旋流-静态微泡浮选柱的工作原理

武汉钢铁集团矿业有限责任公司大冶铁矿设备检修规程 浮 选 柱编 号：WGKYDY/SB （J ）-XK-17-2011(A/0) 页 数：第 1 页 共 6 页武钢矿业有限责任公司大冶铁矿2011-01-25批准 2011-03-01实施1 设备技术性能及主要部位结构示意图1.1 设备技术性能1.2 主要部位结构示意图旋流-静态微泡浮选柱结构图1、双面溢流；2、泡沫收集槽；3、循环中矿分配环；4、筛板充填；5、旋流分选单元（单旋流/多旋流）；6、充气量调节阀；7、填料充填；8、充气量波纹连接管；9、气泡发生器检修三通；10、气泡发生器；11、混合矿化管；12、循环中矿出口管；13、尾矿出口管。

2检修前准备2.1岗位人员必须将设备清扫或冲洗干净后交付检修。

2.2检修班组长应同岗位及有关管理人员，按计划核对落实检修项目内容。

2.3查看有关原始记录，并询问岗位了解设备现状。

做到检修四落实即：安全措施落实、人员组织落实、备件材料落实、施工技术措施落实。

2.4准备好必要的施工用具或设备。

2.5熟悉设备必要的图纸资料。

2.6检查主要零部件的配合尺寸。

2.7可以预装的零部件，应先预装好。

2.8清理检修设备现场，提供必要的检修场地。

2.9设备拆卸前必须索回岗位操作牌，并切断动力源。

3检修拆、装顺序及方法。

3.1.机械拆卸安装方法：3.1.1.柱体安装：明确给矿进口、精矿出口、循环中矿出口和尾矿出口的方位后，分下部柱体、中部柱体、上部柱体三部分吊装柱体；各部件之间用密封垫或盘根密封；整个柱体的垂直度不大于0.5%；安装后的泡沫溢流堰的水平度应不超过1%。

3.1.2.管浮选装置安装：一般要求管浮选装置的下部为活连接，以便其拆装；每个混合矿化管的安装应保持垂直。

3.1.3.设备柱体安装完成后，应保证无渗漏。

3.1.4.柱体内部充填（选配装置）：由技术提供方根据物料的性质与分选的具体要求，制定充填方案，可现场装配。

3.1.5.泡沫输送吸浆器（选配装置）：根据设备布置和浮选泡沫性质的具体要求，决定是否采用该输送模式，并现场装配吸浆电机。

旋流微泡浮选柱在东曲选煤厂的应用安利军﹙东曲矿选煤厂主洗车间﹚摘要：本文着重探讨了旋流-静态微泡柱分选方法及应用优势，并论述了旋流-静态微泡浮选柱的混合充填模式，以及体现其突出特点的强化回收机制。

详细介绍了旋流微泡浮选柱的结构组成及工作原理，以东曲矿选煤厂生产应用实践阐述了该浮选柱可以实现尾煤大量回收，提高精煤产率的同时可以降低介洗水浓度，给选煤厂带来可观的经济效益。

关键词：旋流微泡浮选柱煤泥浮选经济效益1、概况：我厂是一座年入洗原煤400万吨的大型矿井选煤厂，选煤工艺采用“三产品重介质旋流器精选-TBS分选-煤泥浮选”的工艺流程。

原尾煤回收设备采用七台XJX－T12型四室浮选机，从投产到现在经过十多年的运行，设备老化，导致尾煤回收不彻底，浮选精煤损失严重，特别是严重恶化了洗水，严重制约了我厂的正常生产，为此2007年我厂开始对浮选系统进行了技术改造，运用2台微泡浮选机和4台微泡浮选柱代替XJX－T12型四室浮选机进行浮选尾煤回收。

旋流微泡浮选柱是中国矿业大学生产的一种回收精度高的尾煤回收设备，由于其分选效果好，结构简单、操作方便，近年来被各大选煤厂广泛应用。

它采用充气、搅拌、刮泡为一体化设计制造，进料方式为通过矿浆预处理器加药剂搅拌后给入浮选柱，特点是浮选度快，分选效果好、处理能力大，通过全面生产实践，可进一步提高浮选精煤抽出率。

2、浮选柱技术特征、结构组成、工作原理及特点：2.1 表2-1 FCMC-4000I型旋流微泡浮选柱的主要性能参数：名称单位数据柱体直径(mm) 4000柱体高度(m) 6800入料粒度(mm) -0.5入料浓度（g/l）50--120处理能力（矿浆）(m3/h) 400---500 处理能力（干量）（t/h）30--45微泡发生器工作压力（Mpa）0.16—0.20 微泡发生器的个数（个）24配套电机功率（kw）1602.2 浮选柱技术特征：旋流微泡浮选柱的结构图2-1这种多孔管微泡发生器是在压力管道上设一微孔材质的喉管，喉管通过密封的套管同压缩空气相连，煤浆由上部柱高2/3处给入，泡沫层厚度0.6～0.8m，用直径2.4m的微泡浮选柱处理高灰(60 %)、细粒（小于150目）、低浓度（3%～6%固体）、曾用大型浮选机处理得不到合格指标的煤泥水时，一次分选便得出灰分10%、可燃体回收率60%的好指标。

