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旋流微泡浮选柱在涡北选煤厂的应用

旋流微泡浮选柱在涡北选煤厂的应用
旋流微泡浮选柱在涡北选煤厂的应用

旋流微泡浮选柱在涡北选煤厂的应用

冯立品,周孟颖,徐晓琦

(安徽省煤炭科学研究院,安徽合肥230001)

摘要:分析了涡北选煤厂煤泥粒度组成,发现煤样矸石存在泥化现象,高灰细泥含量较

高,对浮选不利。进行了浮选机的单因素浮选试验、两因素三水平正交试验以及最优药剂条件下的分步释放试验,同时进行了浮选柱的煤泥浮选试验。结果表明,当煤泥矿浆质量浓度为45g /L ,复合药剂为1.10kg /t 时,精煤灰分为10.97%,精煤产率为72.62%,浮选完善指标最高为53.43%,浮选机煤泥浮选效果最好;浮选柱可以分选出各种质量的精煤,精煤灰分可调性大,可以适应市场变化。最后进行了浮选机和浮选柱的综合对比试验,在精煤灰分相近的情况下,浮选柱不同程度地提高了精煤回收率和浮选完善指标,具有明显优势。

关键词:旋流微泡浮选柱;浮选机;正交试验;分步释放;精煤灰分

中图分类号:TD923

文献标识码:A

文章编号:1006-6772(2011)06-0010-04

收稿日期:2011-08-11

责任编辑:白娅娜

作者简介:冯立品(1978—),女,河北深泽人,博士,工程师,主要研究方向为矿井个人防护技术及洁净煤技术。

涡北选煤厂于2007年5月建成投产,设计能力为120万t /a ,实际生产能力为150万t /a ,是一座矿井型炼焦煤选煤厂,主要入洗涡北矿原煤。选煤厂主要采用原煤脱泥全重介—煤泥浮选—尾煤压滤的联合工艺流程。浮选系统采用2台XJX -T16型机械搅拌式浮选机,浮选入料主要来自振动弧形筛的筛下水和磁选尾矿经煤泥旋流器浓缩分级后的轻产物。

涡北矿原煤细泥和再生煤泥量大,且细泥易泥化,导致浮选系统压力较大;涡北水质呈弱酸性,对设备、管道、阀门及浮选机的叶轮和定子磨损严重,不仅造成了巨大的经济损失,也存在安全隐患;传统机械搅拌浮选机存在选择性差、占地面积大、能耗高等缺点。鉴于以上问题,拟采用由中国矿业大学研制的FCMC 系列旋流微泡浮选柱代替XJX -T16型机械搅拌式浮选机。本文应用旋流微泡浮选柱对涡北选煤厂煤泥进行了浮选试验的可行性研究

[1-2]

1煤泥粒度分析

在涡北选煤厂正常生产的情况下,严格按照煤

泥浮选试样的采制规定取样,采样在一个工作日8h

内完成,每隔0.5h 采样1次,一次25L ,共取得煤浆400L 。由于涡北选煤厂水质比较特殊,呈弱酸性,为了不影响浮选效果,煤浆未经压滤、烘干。表1为涡北选煤厂煤泥粒度组成。由表1可知,涡北选煤厂煤泥灰分较高,为25.39%,且细粒级含量较多;-0.25mm 质量分数为96.06%;-0.045mm 质量分数为51.11%,为主导粒级,灰分为31.22%,明显高于其他各粒级,比煤泥平均灰分高5.83%。说明煤样矸石存在泥化现象,高灰细泥含量较高,

对浮选不利,会严重影响浮选过程中的分选精度

[2-3]

。表1

煤泥粒度组成

粒级/mm 质量/g 产率/%灰分/%+0.500 1.280.6416.590.500 0.250 6.59 3.3017.330.250 0.12534.2817.1818.740.125 0.07436.4818.2919.780.074 0.045

18.919.4820.26-0.045101.9651.1131.22合计

199.50

100.00

25.39

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2浮选机试验

煤泥浮选机试验在中国矿业大学矿物加工工程研究中心实验室完成,试验中使用了涡北选煤厂现场所用的浮选药剂,且药剂比例也与现场相同。2.1单因素试验

设定矿浆质量浓度为80g/L,进行复合药剂的单因素试验,药剂量依次为:0.35、0.45、0.70、1.05、1.40、1.80、2.10kg/t。

单因素浮选试验见表2。

表2单因素浮选试验

复合药剂用量/(kg·t-1)精煤产率/

%

精煤灰分/

%

尾煤产率/

%

尾煤灰分/

%

原煤灰分/

%

浮选完善指标/

%

0.3547.598.9052.4142.3526.4342.91 0.4553.899.0846.1146.0226.1147.57

0.7065.0310.4434.9753.1225.3751.27

1.0570.7810.8229.226

2.0425.7955.35 1.4072.9911.2327.016

3.9725.485

4.77

1.8074.0711.4825.9367.3225.9655.80

2.1075.9612.9524.0465.2725.5350.26

由表2可知,随着复合药剂用量的增加,精煤灰分呈增加趋势,灰分为8.90% 12.95%,说明浮选煤泥灰分具有较大的可调性。复合药剂为1.05kg/t时,精煤灰分为10.82%,最接近选煤厂要求的精煤灰分11%,精煤产率达到70.78%,浮选完善指标达到55.35%,浮选效果较好;当精煤灰分从10.82%增加到12.95%时,精煤产率才增加5%左右,说明要达到要求的11%精煤灰分,浮选机较难控制。

2.2正交试验

2.2.1正交试验

对矿浆质量浓度和复合药剂用量进行两因素三水平的正交试验研究,矿浆质量浓度分别取45、60、80g/L,复合药剂用量分别取1.10、1.15、1.20 kg/t。正交试验结果见表3。

表3正交试验效果

序号矿浆质量浓度/

(g·L-1)

复合药剂用量/

(kg·t-1)

