填充式浮选柱的制作方法

本发明涉及矿物浮选设备技术领域，特别涉及一种填充式浮选柱。

背景技术：

微细粒级矿物的浮选回收是现代矿物加工领域面临的重大科学难题之一。浮选柱，即浮游选矿柱的简称，是一种能完成颗粒矿物浮选过程的机械设备。加入药剂的矿浆，进入浮选柱后，通过浮选柱底部的气泡发生器，使其中某些颗粒浮着在气泡上，而其余部分则保留在矿浆中，最终通过不同出口排出，达到分离矿物颗粒的目的。相比较于在浮选过程中因不断剧烈搅拌产生高强度紊流的浮选机型设备，浮选柱内部不存在强烈的紊流场，更加有利于微细粒级矿物的浮选回收。此外，浮选柱还具有结构简单，重量轻，容积大，操作简便，运行费用低，浮选效率高，流程简单，易实现自动化等诸多特点，近年来越来越成为国内外的热点研究课题和广泛使用的浮选设备。但是，传统浮选柱存在内部流场分布不均匀，容易形成大范围的环流等现象，一般通过优化浮选柱的内部结构或者添加充填介质等措施可以缓解这一类问题。

中国专利zl200820158502.7发明了一种用于浮选柱气体弥散和控制流体的稳流隔板，作为填充介质设置在浮选柱内，一定程度上改善了浮选柱的流场环境，并很好地解决了充填介质易堵塞和占用体积的问题。该稳流隔板具有气体弥散和流体控制的双重优势，能改善浮选柱内的流场特征，减弱大范围环流等现象，进而可以提高微细粒级矿物的回收率。但是，查阅相关资料文献后发现包括此专利在内的、现有的用于优化流场的充填介质均以特定的方式固定在浮选柱内部特定位置，属于“静止”充填，而浮选过程中的气液固三相流体在设备内部并不是均匀分布的，具有“动态”的特性，现有的浮选柱无法对内部的流场进行很好的调控。由于流场特性对浮选柱的浮选效果有着很大的影响，因而仍具有进一步研究和改善的价值。

技术实现要素：

本发明提供了一种填充式浮选柱，其目的是为了改善现有的填充式浮选柱在调控浮选柱内的流场特征方面的不足。

为了达到上述目的，本发明提供了一种填充式浮选柱，包括:

浮选柱体，其特征在于，所述浮选柱体分为柱体上段、柱体中段和柱体下段，所述柱体上段、柱体中段和柱体下段之间相互连通；

其中，所述柱体上段设置为梯形结构，包括：

驱动电机，所述驱动电机设置在所述柱体上段的顶部，所述驱动电机通过一设置在所述柱体上段的支撑架支撑，所述驱动电机连接一传动轴，所述传动轴设置在所述浮选柱体内；

控制箱，所述控制箱设置在所述柱体上段的支撑架一侧，所述控制箱与所述驱动电机电连接；

精矿出口，所述精矿出口设置在所述柱体上段的底部侧壁上，所述梯形结构的最低点处；

所述柱体中段包括：

稳流调控装置，设置有多块水平稳流填充板，每块所述水平稳流填充板相互平行地套设在所述传动轴上，每块所述水平稳流板的中间均设置有一转动电机，所述转动电机通过设置在所述传动轴内的连接线与所述驱动电机电连接；

矿浆入口，所述矿浆入口设置在所述柱体中段的上部侧壁上，所述矿浆入口的位置高于设置在最上层的所述水平稳流填充板；

所述柱体下段包括：

空气入口，设置在所述柱体下段的侧壁上，所述空气入口与设置在所述柱体中段底部的气泡发生器通过一连通管连通；

尾矿出口，所述尾矿出口设置在所述柱体下段的底部，所述尾矿出口上设置有一尾矿阀。

其中，相邻两块所述水平稳流填充板中间的转动电机与所述驱动电机反向连接，带动相邻两块所述水平稳流填充板相互逆向转动。

其中，每个所述水平稳流填充板与所述传动轴的连接关系为位置可调式结构。

其中，每个所述水平稳流填充板的规格参数相同，所述规格参数包括孔间距，板高度和水平直径。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明所述的填充式浮选柱，通过设置在其中的多层具有稳流作用的水平填充板，来减弱浮选过程中的大范围环流，利于矿物的浮选。同时，通过相邻两个稳流填充板的逆向缓慢旋转，来降低矿物颗粒或者气泡的轴向运动速度，产生利于微细粒矿物浮选的小范围混合场，提高浮选指标。其中，可以根据不同矿石的性质来调整浮选柱的运行参数，包括稳流填充板的数量、规格、位置和自转转速，以适应不同的矿物浮选需求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的水平稳流填充板的俯视图。

