具有填料結構的浮選柱強化分選裝置及分選方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，包括中空的柱體，柱體頂部設有泡沫收集裝置；在柱體內，從上往下依次設有填料、中礦礦化管、篩板、中礦收集漏斗；在柱體底部設有與尾礦管連接的出料口；中礦收集漏斗通過中礦循環(huán)礦漿泵與中礦噴嘴連接，中礦噴嘴安設在中礦礦化管頂部；中礦礦化管的中上部設有空氣進氣管；在柱體上部設有原礦給礦管。本發(fā)明還提供一種礦料分選方法。該分選裝置和分選方法使礦化后的礦物顆粒實現(xiàn)靜態(tài)分選，減少不可浮性礦物雜質細泥的返混和夾帶，提高了精礦產品質量。
【專利說明】
具有填料結構的浮選柱強化分選裝置及分選方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及選礦領域，具體涉及一種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置及分選方法，可適用于中低品位膠磷礦、其它非金屬礦和金屬礦的分選作業(yè)。
【背景技術】
[0002]磷礦資源是寶貴的不可再生資源，我國磷礦資源比較豐富，保有儲量167.98億噸，但磷礦平均品位僅為17%。因此，對我國具有“貧、雜、細”特點的中低品位膠磷礦的選礦工作已成為近年來的研究熱點。機械式攪拌浮選機作為傳統(tǒng)浮選設備，已不能滿足這些磷礦選礦工作的要求。浮選柱以其結構簡單、操作方便、處理能力高、能耗低等特點，尤其是對細粒物料分選效果的明顯優(yōu)勢，引起了選礦工作者的注意。
[0003]公開號為CN2322685Y，【公開日】為1999-06-09，專利名稱為新型充填式靜態(tài)浮選柱的專利公開了一種浮選柱，柱體內部單一逆流礦化方式不能滿足膠磷礦所需氣-液-固三相體系高強度紊流混合的礦化要求，對中低品位膠磷礦選別效果不佳。公開號為CN1209360A，【公開日】為1999-03-03，專利名稱為靜態(tài)微泡浮選柱強化分選方法及裝置，公開了一種浮選柱，該浮選柱柱體上部設置靜態(tài)介質隔板以達到靜態(tài)分選的目的，柱體底部設置具有部分中礦旋流礦化和旋流器分選作用的旋流裝置。在中低品位膠磷礦的實際分選生產中，預處理后進行分選作業(yè)的磷礦物、碳酸鹽礦物單體解離度高，石英-長石-粘土類、鐵碳質礦物單體解離度卻較低，從而造成分選作業(yè)對紊流礦化和靜態(tài)分選環(huán)境均有較高要求，簡單設置的靜態(tài)介質隔板和旋流分選很難保證靜態(tài)分選過程中泡沫層的高度和礦化氣泡大小的均一、且存在一定的不可浮性礦物細泥的夾帶和返混現(xiàn)象，分選指標不穩(wěn)定。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置及分選方法，該分選裝置和分選方法使礦化后的礦物顆粒實現(xiàn)靜態(tài)分選，減少不可浮性礦物雜質細泥的返混和夾帶，提尚精礦廣品質量，并保證浮選指標的穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0006]—種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，包括中空的柱體，柱體頂部設有泡沫收集裝置;所述泡沫收集裝置包括泡沫收集槽、噴淋裝置和精礦管，泡沫收集槽設在柱體頂部，噴淋裝置設在泡沫收集槽上部，精礦管設在泡沫收集槽側面；
[0007]在柱體內，從上往下依次設有填料、中礦礦化管、篩板、中礦收集漏斗;在柱體底部設有與尾礦管連接的呈漏斗的出料口 ；
[0008]所述中礦收集漏斗通過中礦循環(huán)礦漿栗與中礦噴嘴連接，所述中礦噴嘴安設在中礦礦化管頂部;所述中礦礦化管的中上部設有空氣進氣管；
[0009]所述填料位于柱體上部，所述中礦礦化管、篩板、中礦收集漏斗位于柱體下部;在柱體上部設有原礦給礦管。
[0010]進一步的方案是，所述填料為網(wǎng)格狀結構。
[0011]進一步的方案是，所述填料包括若干平行設置的第一波紋板組和若干平行設置的第二波紋板組，第一波紋板組與第二波紋板組相垂直;所述第一波紋板組由若干平行設置的第一波紋板組成，所述第二波紋板組由若干平行設置的第二波紋板組成;第一波紋板組形成的通道、第二波紋板組形成的通道與垂直方向成30°-45°夾角；第一波紋板組形成的通道與第二波紋板組形成的通道呈90°夾角。