精煤产率/

%

精煤灰分/

%

尾煤产率/

%

尾煤灰分/

%

原煤灰分/

%

浮选完善指标/

%

145 1.1072.6210.9727.3860.8524.6353.43 245 1.1572.3511.0027.6559.8324.5052.81 345 1.2072.8511.3327.1561.0624.8352.70 460 1.1067.8810.8532.1254.0824.7450.63 560 1.1569.4110.9730.5956.1724.8051.46 660 1.2070.0611.3329.9457.1725.0551.21 780 1.1069.9210.9130.0861.1926.0354.92 880 1.1569.5610.9830.4456.3424.7951.52 980 1.2072.4511.1427.5559.8624.5652.48

由表3可知,随着复合药剂用量的增加,精煤灰分大致呈增加趋势,灰分为10.85% 11.33%;精煤灰分为11%时,精煤产率为72.35%左右。当煤泥矿浆质量浓度为45g/L,复合药剂为1.10 kg/t时,精煤灰分为10.97%,精煤产率较高,为72.62%,浮选完善指标为53.43%,煤泥浮选效果最好。

2.2.2分步释放试验

在上述最佳试验条件,即矿浆质量浓度45g/L,复合药剂1.10kg/t的条件下进行分步释放试验,分步释放试验结果如图1所示。从图1可知,要求精煤灰分小于11%时,精煤理论产率为73%左右[4]。

图1分步释放试验曲线

3旋流微泡浮选柱试验

在浮选机正交试验的最佳条件下,保持矿浆质量浓度45g/L不变,复合药剂用量在0.9 2.0kg/

t波动,进行不同压力下的浮选柱探索试验,结果见

表4。

由表4可知,随着复合药剂用量的增大,精煤灰分整体呈上升趋势,精煤灰分都在8.5%以上;在同

一药剂条件下,随着压力的增大,精煤灰分和精煤产表4浮选柱浮选试验结果

复合药剂用量/(kg·t-1)压力/MPa精煤产率/%精煤灰分/%尾煤产率/%尾煤灰分/%浮选完善指标/%

0.90.1445.978.3254.0340.1641.60 0.1652.488.6147.5244.2046.69 0.1851.909.0648.1043.2844.94

1.10.1455.208.7644.8046.1848.68 0.1658.409.2241.6048.4250.09 0.1858.349.5941.6647.8348.89

1.40.1460.818.9539.1951.2453.02 0.1665.089.5834.9255.2354.58 0.1863.139.9836.875

2.1451.62

1.60.1463.669.6936.3453.2653.03 0.1667.6710.213

2.3357.5754.51 0.1866.6911.013

3.315

4.5850.92

2.00.1469.0610.1930.9459.7555.71 0.167

3.9810.9826.0266.8656.59 0.1870.7411.5029.2659.4252.18

率均呈整体上升趋势,压力为0.18MPa的条件下,浮选效果略差;浮选柱可以分选出各种质量的精煤,精煤灰分为8.32% 11.50%,可调性大,可以适应市场变化而生产合格的精煤[5]。

4综合分析

在精煤灰分相近的情况下,对浮选机和浮选柱的煤泥浮选试验进行对比分析,结果见表5。

表5浮选机、浮选柱浮选结果对比%浮选设备精煤灰分精煤产率浮选完善指标

浮选机9.08

10.97

53.89

72.62

47.57

53.43

浮选柱9.22

10.98

58.40

73.98

50.09

56.59

由表5可知,当精煤灰分接近9.20%左右时,

浮选柱精煤产率比浮选机精煤产率提高了4.51%,

浮选完善指标提高了2.52%;当精煤灰分接近选煤

厂实际要求11%时,浮选柱精煤产率比浮选机精煤

产率提高了1.36%,浮选完善指标提高了3.16%。

因此在精煤灰分相近的条件下,浮选柱的各项浮选

指标明显优于浮选机[6-7]。

5结论

通过对涡北选煤厂浮选机和旋流微泡浮选柱

的煤泥浮选试验可知,与浮选机相比,在相同精煤

灰分的条件下,旋流微泡浮选柱的精煤产率有不同

程度的提高,这将为煤泥含量高的涡北选煤厂带来

可观的收益;同时浮选柱可调性大,能分选出各种

质量的精煤,以适应市场要求。总之,从提高精煤

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质量和精煤产率两方面来讲,浮选柱均具有明显优势。

参考文献:

[1]王跃.浅谈浮选柱的研究现状[J].选煤技术,2002(6):5-7.

[2]唐利刚,谢广元,石常省.旋流微泡浮选柱分选系统的耗散结构分析[J].洁净煤技术,2007,13(1):18-

20,27.

[3]越景林,舒方才.FCMC型旋流微泡浮选柱在大屯选煤厂的应用[J].煤质技术,2002(3):8-10.[4]王泽南,谢广元.FCMC型浮选柱处理难浮煤的探讨[J].煤炭工程,2006(5):86-88.

[5]许吉祥.浮选柱在淮北选煤厂涡北分厂的适用性分析[J].煤炭加工与综合利用,2009(5):4-5.

[6]魏英华.FCSMC-3000旋流-静态微泡浮选柱在太西洗煤厂二分区的应用[J].选煤技术,2009(5):28

-30.

[7]彭昌盛,蔡璋.浮选柱与浮选机分选煤泥的对比试验研究[J].洁净煤技术,1997,3(4):10-13.

Application of cyclon micro bubble flotation column in

Wobei coal preparation plant

FENG Li-pin,ZHOU Meng-ying,XU Xiao-qi

(Anhui Province Coal Science Research Institute,Hefei230001,China)

Abstract:According to analysis of the size composition of coal slime,find that coal gangue pelitization,high content of high-ash fine mud are bad for flotating.Single facter flotation tests of flotation machine,two factors and three lev-els orthogonal tests,substep releasing tests with the optimal mixture of flotation reagents have been taken.The results show that,while the mass concentration of coal slime pulp is45g/L and mixture flotation reagents is1.10kg/t,clean coal ash could reaches10.97%,productivity of clean coal is72.62%,improved flotation index is up to 53.43%and the flotation machine works best.The flotation column could seperate all kinds of fine coal,fine coal ash could be adjusted in wide range in order to meet the requirements.The comprehensive contrast tests of flotation machine and flotation column are taken at last,disposing the same clean coal ash,the results show that flotation col-umn could highly improve clean coal recovery and flotation index compared with the flotation machine.

