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应用超声波强化泡沫浮选

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超声波处理改善风化煤泥浮选效果研究

超声波处理改善风化煤泥浮选效果研究

0引言煤泥是湿法选煤过程中必然存在的一种中间产物。

出于资源利用最大化方面的考虑，选煤厂往往通过浮选等手段对煤泥进行分选，以便最大化的回收精煤。

随着采煤机械化的推广以及优质煤资源的不断消耗，入选原煤中煤泥含量不断增多，同时可浮性也呈降低趋势，其中风化煤的存在便是这一问题的现实表现。

风化煤往往是由于原煤长时间裸露堆积或原煤埋深较浅时，受到外界风化作用从而改变了原有煤质特征。

风化煤与原煤相比产生的变化往往是负面的，尤其是可选性及煤泥可浮性均发生不同程度的恶化，加大了煤炭洗选的难度。

本文以超声波辐照为主要手段，采用单因素试验方法对风化煤泥进行单元浮选试验，研究超声波的处理工艺与处理时间对风化煤泥可浮性的影响规律，为难浮煤泥的可浮性改善研究提供一定的试验参考。

1样品及药剂准备本文采用山西柳林地区烟煤作为原煤煤样，并通过人工方法制取风化后的试验煤样。

制作方法为：将原煤破碎至-0.5mm粒级，加入去离子水充分润湿后平铺于试样盘中，样品平摊厚度不大于5mm。

将样品置于70℃恒温鼓风干燥箱中，并且每12个小时重新润湿一次，如此反复操作持续10天。

最终将样品烘干至空气干燥状态后备用。

对原煤样及风化后的试验煤样进行基本煤质分析，如表1所示。

表1煤样的工业分析（空气干燥基）如表1所示，风化处理对煤质指标的影响非常明显。

由于风化作用会造成煤岩碎裂，部分有机质氧化分解，因此往往水分和灰分升高；同时，由于不稳定有机质的损失，相应也会造成挥发分和固定碳的减少。

从各个指标来看，风化煤的煤质指标趋于恶化。

本文涉及到的药剂主要是浮选药剂，如表2所示。

表2主要试验药剂超声波处理改善风化煤泥浮选效果研究石坚（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿选煤厂，山西兴县033602）摘要：煤泥浮选是湿法选煤厂中广泛存在的一种分选工艺，而风化煤泥浮选效果差已经成为选煤厂的一项重要难题。

本文以超声波辐照为辅助手段研究风化煤泥浮选效果优化方案，并得到以下结论：先添加捕收剂再进行超声波辐照对浮选效果的改善程度最大，超声波辐照时间为40min时，浮选效果最佳，可燃体回收率为81.1%。

超声波传感器

超声波传感器

超声波传感器的实验报告一、超声波传感器的定义：超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。

超声波是振动频率高于20KHz的机械波。

它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。

超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波传感器的原理：二、超声波传感器按其工作原理，可分为1、压电式2、磁致伸缩式3、电磁式压电式超声波传感器压电式超声波传感器是利用压电材料的压电效应原理来工作的。

常用的敏感元件材料主要有压电晶体和压电陶瓷。

根据正、逆压电效应的不同，压电式超声波传感器分为发生器（发射探头）和接收器（接收探头）两种，根据结构和使用的波型不同可分为直探头、表面波探头、兰姆波探头、可变角探头、双晶探头、聚焦探头、水浸探头、喷水探头和专用探头等。

压电式超声波发生器是利用逆压电效应的原理将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波。

当外加交变电压的频率等于压电材料的固有频率时会产生共振，此时产生的超声波最强。

压电式超声波传感器可以产生几十千赫到几十兆赫的高频超声波，其声强可达几十瓦每平方厘米。

压电式超声波接收器是利用正压电效应原理进行工作的。

当超声波作用到压电晶片上引起晶片伸缩，在晶片的两个表面上便产生极性相反的电荷，这些电荷被转换成电压经放大后送到测量电路，最后记录或显示出来。

压电式超声波接收器的结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个传感器兼作发生器和接收器两种用途。