[0012]進一步的方案是，所述填料由若干鮑爾環(huán)組成，且相鄰鮑爾環(huán)堆疊交錯設置。
[0013]本發(fā)明還提供一種采有上述具有填料結構的浮選柱強化分選裝置進行礦物分選的方法，包括如下步驟:
[0014]I)、將經過藥劑調配好的原礦礦漿以一定的壓力通過原礦給礦管進入柱體，原礦礦漿在重力作用下下降，在下降過程中與填料形成的通道內的氣泡逆流接觸礦化;原礦礦漿的易浮性礦物顆粒和部分中等可浮性礦物粘附在氣泡上形成礦化氣泡，礦化氣泡上升；剩余礦物顆粒經篩板后下降至中礦收集漏斗或柱體底部;降至柱體底部的礦物顆粒由尾礦管排出；當?shù)V化氣泡上升至柱體頂部的泡沫收集槽后，與噴淋裝置的噴淋水逆向流動，脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽側邊，通過精礦管進行回收；
[0015]2)、中礦收集漏斗內的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗栗入中礦噴嘴后，中礦噴嘴將礦物顆粒噴入中礦礦化管;噴入中礦礦化管的礦物顆粒與空氣進氣管的導入的氣體混合，使礦物顆粒在中礦礦化管內的高速紊流環(huán)境下被礦化；
[0016]3)、填料處下降的礦物顆粒與中礦礦化管噴出的礦漿、氣泡接觸時，其中一部分礦物顆粒繼續(xù)下降，另一部分礦物顆粒直接粘附在氣泡上上升；
[0017]4)、步驟3)中，下降的礦物顆粒與上升的礦化氣泡產生逆流碰撞并產生適度紊動，礦化氣泡中粘附力小的不可浮性礦物雜質在紊動中被震落，在重力作用下沉降至中礦收集漏斗或柱體底部;進入中礦收集漏斗的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗栗入中礦噴嘴繼續(xù)進行分選，降至柱體底部的礦物顆粒由尾礦管排出；上浮的礦化氣泡沿填料的通道內壁不斷上浮，上浮過程中伴隨著通道和流道角度的變化，脫除一部分礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，完成一次精選；當?shù)V化氣泡上浮至柱體頂部的泡沫收集槽后，與噴淋裝置的噴淋水逆向流動，完成二次精選，進一步脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽側邊，通過精礦管進行回收。
[0018]本發(fā)明中，柱體上部為設置填料結構的靜態(tài)分選區(qū)，柱體下部為管流礦化區(qū)。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]本分選裝置結構簡單，集逆流礦化-管流礦化-靜態(tài)分選三位一體，使礦化后的礦物顆粒能實現(xiàn)靜態(tài)分選，減少不可浮性礦物雜質細泥的返混和夾帶，提高精礦產品質量;并能保證浮選指標的穩(wěn)定；
[0021]本分選方法能使礦化后的礦物顆粒能實現(xiàn)靜態(tài)分選，減少不可浮性礦物雜質細泥的返混和夾帶，提尚精礦廣品質量;并能保證浮選指標的穩(wěn)定；
[0022]在柱體的上部設置填料形成靜態(tài)分選區(qū)，解決了中低品位膠磷礦浮選中精礦質量不穩(wěn)定的難題;經逆流礦化的原礦和經管流礦化、逆流礦化的循環(huán)中礦在填料組成的大小可控的通道里靜態(tài)分選，能減少不可浮性礦物的返混和夾帶，完成一次分選；
[0023]礦化氣泡進入泡沫收集槽后，利用二次富集的泡沫精選作用和外加噴淋水，脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，進一步避免不可浮性礦物細泥對精礦的污染，保證了精礦的質量；
[0024]柱體下部采用逆流礦化和管流礦化相結合，能同時保證精礦產率和尾礦質量；
[0025]在柱體下部設置有篩板，篩板的設置能使上方形成靜態(tài)的環(huán)境，起到隔離的作用，以提尚精礦質量；
[0026]通過設置中礦循環(huán)礦漿栗，使篩板下的礦物顆粒進一步進行礦化，提高了精礦產率和尾礦質量；
[0027]將平行設置的2組波紋板組垂直設置形成通道，能使通過填料的礦化氣泡大小均勻，從而減少不可浮性礦物的返混和夾帶，提高精礦質量；
