具有填料结构的浮选柱强化分选装置及分选方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有填料结构的浮选柱强化分选装置，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集装置；在柱体内，从上往下依次设有填料、中矿矿化管、筛板、中矿收集漏斗；在柱体底部设有与尾矿管连接的出料口；中矿收集漏斗通过中矿循环矿浆泵与中矿喷嘴连接，中矿喷嘴安设在中矿矿化管顶部；中矿矿化管的中上部设有空气进气管；在柱体上部设有原矿给矿管。本发明还提供一种矿料分选方法。该分选装置和分选方法使矿化后的矿物颗粒实现静态分选，减少不可浮性矿物杂质细泥的返混和夹带，提高了精矿产品质量。
【专利说明】
具有填料结构的浮选柱强化分选装置及分选方法
技术领域
[0001]本发明涉及选矿领域，具体涉及一种具有填料结构的浮选柱强化分选装置及分选方法，可适用于中低品位胶磷矿、其它非金属矿和金属矿的分选作业。
【背景技术】
[0002]磷矿资源是宝贵的不可再生资源，我国磷矿资源比较丰富，保有储量167.98亿吨，但磷矿平均品位仅为17%。因此，对我国具有“贫、杂、细”特点的中低品位胶磷矿的选矿工作已成为近年来的研究热点。机械式搅拌浮选机作为传统浮选设备，已不能满足这些磷矿选矿工作的要求。浮选柱以其结构简单、操作方便、处理能力高、能耗低等特点，尤其是对细粒物料分选效果的明显优势，引起了选矿工作者的注意。
[0003]公开号为CN2322685Y，【公开日】为1999-06-09，专利名称为新型充填式静态浮选柱的专利公开了一种浮选柱，柱体内部单一逆流矿化方式不能满足胶磷矿所需气-液-固三相体系高强度紊流混合的矿化要求，对中低品位胶磷矿选别效果不佳。公开号为CN1209360A，【公开日】为1999-03-03，专利名称为静态微泡浮选柱强化分选方法及装置，公开了一种浮选柱，该浮选柱柱体上部设置静态介质隔板以达到静态分选的目的，柱体底部设置具有部分中矿旋流矿化和旋流器分选作用的旋流装置。在中低品位胶磷矿的实际分选生产中，预处理后进行分选作业的磷矿物、碳酸盐矿物单体解离度高，石英-长石-粘土类、铁碳质矿物单体解离度却较低，从而造成分选作业对紊流矿化和静态分选环境均有较高要求，简单设置的静态介质隔板和旋流分选很难保证静态分选过程中泡沫层的高度和矿化气泡大小的均一、且存在一定的不可浮性矿物细泥的夹带和返混现象，分选指标不稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种具有填料结构的浮选柱强化分选装置及分选方法，该分选装置和分选方法使矿化后的矿物颗粒实现静态分选，减少不可浮性矿物杂质细泥的返混和夹带，提尚精矿广品质量，并保证浮选指标的稳定。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
[0006]—种具有填料结构的浮选柱强化分选装置，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集装置;所述泡沫收集装置包括泡沫收集槽、喷淋装置和精矿管，泡沫收集槽设在柱体顶部，喷淋装置设在泡沫收集槽上部，精矿管设在泡沫收集槽侧面；
[0007]在柱体内，从上往下依次设有填料、中矿矿化管、筛板、中矿收集漏斗;在柱体底部设有与尾矿管连接的呈漏斗的出料口 ；
[0008]所述中矿收集漏斗通过中矿循环矿浆栗与中矿喷嘴连接，所述中矿喷嘴安设在中矿矿化管顶部;所述中矿矿化管的中上部设有空气进气管；
[0009]所述填料位于柱体上部，所述中矿矿化管、筛板、中矿收集漏斗位于柱体下部;在柱体上部设有原矿给矿管。
[0010]进一步的方案是，所述填料为网格状结构。
[0011]进一步的方案是，所述填料包括若干平行设置的第一波纹板组和若干平行设置的第二波纹板组，第一波纹板组与第二波纹板组相垂直;所述第一波纹板组由若干平行设置的第一波纹板组成，所述第二波纹板组由若干平行设置的第二波纹板组成;第一波纹板组形成的通道、第二波纹板组形成的通道与垂直方向成30°-45°夹角；第一波纹板组形成的通道与第二波纹板组形成的通道呈90°夹角。
