一种湍流静态微泡浮选机的制作方法

本发明涉及矿物浮选设备领域，特别涉及一种湍流静态微泡浮选机。

背景技术：

1、近年来，随着低品位矿床的经济开采及磨矿技术的进步，微细粒的浮选变得尤为重要。此外，由于环境问题的愈发重视，由微细粒组成的矿物尾矿处理也成为采矿业的一个关键问题。单靠重选等方法已经无法满足解离后的细颗粒矿物分选需要，需要通过浮选或其他分离技术进行处理，以去除有毒有害部分并回收有价值的部分。传统浮选机选矿工艺的改进和设备性能的提高变得越来越重要。

2、泡沫浮选是一种物理化学分离技术，利用矿物颗粒表面润湿性的差异。从非均相固体混合物中，疏水颗粒附着在气泡上，随后被带到泡沫相并作为泡沫产物回收(通常是有价值的矿物精矿)，而亲水颗粒留在矿浆相并作为尾矿排出(通常是脉石矿物，除非该过程是“反浮选”)。泡沫浮选在多相矿浆(固-水-气)中运行，是一个由许多子过程组成的复杂过程。首先是颗粒悬浮和表面特性的改变，随后是气体分散和曝气，气泡通过碰撞和附着捕获颗粒，最后是气泡/颗粒聚集体通过矿浆和泡沫的运输，在此期间，应尽量减少气泡颗粒间的脱附，直到泡沫到达精矿槽。微细粒回收率低通常是由于微细颗质量小，动能小，会沿着上升气泡周围的流体流线运动，导致其与气泡碰撞概率低。大多数微细粒的回收发生在高湍流区域，高强度的湍流可以将能量更多的传递至颗粒，常规浮选机并不能提供较高的湍流，以满足气泡与微细颗粒高效的发生碰撞并完成回收。且常规浮选机槽内矿浆流场分选条件几乎相同，选择性较差，脉石矿物机械夹带严重，不利于超细颗粒的选择性回收。

3、现有搅拌式浮选机大多存在浮选效果不稳定，浮选速率过慢，分选效果差，能量利用率低，药剂消耗量大的特点；现有两段式浮选设备大多无法兼顾机械搅拌与静态分离过程，矿化与分选在两台装置中完成，设备体积大，流程长，能量利用率低。中国矿业大学开发的旋流-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。

4、专利cn116422477a公开了一种适用于超细粒高效分选的湍流浮选机，其包括浮选槽、精矿槽，浮选槽内设置有位于中间区域的湍流浮选机构以及围绕湍流浮选机构布置的静态分离机构；内筒的内部空间形成湍流浮选区，内筒和浮选槽内壁之间的空间形成静态分离区。该湍流浮选机，通过在浮选槽中构建形成相互物理隔离的湍流浮选区和静态分离区，在湍流浮选区通过剧烈的湍流形成大量微泡，实现快速、充分的矿化，在静态分离区实现泡沫与矿浆的高效分离，从而能够有效提高浮选效果，可适用于超细粒矿物的高效分选。然而其还存在以下不足或是可继续改进之处：

5、(1)该专利中，矿化后气泡在湍流浮选区逐步上升，然后由顶部分散挡板将矿浆均匀打入静态分离区；旋转惯性下矿浆同时受到分散盖的导流的作用，撞击在内挡流板42上及外筒壁及外挡流板43后，矿浆下沉。然而在下降过程中，部分粗粒矿物容易因分散盖阻挡而产生的向下的惯性作用大于气泡作用在颗粒上的上浮作用，而直接进入尾矿，导致损失回收率，所以该专利只能较好的适用于超细粒(<28μm)矿物的分选；

6、(2)分散盖、内挡流板、外挡流板对矿物颗粒的撞击容易造成部分矿物下沉后完全进入尾矿中，而造成回收率的损失；

7、(3)顶部分散挡板以下的静态分离区下部无气泡弥散，整体气含率偏低，一次回收率较低。

8、所以，显著还需要研发适配微细粒浮选的新型湍流-静态微泡浮选机，以两段式浮选为核心，搅拌湍流与静态分选结合，提升浮选回收率和精矿品位，同时能够减少占用空间，合并调浆与浮选，减少工艺流程，短时间完成调浆—浮选—分离过程，提高分选速率，从设备角度解决目前微细粒分选的设备难题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种湍流静态微泡浮选机。本发明以湍流碰撞-静态分离浮选为核心，合并调浆与浮选，短时间完成调浆—浮选—分离过程，能提高分选速率，减少占用空间，通过优化结构设计将高速湍流区与低速分离区相结合，可解决目前微细颗粒分选的设备难题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种湍流静态微泡浮选机，包括浮选槽、精矿槽，所述精矿槽与所述浮选槽的上端连通，所述浮选槽内设置有湍流浮选机构，所述浮选槽的下方连通设置有静态分离机构，所述静态分离机构处于在所述湍流浮选机构上方；

3、所述静态分离机构包括环绕设置在所述湍流浮选机构的外周上方的矿浆分散罩以及环绕设置在所述矿浆分散罩的外周上方的若干挡流板，所述浮选槽具有圆柱形内壁，若干挡流板沿圆周方向均匀间隔连接在所述浮选槽的内壁上；

4、所述矿浆分散罩的外周间隔设置有呈环形状的底部与所述浮选槽的槽底连接的尾矿分离挡板，所述尾矿分离挡板的外围与所述浮选槽的内壁之间形成尾矿排料腔。

5、优选的是，所述湍流浮选机构包括位于所述浮选槽底部的湍流浮选筒、设置在所述湍流浮选筒内壁上的定子、可转动设置在所述定子内部的转子、用于安装所述转子的中空安装杆以及位于所述中空安装杆底部的平面顶部挡板；