【附图标记说明】

1-浮选柱体；2-驱动电机；3-支撑架；4-传动轴；5-控制箱；6-精矿出口；7-水平稳流填充板；8-转动电机；9-矿浆入口；10-空气入口；11-气泡发生器；12-尾矿出口；13-尾矿阀。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的填充式浮选柱在调控浮选柱内的流场特征方面的不足，提供了一种填充式浮选柱。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种填充式浮选柱，包括：浮选柱体1，其特征在于，所述浮选柱体分为柱体上段、柱体中段和柱体下段，所述柱体上段、柱体中段和柱体下段之间相互连通；其中，所述柱体上段设置为梯形结构，包括：驱动电机2，所述驱动电机2设置在所述柱体上段的顶部，所述驱动电机2通过一设置在所述柱体上段的支撑架3支撑，所述驱动电机2连接一传动轴4，所述传动轴4设置在所述浮选柱体1内；控制箱5，所述控制箱5设置在所述柱体上段的支撑架3一侧，所述控制箱5与所述驱动电机2电连接；精矿出口6，所述精矿出口6设置在所述柱体上段的底部侧壁上，所述梯形结构的最低点处；所述柱体中段包括：稳流调控装置，设置有多块水平稳流填充板7，每块所述水平稳流填充板7相互平行地套设在所述传动轴4上，每块所述水平稳流填充板7的中间均设置有一转动电机8，所述转动电机8通过设置在所述传动轴4内的连接线与所述驱动电机2电连接；矿浆入口9，所述矿浆入口9设置在所述柱体中段的上部侧壁上，所述矿浆入口9的位置高于设置在最上层的所述水平稳流填充板7；所述柱体下段包括：空气入口10，设置在所述柱体下段的侧壁上，所述空气入口10与设置在所述柱体中段底部的气泡发生器11通过一连通管连通；尾矿出口12，所述尾矿出口12设置在所述柱体下段的底部，所述尾矿出口12上设置有一尾矿阀13。

本发明所述的填充式浮选柱，由浮选柱基本结构和填充介质构成，矿浆从矿浆入口9进入浮选柱内，与通过气泡发生器11产生的气泡矿化，部分精矿随着气泡提升并从顶部的精矿出口6排出，而余下部分则随着矿浆从尾矿出口12排出。其中设置在浮选柱内的填充介质，是由多块水平稳流填充板7组成，每块所述水平稳流填充板7均套设在浮选柱中心的传动轴4上，来减弱浮选柱内的大范围环流，优化矿物的浮选。

其中，相邻两块所述水平稳流填充板7中间的转动电机8与所述驱动电机2反向连接，带动相邻两块所述水平稳流填充板7相互逆向转动，每个所述水平稳流填充板7套设在所述传动轴4的位置可以调整，每个所述水平稳流填充板7的规格参数相同，所述规格参数包括孔间距，板厚度和水平直径。

本发明所述的填充式浮选柱，通过相邻两块水平稳流填充板7的相互逆向转动，来产生小范围混合场，提高浮选指标。针对不同的矿粒，通过调整水平稳流填充板7的数量、规格、位置和自转转速等参数，形成不同的浮选柱内流场，适应不同的矿粒所需的浮选环境。

为了更加便于理解本发明涉及的的装置，下面结合具体的实施例进行更为清楚、完整的描述，其中浮选柱各参数的设置如下所示：

浮选柱的高度为3000mm，直径为300mm，水平稳流充填板7设置有三层，它们之间的间距均为400mm，所用水平稳流填充板7为同一规格，均采用不锈钢薄板制作，直径为280mm，高度为60mm，内部相邻薄板间距为35mm。

实施方式1：通过试验的方法，在实验室内进行了铝土矿实际矿石选矿试验，具体试验过程为：将2kg铝土矿磨矿至粒度-200，目占比90％(微细粒级别)，预先加药调浆后，经矿浆入口9以表观液速1cm/s的速度均匀给入浮选柱，此时空气以表观气速1.5cm/s通过空气入口10给入，经气泡发生器11产生萨德直径约为0.7mm的气泡群，与矿浆流逆向矿化浮选。通过控制箱5调节水平稳流充填板7的转速，使其低速转动。浮选作业结束后，收集泡沫精矿产品，过滤、烘干、称重、制样并分析。通过平行试验，考察了有无水平稳流填充板7和其自转速度对铝土矿浮选指标的影响，试验结果如表1所示。从试验结果可以看出，添加三层水平稳流充填板7能够提高精矿中铝的品位和回收率，同时对水平稳流充填板7施加低速转动，可以强化铝土矿的回收品质。不过，其转速需要限制在低速范围内，过大的转速会破坏浮选柱内适宜微细粒矿物浮选的“静态”流场环境，影响矿物回收。

表1：填充介质对铝土矿浮选指标的影响

实施方式2：通过计算机数值仿真模拟试验，在气液两相体系下研究了上述水平稳流填充板7对浮选柱流场的影响。仿真结果表明：安装有缓慢自转的水平稳流填充板7的浮选柱，与空柱浮选柱对比，其流场结构得到了显著改善。水平稳流填充板7能够明显减弱空气、水混合相的下降速度，增加了流体在浮选柱内的滞留时间。浮选柱在未填充时，会产生整个柱体范围内的环流，而通过水平稳流填充板7能够使此不利因素明显减弱。

在本说明书的描述中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。