[0012]进一步的方案是，所述填料由若干鲍尔环组成，且相邻鲍尔环堆叠交错设置。
[0013]本发明还提供一种采有上述具有填料结构的浮选柱强化分选装置进行矿物分选的方法，包括如下步骤:
[0014]I)、将经过药剂调配好的原矿矿浆以一定的压力通过原矿给矿管进入柱体，原矿矿浆在重力作用下下降，在下降过程中与填料形成的通道内的气泡逆流接触矿化;原矿矿浆的易浮性矿物颗粒和部分中等可浮性矿物粘附在气泡上形成矿化气泡，矿化气泡上升；剩余矿物颗粒经筛板后下降至中矿收集漏斗或柱体底部;降至柱体底部的矿物颗粒由尾矿管排出；当矿化气泡上升至柱体顶部的泡沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过精矿管进行回收；
[0015]2)、中矿收集漏斗内的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗栗入中矿喷嘴后，中矿喷嘴将矿物颗粒喷入中矿矿化管;喷入中矿矿化管的矿物颗粒与空气进气管的导入的气体混合，使矿物颗粒在中矿矿化管内的高速紊流环境下被矿化；
[0016]3)、填料处下降的矿物颗粒与中矿矿化管喷出的矿浆、气泡接触时，其中一部分矿物颗粒继续下降，另一部分矿物颗粒直接粘附在气泡上上升；
[0017]4)、步骤3)中，下降的矿物颗粒与上升的矿化气泡产生逆流碰撞并产生适度紊动，矿化气泡中粘附力小的不可浮性矿物杂质在紊动中被震落，在重力作用下沉降至中矿收集漏斗或柱体底部;进入中矿收集漏斗的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗栗入中矿喷嘴继续进行分选，降至柱体底部的矿物颗粒由尾矿管排出；上浮的矿化气泡沿填料的通道内壁不断上浮，上浮过程中伴随着通道和流道角度的变化，脱除一部分矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，完成一次精选；当矿化气泡上浮至柱体顶部的泡沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过精矿管进行回收。
[0018]本发明中，柱体上部为设置填料结构的静态分选区，柱体下部为管流矿化区。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]本分选装置结构简单，集逆流矿化-管流矿化-静态分选三位一体，使矿化后的矿物颗粒能实现静态分选，减少不可浮性矿物杂质细泥的返混和夹带，提高精矿产品质量;并能保证浮选指标的稳定；
[0021]本分选方法能使矿化后的矿物颗粒能实现静态分选，减少不可浮性矿物杂质细泥的返混和夹带，提尚精矿广品质量;并能保证浮选指标的稳定；
[0022]在柱体的上部设置填料形成静态分选区，解决了中低品位胶磷矿浮选中精矿质量不稳定的难题;经逆流矿化的原矿和经管流矿化、逆流矿化的循环中矿在填料组成的大小可控的通道里静态分选，能减少不可浮性矿物的返混和夹带，完成一次分选；
[0023]矿化气泡进入泡沫收集槽后，利用二次富集的泡沫精选作用和外加喷淋水，脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，进一步避免不可浮性矿物细泥对精矿的污染，保证了精矿的质量；
[0024]柱体下部采用逆流矿化和管流矿化相结合，能同时保证精矿产率和尾矿质量；
[0025]在柱体下部设置有筛板，筛板的设置能使上方形成静态的环境，起到隔离的作用，以提尚精矿质量；
[0026]通过设置中矿循环矿浆栗，使筛板下的矿物颗粒进一步进行矿化，提高了精矿产率和尾矿质量；
[0027]将平行设置的2组波纹板组垂直设置形成通道，能使通过填料的矿化气泡大小均匀，从而减少不可浮性矿物的返混和夹带，提高精矿质量；