浮选柱工作原理_浮选柱分类及其工作原理第三节浮选柱一、概述浮选柱研究最早出现于上世纪六十年代，但由于气泡发生器的结垢与堵塞、浮选尾矿得不到保证、设备运行不稳定等原因，该项研究与应用很快进入了低潮。

自上世纪八十年代以来，浮选柱的发展出现了方兴未艾的局面。

浮选柱的发展和应用取得了重大突破，一批新型浮选柱脱颖而出，浮选柱在浮选工业中又受到重视。

如国内的喷射式浮选柱、充填浮选柱、静态浮选柱、微泡浮选柱、旋流微泡浮选柱和旋流-静态微泡浮选柱（床），以及澳大利亚的Jameson浮选柱，加拿大的CPT浮选柱和CFCC浮选柱，德国的KHD浮选柱，美国的Flotair浮选柱、VPI微泡浮选柱、MTU型充填介质浮选柱和Wemco利兹浮选柱，前苏联的乌克兰浮选柱，ФП浮选柱，全泡沫浮选柱，印度的电浮选柱，磁浮选柱等。

在处理极细物料方面，它们具有常规浮选机所不可比拟的分选效果。

目前，在类型众多的浮选柱中，旋流-静态微泡柱分选设备在我国应用最为广泛。

纵观几十年国内外浮选柱的研究现状，浮选柱新的进展总体来说表现在如下九大方面：己在金矿浮选获得工业应用。

Wemco-Leeds搅拌式浮选柱也属于矮柱型浮选柱，如图35-2。

它是将Leeds浮选柱与Wemco浮选机结合的产物。

其特点是：，适当厚度的泡沫层有利于泡沫的稳定和精矿品位的提高，但过厚泡沫层会造成“回落”的有用矿物增加，从而影响被浮选矿物的回收率。

(4)冲洗水分配器高度——浮选柱采用泡沫浸没式冲洗水分配系统，冲洗水分配管的位置会影响泡沫的特性。

如果分配器正好位于泡沫的表面，它可能会妨碍泡沫至溜槽的输送；当分配器位于泡沫上方时，泡沫的密度将会由于通往浮选柱溢流的水短路而降低。

因此，这些管子应设在泡沫层深处，以提高清洗效率。

4．CPT浮选柱的自动控制 (1)浮选柱的界面高度控制回路——浮选柱的界面高度(即泡沫与矿浆的界面位置)通过球形浮子和超声波探测器进行测定。

该界面高度由PID控制器调节浮选柱底流管路上的自控管夹阀来实现。

2009年第6期··收稿日期：2009-08-14作者简介：罗时军（1968-），男，湖北公安人，高级工程师。

罗时军1，谢捷敏1，夏敬源2（1.江西铜业集团公司，江西德兴335424；2.云南磷化集团公司，昆明650600）两种浮选柱矿物选别工艺特性分析摘要：KYZ-B 型浮选柱和旋流—静态微泡浮选柱（FCSM C ）都是近年来在选矿实践中应用较多的浮选柱机型。

近年来正在向铁矿反浮选、磷化工、钾盐选矿、油污废水处理和废纸脱墨等领域发展。

两种机型虽然都属于柱形浮选设备，但两者在柱体结构、气泡发生方式、矿化方式、自动控制技术、溢流堰的泡沫负荷和能耗等方面存在较大不同。

文中对比阐述两种类型的浮选柱在以上六个方面各自特点，同时分析了两种类型浮选柱在不同矿物选别工艺上的差别，为两种浮选柱的选型使用提供依据。

关键词：浮选柱；对比分析；选型中图分类号：TD456文献标识码：A 文章编号：1671-9492（2009）06-0041-05KYZ-B 型浮选柱是北京矿冶研究总院在近40年技术积累的基础上开发的一种浮选柱［1］，自2002年研究成功后，在实际生产中得到了越来越广泛的应用。

该浮选柱的结构主要由高压空气气源、柱体、给矿系统、气泡发生系统、液位控制系统、泡沫喷淋水系统等构成，如图1。

其工作原理［2］是空气压缩机作为气源，高压气体经总气管分配到各个充气器由空气直接喷射产生气泡，从柱体底部缓缓上升，经过专有气泡弥散稳流装置后，很快在浮选柱柱截面分散均匀；矿浆由距顶部柱体约1/3处给入，经给矿器分配后，缓慢向下流动，矿粒与气泡在柱体中逆流碰撞，被附着到气泡上的有用矿物，上浮到泡沫区，经过二次富集后产品从泡沫槽流出。