Key words:cyclon micro bubble flotation column;flotation machine;orthogonal tests;substep releasing;clean 檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲coal ash

(上接第9页)

Experimental research on coal slurry flocculation and settling in

Jining NO.3coal preparation plant

SHEN Xiao-jun1,WANG Ai-qing1,MENG Fan-cai2,LI Xiao-jun2,ZHANG Di2(1.Resources and Environmental Engineering Institute,Heilongjiang Institute of Science and Technology,Harbin150027,China;

2.Jining No.3Coal Preparation Plant,Yanzhou Coal Mining Co.,Ltd.,Jining272069,China)

Abstract:In order to solve the problem that coal water slurry is difficult to flocculate and settle in Jining NO.3coal preparation plant,test the coal slime properties and do experiments in flocculation.The flocculation laws were got.The analysis on coal slime properties show that the original concentration effect is not perfect,that means there are large amounts of fine slime in original concentration overflow,which shouldn't be used as recycled water,otherwise,the coal dressing effect will be severely influenced.The experimental results of flocculation show that when the mass concentration of coal water slurry in overflow section is below60g/L,the setting velocity is higher and the depth of settling section is deeper,the two traits will get the best,when The mass concentration of coal water slurry is73g/L,PAFC is6mL and PAM is15mL which was added30s later than PAFC.

Key words:coal water slurry;concentration;polycoagulant;flocculant;flocculation and settling

微泡浮选柱的设计

微泡浮选柱的设计 摘要 随着近几年煤炭资源的开发和利用不断加深以及重介旋流选矿器的广泛应用,入浮煤泥中难选细粒煤泥比例增大,微细粒级(—0.074mm)含量不断增加,其浮选过程中存在高灰细泥污染精煤,浮选精煤灰分不达标。对细粒煤泥分选而言,常规旋流微泡浮选柱虽然具有突出优势,但是也存在许多问题,浮选柱在矿化时存在矿化效率不高、耗药量大、柱体过高等问题,同时对一般煤种的适应性也有待改善。 为改善上述问题本文结合传统机械搅拌式浮选机和FCMC提出一种强离心力场粗选,泡沫精选的浮选装置,可降低精煤灰分,提高精煤产率,增大处理量。本装置主要采用切线入料在矿浆进入浮选柱时就产生离心力实现粗选,在装置下部的中矿循环系统对未浮选净的矿浆进行二次浮选,浮选装置内部底端的叶轮旋转产生主旋形成旋流进行浮选。 实验结果表明:普通浮选柱选出的精煤灰分比浮选机低,但产率较低,是因为浮选柱对细颗粒煤的处理能力比浮选机强,但质量好的同时遗漏了部分精煤。而微泡浮选装置,相对于浮选机和普通浮选柱来说,不仅精煤灰分低,产率也高,是因为强离心力场粗选泡沫精选,提高了精煤质量,降低了灰分,中矿扫选将遗漏的精煤回收,保证了产率。 关键词:微泡浮选柱,微细粒级,分选效果,高灰煤泥

THE DESIGN OF THE MICRO BUBBLE FLOTATION COLUMN ABSTRACT As in recent years the development and utilization of coal resources and deepening heavy medium cyclone beneficiation is widely used, and the floating slime refractory larger proportion of fine coal, micro-fine particles (-0.074mm) content continues to increase its flotation in the presence of high-ash fine mud contaminated coal, coal ash flotation of non-compliance. For fine coal separation, conventional cyclone microbubble flotation column, while having outstanding advantages, but there are many problems, the presence of mineralization flotation column efficiency is not high, the consumption of large amount of drugs, the cylinder during mineralization too high and other issues, while the general coal adaptability also be improved. In order to improve these problems Combining traditional mechanical flotation machine and FCMC proposed a spiral Field roughing, froth flotation device selection can reduce the ash content and improve the clean coal yield, increasing the amount of processing. This device mainly when tangential feeding pulp into the flotation column in roughing produces centrifugal force, in the lower part of the device in the circulatory system of the mine did not flotation pulp for internal bottom of the net secondary flotation, flotation device of impeller rotation generating a main helix formation flotation cyclone. The results show that: the general election of coal ash flotation column flotation machine than the low, but lower yields because of the fine particles of coal flotation column processing capability than the flotation machine, but the quality is good while missing some coal. The spiral microbubble flotation device, as opposed to ordinary flotation column flotation machine, not only low ash coal, the yield is high,

FCSMC型旋流浮选柱操作规程

FCSMC型旋流-静态微泡浮选柱操作规程 一、操作规程 1 开车前首先检查电器与机械设备 2 打开位于柱体底部的两个外排阀门,排出柱底底部的粗渣与沉淀物,然后关闭阀门 3打开前端来矿系统,开启矿浆搅拌机构 4开启循环泵,调至循环矿浆压力至0.2~0.25MPa 5检查气泡发生器吸气与工作情况,若有个别堵塞应做好标记,待检修时处理 6打开药剂阀门,调节药剂至正常用量 7打开浮选柱入料管,检查入料是否正常 8停车时应首先停止药剂的添加,然后依次关闭搅拌装置与入料阀门9待浮选柱内浮选泡沫涌出完成后,关闭喷水管,关闭循环泵 二、操作注意事项 1、一般情况下,全部气泡发生器同时发生工作,不要关闭相邻两个,以免影响气泡分布,降低设备处理能力与效率 2 注意检查每个气泡发生器进气情况,发现故障及时关闭阀门的修理 3 注意检查循环泵运作情况,发现问题及时处理 4 定期清理介质板制度

