一种可自动调节高度差的试验浮选柱联用系统及方法

1.本发明属于选矿领域，具体为一种可自动调节高度差的试验浮选柱联用系统及方法。


背景技术：

2.浮选柱因具有投资小、占地面积小、结构简单、分选效率高等优点，已经在有色金属矿、煤矿、非金属矿等资源回收利用过程中得到了广泛的应用。通常，为了达到选矿厂设备选型、浮选工艺调整、药剂制度改善以及经济核算等目的，须采用实验室小型浮选柱进行试验，以获得药剂用量、产品质量、分选效率等方面的指标，因此，试验浮选柱在矿物分选阶段的平稳运行是相当必要的。现有的试验浮选柱通常采用橡胶管作为矿浆输送管道，蠕动泵为矿浆输送提供动力来源，通过泡沫层控制系统实时调节排尾管道上蠕动泵的转速，调节尾矿排放的速度，保证液面与泡沫层的稳定。
3.以上系统存在两个方面的缺点：
4.一、针对矿浆浓度高、且原矿中目的矿物含量波动大的矿石体系，因为试验浮选柱处理量小，当目的矿物含量波动较大时会导致泡沫层波动显著，尾矿排放速度变化大，导致排尾管道上蠕动泵转速时快时慢，蠕动泵转速过慢时容易造成管道中矿石积累，并持续恶化最终形成堵塞，试验不能连续进行，不能获得稳定的试验指标；
5.二、选矿厂磨矿车间的磨矿产品中难免会存在少量的粗颗粒，当含此类粗颗粒的矿浆进入浮选柱体系后，由于气泡难以附着其表面使其上浮，或在上浮过程中极易脱落，大概率会下沉进入尾矿系统，在通过安装有蠕动泵的排尾管道时，由于滚轮对橡胶管的持续挤压导致粗颗粒无法通过而积累，最终形成堵塞，或是由于滚轮与粗颗粒之间的挤压作用使橡胶管破裂，导致试验终止。
6.实践证明，当矿浆浓度较高、原矿中目的矿物含量波动大、矿石磨矿细度粗或者含有少量粗颗粒时，浮选柱采用以上系统进行常规浮选试验通常会造成管道堵塞、橡胶管破裂等后果，需中断试验对管道进行疏通或更换橡胶管，这就影响了试验的连续性，无法获得稳定的试验指标，最终难以为选矿厂设备选型、浮选工艺调整以及药剂制度改善等工作提供可靠的数据支持。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可克服上述缺陷的试验浮选柱联用系统及方法。
8.本发明提供的这种可自动调节高度差的试验浮选柱联用系统，采用的技术方案如下：包括粗选浮选柱和若干台扫选浮选柱，它们分别配置搅拌桶给柱体送料，各柱体分别通过自动伸缩装置支撑，各柱体顶部分别设置液位传感器；粗选浮选柱柱体排出的尾矿送入第一级扫选浮选柱的搅拌桶中，第一级扫选浮选柱柱体的浮选精矿返送回粗选浮选柱的搅拌桶中，各扫选浮柱柱体的浮选精矿返分别送回上一级扫选浮选柱的搅拌桶中，或者返送回粗选浮选柱的搅拌桶中，浮选精矿从粗选浮选柱柱体的精矿出口排出，各扫选浮选柱柱
体排出的尾矿依次送入下一级扫选浮选柱的搅拌桶中，最终尾矿从最后一级扫选浮选柱柱体的底部出口排出。
9.上述技术方案的一种实施方式中，所述自动伸缩装置为电液推杆/电动推杆/气缸/液压缸中的一种。
10.上述技术方案的一种实施方式中，所述自动伸缩装置为电液推杆。
11.上述技术方案的一种实施方式中，所述柱体底部设置气泡枪，气泡枪连通柱体外的发泡机，柱体顶部设置液位传感器。
12.上述技术方案的一种实施方式中，各柱体的内腔底部对应所述气泡枪的下方设置流向转换器，流向转换器包括外壳、中心轴和转向隔条，转向隔条的横断面为曲面，多根转向隔条在中心轴和外壳之间的环形区域均布。
13.上述技术方案的一种实施方式中，所述搅拌桶内设置渣浆泵，渣浆泵的出口管道连接至所述柱体的中部。
14.上述技术方案的一种实施方式中，本系统还包括液压站，各柱体的液位传感器将检测到的液面高度变化数据数字化并反馈至液压站，液压站根据此信号对电液推杆的支撑高度进行调整。
15.本发明提供的这种利用上述系统的浮选方法，包括以下步骤：
16.(1)打开各浮选柱的气泡发生器，通过柱体内的气泡枪向柱体内通入气体；
17.(2)往各柱体中加入清水至柱体中部；