典型的压电式超声波传感器结构主要由压电晶片、吸收块（阻尼块）、保护膜等组成。

压电晶片多为圆板形，超声波频率与其厚度成反比。

压电晶片的两面镀有银层，作为导电的极板，底面接地，上面接至引出线。

为了避免传感器与被测件直接接触而磨损压电晶片，在压电晶片下粘合一层保护膜。

超声波对常用浮选药剂分散乳化效果研究

超声波对常用浮选药剂分散乳化效果研究

超声 波是频 率 超过 人类 耳朵 可 以听 到 的最高 阈 值２ ０千赫 的声 波或 振 动 。超 声 波 在介 质 中传 播 时
会产 生一 系列 的效应 ，如 力 学效 应 、热 学效应 、化 学效 应 和生物 效应 等 。
水性 （ 即可 浮性） 差别 ，提 高 浮选 效率 。常用 的浮 选 药剂分 捕 收剂 、起泡 剂 和调 整剂 ＝大 类 。浮选 药 三 剂 的用 量随 药剂种 类 、矿石 性质 、浮选 条件 及 流程
关键 词 ：趣 波 ；浮选药剂 ；分散 ； 乳化 中 图分 类 号 ：Ｄ ２ Ｔ ９３ １ ． 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６１９９（０１０—０００ １７—４２２ １）３０５—４
Ｅｆｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｔ ｏ ｈ ｆ ｃ ｆ Ｕｌｒ ｓ ｎ ｃ Ｔｒ ａ ｍ ｎ ｎ ｔ ｅ Ｅｍｕｌｉ ｎ Ｄｉｐ ｒ ｉ ｎ ｏ ｍ ｍｏ ｏ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｇ ｎｔ ｓｏ ｓ ｅ ｓｏ ｆ Ｃｏ ｎ Ｆｌ ｔ ｔｏ ａ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｈ ｔ ｕ ｈ ｓ Ｘａ ｔ ａ ｅ，Ａｅ ｏ ｏ ｔ Ｃａ ｃｕ ｄｒ ｘ ｄｅ ａ ｄ Ｏｌｉ ｉ ｒｆ ａ ， ｌ ｌｉ ｍ Ｈｙ ｏ ｉ ｎ ｅ ｃ Ａｃ ｄ
ｂ ｐ ｇ ｎ ｄｉｐｅ ｓｏ ｒ ｔ ． Ｉ ｏ ｕ ｌ ｏｌ ｒ ａ ｅ ｔ ｃ ｎ ｅ ｔ ｄｉｄ ｙ ｒ ｙ ｓ ａｅ ｈａ ｇ ｓ ｎ ｒ ｅ ｔ ｙ ｉ ｍｅ ｔ ｓ ｒ ｉ ｎ ａｅ ｎｓ ｌ ｂ ｅ ｉｙ ｅ ｇ ｎ ｓ ａ ｂ ｓｕ ｅ ｂ ｇ ａ ｃ ｌ ｃ ｎ ｅ ｉ ｏ ｄ ｒ ｏ
ｄｅｅ ｍ ｉ ｅ ｔ ｒｅ ｔ ｆ ｉｓ ｍ ｕ ｓｆｃ ｔｏ ｔ ｒ ｎ ｈｅ ｅ ｃ ｏ ｔ ｅ ｌｉ ａ ｉｎ． ｉ ｉ

应用超声波强化泡沫浮选

应用超声波强化泡沫浮选
表 1 石墨的特征粒度分布和比表面积 超声波处理前后 超声波处理前 超声波处理后 X 10, 3 / m 9 17 X50, 3 / m 121 113 X90, 3 / m 283 246 Sm / m 2 g 2 73 2 90
在实验室型浮选机中应用超声波的浮选试验程 序如图 1 所示。为了试验结果的重现性 , 对每个试
图2
在超声波功率 P 和超声波作用时间 t = Z 20 s 变化时 浮选药剂溶液超声波乳化后的浮选结果
从试验 结果 可 以看 出, 只 有 在低 功 率 ( P = 0 7Pmax ) 连续作用和最大功率 ( P = Pmax ) 作用时才
2002. 10
国
外
金
属
矿
选
矿
23
能获得比参比试验更好的浮选选择性。显然, 为了 获得好的结果, 应该选择最佳的超声波功率和作用 时间组合 , 以使浮选药剂超声波处理单位能量最小。 相反地, 在最高单位能量输入 ( E v = 367 kJ/ L ) 试验 中, 即 P = Pmax 和连续作用 ( 即 Z= 连续时间 ) 试验 中, 浮选分选效率反而降低。由此可知 , 能量输入不 能超过上限。这可能是由于团絮作用增强所致 , 从 而对乳化起相反的作用。 与参比浮选试验不同, 浮选药剂超声波乳化使 得浮选曲线凸起来。在浮选开始阶段, 即精矿产率 低的点处, 精矿灰分比后面的产率高的精矿灰分还 要高。从精矿产率最低 R sc 开始 , 随 R sc 的增大精矿 灰分降低。这方面的影响将在 2 5 中讨论。 对比浮选药剂超声波乳化试验和参比试验结果 后发现, 药剂超声波乳化后, 矿物浮选速度比参比试 验中的浮选速度慢得多。药剂超声波乳化使固体回 收率提高 0 5% , 但超声波处理需要较高的 能量输 入, 并且使浮选速度变慢。 2 2 超声波分散固体 超声波分散悬浮液中的固体浮选结果如图 3 所 示。试验中超声波发生器功率不变, 为 200W, 即功 率为 Pmax 。超声 波处理时间变 化。从图 3 可以 看 出, 随着超声波处理时间 t 的增长, 浮选结果变好 , 例如 , 在精矿产率固定时 , 精矿灰分降低。与参比试 验相比, 悬浮液超声波处理 10 min 后, 在 R sc = 85% 时, 精矿灰分降低 2 3% ~ 3% 。从温度测量可知 , 随超 声 波 处 理 时 间 不 同, 热 输 入 通 量 Q / t = Cp mDT / t 是固定的 , 约为额定功率的 60% 。在超 声波处 理 1 min 后悬 浮液 温度 升高 1 K, 处理 10