CCF型逆流接触充气式浮选柱操作规程 一、操作规程 1 开车前首先检查电器与机械设备 2 向充气管送风,经检查没有问题后,向往中加清水,待清水盖住充气管后,打开尾矿连接管的闸门,见到清水能够流出,然后停止给水 3 打开前端来矿系统,开启矿浆搅拌机构 4 打开药剂阀门,调节药剂至正常用量 5 打开浮选柱入料管,检查入料是否正常 6 微开尾矿闸门形成尾矿流,随着矿浆液面的升高,尾矿闸门也随着逐渐打开,当溢流槽发现有精矿泡沫产出时,这时要仔细调整尾矿闸门,使尾矿排出量与进矿量达到相平衡的程度,以便保持液面稳定。7停车时,要先停止给矿,同时将尾矿管闸门适当的关闭并注入清水,依靠补加水将矿化泡沫去除 8 停止给药和注水,将尾矿闸门全部打开,放光矿浆,用清水冲净,然后停风压机 二、操作注意事项 1、在事故停车(包括突然停电)时,操作人员应马上将尾矿管闸门全部打开并关闭给矿管,使柱中矿浆迅速放完,然后用清水冲洗空气管。 2 定期更换浮选柱底部喷枪嘴

浮选机与浮选柱浮选效果对比

浮选机与浮选柱浮选效果对比 钼在地球上的蕴含量较少,属有色金属矿藏。随着近年来国际范围内钼产品价格的持续高位 运行,国内各地对钼矿资源的开发和利用普遍升温。采用更加高效的分选工艺,更加有效合 理地利用现有的有限钼矿资源就成了各钼矿企业关注的热点。但国内有些钼矿企业目前采用 的均为老式的浮选设备和工艺,效率较低。 近年来微细粒浮选设备研究取得了长足的进步,浮选柱分选技术等在钼矿分选领域中正在得 到广泛的应用,在提高精矿品位、提升产品档次和提高回收率方面显示出了比浮选机更为明 显的优势。如能在资源有限的钼矿分选中得到广泛的推广和应用,无疑具有十分重要的意义。传统的钼矿分选工艺是采用浮选机流程,流程复杂,精选往往需要7~10次;而采用浮选柱 分选工艺流程,精选段只需要2~3次就可以达到理想的精矿指标,甚至可以不需要扫选环 节就可以达到满意的回收率,大大简化了流程,提高了钼矿分选的效率。 1.矿石性质 大黑山矿石总体分为硫化矿和硫氧化混合矿石两类,但其矿物种类相近,主要金属矿物有黄 铁矿,辉钼矿,黄铜矿及少量方铅矿,闪锌矿,赤铁矿,钛铁矿等,辉钼矿为回收矿物。非 金属矿物主要有石英,长石,黑云母,白云母,绢云母,方解石,高岭土,萤石等。辉钼矿 在矿石中主要堪布在脉石中且粒度不均,较富的硫化矿中大于 0.1毫米堪布占67.53%,小于0.037毫米占11.57%,而较贫的混合矿石大于0.1毫米占11.99%,小于0.037毫米占34.36%。 2.选厂工艺流程 大黑山钼矿有两座选厂,设计处理能力分别为一选厂为3500t/d,二选厂为10000 t/d。二选 厂精选采用老式浮选机,设备为GF-1.1型浮选机,采用8次精选,三次扫选。而一选厂精选 系统为 KYZ3012型浮选柱。采用三次精选,四次扫选工艺。通过一年的现场实际生产中反应出,一选厂从精矿品位,实际回收率等生产数据都明显高于二选厂。 2.1一选厂线流程图 2.2 二选厂线流程图 该系统存在的主要问题是:①作业环节复杂、精选次数多、流程过长,不利于系统稳定; ②浮选效率较低(钼精矿品位48%左右)且不够稳定。 3.一选厂与二选厂精选设备使用情况 与GF-1.1型浮选机相比,KYZ型选柱主要有如下特点: 1、分选精度高,流程简单。一选厂采用2次粗选、3次精选流程,可稳定获得高品位合格 钼精矿;与浮选机2次粗选、3次扫选、8次精选、3次精扫作业相比而言,流程结构大大简化。 2、动力消耗低。 由于圆盘真空过滤机脱水系统及浮选机本身都耗电量庞大,使得浮选机分选系统的电费为浮 选柱分选系统的3.43倍;浮选机分选工艺设备多,系统复杂。 3、系统运行稳定。设备操作维护方便,故障率低,过程运行稳定;主要易损件为气泡发生器,浮选柱在分选及反浮选的应用表明,采用高标号氧化铝微晶陶瓷作为气泡发生器的内芯,气泡发生器可耐高硬度物料的磨蚀,经检验,一年的工业运行,主过流部件磨损率不到5%。

