一种分区浮选系统的制作方法

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种分区浮选系统。

背景技术：

浮选法是最重要的界面分选方法，在多金属矿石的分离浮选、复杂矿石的综合利用、铁矿石浮选以及非金属矿石浮选等领域内均得到了广泛应用。各种浮选工艺的理论基础大体相同，即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性，使得矿粒会在液-气或水-油界面发生聚集现象。目前应用最广泛的是泡沫浮选法，包括以下流程：1)、矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。2)、向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。3)、调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。4)、矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒，随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。就目前的浮选工艺而言，

泡沫浮选法所使用的浮选机，按充气和搅拌方式的不同分为机械搅拌式和无机械搅拌式两大类。机械搅拌式浮选机使用最为久远，由选矿到选煤有近百年的历史，其可为浮选槽提供紊流环境，但缺点在于能耗大以及维修量大。无机械搅拌式浮选机又称充气式浮选机，采用泵为矿浆提供能量，通过矿浆的射流、碰撞分散，吸取足够的空气，缺点是需要配套的泵，且能耗大。同时，非机械搅拌式浮选机由于要保证足够的矿量流量和吸气量，使得浮选槽内流场常常过度紊流，会导致已经矿化的颗粒在上浮过程中脱落，从而影响浮选效果。是否能够寻求一种新型浮选系统，使其能具备更高的浮选效率及更好的浮选效果，在保证浮选质量的同时，亦可提升其浮选产量，从而更适合目前企业所需，是本领域一直存在的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单而实用的分区浮选系统，其具备结构紧凑、浮选效率高以及浮选效果好的优点，在保证浮选质量的同时，亦可提升其浮选产量，适于工业化运行。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种分区浮选系统，包括浮选槽以及用于向浮选槽内喷入矿浆与捕收剂的混合浆液的混合浆液喷入管，其特征在于：所述混合浆液喷入管的输出口水平向的贯穿浮选槽槽壁，以使得混合浆液可沿混合浆液喷入管管腔而水平喷入浮选槽槽腔内；浮选槽槽底处设置有一组以上的铅垂隔板，且铅垂隔板的布置高度低于混合浆液喷入管的输出口高度；所述铅垂隔板板面垂直混合浆液的喷射方向，从而将浮选槽槽底沿混合浆液的喷射方向而依序划分为两组以上的沉降区；各沉降区的底层处均设置一组用于向相应沉降区内输入气泡的气泡发生管，沿混合浆液的喷射方向，各组气泡发生管处出气孔的孔径逐渐减小；各沉降区所在的浮选槽槽底处均设置用于输出当前沉降区所沉降矿物颗粒的出料口。

优选的，本系统包括空气泵，空气泵的输出管连通各气泡发生管，空气泵的输入管向外延伸并分叉为第一分支管与第二分支管，第一分支管连通外部空气源，第二分支管连通起泡剂汽化组件；所述起泡剂汽化组件包括用于汽化起泡剂的耐高温药剂罐以及用于对耐高温药剂罐进行加热操作的加热装置，起泡剂由进泡管输入耐高温药剂罐内进行加热汽化，并经由所述第二分支管输出呈现汽化状态的起泡剂。

优选的，所述气泡发生管均包括连通空气泵输出管的主管段以及连通主管段且位于浮选槽槽腔内的板面水平布置的出气板；浮选槽外形呈开口朝上的四方槽状，所述出气板外形呈长方板状，出气板的上板面处密布所述出气孔。

优选的，本系统还包括用于暂存捕收剂的储药桶以及用于喷射矿浆的喷嘴；所述喷嘴的输入端连通矿浆泵入设备，喷嘴的输出端连通混合浆液喷入管的输入口；所述混合浆液喷入管的管身处径向贯穿设置侧向入口，所述侧向入口通过径向管而连通储药桶桶腔；径向管的连通储药桶桶腔的顶端管口处布置用于启闭该径向管的开关阀，而径向管管腔内沿捕收剂下落方向而依序设置上板面带有坎条的斜板；沿捕收剂下落方向，各相邻斜板均彼此交错，以使得捕收剂可沿上层斜板滑落后直接撞击到下层斜板板面处。