[0028]本發(fā)明較好地解決了分選效率與能耗之間的矛盾;大量的易浮性礦物顆粒和部分中等可浮性礦物采用逆流礦化與靜態(tài)分選結合的方式，分選效率高，保證了精礦質量，且不需要動力消耗;部分中等可浮性礦物和難浮礦物采用耗能較小的管流礦化與靜態(tài)分選結合的方式，有利于提高精礦產率;隨著礦物可浮性的降低，逐步增大礦化強度(加大空氣進氣管的空氣盡量、減少中礦循環(huán)礦楽栗的栗入量)，結合靜態(tài)分選方式，提高精礦質量。
【附圖說明】
[0029]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0030]圖1是本發(fā)明具有填料結構的浮選柱強化分選裝置的結構示意圖；
[0031 ]圖2是實施例1中柱體與填料的平面結構示意圖；
[0032]圖3是實施例2的填料結構示意圖。
[0033]其中:1、-噴淋裝置;2、泡沫收集槽;3、精礦管;4、填料;5、柱體;6、中礦循環(huán)礦漿栗;7、出料口； 8、原礦給礦管;9、中礦噴嘴；10、空氣進氣管；11、中礦礦化管；12、篩板;13、中礦收集漏斗；14、尾礦管;4-1、第一波紋板組;4-2、第二波紋板組;4-1-1、第一波紋板;4-2-
1、第二波紋板;15、鮑爾環(huán)。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]實施例1
[0036]參見圖1-圖2，一種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，包括中空的柱體5，柱體5頂部設有泡沫收集裝置;泡沫收集裝置包括泡沫收集槽2、噴淋裝置I和精礦管3，泡沫收集槽2設在柱體5頂部，噴淋裝置I設在泡沫收集槽2上部，精礦管3設在泡沫收集槽2側面；
[0037]在柱體5內，從上往下依次設有填料4、中礦礦化管11、篩板12、中礦收集漏斗13;在柱體5底部設有與尾礦管14連接的出料口 7;填料4位于柱體5上部，中礦礦化管11、篩板12、中礦收集漏斗13位于柱體5下部;在柱體5上部設有原礦給礦管8;
[0038]中礦收集漏斗13通過中礦循環(huán)礦漿栗6與中礦噴嘴9連接，中礦噴嘴9安設在中礦礦化管11頂部；中礦礦化管11的中上部設有空氣進氣管10。
[0039]本發(fā)明中，柱體5上部為設置填料結構的靜態(tài)分選區(qū)，柱體5下部為管流礦化區(qū)。原礦給礦管8位于柱體5上中部的靜態(tài)浮選區(qū)。
[0040]本發(fā)明中，填料4為網(wǎng)格狀結構，具體包括若干平行設置的第一波紋板組4-1和若干平行設置的第二波紋板組4-2，第一波紋板組4-1與第二波紋板組4-2相垂直;第一波紋板組4-1由若干平行設置的第一波紋板4-1-1組成，第二波紋板組4-2由若干平行設置的第二波紋板4-2-1組成;第一波紋板組4-1通道、第二波紋板組4-2通道與垂直方向成30°-45°夾角(優(yōu)選30°和45°)，第一波紋板組4-1形成的通道與第二波紋板組4-2形成的通道呈90°夾角。
[0041 ] 實施例2
[0042]參見圖3，與實施例1所不同的是:所述填料由若干鮑爾環(huán)組成，且相鄰鮑爾環(huán)堆疊交錯設置。鮑爾環(huán)形成的若干通道也能使通過填料的礦化氣泡大小均勻，減少不可浮性礦物的返混和夾帶，提高精礦質量。當然本申請也可采用其他填料，只要能形成通道，能將通過填料的礦化氣泡變得大小均勻即可。
[0043]本發(fā)明還提供一種采有上述具有填料結構的浮選柱強化分選裝置進行礦物分選的方法，包括如下步驟:
[0044]I)、將經過藥劑調配好的原礦礦漿以一定的壓力通過原礦給礦管8進入柱體5，原礦礦漿在重力作用下下降，在下降過程中與填料4形成的通道內的氣泡逆流接觸礦化;原礦礦漿的易浮性礦物顆粒和部分中等可浮性礦物粘附在氣泡上形成礦化氣泡，礦化氣泡上升;其他礦物顆粒經篩板12后下降至中礦收集漏斗13或柱體5底部；降至柱體5底部的礦物顆粒由尾礦管14排出；
[0045]2)、當?shù)V化氣泡上升至柱體5頂部的泡沫收集槽2后，與噴淋裝置I的噴淋水逆向流動，脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽2側邊，通過精礦管3進行回收；中礦收集漏斗13內的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗6栗入中礦噴嘴9后，中礦噴嘴9將礦物顆粒噴入中礦礦化管11;噴入中礦礦化管11的礦物顆粒與空氣進氣管1的導入的氣體混合，使礦物顆粒在中礦礦化管11內的高速紊流環(huán)境下被礦化；