浮选柱技术的研究现状及发展趋势

浮选柱技术的研究现状及发展趋势北京科技大学 朱友益 张 强 卢寿慈 提 要 从气泡发生器和柱体高度两个方面全面归纳了浮选柱技术的研究发展现状,列举了有典型特点的浮选柱的结构及原理,阐述了浮选柱研究的发展趋势。 关键词 浮选柱 气泡发生器 新结构 发展趋势 Current Status of Inverstigation and Developing Trend of Flotation Column Zhu Youyi et al. ABSTRAC T Current status o f inverstigation and development of flotation column have been summ arized in tw o aspects(air g enerator and height o f column)in this paper.The structure char acters and princi-ples of ty pical flotation column have been listed.T he developing trend of the flo tation column research has been discussed. KEYWORDS Flotatio n column Air generator New structure  Dev elo ping trend 1 引 言 自1961年加拿大的皮埃尔?布廷(Pierre Bo utin)发明浮选柱以来,工业应用在不断扩大。生产实践证明,浮选柱与传统浮选机相比具有:a.选矿效率高;b.投资费用和生产费用低;c.占地面积少,安装费用低; d.药剂用量少; e.更适于微细粒的分选; f.易于自动控制等优点。在目前选矿界面临的微细粒分选问题,以及世界面临的能源危机状况下,研制高效节能的浮选柱显得尤为重要。 浮选柱的开发应用,经历了一个曲折的时期。尽管浮选柱是60年代发明,但真正在工业上实际应用则是80年代。70年代之所以未得到推广应用,原因是早期研制的浮选柱均为内部发泡器型,结构不合理,应用后经常发生结垢、堵塞(尤其用于碱性矿浆时)、脱落、破裂、充气不均匀等现象,导致浮选柱不能正常运行。早期研究应用的浮选柱均为高柱,工业上应用的浮选柱高度一般都在10m 以上,入料、精矿和尾矿排放位置相隔太远,给浮选柱的操作管理带来许多不便,且设备发生故障时,卸料维修十分麻烦,此外为克服浮选柱中液体的水力压头,使压缩空气通过底部发泡器弥散时的压力损耗亦大。因而,曾一度阻碍了浮选柱的推广应用。 自80年代后,在一些新的设计思路指导下,出现了一些新型结构的浮选柱,如弗洛泰尔浮选柱、 0系列浮选柱、KFP型浮选柱、电浮选柱、磁浮选柱、维姆科-里茨浮选柱、充填介质浮选柱、旋流充气式浮选柱、Jameson 浮选柱等。这些浮选柱从不同程度、以不同方式解决了原Boutin浮选柱的缺点,有关浮选柱和气泡发生器的专利现已有约100个。本文不能将之一一列出。但从两届国际浮选柱 3 1996年第4期 冶金矿山设计与建设 M etal min e des ign and cons truction

浮选柱的介绍

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 浮选柱的介绍 portant; word-wrap: break-word !important;”>portant;word-wrap: break- word !important;”>portant;word-wrap: break-word !important;”>portant;word- wrap: break-word !important;”>portant; word-wrap: break- word !important;”>portant;word-wrap: break-word !important;”>portant;word- wrap: break-word !important;”>portant;word-wrap: break-word !important;”>简要介绍了浮选柱的分类、工作原理和技术参数等; 重点阐述了浮选柱设备的发展, 包括浮选柱的关键部件----气泡发生器和柱体, 并比较了它们的优缺点; 最后, 指出了浮选柱未来的发展方向: 自动化控制系统、新型气泡发生器的研发、浮 选柱数学模拟以及短流程的浮选柱分选工艺是将来浮选柱技术及设备研究的重 点。关键词: 浮选柱; 设备; 气泡发生器; 发展; 趋势浮选柱自从上世纪60 年代 发明以来, 经历了40 年曲折的历程。伊始, 浮选柱以其结构简单、占地面积小、精矿质量好等优点, 促成了世界上第一次的研究热潮。当时我国数十家选 煤厂和选矿厂都安装了浮选柱, 但由于气泡发生器易堵塞、易磨损等缺点导致 了浮选柱没有推广下去; 20 世纪80 年代,随着气泡发生器问题的解决, 出现了浮 选柱的第二次研究热潮[ 1 ], 出现了一大批各具特色的浮选柱,如加拿大CFCC 浮选柱, 德国的KHD 浮选柱, 美国的Flota ir 浮选柱、VPI 微泡浮选柱、MTU 充填介质浮选柱和Wemco 利兹浮选柱, 前苏联的乌克兰浮选柱, 澳大利亚的詹 姆森浮选柱等。我国也在吸收国外浮选柱经验的同时, 研制了几种浮选柱, 包 括中国矿业大学(北京) 的充填介质浮选柱以及中国矿业大学的旋流- 静态微泡 浮选柱等。目前, 浮选柱的各项技术及设计理念趋于成熟, 已广泛应用于各种 矿石的分选。浮选柱在处理极细物料方面表现出了常规浮选机不可比拟的优

浮选柱的研究和应用

浮选柱的研究与应用 ◆ 包士雷丁亚卓孙永升 (东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110004) 摘要:本文介绍了浮选柱的发展历史、结构、工作原理及其应用情况,在分析现有浮选柱的优缺点后,提出了浮选柱的发展趋势。 关键词:浮选柱;应用;优缺点;发展趋势 浮选柱具有结构简单、高效节能、对微细粒浮选优势明显且选别指标优越等特点,特别是近年来改进了柱体和发泡器结构之后,浮选柱成为今后新型、高效浮选设备发展的重要趋势之一。但是,浮选柱的研究虽然已经有了突破性的进展,其结构和分选效果仍有待完善和提高,并逐渐显现了一定的发展趋势。 1 浮选柱的发展历史 浮选柱的设计思想源于1915年,后来为了克服矿石在底部的沉积,安装了搅拌装置,逐渐演变为现在的浮选机。在20世纪60年代,加拿大工程师Bouttin申请了带泡沫冲洗水装置的浮选柱专利,其后在前苏联和中国迅速掀起了浮选柱研究和开发应用的热潮。但在70年代并未得到推广和应用,原因是早期研制的浮选柱均为内部发泡器型,结构不合理,应用后经常发生结垢、堵塞(尤其用于碱性矿浆时)、脱落、破裂、充气不均匀等现象,导致浮选柱不能正常运行。 自20世纪80年代后,在一些新的设计思路指导下,涌现出多种新型高效的浮选柱,如美国戴斯特(Deister)公司生产的 Flotaire浮选柱、英国利兹大学研制的利兹浮选柱、美国的 VPI 微泡浮选柱、原苏联研制的Π系列浮选柱等;其中1987年澳大利亚詹姆森(G.J.Jameson)教授发明设计的詹姆森浮选柱,可以认为是浮选柱研究 40年来的分水岭,在结构、给矿方式和分选机理上都有了全新的突破,解决了因柱高所带来的一系列问题。现在,人们对浮选柱的设计安装、操作和控制日趋成熟,也使浮选柱的应用领域不断扩大[1]。 2 浮选柱的结构及其工作原理 2.1 浮选柱的结构 浮选柱构造简单。自溢式浮选柱是由上体、中间圆筒和下体组成,整个柱体为圆形,如图1。刮板式浮选柱还有泡沫刮板和传动装置,其柱体形状为上方下圆形,这种形状不但节省材料,而且受力情况及稳定性也较好。浮选柱中的给矿管有多种深度,其给矿点数目视柱径大小而异,分别为三、四和八点。浮选柱的充气是由风源经柱体下端的风室通过风管进入竖置的微孔塑料空气管。刮板式浮选柱的传动装置采用效率高、重量轻的单轴或双轴圆弧齿圆柱蜗杆减速器。刮板轴承采用寿命较高的铁基合油石墨球面轴承[2]。