6、所述定子包括若干定子板，所述转子包括穿过所述中空安装杆并插入所述湍流浮选筒中的中空转轴、设置在所述中空转轴上的若干转子板以及用于驱动所述转轴旋转的变频电机，所述定子板与转子板为相互嵌合的结构，且所述转子板相对定子板旋转的过程中两者之间始终具有供矿浆通过的间隙。

7、优选的是，所述湍流浮选筒的上端与所述浮选槽的槽底连通，且所述湍流浮选筒的上端向上伸出形成凸起于所述浮选槽的槽底上的环形状的湍流挡板，所述湍流挡板与所述平面顶部挡板之间形成连通所述湍流浮选筒和浮选槽的湍流出口。

8、优选的是，所述矿浆分散罩包括与所述浮选槽的槽底连接且环绕所述湍流挡板并沿圆周方向均匀间隔设置的若干矿浆分散板以及与若干矿浆分散板的上端连接的环形顶板；

9、所述矿浆分散板的顶部在垂直位置上处于所述挡流板的底端和顶端之间，所述矿浆分散板的外端与所述挡流板的内端之间在水平方向具有间隙；

10、所述尾矿分离挡板处于所述挡流板的下方，且所述尾矿分离挡板的顶部与所述挡流板的底端之间的间隙形成与所述尾矿排料腔连通的尾矿排料腔。

11、优选的是，所述尾矿分离挡板垂直设置在所述浮选槽的槽底或是倾斜设置在所述浮选槽的槽底；

12、所述尾矿分离挡板为直板或是朝向所述中空转轴方向弯曲的弧形板。

13、优选的是，所述尾矿分离挡板为倾斜设置在所述浮选槽的槽底的直板，且由下至上，所述尾矿分离挡板与所述中空转轴的轴线之间的距离逐渐增大；

14、所述尾矿分离挡板与所述浮选槽的槽底之间形成的锐角的角度为30-75°。

15、优选的是，所述矿浆分散板上沿垂直方向均匀间隔开设有若干第一横向矩形孔，所述挡流板上沿垂直方向均匀间隔开设有若干第二横向矩形孔。

16、优选的是，所述矿浆分散板的高度为湍流出口高度的2～5倍，所述矿浆分散板的宽度为湍流出口高度的1～2倍；

17、所述尾矿分离挡板的高度为所述矿浆分散板高度的1/4～1/2；

18、所述挡流板的高度为所述矿浆分散板高度的2～4倍；

19、所述浮选槽的容积为湍流浮选筒容积的3～6倍。

20、优选的是，从水平截面看，若干转子板以所述转轴为中心呈放射状布置，若干定子板沿圆周方向均匀间隔布置在若干转子板的外周，且若干定子板与若干转子板之间相互交错设置；

21、沿垂直方向，所述转子板上形成相互间隔设置的若干转子凸部和转子凹部，所述定子板上形成相互间隔设置的若干定子凸部和定子凹部，所述转子凸部配合伸入所述定子凹部内，所述定子凸部配合伸入所述转子凹部内，从而形成转子板与定子板相互嵌合的结构；

22、所述转子凸部与定子凹部的形状相匹配，所述定子凸部与所述转子凹部的形状相匹配，使得所述转子板相对所述定子板转动时，所述转子凸部与定子凹部之间、所述定子凸部与所述转子凹部之间均具有供矿浆通过的间隙；

23、所述转子凸部和定子凸部上均沿水平方向间隔开设有若干竖向矩形孔；

24、处于最上方的一个所述转子凸部向上伸出所述湍流浮选筒，并位于所述湍流挡板的内周，且该转子凸部的外端与所述湍流挡板的内壁之间留有间隙。

25、优选的是，所述中空转轴的底端连接有布气圆盘，所述布气圆盘内开设有布气腔以及连通所述布气腔与湍流浮选筒的若干进气孔；

26、所述中空转轴内部的空腔形成进气腔，所述进气腔的上端与外部环境连通、下端连通至所述布气圆盘内的布气腔；

27、所述湍流浮选筒的底部侧面开设有进料口，所述尾矿排料腔的底部开设有至少一个尾矿口。

28、本发明的有益效果是：

29、(1)本发明提供了一种湍流静态微泡浮选机，本发明将强剪切调浆与静态分选结合，相比于传统浮选机，本发明中的剪切碰撞区域能量密度高，湍流强度大，矿浆与气泡在强剪切条件下充分发生碰撞粘附，非常有利于提升微细粒矿物浮选效果。

30、(2)本发明采用独特的上下结构及动-静设计，湍流浮选区位于下方、静态分离区位于上方，一体化完成两段式分选，浮选过程中管线连接少，因管线及连接造成的水头损失少，能量利用率高；

31、(3)本发明中，通过设置尾矿分离挡板，并与矿浆分散板、挡流板配合，能够使部分下降矿浆重新作为中矿进入浮选区，起到二次分离的作用，同时通过尾矿分离挡板能够实现对浮选指标的调控作用；本发明通过结构设计优化，能够提高浮选机可载目标矿物的粒度，使其能适用于<250μm的更宽粒级的微细颗粒的分选；

32、(4)本发明浮选速率快，由于浮选流程短，能量输送区域集中，浮选停留时间短，强烈的能量耗散使气泡颗粒附着的时间大幅减少，浮选速率相比于传统浮选设备快。

33、(5)本发明中固、液、气碰撞、吸附等反应区域集中在能量输送区域，浮选区能量利用率高，对比常规充气搅拌式浮选机，相同能量消耗下浮选速率更快，能耗降低。