18.(3)将矿浆加入粗选浮选柱的搅拌桶中，再加入浮选药剂后进行搅拌；
19.(4)步骤(3)中搅拌桶内的渣浆泵工作，往粗选浮选柱的柱体内泵入矿浆，尾矿自流排出至第一级扫选浮选柱配置的搅拌桶中，精矿收集后进行分析或进一步继续浮选；
20.(5)粗选尾矿进入第一级扫选浮选柱进行浮选，排出尾矿自流进入下一级扫选浮选柱配置的搅拌桶中，通过搅拌桶中的渣浆泵给该级扫选浮选柱提供矿浆，最终尾矿从最后一级扫选浮选柱排出，各级扫选浮选柱的精矿返送回粗选浮选柱的搅拌桶中，或者返送回上一级扫选浮选柱的搅拌桶中，精矿从粗选浮选柱的柱体顶部管道排出；
21.(6)由粗选搅拌桶处持续给矿，待系统稳定且浮选过程达到平衡后，从粗选给矿搅拌桶、粗选精矿排矿口、以及最后扫选浮选柱排矿口三处取样并进行分析，以评判该浮选系统或药剂制度的最终浮选指标，为后续工业流程改造或药剂制度更新提供数据及依据；
22.步骤(4)和(5)的浮选过程中，液压站根据液位传感器的信号控制电液推杆伸缩调整相应柱体的高度，来保证柱体内液面高度及泡沫层的稳定。
23.步骤(4)和(5)的浮选过程中，液压站根据液位传感器的信号控制电液推杆伸缩调整相应柱体的高度，来保证柱体内液面高度及泡沫层的稳定。
24.上述方法中，当液面高度过高时，电液推杆伸出，使相应柱体的高度升高来提高柱体排矿速度，使柱体内的液面高度下降；当液面高度过低时，电液推杆回缩，使相应柱体的高度下降来降低柱体排矿速度，使柱体内的液面高度上升。
25.本发明针对现有试验浮选柱处理矿浆浓度高、原矿中目的矿物含量波动大、含粗颗粒的矿浆体系时管道易堵塞、破裂等问题，采用自动伸缩装置调节高度差替代蠕动泵提供矿浆流动的动力来源，实现矿浆的自流，同时增加流向转换器，增强亲水矿物颗粒的切向速度，形成漩涡流，防止其在排矿口堵塞。通过液位传感器、液压站、自动伸缩装置的有机结
合，实现浮选柱柱体高度的实时调控，保持液面高度及泡沫层的动态稳定。采用液压推杆调节高度差替代了传统的蠕动泵提供动力来源的方式，克服了由于尾矿管道中排矿流量不稳定易造成堵塞的技术难题，同时从根本上杜绝了由于蠕动泵滚轮与粗颗粒之间的挤压作用使橡胶管破裂的问题，保证试验的连续进行，可获得稳定的试验指标，最终为选矿厂设备选型、浮选工艺调整以及药剂制度改善等工作提供可靠的数据支持。
附图说明
26.图1是本发明一个实施例的系统配置示意图。
27.图2是本实施例中流向转换器的俯视放大示意图。
具体实施方式
28.如图1所示，本实施例公开的这种自动调节高度差的试验浮选柱联用系统，包括两台串联的浮选柱，其中一台为粗选浮选柱a，另一台为扫选浮选柱b，安装粗选浮选柱a的基础平台1高度大于安装扫选浮选柱b的基础平台高度。
29.粗选浮选柱a的柱体2通过基础平台1上的液压推杆8支撑固定，配置搅拌桶3，搅拌桶3内有渣浆泵4，柱体2的中部通过进浆管道10与渣浆泵的出口连通，且进浆管道10的末端伸入柱体2内。搅拌桶3的支撑在图中未示出，可根据实际情形处理。渣浆泵4工作将搅拌桶3内的粗选浆料通过进浆管道10送入柱体2中。
30.柱体2的内腔下部安装有发泡枪7，发泡枪7与柱体外的气泡发生器6通过管道连通。
31.柱体2的内腔上部安装有液位传感器5，液位传感器的数据传输线连接至位于基础平台1上电控控制液压站9。
32.液压推杆8与电控控制液压站9之间通过液压管道连通。
33.柱体2的顶部设置向下倾斜的精矿管道11、底部设置流向转换器14。
34.如图2所示，流向转换器14包括外壳141、中心轴142和转向隔条143，转向隔条的横断面为曲面，多根转向隔条在中心轴和外壳之间的环形区域均布。
35.扫选浮选柱b的内外配置与粗选浮选柱a相同，为了避免视图不清晰，将扫选浮选柱b的结构及配置标记省略。
36.初选浮选柱的柱体底部出口通过尾矿管道12将尾矿送入扫选浮选柱b配置的扫选搅拌桶中。