[0028]本发明较好地解决了分选效率与能耗之间的矛盾;大量的易浮性矿物颗粒和部分中等可浮性矿物采用逆流矿化与静态分选结合的方式，分选效率高，保证了精矿质量，且不需要动力消耗;部分中等可浮性矿物和难浮矿物采用耗能较小的管流矿化与静态分选结合的方式，有利于提高精矿产率;随着矿物可浮性的降低，逐步增大矿化强度(加大空气进气管的空气尽量、减少中矿循环矿楽栗的栗入量)，结合静态分选方式，提高精矿质量。
【附图说明】
[0029]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0030]图1是本发明具有填料结构的浮选柱强化分选装置的结构示意图；
[0031 ]图2是实施例1中柱体与填料的平面结构示意图；
[0032]图3是实施例2的填料结构示意图。
[0033]其中:1、-喷淋装置;2、泡沫收集槽;3、精矿管;4、填料;5、柱体;6、中矿循环矿浆栗;7、出料口； 8、原矿给矿管;9、中矿喷嘴；10、空气进气管；11、中矿矿化管；12、筛板;13、中矿收集漏斗；14、尾矿管;4-1、第一波纹板组;4-2、第二波纹板组;4-1-1、第一波纹板;4-2-
1、第二波纹板;15、鲍尔环。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]实施例1
[0036]参见图1-图2，一种具有填料结构的浮选柱强化分选装置，包括中空的柱体5，柱体5顶部设有泡沫收集装置;泡沫收集装置包括泡沫收集槽2、喷淋装置I和精矿管3，泡沫收集槽2设在柱体5顶部，喷淋装置I设在泡沫收集槽2上部，精矿管3设在泡沫收集槽2侧面；
[0037]在柱体5内，从上往下依次设有填料4、中矿矿化管11、筛板12、中矿收集漏斗13;在柱体5底部设有与尾矿管14连接的出料口 7;填料4位于柱体5上部，中矿矿化管11、筛板12、中矿收集漏斗13位于柱体5下部;在柱体5上部设有原矿给矿管8;
[0038]中矿收集漏斗13通过中矿循环矿浆栗6与中矿喷嘴9连接，中矿喷嘴9安设在中矿矿化管11顶部；中矿矿化管11的中上部设有空气进气管10。
[0039]本发明中，柱体5上部为设置填料结构的静态分选区，柱体5下部为管流矿化区。原矿给矿管8位于柱体5上中部的静态浮选区。
[0040]本发明中，填料4为网格状结构，具体包括若干平行设置的第一波纹板组4-1和若干平行设置的第二波纹板组4-2，第一波纹板组4-1与第二波纹板组4-2相垂直;第一波纹板组4-1由若干平行设置的第一波纹板4-1-1组成，第二波纹板组4-2由若干平行设置的第二波纹板4-2-1组成;第一波纹板组4-1通道、第二波纹板组4-2通道与垂直方向成30°-45°夹角(优选30°和45°)，第一波纹板组4-1形成的通道与第二波纹板组4-2形成的通道呈90°夹角。
[0041 ] 实施例2
[0042]参见图3，与实施例1所不同的是:所述填料由若干鲍尔环组成，且相邻鲍尔环堆叠交错设置。鲍尔环形成的若干通道也能使通过填料的矿化气泡大小均匀，减少不可浮性矿物的返混和夹带，提高精矿质量。当然本申请也可采用其他填料，只要能形成通道，能将通过填料的矿化气泡变得大小均匀即可。
[0043]本发明还提供一种采有上述具有填料结构的浮选柱强化分选装置进行矿物分选的方法，包括如下步骤:
[0044]I)、将经过药剂调配好的原矿矿浆以一定的压力通过原矿给矿管8进入柱体5，原矿矿浆在重力作用下下降，在下降过程中与填料4形成的通道内的气泡逆流接触矿化;原矿矿浆的易浮性矿物颗粒和部分中等可浮性矿物粘附在气泡上形成矿化气泡，矿化气泡上升;其他矿物颗粒经筛板12后下降至中矿收集漏斗13或柱体5底部；降至柱体5底部的矿物颗粒由尾矿管14排出；
[0045]2)、当矿化气泡上升至柱体5顶部的泡沫收集槽2后，与喷淋装置I的喷淋水逆向流动，脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2侧边，通过精矿管3进行回收；中矿收集漏斗13内的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗6栗入中矿喷嘴9后，中矿喷嘴9将矿物颗粒喷入中矿矿化管11;喷入中矿矿化管11的矿物颗粒与空气进气管1的导入的气体混合，使矿物颗粒在中矿矿化管11内的高速紊流环境下被矿化；