[0046]3)、填料處下降的礦物顆粒與中礦礦化管噴出的礦漿、氣泡接觸時，其中一部分礦物顆粒繼續(xù)下降，另一部分礦物顆粒直接粘附在氣泡上上升；
[0047]4)、步驟3)中，下降的礦物顆粒和剩余礦物顆粒與上升的礦化氣泡產生逆流碰撞并產生適度紊動，礦化氣泡中粘附力小的不可浮性礦物雜質在紊動中被震落，在重力作用下沉降至中礦收集漏斗13或柱體5底部;進入中礦收集漏斗13的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗6栗入中礦噴嘴9繼續(xù)進行分選，降至柱體5底部的礦物顆粒由尾礦管14排出；上浮的礦化氣泡沿填料4的通道內壁不斷上浮，上浮過程中伴隨著通道和流道角度的變化，脫除一部分礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，完成一次精選；當?shù)V化氣泡上浮至柱體5頂部的泡沫收集槽2后，與噴淋裝置I的噴淋水逆向流動，完成二次精選，進一步脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽2側邊，通過精礦管3進行回收。
[0048]本發(fā)明中，氣泡由空氣進氣管10產生。
[0049]以四川某中低品位膠磷礦為例:
[0050 ] 四川某中低品位膠磷礦的原礦P2O5品位20.14 %，MgO含量6.12%,經破碎、磨礦、分級等預處理后(控制磨礦細度為:75 %的礦物顆粒小于75μπι)，按2.2kg/t原礦的比例加入捕收劑，調配礦漿濃度為35 %，控制礦漿pH值為5.8;
[0051]將上述原礦礦漿通過原礦給礦管8進入柱體5，原礦礦漿在重力作用下下降，在下降過程中與填料4形成的通道內的氣泡逆流接觸礦化;原礦礦漿中的碳酸鹽礦物顆粒和部分石英質礦物顆粒、鐵碳質礦物顆粒粘附在氣泡上形成礦化氣泡，礦化氣泡上升;剩余礦物顆粒經篩板12后下降至中礦收集漏斗13或柱體5底部;降至柱體5底部的氟磷灰石礦物顆粒和膠磷礦礦物顆粒由尾礦管14排出；預處理后進行分選作業(yè)的磷礦物、碳酸鹽礦物單體解離度高，石英-長石-粘土類、鐵碳質礦物單體解離度卻較低，
[0052]當?shù)V化氣泡上升至柱體5頂部的泡沫收集槽2后，與噴淋裝置I的噴淋水逆向流動，脫除礦化氣泡夾帶的膠磷礦毗連礦物顆粒，此時，碳酸鹽礦物顆粒、石英-長石-粘土類礦物顆粒、鐵碳質礦物顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽2側邊，通過精礦管3進行回收；中礦收集漏斗13內的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗6栗入中礦噴嘴9后，中礦噴嘴9將礦物顆粒噴入中礦礦化管11;噴入中礦礦化管11的礦物顆粒與空氣進氣管10的導入的氣體混合，使礦物顆粒在中礦礦化管11內的高速紊流環(huán)境下被礦化；
[0053]填料4處下降的礦物顆粒與中礦礦化管11噴出的礦漿、氣泡接觸時，其中一部分礦物顆粒繼續(xù)下降，另一部分礦物顆粒直接粘附在氣泡上上升；下降的礦物顆粒與上升的礦化氣泡產生逆流碰撞并產生適度紊動，礦化氣泡中粘附力小的氟磷灰石礦物顆粒和膠磷礦礦物顆粒在紊動中被震落，在重力作用下沉降至中礦收集漏斗13或柱體5底部;進入中礦收集漏斗13的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗6栗入中礦噴嘴9繼續(xù)進行分選，降至柱體5底部的礦物顆粒由尾礦管14排出；上浮的礦化氣泡沿填料4的通道內壁不斷上浮，上浮過程中伴隨著通道和流道角度的變化，脫除一部分礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，完成一次精選；當?shù)V化氣泡上浮至柱體5頂部的泡沫收集槽2后，與噴淋裝置I的噴淋水逆向流動，完成二次精選，進一步脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽2側邊，通過精礦管3進行回收；