37.扫选浮选柱b柱体顶部精矿管道11中的精矿经蠕动泵返送回粗选浮选柱a配置的粗选搅拌桶中。
38.扫选浮选柱的柱体底部最终尾矿管道排矿口固定，保证各尾矿管道排矿口高度固定不变。
39.很明显，本系统的两台套浮选柱串联成一个闭路循环系统。
40.上述系统的浮选过程如下：
41.1、将两台气泡发生器6打开，分别通过发泡枪7向两柱体2内腔通入气体，然后往两柱体内分别加入清水至柱体中部，以防止直接打入矿浆导致尾矿管道堵塞。然后将矿浆物料置于粗选搅拌桶3中，加入粗选所需的活化剂、抑制剂、捕收剂等浮选药剂，经搅拌装置搅
拌后由渣浆泵4通过进浆管道10抽至粗选浮选柱a的柱体2内。
42.2、经活化剂、抑制剂、捕收剂作用后的矿物进入粗选浮选柱a中后，受到重力、气泡附着于矿物表面产生的上浮力两种作用，矿物的上浮与下沉由这两种力的相对大小决定。由于目的矿物经药剂作用后表面疏水能力强，气泡容易吸附于目的矿物表面进入泡沫层成为精矿产品，而其他脉石矿物经药剂作用后表面亲水能力强，由于水化作用在其表面形成水化膜，气泡难以在其表面吸附，因此，此类脉石矿物仅受重力作用而下沉，再经过流向转换器14后，亲水矿物颗粒部分垂直运动速度转换为切向速度，形成漩涡流，防止其在排矿口由于沉积而形成堵塞，最终进入尾矿管道12并排至扫选搅拌桶。
43.3、粗选尾矿排至扫选搅拌桶后，添加扫选所需的活化剂、抑制剂、捕收剂等浮选药剂，经搅拌桨搅拌后由渣浆泵通过进浆管道抽至扫选浮选柱柱体内部。矿物颗粒在扫选浮选柱内部经过矿化上浮、脱附下沉等过程后分为扫选精矿及扫选尾矿，扫选精矿经精矿管道由蠕动泵13打至粗选搅拌桶，再次进入粗选浮选柱a进行浮选，精矿最终从粗选浮选柱柱体顶部的精矿管道排出，扫选尾矿经由扫选浮选柱的尾矿管道排出成为最终尾矿。
44.4、在整个浮选过程中，由于原矿中目的矿物含量波动等原因，目的矿物上浮量以及脉石矿物排放量会发生变化，导致液面高度以及泡沫层高度的波动，液面高度过高会导致精矿产品中目的矿物含量过低，液面高度过低会影响精矿产品中目的矿物的回收率，因此，为获得连续可靠的浮选指标，需保证液面高度及泡沫层的稳定。通过液位传感器5检测液面高度的变化，将此信号数字化并反馈至电控控制液压站9，电控控制液压站9根据此信号对液压推杆8的高度进行调整，浮选柱柱体高度随之变化。
45.5、浮选柱柱体高度具体控制方式如下：
46.当液面高度过高时，液位传感器5将此信号传递至电控控制液压站9，电控控制液压站9随之调控液压推杆8上升，浮选柱柱体高度也随之升高，由于柱体高度与尾矿管道排矿口高度差增大，排矿速度增加，液面高度随之下降；
47.当液面高度过低时，液位传感器5将此信号传递至电控控制液压站9，电控控制液压站9随之调控液压推杆8下降，浮选柱柱体高度也随之下降，由于柱体高度与尾矿管道排矿口高度差减小，排矿速度变缓，液面高度随之上升。以此来保证液面高度及泡沫层的稳定。
48.其它实施例可根据实际需要设置多台套扫选浮选柱，各级扫选浮选柱的尾矿依次送入下一级扫选浮选柱的搅拌桶中，精矿返送回粗选浮选柱的搅拌桶中，或者下一级返送回上一级的搅拌桶中。
49.本发明针对现有试验浮选柱处理矿浆浓度高、原矿中目的矿物含量波动大、含粗颗粒的矿浆体系时管道易堵塞、破裂等问题，采用液压推杆调节高度差替代蠕动泵提供矿浆流动的动力来源，实现矿浆的自流，同时增加流向转换器，增强亲水矿物颗粒的切向速度，形成漩涡流，防止其在排矿口堵塞。通过液位传感器、电控控制液压站、液压推杆的有机结合，实现浮选柱柱体高度的实时调控，保持液面高度及泡沫层的动态稳定。采用液压推杆调节高度差替代了传统的蠕动泵提供动力来源的方式，克服了由于尾矿管道中排矿流量不稳定易造成堵塞的技术难题，同时从根本上杜绝了由于蠕动泵滚轮与粗颗粒之间的挤压作用使橡胶管破裂的问题，保证试验的连续进行，可获得稳定的试验指标，最终为选矿厂设备选型、浮选工艺调整以及药剂制度改善等工作提供可靠的数据支持。