旋流-静态微泡浮选柱的工作原理

6.1 旋流-静态微泡浮选柱的工作原理[63-66] (Principle of Cyclonic-Static Fine-Bubble Flotation Column ) 针对我国的煤泥特点及分选需要,在充分借鉴已有研究成果与技术的基础上,以刘炯天教授为首的洁净煤研究所开发出了一种新型浮选柱—旋流-静态微泡浮选柱,其原理如图6-1所示。它的主体结构包括浮选柱分选段(或称柱分离段装置),旋流段(或称旋流分离段)、气泡发生与管浮选(或总称管浮选装置)三部分。整个浮选柱为一柱体,柱分离段位于整个柱体上部;旋流分离段采用柱-锥相连的水介质旋流器结构,并与柱分离段呈上、下结构的直通连接。从旋流分选角度,柱分离段相当于放大了的旋流器溢流管。在柱分离段的顶部,设置了喷淋水管和泡沫精矿收集糟;给矿点位于柱分离段中上部,最终尾矿由旋流分离段底口排出。气泡发生器与浮选管段直接相连成一体,单独布置在浮选柱柱体体外;其出流沿切向方向与旋流分离段柱体相连,相当于旋流器的切线给料管。气泡发生器上设导气管。 管浮选装置包括气泡发生器与管浮选段两部分。气泡发生器是浮选柱的关键部件,它采用类似于射流泵的内部结构,具有依靠射流负压自身引入气体并把气体粉碎成气泡的双重作用(又称自吸式微泡发生器)。在旋流-静态微泡浮 选柱内,气泡发生器的工作介质为循环的中矿。经过加压的循环矿浆进入气泡发生器,引入气体并形成含有大量微细气泡的气、固、液三相体系。含有气泡的三相体系在浮选管段内高度紊流矿化,然后仍保持较高能量状态沿切向高速进入旋流分离段。这样,管浮选装置在完成浮选充气(自吸式微泡发生器)与高度紊流矿化(浮选管段)功能的同时,又以切向入料的方式在浮选柱底部形成了旋流力场。管浮选装置为整个浮选柱的各类分选提供了能量来源,并基本上决定了浮选柱的能量状态。 当大量气泡沿切向进入旋流分离段时,由于离心力和浮力的共同作用,便迅速以旋转方式向旋流分离段中心汇集,进入柱分离段并在柱体断面上得到分散。与此同时,由上部给入的矿浆连同矿物(煤)颗粒呈整体向下塞式流动,与呈整体向上升浮的气泡发生逆向运行与碰撞。气泡在上升过程中不断矿化。 与其它浮 图 6-1 旋流-静态微泡浮选柱工作原理 Figure 6-1 Principle of Cyclonic-Static Fine-Bubble Flotation Column