[0046]3)、填料处下降的矿物颗粒与中矿矿化管喷出的矿浆、气泡接触时，其中一部分矿物颗粒继续下降，另一部分矿物颗粒直接粘附在气泡上上升；
[0047]4)、步骤3)中，下降的矿物颗粒和剩余矿物颗粒与上升的矿化气泡产生逆流碰撞并产生适度紊动，矿化气泡中粘附力小的不可浮性矿物杂质在紊动中被震落，在重力作用下沉降至中矿收集漏斗13或柱体5底部;进入中矿收集漏斗13的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗6栗入中矿喷嘴9继续进行分选，降至柱体5底部的矿物颗粒由尾矿管14排出；上浮的矿化气泡沿填料4的通道内壁不断上浮，上浮过程中伴随着通道和流道角度的变化，脱除一部分矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，完成一次精选；当矿化气泡上浮至柱体5顶部的泡沫收集槽2后，与喷淋装置I的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2侧边，通过精矿管3进行回收。
[0048]本发明中，气泡由空气进气管10产生。
[0049]以四川某中低品位胶磷矿为例:
[0050 ] 四川某中低品位胶磷矿的原矿P2O5品位20.14 %，MgO含量6.12%,经破碎、磨矿、分级等预处理后(控制磨矿细度为:75 %的矿物颗粒小于75μπι)，按2.2kg/t原矿的比例加入捕收剂，调配矿浆浓度为35 %，控制矿浆pH值为5.8;
[0051]将上述原矿矿浆通过原矿给矿管8进入柱体5，原矿矿浆在重力作用下下降，在下降过程中与填料4形成的通道内的气泡逆流接触矿化;原矿矿浆中的碳酸盐矿物颗粒和部分石英质矿物颗粒、铁碳质矿物颗粒粘附在气泡上形成矿化气泡，矿化气泡上升;剩余矿物颗粒经筛板12后下降至中矿收集漏斗13或柱体5底部;降至柱体5底部的氟磷灰石矿物颗粒和胶磷矿矿物颗粒由尾矿管14排出；预处理后进行分选作业的磷矿物、碳酸盐矿物单体解离度高，石英-长石-粘土类、铁碳质矿物单体解离度却较低，
[0052]当矿化气泡上升至柱体5顶部的泡沫收集槽2后，与喷淋装置I的喷淋水逆向流动，脱除矿化气泡夹带的胶磷矿毗连矿物颗粒，此时，碳酸盐矿物颗粒、石英-长石-粘土类矿物颗粒、铁碳质矿物颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2侧边，通过精矿管3进行回收；中矿收集漏斗13内的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗6栗入中矿喷嘴9后，中矿喷嘴9将矿物颗粒喷入中矿矿化管11;喷入中矿矿化管11的矿物颗粒与空气进气管10的导入的气体混合，使矿物颗粒在中矿矿化管11内的高速紊流环境下被矿化；
[0053]填料4处下降的矿物颗粒与中矿矿化管11喷出的矿浆、气泡接触时，其中一部分矿物颗粒继续下降，另一部分矿物颗粒直接粘附在气泡上上升；下降的矿物颗粒与上升的矿化气泡产生逆流碰撞并产生适度紊动，矿化气泡中粘附力小的氟磷灰石矿物颗粒和胶磷矿矿物颗粒在紊动中被震落，在重力作用下沉降至中矿收集漏斗13或柱体5底部;进入中矿收集漏斗13的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗6栗入中矿喷嘴9继续进行分选，降至柱体5底部的矿物颗粒由尾矿管14排出；上浮的矿化气泡沿填料4的通道内壁不断上浮，上浮过程中伴随着通道和流道角度的变化，脱除一部分矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，完成一次精选；当矿化气泡上浮至柱体5顶部的泡沫收集槽2后，与喷淋装置I的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽2侧边，通过精矿管3进行回收；
