管11，矿浆流量越大，冲击力越大，调节板512压缩越多，捕收剂加入越多，实现捕收剂加药量与矿浆流量呈线性关系，自动调整；矿浆与捕收剂混合进入调浆模块12，调浆模块12收缩矿浆的过流断面，增加矿浆的剪切力，实现矿浆与捕收剂充分混合，再进入喷嘴形成射流，在喷嘴的喷口处形成低压；起泡剂和空气进入起泡剂气化箱61后，起泡剂在高温下形成气态，在喷嘴处的低压环境下，气态起泡剂和空气混合后被吸入矿浆中，并溶解在矿浆里形成微细气泡(精矿吸附在气泡表面)，矿浆进入分选槽21后，压力减小，溶解在矿浆中的气泡析出形成稳定的气泡并上浮溢流入精矿收集槽内，消泡装置消除气泡收集精矿；尾矿无法上浮，在射流的冲击力下沿分选槽21的底部进入尾矿收集机构30，在尾矿收集机构30中分级，粗颗粒矿物由尾矿排放管36排出，细颗粒矿物通过整流模块34并随着上升水流溢入溢流堰35内。
另外需要加以说明的是，本发明中的捕收剂加药机构50和调浆模块12也可以分开应用形成新的浮选装置，比如说在传统的通过叶轮搅拌混合捕收剂与矿浆的浮选装置内添加所述捕收剂加药机构50或者在人工添加捕收剂的浮选装置内用所述调浆模块12取代矿浆预处理器(搅拌叶轮)，类似于这样的实施例均是通过本发明变形得来的，是在没有做出创造性劳动前提下所获得的。
实施例2
所述的一种难选矿物浮选系统的浮选工艺，包括如下步骤：
s1、打开加热装置62使起泡剂气化箱61预热；
s2、打开入料泵，使矿浆进入入料运输管11，再打开第一控制阀门71、第二控制阀门72，开始工作；
s3、将浮选精矿通过所述精矿收集机构40溢流收集并通过管道进入下道工序，浮选尾矿粗颗粒低灰分底流通过所述尾矿排放管36进入二次浮选作业，浮选尾矿高灰分细颗粒通过所述溢流堰35溢流进入浓缩作业；
s4、结束工作，先停止入料泵，再关闭第一控制阀门71、第二控制阀门72以及加热装置62；
s5、打开第三控制阀门73使分选槽21中的残余尾矿进入二次浮选作业。
本浮选工艺能够使得所述起泡剂气化箱61在正式进入浮选工作前处于高温环境，便于后续进入的液态起泡剂迅速气化；另外还能促使起泡剂气化箱61内残余的液态起泡剂气化与空气混合，从而使得在浮选工作开始后矿浆一开始吸入的空气就含有起泡剂，这均有利于提高浮选工作的浮选效率；本浮选工艺的工艺流程简单，易于掌握，具备浮选效率高、能耗低、可操作性强的特点。