利用旋流-静态微泡浮选柱选萤石矿的实验室研究

第!"卷第#期非金属矿 $%&’!"(%’# !))*年#月 (%+,-./0&&12-1+.3 40+,! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!))* 利用旋流, 静态微泡浮选柱选萤石矿的实验室研究周晓华 刘炯天 王永田 张明青 张 敏 (中国矿业大学化工学院,徐州!!#))5 )摘要 介绍了旋流,静态微泡浮选柱的结构和原理,并将其用于甘肃某地萤石矿石浮选实验研究。结果表明:该法可获得607!含量大于859的优质萤石矿粉; 与常规浮选在基本相同的情况下进行对比,采用一粗二精流程即可达到浮选目标,简化了流程。关键词 萤石矿 浮选 旋流, 静态微泡浮选柱实验 随着冶金、化工、建材及陶瓷业的发展,萤石块矿的消耗急剧增长,经浮选加工的高级萤石精矿(粉)的需求越来越大,对其含杂要求也日趋严格。富矿特别是高品位的富矿很少,占萤石开采量绝大部分的是贫矿,且多与金属或非金属矿物伴生。 现行采用浮选法从矿石中获得萤石精矿,多年来沿用传统选矿工艺制度,一般采用碎矿,磨矿(:)9浓度), 一粗二(或三)扫六次精选工艺,以碳酸钠、水玻璃作调整剂,在碱性(;<"5’:)介质中添加油酸或氧化石蜡皂作捕收剂。浮选过程中为保证油酸的使用效果,需将矿浆通蒸汽加热至=)!")>进行浮选。中矿的处理,多采用“中矿顺序返回”。 要发挥我国萤石资源优势,就必须重视提高萤石矿的选矿技术水平。综观国内同行的研究,在萤石浮选用药剂品种、药剂制度及浮选工艺方面取得了不少进展,对伴生矿物的回收利用也有所涉及,但很少有浮选设备方面研究的报道。实际上现行工艺的一粗二(或三)扫六次精选工艺存在着设备台数多、动力消耗大、流程冗长、浮选效果差的显见弊端。 结合国外同行对浮选柱分选工艺、矿物适应性的研究结果,我们认为采用旋流,静态微泡浮选柱作萤石浮选是可行的。因此,我们采集了甘肃永昌某萤石矿矿样,在实验室对其进行了相关实验研究。#旋流, 静态微泡浮选柱分选方法及原理旋流,静态微泡柱分离方法,包括柱浮选、旋流分离、管流矿化三部分(图#)。整个设备为圆柱体:柱浮选位于柱体上部,用于原料预分选,并借助其选择性优势得到高质量精矿;旋流分选位于柱浮选下部,用于柱浮选的进一步分选,并通过高回收能力得到合格尾矿;管流矿化是在引入气体并形成微泡的基础上,用于旋流分选的进一步分选并沿切向与旋流分选相连形成循环。 管浮选段,包括气泡发生器与浮选管段两部分;气泡发生器,是浮选柱的关键部件,它采用类似于射流泵的内部结构,具有依靠射流负压自身吸入气体并把气体粉碎成气泡的双重作用(又称自吸式微泡发生器)。在旋流,静态微泡柱分选设备内,气泡发生器的工作介质为循环中矿。经加压的循环矿浆进入气泡发生器,引入气体并形成含大量微细气泡的气、固、液三相体系。含气泡的三相体系在浮选管段内高度紊流矿化,然后仍保持较高能量状态沿切向高速进入旋流分离段。这样,管浮选段在完成浮选充气(自吸式微泡发生器)与高度紊流矿化(浮选管段)功能的同时,又以切向入料的方式在柱体底部(旋流分离段)形成旋流力场。管浮选段为整个柱分离方法的各类分选方式提供能量来源,并基本上决定了整个分选过程的能量状态。 当大量气泡沿切向进入旋流分离段时,由于离心力和浮力的共同作用,便迅速以旋转方式向旋流分离段中心汇集,进入柱分离段并在柱体断面上得到分散。与此同时,由上部给入的矿浆连同矿粒呈整体向下塞式流动,与呈整体向上升浮的气泡发生逆向运行与碰撞,使气泡在上升过程中不断矿化。 旋流分离段不仅加速了气泡在柱体断面上的分散,更重要的是对柱分离中矿以及经管浮选循环中矿的分选。在离心力作用下,呈向上向里运动的气泡(包括矿化气泡)与呈向下向外的矿粒(以中矿为主)发生碰撞与矿化,形成旋流力场条件下的表面分选。这种分选不仅保持了与矿浆旋流运动垂直的背景,而且受旋流力场强度的直接影响。力场强度愈大,这种表面分选作用愈强。 旋流分离作用贯穿于整个旋流分离段,它既形成了气泡与矿粒的分离,又形成了矿粒按密度的径向分布。这样,在实现自身旋流分离的同时,旋流力场又构成了与其它分选方式的联系与沟通,成为整 个分选过程的中枢。作为表面浮选的补充,旋流分— 5=—万方数据

BGRIMM浮选柱技术的发展

2006年第6期?? 北京矿冶研究总院(BGRIMM)自60年代以来,致力于系列浮选设备技术的研究及推广应用。近50年来,BGRIMM系列浮选柱研究的总体思路在于立 足国内实际,充分调研分析现有浮选柱存在的问题,研制多种型号的浮选柱,简化浮选柱结构,增强其自动控制功能,提高浮选柱对不同粒级各种矿物的适用性及浮选柱大型化等方面进行了大量的研究工作,分别确定了最佳技术参数,制定了合理的技术方 案。最近几年, BGRIMM系列浮选柱在多样化、大型化、系列化和利用综合力场等应用研究方面又迈出 了开创性步伐,其中包括微泡浮选柱、旋流充气式浮选柱、KYZ-A型顺流喷射浮选柱、KYZ-J型机械搅拌浮选柱、KYZ-E型浮选柱、KYZ-B型浮选柱和磁浮选柱等形成了具有鲜明特点的BGRIMM浮选柱技术。 1 BGRIMM浮选柱技术特点 1.1 微泡浮选柱 微泡浮选柱如图1所示,其槽体形状根据用户要求可方,可圆。底部装有一组微孔材料制成的充气器,上部设有给矿分配器,给入的矿浆均分布在柱体的横断面上,缓缓下降,在颗粒下降过程中与气泡碰撞,实现矿化。浮选柱内浮选区的高度远大于其他浮选机,矿粒与气泡碰撞和黏着的概率大。 浮选区内浆气流的湍流程度较低,黏附在气泡上的疏水性矿粒不易脱落。浮选柱的泡沫层可达数十厘米,二次富集作用特别显著,且可向泡沫层淋水加以强化,往往一次粗选便可获得高质量的最终精矿。这种浮选柱的最显著特点也是正压微孔充气和气泡与颗粒的逆流碰撞矿化。适合酸性和中性矿浆 选矿。 1965年北京矿冶研究总院采用橡胶扎孔充气器解决了充气器结垢堵塞问题,在用浮选柱对铜和重晶石矿物的浮选中均获得理想指标。重晶石浮选(铁矿反浮选)浮选柱铁精矿品位41.54%,回收率96.55%,而用浮选机时,铁精矿品位41.47%、回收率 96.39%[1] 。1966年,北京矿冶研究总院和赤马山铜矿首先用浮选柱代替浮选机用于生产,其粗选柱3000mm×2000mm×7880mm,扫选柱3000mm×2000mm×6880mm。同年,北京矿冶研究总院和柴河铅锌矿又把浮选柱用于生产,用5台Ф2200mm× 4500mm浮选柱作粗、扫选。随后[2] ,华铜铜矿、新冶铜矿、谷里铜矿、冯家山铜矿、德兴铜矿、车江铜矿、大姚铜矿、衡东铅锌矿、桓仁铅矿、青城子铅矿、锡铁山锑矿、金堆城钼矿、五龙金矿、浏阳磷矿以及向山硫铁矿等几十个金属矿山先后用浮选柱代替浮选机,还有许多非金属矿山也采用了浮选柱。但由于当 沈政昌1,2 ,陈 东2,史帅星2,卢世杰2,孟丽2 (1.北京科技大学,北京100083;2.北京矿冶研究总院,北京100044) BGRIMM浮选柱技术的发展 摘 要: 评述了北京矿冶研究总院近50年来BGRIMM浮选柱技术的发展概况,着重分析了几种技术上比较成熟的BGRIMM浮选柱,特别对最近10年研制成功的浮选柱作了详细介绍,包括KYZ-A型顺流喷射浮选柱、KYZ-J型机械搅拌 浮选柱、 KYZ-E型浮选柱、KYZ-B型浮选柱和磁浮选柱等的工作原理、结构特点和应用情况,证明BGRIMM浮选柱在技术和应用上始终处于国内领先水平。 关键词: 浮选柱;充气器;应用中图分类号:TD927文献标识码:A文章编号: 1671-9492(2006)06-0033-05收稿日期:2006-06-26修回日期:2006-07-21作者简介:沈政昌(1960-),男,江苏常熟人,研究员。 有色金属(选矿部分)图1微泡浮选柱 Fig1Micro-bubbleflotation column 33