优选的，所述储药桶处设置有用于监控储药桶内捕收剂液面高度的超声波液位计，超声波液位计与开关阀一同连接plc。

优选的，所述混合浆液喷入管管腔内设置用于监控其管腔内压力的压力传感器，压力传感器的信号输出端连接所述plc。

优选的，所述混合浆液喷入管管壁处的压力传感器感应面安置位置与侧向入口所在位置彼此相对设置。

优选的，所述沉降区底面呈斜坡状，而出料口设置于各沉降区底面的最低点处。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明抛弃了传统的搅拌式出料或由上而下的喷射式出料的固有进料浮选方式，转而另辟蹊径的采用了侧向出料结构；本发明利用了混合浆液被喷射进入浮选槽槽腔后在自重下矿物颗粒的抛物下落特性，最终使其与不同沉降区内不同直径的气泡碰撞结合，进而实现了便捷化的分区浮选目的。具体而言，不同粒径的矿物颗粒在混合浆液喷入管的喷射力作用下落点不一，而不同落点处的沉降区内气泡发生管所产生的微泡的大小不一且对应该区域内的相应粒径的矿物颗粒，从而使得矿物颗粒在向相应沉降区下坠过程中会不断与相应直径的气泡碰撞结合，最终达到最大化的碰撞效果，其浮选效率及浮选效果均可得到有效保证。

综上，本发明以混合浆液喷入管的喷射力作为抛物动力，从而按照矿物颗粒粒径大小而自然分区，再利用气泡发生管所产生特定直径的气泡的向上浮力来主动碰撞处于下坠状态下的指定粒径的矿物颗粒，进而在确保混合浆液内矿物颗粒的松散状态的同时，又达到了提升矿物颗粒与气泡之间的碰撞率的目的。上述分区浮选的独特操作方式，显然更易于工业化使用，其在保证浮选质量的同时，亦可提升其浮选产量。

2)、在上述操作的基础上，本发明还包括了起泡剂汽化组件。具体而言，起泡剂在耐高温药剂罐内加热汽化，并经一个y形管道的其中一个分支管与浮选槽槽腔连接。y形管道的输出管构成正常的气泡发生管，而y形管道的两道分叉状的气泡输入管则分别构成第一分支管和第二分支管。由于起泡剂被预先汽化，由空气泵泵入气泡发生管后再进入浮选槽槽腔，此时起泡剂吸收矿物颗粒的方式，会是由气泡发生管形成的小气泡内部向气泡表面吸附；而正常情况下的液态起泡剂加入浮选槽槽腔时，起泡剂分子会由气泡外部向气泡表面吸附；两者截然不同，且显然本发明的吸附效果更佳。

3)、气泡发生管的设置目的，在于当混合浆液由混合浆液喷入管喷射至浮选槽槽腔内时，气泡发生管处产生的由下而上上浮的微泡会与混合浆液喷入管喷出的由上而下下坠的矿物颗粒碰撞结合，最终实现其高效浮选目的。本发明优选采用出气板结构，从而能依靠出气板上板面处密布的出气孔来达成密集性的微孔出泡目的。

4)、作为本发明的进一步优选方案，本发明的混合浆液形成的过程，是依靠将矿浆通过喷嘴直接喷入混合浆液喷入管后，再通过矿浆喷射产生的负压而引动储药桶内的捕收剂同步经由径向管吸入混合浆液喷入管内，最终达到向浮选槽槽腔内的混合喷射目的。多道彼此交错的带坎条的斜板，目的是为了使捕收剂跌落碰撞，以使得捕收剂在进入混合浆液喷入管前能最大化实现分散性，从而更易与矿浆相混合，其混合效率及混合效果均可得到有效保证。

5)、捕收剂存放在储药桶中，储药桶上方安装有超声波液位计，超声波液位计再与plc连接。实际操作时，矿浆通过喷嘴进入浮选槽槽腔，喷嘴的喷射作用会在其四周形成负压，设置在其旁边的压力传感器检测到负压值，plc根据负压值的大小控制开关阀的开启度，以便捕收剂进入混合浆液喷入管。由于压力值大小和喷射量有关，上述操作可使捕收剂的加入量和矿浆入料量对应，以达到混合比的最优化目的。与此同时，plc根据超声波液位计实时监测储药桶的液位，当液位低于设定值时，打开泵即可在线补充捕收剂。通过上述结构，本发明显然可应用于目前的半自动乃至全自动浮选流程中，其市场适应度极佳。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的a-a向剖视后的等比例放大图。