强化泡沫排液下浮选富集和回收工程纳米颗粒

强化泡沫排液下浮选富集和回收工程纳米颗粒

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第1期强化泡沫排液下浮选富集和回收工程纳米颗粒胡楠，陈林，李会珍，张思瑶，张志军（中北大学化学工程与技术学院，山西太原030051）摘要：鉴于水体中工程纳米颗粒（ENP ）的环境毒性与潜在价值，高效富集/回收ENP 是其资源化处理的重要课题。

为了突破浮选ENP 中富集程度低且后续分离难度大的技术瓶颈，本文基于强化泡沫排液建立了富集/回收ENP 的浮选法。

以TiO 2纳米颗粒（TNP ）为研究对象、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB ）为捕收剂和起泡剂，构筑了正八边形中空棱台（RHP ）构件强化泡沫排液，分别从持液率、气泡直径和富集比等方面探讨了RHP 强化排液的效果，分析了其机理。

实验结果表明，在RHP 构件安装于泡沫相中部、pH9.0、CTAB 浓度100mg/L 和气速250mL/min 的条件下，TNP 的富集比和回收率分别达到48.3±2.4和98.2%±4.9%；与不添加RHP 相比，浮选过程中持液率降低了72.1%，TNP 富集比升高了68.9%。

综上，本文开发的浮选法为有效治理ENP 水污染提供了重要的理论指导和技术支持。

关键词：泡沫浮选；工程纳米颗粒；泡沫排液；二氧化钛；富集比中图分类号：X513文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）01-0485-08Enrichment and recovery of engineered nanoparticle using flotation withintensified foam drainageHU Nan ，CHEN Lin ，LI Huizhen ，ZHANG Siyao ，ZHANG Zhijun(School of Chemical Engineering and Technology,North University of China,Taiyuan 300130,Shanxi,China)Abstract:In view of the environmental toxicity and potential value of engineered nanoparticle (ENP)in water,the efficient enrichment and recovery of ENP is an important subject for its resourceful treatment.This paper developed a flotation method based on the intensified foam drainage for ENP enrichment andrecovery to break the technical bottlenecks of its low enrichment and difficult subsequent ing titanium dioxide nanoparticle (TNP)as the research target and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)as collector and foaming agent the regular-hexagon hollow prismoid (RHP)internal was constructed.Its effect of intensified drainage was discussed in terms of liquid holdup,bubble diameter and enrichment ratio and the mechanism was analyzed.The results of experiments showed that the enrichment ratio and recovery percentage of TNP reached 48.3±2.4and 98.2%±4.9%,respectively,under the conditions of RHP internal installed in the middle of the foam phase with pH value 9.0,CTAB concentration 100mg/L and airflow rate 250mL/min.The liquid holdup of flotation process was reduced by 72.1%,while the enrichment ration of TNP was increased by 68.9%compared with those without RHP.In研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0934收稿日期：2021-04-30；修改稿日期：2021-06-16。