[0054]經72小時連續(xù)分選作業(yè)后，精礦P2O5S位31.68%，MgO含量0.93% ,P2O5回收率94%，分選指標穩(wěn)定。
[0055]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，包括中空的柱體，柱體頂部設有泡沫收集裝置;所述泡沫收集裝置包括泡沫收集槽、噴淋裝置和精礦管，泡沫收集槽設在柱體頂部，噴淋裝置設在泡沫收集槽上部，精礦管設在泡沫收集槽側面;其特征在于:在柱體內，從上往下依次設有填料、中礦礦化管、篩板、中礦收集漏斗;在柱體底部設有與尾礦管連接出料口； 所述中礦收集漏斗通過中礦循環(huán)礦漿栗與中礦噴嘴連接，所述中礦噴嘴安設在中礦礦化管頂部;所述中礦礦化管的中上部設有空氣進氣管； 所述填料位于柱體上部，所述中礦礦化管、篩板、中礦收集漏斗位于柱體下部;在柱體上部設有原礦給礦管。2.根據(jù)權利要求1所述的具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，其特征在于:所述填料為網(wǎng)格狀結構。3.根據(jù)權利要求2所述的具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，其特征在于:所述填料包括若干平行設置的第一波紋板組和若干平行設置的第二波紋板組，第一波紋板組與第二波紋板組相垂直;所述第一波紋板組由若干平行設置的第一波紋板組成，所述第二波紋板組由若干平行設置的第二波紋板組成；第一波紋板組形成的通道、第二波紋板組形成的通道與垂直方向成30° -45°夾角;第一波紋板組形成的通道與第二波紋板組形成的通道呈90°夾角。4.根據(jù)權利要求1所述的具有填料結構的浮選柱強化分選裝置，其特征在于:所述填料由若干鮑爾環(huán)組成，且相鄰鮑爾環(huán)堆疊交錯設置。5.—種采用權利要求1-4中任一所述的具有有填料結構的浮選柱強化分選裝置進行礦料分選的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)、將經過藥劑調配好的原礦礦漿通過原礦給礦管進入柱體，原礦礦漿在重力作用下下降，在下降過程中與填料形成的通道內的氣泡逆流接觸礦化;原礦礦漿的易浮性礦物顆粒和部分中等可浮性礦物粘附在氣泡上形成礦化氣泡上升;剩余礦物顆粒經篩板后下降至中礦收集漏斗或柱體底部；降至柱體底部的礦物顆粒由尾礦管排出；當?shù)V化氣泡上浮至柱體頂部的泡沫收集槽后，與噴淋裝置的噴淋水逆向流動，脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽側邊，通過精礦管進行回收； 2)、中礦收集漏斗內的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗栗入中礦噴嘴后，中礦噴嘴將礦物顆粒噴入中礦礦化管;噴入中礦礦化管的礦物顆粒與空氣進氣管導入的氣體混合，使礦物顆粒在中礦礦化管內的高速紊流環(huán)境下被礦化； 3)、填料處下降的礦物顆粒與中礦礦化管噴出的礦漿、氣泡接觸時，其中一部分礦物顆粒繼續(xù)下降，另一部分礦物顆粒直接粘附在氣泡上上升； 4)、步驟3)中，下降的礦物顆粒與上升的礦化氣泡產生逆流碰撞并產生紊動，礦化氣泡中粘附力小的不可浮性礦物雜質在紊動中被震落，在重力作用下沉降至中礦收集漏斗或柱體底部;進入中礦收集漏斗的礦物顆粒經中礦循環(huán)礦漿栗栗入中礦噴嘴繼續(xù)進行分選，降至柱體底部的礦物顆粒由尾礦管排出；上浮的礦化氣泡沿填料的通道內壁不斷上浮，上浮過程中伴隨著通道和流道角度的變化，脫除一部分礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，完成一次精選;當?shù)V化氣泡上浮至柱體頂部的泡沫收集槽后，與噴淋裝置的噴淋水逆向流動，完成二次精選，進一步脫除礦化氣泡夾帶的不可浮性礦物細泥，此時，精礦顆粒隨泡沫溢流至泡沫收集槽側邊，通過精礦管進行回收。
【文檔編號】B03D1/02GK105834011SQ201610392425
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】戢峻, 楊世金, 田琦峰
【申請人】武漢工程大學