图示各结构与本发明的部件名称对应关系如下：

10-浮选槽11-铅垂隔板12-出料口

20-混合浆液喷入管

30-气泡发生管31-主管段32-出气板33-出气孔

41-空气泵41a-第一分支管41b-第二分支管

42-耐高温药剂罐43-加热装置

51-储药桶52-喷嘴53-径向管54-斜板55-开关阀

60-超声波液位计70-压力传感器

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-2，对本发明的具体实施例作以下进一步描述：

本发明的具体组成部分，分为三大模块，包括：浮选槽10、进液组件以及进气组件。其中：

浮选槽10外形参照图1-2所示，其包括开口朝上的四方槽状的槽体。浮选槽10的左侧槽壁处贯穿开设贯穿孔，贯穿孔处延伸出混合浆液喷入管20，以便进行混合浆液的喷入操作。沿混合浆液的喷射路径，以图1-2所示结构为例，在浮选槽10槽底处有左而右的分布有三块板面铅垂且彼此平行的铅垂隔板11。三组铅垂隔板11首尾均延伸并固接在浮选槽10的内侧槽壁和外侧槽壁处，从而使得三组铅垂隔板11划分浮选槽10槽底为四块沉降区。四块沉降区内均分别布置一组气泡发生管30，且四组气泡发生管30所产生的气泡的直径由左至右依次减小，以便适配指定粒径的矿物颗粒。

对于进液组件而言，如图1所示的，其包括由上而下依序设置的储药桶51、开关阀55、径向管53、斜板54及喷嘴52。与此同时，进液组件处还设置超声波液位计60及压力传感器70，以便搭配plc来实现对开关阀55的在线控制目的。实际操作时，捕收剂存放在储药桶51中，储药桶51上方安装有超声波液位计60，超声波液位计60再与plc连接。矿浆通过喷嘴52进入浮选槽10槽腔，喷嘴52的喷射作用会在其四周形成负压。多道彼此交错的带坎条的斜板54，目的是为了使捕收剂跌落碰撞，以使得捕收剂在进入混合浆液喷入管20前能最大化实现分散性，从而更易与矿浆相混合。设置在喷嘴52旁边的压力传感器70一旦检测到负压值，plc就会根据负压值的大小控制开关阀55的开启度。由于压力值大小和喷射量有关，从而使捕收剂的加入量和矿浆入料量对应。与此同时，plc根据超声波液位计60实时监测储药桶51的液位，当液位低于设定值，打开泵，即可自动化的补充捕收剂。

对于进气组件而言，其包括耐高温药剂罐42、加热装置43、第一分支管41a、第二分支管41b、空气泵41以及气泡发生管30。起泡剂在耐高温药剂罐42内加热汽化，并经第二分支管41b与空气泵41连接。而空气则经由如图1所示的第一分支管41a直接连通空气泵41，空气泵41的输出管则直接连通气泡发生管30。由于起泡剂被预先汽化，由空气泵41泵入气泡发生管30后再进入浮选槽10槽腔，此时起泡剂吸收矿物颗粒的方式，会是由气泡发生管30形成的小气泡内部向气泡表面吸附，其吸附效果更佳。而对于气泡发生管30，当其沿图2所示方向布置时，每组气泡发生管30上的出气孔33的孔径呈现由左至右逐渐减小的过程。更具体的说，当将图2所示的各个沉降区划分为第一沉降区、第二沉降区、第三沉降区及第四沉降区时，各沉降区处出气板32上出气孔33的孔径大小依次为：第一沉降区大于第二沉降区大于第三沉降区大于第三沉降区。上述具备不同孔径的出气孔33的气泡发生管30，对应于下坠而来的粒径不同矿物颗粒，从而实现其高效浮选效果。当然，实际操作时，各沉降区的数目可以更多。当矿浆从喷嘴52喷出后，将按照粒度进行分区，粒径最大的和密度最大的沉降快，因此将落在第一沉降区。粒径最小和密度最小的沉降慢，会落在最后一个区也即第四沉降区。而对于煤泥水来说，矿物颗粒粒径越大，含煤越多，越值得回收，因此，最左边两个沉降区的沉降至底部的颗粒将循环至入料端，也即矿浆泵入设备处，以便再次分选。右边两个沉降区的底部沉降物矿物颗粒粒径小，含煤少，回收性较差，直接进入下一环节即可。