一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置及方法

本发明涉及矿物分选加工，尤其涉及一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置及方法。

背景技术：

1、随着人类对煤炭资源需求量日益加大，优质的煤炭资源日渐枯竭，以“贫、细、杂”为主要特征的低品质煤炭的开发利用具有重要意义。但低品质矿石中有价组分多以微细粒嵌布在原矿中，原矿需要磨至极细的粒度才能充分解离。解离后的细粒矿物/煤(直径<20μm)，需经过浮选实现有价矿物与无用脉石的分离。

2、但细粒矿物/煤具有动能低，惯性力小的特性，常规浮选设备极难使气泡与矿物颗粒发生碰撞粘附并完成回收。浮选中流体环境极其复杂，高强度湍流可传递更多能量至颗粒，提高颗粒碰撞粘附概率，进而提升浮选效果。同时，高强度湍流提高颗粒的脱附概率，恶化浮选效果。常规浮选设备未将碰撞区和分离区分开设置，对超细粒的回收效率较低。

3、理想的分选条件为将浮选分为动态碰撞与静态分离两个区域，同时两个区域物理隔离，现有的旋流-静态浮选柱针对微细颗粒浮选有较好的回收效果，管流浮选产生湍流提高颗粒气泡碰撞效率，再经过旋流浮选，逆流浮选，精矿流入精矿槽，但整个浮选过程流程较长，占地面积较大，浮选效率较低。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置及方法，用以解决现有细粒矿物/煤回收中浮选过程流程较长、占地面积较大或浮选效率较低的问题。

2、一方面，本发明提供了一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，包括外层筒体、内层筒体和中矿分配环，所述内层筒体设于所述外层筒体内部，所述中矿分配环套设在所述外层筒体的外部；所述外层筒体内部下端设有碗型收集槽，所述内层筒体的下部位于所述碗型收集槽内，所述中矿分配环连通所述碗型收集槽和所述内层筒体。

3、进一步地，还包括管流矿化结构和对峙射流管，所述中矿分配环的出料口与所述管流矿化结构的入料口连通，所述管流矿化结构的出料口与所述对峙射流管的入料端连通。

4、进一步地，所述对峙射流管的射流口依次穿过所述外层筒体和所述内层筒体的筒壁进入到所述内层筒体内。

5、进一步地，所述管流矿化结构和所述对峙射流管的数量均与所述出料口的数量相等。

6、进一步地，所述对峙射流管设有多个，多个对峙射流管的射流口在所述内层筒体中正对设置。

7、进一步地，所述外层筒体内设有多层填充筛板，所述填充筛板位于所述外层筒体和所述内层筒体之间。

8、进一步地，所述外层筒体的上端开口处设有精煤收集槽。

9、进一步地，所述外层筒体的上端设有喷淋装置。

10、进一步地，所述碗型收集槽的底部设有中矿出口管，所述中矿出口管与所述中矿分配环的循环中矿入口通过中矿循环泵连通，所述外层筒体的底部侧壁上设有尾矿出口管。

11、另一方面，本发明提供了一种适于细粒矿物分选的两段式浮选方法，采用上述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置进行浮选。

12、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

13、(1)本发明的浮选柱采用内外嵌套双层柱体，高度较低，空间占地小，浮选流程短，浮选速率快，单位体积处理量比传统浮选柱大；借助双层柱体结构，实现湍流碰撞区与静态分离区的物理分隔，在小空间内既能提供矿粒碰撞气泡所需的高湍流，又能满足矿化颗粒分选所需的静态环境。

14、(2)本发明的管流矿化和对峙射流矿化两次可使超细颗粒与气泡碰撞概率大幅提升，对超细粒矿物浮选相较于传统浮选设备可获得更高的回收率，加入淋洗水装置后，可有效降精矿的脉石矿物夹带，提高精矿质量。

15、(3)本发明的设置多层能量耗散锥、不同形状挡流板和多层充填筛板短时间内降低矿浆湍流度，保证稳流，提供静态分离所需的稳定浮选环境，减少矿粒/煤与气泡脱附概率；齿轮形挡流板，一方面可以提供上升翻流，加剧矿浆能量耗散；另一方面可防止矿浆“短路”，减少中矿循环泵压力。

16、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，包括外层筒体(100)、内层筒体(200)和中矿分配环(300)，所述内层筒体(200)设于所述外层筒体(100)内部，所述中矿分配环(300)套设在所述外层筒体(100)的外部；所述外层筒体(100)内部下端设有碗型收集槽(106)，所述内层筒体(200)的下部位于所述碗型收集槽(106)内，所述中矿分配环(300)连通所述碗型收集槽(106)和所述内层筒体(200)。

2.根据权利要求1所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，还包括管流矿化结构和对峙射流管(305)，所述中矿分配环(300)的出料口(301)与所述管流矿化结构的入料口连通，所述管流矿化结构的出料口与所述对峙射流管(305)的入料端连通。

3.根据权利要求2所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述对峙射流管(305)的射流口依次穿过所述外层筒体(100)和所述内层筒体(200)的筒壁进入到所述内层筒体(200)内。

4.根据权利要求2或3所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述管流矿化结构和所述对峙射流管(305)的数量均与所述出料口(301)的数量相等。

5.根据权利要求4所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述对峙射流管(305)设有多个，多个对峙射流管(305)的射流口在所述内层筒体(200)中正对设置。

6.根据权利要求1-3、5任一项所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述外层筒体(100)内设有多层填充筛板(109)，所述填充筛板(109)位于所述外层筒体(100)和所述内层筒体(200)之间。

7.根据权利要求1-3、5任一项所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述外层筒体(100)的上端开口处设有精煤收集槽(101)。

8.根据权利要求1-3、5任一项所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述外层筒体(100)的上端设有喷淋装置(105)。

9.根据权利要求1-3、5任一项所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置，其特征在于，所述碗型收集槽(106)的底部设有中矿出口管(107)，所述中矿出口管(107)与所述中矿分配环(300)的循环中矿入口(306)通过中矿循环泵连通；

10.一种适于细粒矿物分选的两段式浮选方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的适于细粒矿物分选的两段式浮选装置进行浮选。

技术总结
本发明涉及一种适于细粒矿物分选的两段式浮选装置及方法，属于矿物分选加工技术领域，解决了现有技术中现有细粒矿物回收中浮选过程流程较长、占地面积较大或浮选效率较低的问题。本发明包括外层筒体、内层筒体和中矿分配环，所述内层筒体设于所述外层筒体内部，所述中矿分配环套设在所述外层筒体的外部；所述外层筒体内部下端设有碗型收集槽，所述内层筒体的下部位于所述碗型收集槽内，所述中矿分配环连通所述碗型收集槽和所述内层筒体。本发明采用内外嵌套双层柱体，高度较低，空间占地小，浮选流程短，浮选速率快，湍流碰撞区与静态分离区的物理分隔，在小空间内既能提供矿粒碰撞气泡所需的高湍流，又能满足矿化颗粒分选所需的静态环境。

技术研发人员：邢耀文,刘金成,桂夏辉,曹亦俊,李世祥,刘秦杉
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13