旋流微泡浮选柱对金矿矿泥的浮选 .doc

旋流微泡浮选柱对金矿矿泥的浮选 一、前言 矿泥是矿业固体废物的一种。水法选矿或采矿作业中产生的尾矿废物,常以浆状形式排出。一般指小于5~10微米的矿粒。按其来源可将矿泥分为两种:矿石在磨矿、碎矿过程中产生的矿泥称之为次生矿泥;在矿床内部由于地质作用产生的矿泥称原生矿泥。 次生矿泥处理工艺:打入浮选系统,经浮选机浮选。由于矿泥粒度小、粘性大、浓度低等特性,注入浮选系统后浮选效果不佳,经实验研究,次生矿泥的品位在0.3g/t以下时,普通浮选机基本无法回收,一直以来影响选矿厂浮选回收率、富集比的整体提高。 原生矿泥的处理工艺:目前绝大部分选矿厂原生矿泥都是直接排到尾矿坝,经社会调查大部分金矿井下原生矿泥的品位在0.3g/t~4g/t。一直以来由于技术、经济等多方面的原因原生矿泥都没有受到矿上的重视,作为最终尾矿直接排到尾矿坝。 随着金矿矿泥量排放量的持续增加,造成了资源的极大浪费,但由于矿泥粒度细,比表面积大,呈碱性,对浮选指标影响较大,因此选矿厂对矿泥的浮选作业却一直进展不佳。 通过筛分比对,矿泥粒度组成为:

由以上可以看出金矿矿泥的粒度很细,-400目的占到了接近70%,所以细粒矿物的矿泥浮选是我们重点解决的问题。 又因为普通浮选机存在以下不利于细粒矿泥浮选的因素: (1)普通浮选机槽空间狭小,难于满足各区域流态的要求; (2)气泡和精矿被叶轮甩出,运动速度较大,对细粒矿化不利; (3)空气和矿浆流在一定程度上被分开,空气在颗粒上沉淀的可能性和颗粒与新生气泡接触的可能性变小了,因此机械搅拌式浮选机叶轮对颗粒气泡对颗粒气泡接触不是理想的设备;【1】【2】 在实际生产过程中,传统的浮选机对矿泥的浮选作业冒槽现象非常严重,无法形成稳定的泡沫层,金属负极困难,精矿品位和回收率达不到要求,尾矿品味居高不下,很难获得好的浮选结果。 随着国家资源的紧缺,矿泥浮选被很多金矿企业做为研究课题而专门进行攻关,基于上面的认识,人们开始从浮选柱的角度考虑矿泥的浮选试验,山东煤机装备集团是专业生产旋流微泡浮选柱的企业,该系列浮选柱在国内煤炭、有色金属、黑色金属、非金属和电厂灰脱碳浮选等领域被广泛推广应用;这次山东煤机装备集团与山东某金矿对金矿矿泥的浮选研究展开合作。 二、浮选柱的工作原理: 浮选柱的工作原理如图1所示。

浮选柱

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 浮选柱 图1 为国产浮选柱示意图,它是一个高6~7 米的圆柱体,底部装有一组由微孔塑料制成的气泡发生器,上部设有给矿分配器。给入的矿浆均匀地分布在柱体横断面上,缓慢下降,在下降过程中矿粒与上升的气泡相遇。浮选柱中浮选区的高度远大于浮选机,矿粒与气泡碰撞和粘着的概率大。浮选区内浆气流的湍流强度较低,粘附在气泡上的疏水性矿粒不易脱落。浮选柱的泡沫层厚度可达数十厘米,二次富集作用特别显著,而且可向泡沫层淋水以加强这种作用。往往一次粗选便可获得最终精矿。加拿大研制的浮选柱见图2,柱高12~15 米。 [next] 浮选柱在我国的应用已有20 多年的历史。实践表明,充气器堵塞是影响浮选柱推广的主要障王旋。多金属硫化矿浮选作业往往是在碱性介质中进行的,微孔充气器结垢是经常出现的故障。近年来,国内外对浮选柱进行了深入研究,新型充气器已用于工业生产。在众多的研究成果中最引人注目的有静态浮选柱和微泡浮选柱。(一)静态浮选柱由美国密执安工业大学(Michigan Technological Unive--rsity)于1986 年研制成功。在浮选柱中充填波纹板(图3),形成众多孔道。当空气通过波形板的通道时,被粉碎成气泡。两层波纹板在堆放时直角相交,同一层中,相邻的两块板的波纹又是交叉的。这样的布置使浆气混合物均匀地分布在整个断面上,消除了短路现象,延长了矿粒和气泡的停留时间。上升的气泡被强制地与矿粒接触,增加了粘着概率。顶部给入的洗水,顺着孔道下流,不断带走脉石,尾矿从底部阀门排出。断面为0.61×0.61 米、高6.1 米的浮选柱已用于处理煤泥,效果很好,处理量达0.25 吨/时。

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