未矿化的矿物颗粒随矿流下降经尾矿管排出。

液位的高低和泡沫层厚度由液位控制系统进行调节。

旋流—静态微泡浮选柱（FCSMC ）由中国矿业大学研制成功，首先在煤泥浮选领域获得成功应用，其后向多个领域扩展［3］。

浮选柱原理浮选柱是一种常用的矿石分选设备，其原理是利用矿石与气泡的附着性差异来实现矿石的分选。

在浮选柱中，矿石被破碎、磨矿后，与药剂一起注入浮选槽中，通过气泡的作用使有用矿物颗粒吸附在气泡上浮出水面，从而实现矿石的分选。

浮选柱的工作原理主要包括气泡生成、气泡与矿石颗粒的接触和矿石颗粒的分选三个过程。

首先，气泡生成。

在浮选柱中，通过给水槽注入空气或者向水中注入气泡生成器产生气泡。

气泡的生成对于浮选柱的工作效果有着重要的影响，气泡的大小、密度、均匀性等参数都会影响到矿石的分选效果。

其次，气泡与矿石颗粒的接触。

矿石颗粒与气泡的接触是浮选过程中的关键环节。

在浮选柱中，矿石颗粒与气泡的接触是通过气泡在水中上升的过程中实现的。

矿石颗粒在与气泡接触的过程中，如果其表面有一层水，那么气泡就会附着在矿石颗粒上，从而使矿石颗粒浮出水面。

最后，矿石颗粒的分选。

在浮选柱中，矿石颗粒的分选是通过气泡的作用实现的。

有用矿物颗粒吸附在气泡上浮出水面，而其他杂质矿物则沉入底部。

通过这种方式，实现了矿石颗粒的分选。

浮选柱的工作原理简单清晰，操作方便，广泛应用于金属矿山、非金属矿山和化工等领域。

在实际生产中，浮选柱的工作效果受到很多因素的影响，如气泡的生成、矿石颗粒的性质、药剂的种类和用量等。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况对浮选柱进行合理的调整和控制，以达到最佳的分选效果。

总的来说，浮选柱作为一种重要的矿石分选设备，其工作原理简单清晰，操作方便，广泛应用于矿山和化工领域。

通过对浮选柱工作原理的深入理解和实际操作经验的积累，可以更好地发挥浮选柱在矿石分选中的作用，提高矿石的回收率和品位，为矿山生产提供更好的保障。

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。

旋流微泡浮选柱的原理旋流微泡浮选柱是一种用于矿业和废水处理的设备，能够有效地将固体颗粒从水中分离出来。

其原理是利用旋流和微泡的协同作用，使固体颗粒被气泡迅速粘附，并浮到水面上。

旋流微泡浮选柱的结构由以下几部分组成：进料管道、旋流器、微泡发生器、颗粒分离区、溢流管道和废液排放口。

工作时，水和气通过进料管道进入旋流器，首先进入旋流器内的旋流室。

旋流室内部设计有适当角度的旋流体，使进入的水汽形成旋流，并在旋流室内流动。

旋流流动使固体颗粒向外沉积，而水和气体则向上流动。

接下来，水和气体进入微泡发生器。

微泡发生器通常采用高效的气体扩散器或陶瓷微孔板。

进入微泡发生器的气体通过微孔板或扩散器均匀分布，形成微小的气泡。

这些微小气泡具有较大的比表面积和较低的密度，因此可以将颗粒粘附并浮起。

然后，进入微泡发生器的水和气体进入颗粒分离区。

在颗粒分离区内，气泡与固体颗粒接触，颗粒被微小气泡粘附，形成浮起的固体颗粒。

同时，水和气体继续上升，通过分离区顶部的溢流管道流出旋流微泡浮选柱。

最后，浮起的固体颗粒通过溢流口被排除。

由于固体颗粒比水重，它们往往会在水面上快速浮起，并通过溢流管道排出旋流微泡浮选柱。

与此同时，未被固体颗粒粘附的气泡随气体一起从柱的顶部流出。

旋流微泡浮选柱的原理主要依靠两个方面的作用：旋流和微小气泡。

首先是旋流作用。

旋流器内的旋流室使水形成旋涡流动。

由于固体颗粒比水重，它们会向外沉积，并在旋流室内被聚集在一起。

旋涡流动还能改善气泡和固体颗粒的混合程度，提高固体颗粒的接触率。

其次是微小气泡作用。

通过微泡发生器产生的微小气泡具有较高比表面积，并且浮力较大。

当这些气泡与固体颗粒接触时，它们会迅速粘附在颗粒表面上，并且由于浮力较大，将固体颗粒浮起。

此外，旋流微泡浮选柱还具有一些优点。

首先，它的处理能力大，能够同时处理大量的水。

其次，旋流微泡浮选柱在处理固体颗粒含量较高的水时也有较好的效果。

再次，由于浮选柱内部结构简单，维护较方便，操作成本较低。