[0054]经72小时连续分选作业后，精矿P2O5S位31.68%，MgO含量0.93% ,P2O5回收率94%，分选指标稳定。
[0055]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种具有填料结构的浮选柱强化分选装置，包括中空的柱体，柱体顶部设有泡沫收集装置;所述泡沫收集装置包括泡沫收集槽、喷淋装置和精矿管，泡沫收集槽设在柱体顶部，喷淋装置设在泡沫收集槽上部，精矿管设在泡沫收集槽侧面;其特征在于:在柱体内，从上往下依次设有填料、中矿矿化管、筛板、中矿收集漏斗;在柱体底部设有与尾矿管连接出料口； 所述中矿收集漏斗通过中矿循环矿浆栗与中矿喷嘴连接，所述中矿喷嘴安设在中矿矿化管顶部;所述中矿矿化管的中上部设有空气进气管； 所述填料位于柱体上部，所述中矿矿化管、筛板、中矿收集漏斗位于柱体下部;在柱体上部设有原矿给矿管。2.根据权利要求1所述的具有填料结构的浮选柱强化分选装置，其特征在于:所述填料为网格状结构。3.根据权利要求2所述的具有填料结构的浮选柱强化分选装置，其特征在于:所述填料包括若干平行设置的第一波纹板组和若干平行设置的第二波纹板组，第一波纹板组与第二波纹板组相垂直;所述第一波纹板组由若干平行设置的第一波纹板组成，所述第二波纹板组由若干平行设置的第二波纹板组成；第一波纹板组形成的通道、第二波纹板组形成的通道与垂直方向成30° -45°夹角;第一波纹板组形成的通道与第二波纹板组形成的通道呈90°夹角。4.根据权利要求1所述的具有填料结构的浮选柱强化分选装置，其特征在于:所述填料由若干鲍尔环组成，且相邻鲍尔环堆叠交错设置。5.—种采用权利要求1-4中任一所述的具有有填料结构的浮选柱强化分选装置进行矿料分选的方法，其特征在于包括如下步骤: 1)、将经过药剂调配好的原矿矿浆通过原矿给矿管进入柱体，原矿矿浆在重力作用下下降，在下降过程中与填料形成的通道内的气泡逆流接触矿化;原矿矿浆的易浮性矿物颗粒和部分中等可浮性矿物粘附在气泡上形成矿化气泡上升;剩余矿物颗粒经筛板后下降至中矿收集漏斗或柱体底部；降至柱体底部的矿物颗粒由尾矿管排出；当矿化气泡上浮至柱体顶部的泡沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过精矿管进行回收； 2)、中矿收集漏斗内的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗栗入中矿喷嘴后，中矿喷嘴将矿物颗粒喷入中矿矿化管;喷入中矿矿化管的矿物颗粒与空气进气管导入的气体混合，使矿物颗粒在中矿矿化管内的高速紊流环境下被矿化； 3)、填料处下降的矿物颗粒与中矿矿化管喷出的矿浆、气泡接触时，其中一部分矿物颗粒继续下降，另一部分矿物颗粒直接粘附在气泡上上升； 4)、步骤3)中，下降的矿物颗粒与上升的矿化气泡产生逆流碰撞并产生紊动，矿化气泡中粘附力小的不可浮性矿物杂质在紊动中被震落，在重力作用下沉降至中矿收集漏斗或柱体底部;进入中矿收集漏斗的矿物颗粒经中矿循环矿浆栗栗入中矿喷嘴继续进行分选，降至柱体底部的矿物颗粒由尾矿管排出；上浮的矿化气泡沿填料的通道内壁不断上浮，上浮过程中伴随着通道和流道角度的变化，脱除一部分矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，完成一次精选;当矿化气泡上浮至柱体顶部的泡沫收集槽后，与喷淋装置的喷淋水逆向流动，完成二次精选，进一步脱除矿化气泡夹带的不可浮性矿物细泥，此时，精矿颗粒随泡沫溢流至泡沫收集槽侧边，通过精矿管进行回收。
【文档编号】B03D1/02GK105834011SQ201610392425
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】戢峻, 杨世金, 田琦峰
【申请人】武汉工程大学