超声波技术及应用Ⅲ超声波在分离技术方面的应用

超声波技术及应用Ⅲ超声波在分离技术方面的应用

ｖ０１．３６Ｎｏ．１ｍ．２００６超声波技术及应用（Ⅲ）——超声波在分离技术方面的应用罗登林，丘泰球，卢群（华南理工大学轻化工研究所，广东广州５１嗍）摘要：对超声在提取、膜分离、结晶、絮凝、吸附与脱附、泡沫浮选及双水相萃取等分离技术中的应用进行了综述；超声波具有许多独特效应，如空化效应、湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等，因此能够提高传质系数，强化分离过程，结合各自分离过程的特点，分析了超声强化各分离过程的作用机制；指出目前超声在分离技术方面的研究重点。

关键词：超声；分离；强化；应用中图分类号：０４２６；１８５５９文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ一１８０３（２００６）０ｌ一００４６—０４超声技术是加世纪发展起来的高新技术，是一种新兴的、多学科交叉的边缘科学，已引起美国、德国、加拿大、日本和中国等国家科技工作者的广泛关注。

超声技术的发展给化工、食品、生物、医药等学科的研究开拓了新领域，并从应用上对上述工业产生重大影响。

作为声学研究领域的重要组成部分，超声在现代分离技术中的研究也取得了一定进展。

目前认为超声波具有３种基本作用机制…，即机械力学机制、热学机制和空化机制。

由于超声波作用的独特性，已日益显示出其在各分离领域的重要性。

超声作用于两相或多相体系会产生各种效应，如空化效应、湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等，其中湍动效应使边界层变薄，增大传质速率；微扰效应强化了微ｉＬ扩散；界面效应增大了传质表面积；聚能效应活化了分离物质分子。

所有这些效应会ｇ｝起传播媒质特有的变化，因而从整体上促进了分离过程【２Ｊ。

１超声波在提取方面的应用目前超声波在提取方面的应用已日益广泛，并且在中药提取方面已经工业化。

我国传统中药的提取存在溶剂耗量大、萃取时问长、萃取温度高、工艺路线长、萃取效率低等缺点，导致中药产品中残留溶剂含量高、有效成分含量低、质量难以控制、药效不明显等主要问题，产品价格低，国际市场竞争力不强，极大地制约了我国中药现代化的进程。

超声波辅助粉煤灰浮选脱碳

超声波辅助粉煤灰浮选脱碳李海兰;王凡;王录峰【摘要】为了解决粉煤灰含碳高无法充分利用的问题,借助超声波对粉煤灰进行浮选脱碳.先用单因素试验,研究主要因素对粉煤灰脱碳的影响,再进行“一粗四精一扫”的全浮选工艺流程试验.结果表明:单因素试验矿浆质量浓度106.7 g/L、2号油用量976.5g/t、煤油用量441.9 g/t、超声作用2min、浮选7 min时,浮选效果最好,获得精矿的烧失率和回收率分别为59.65％和68.41％,表明超声波能有效提升粉煤灰的浮选效果.“一粗四精一扫”试验获得精碳烧失率和回收率分别为75.96％和66.70％,实现了粉煤灰的有效回收.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】4页(P46-49)【关键词】超声波;粉煤灰;浮选;脱碳【作者】李海兰;王凡;王录峰【作者单位】攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TD940 引言粉煤灰是煤燃烧过程中由烟气携带的炉尘，由焦炭、矿物粉末、石灰等细小颗粒组成，是我国主要固体排放物之一[1-3]。

粉煤灰的化学组分比较复杂，除了SiO2和Al2O3等物质外，还含有部分没有完全燃烧的碳，是宝贵的二次资源[4-7]。

超声波对浮选药剂具有乳化分散的作用，可以加速浮选药剂的溶解与扩散，减小水中分散药剂的直径，对难溶浮选药剂有弥散乳化的作用，超声乳化制备高效捕收剂是浮选药剂制备的重要研究方向之一[8-10]。

超声波对浮选有较大的促进作用。

勒特马瑟等[11]研究了超声波处理对石墨浮选的影响,表明在浮选药剂乳化、矿浆分散、矿浆与药剂搅拌和浮选中应用超声波，可在精矿产率固定的情况下提高浮选效率，即提高精矿纯度，降低精矿灰分。

李琳等[9]为了提高烃油捕收剂在水中的分散性，采用微乳化技术制备柴油微乳捕收剂，可在较低用量条件下获得更好的综合分选效果。

超声波在矿物加工中的应用与研究进展[1]

★加工转化★
超声波在矿物加工中的应用与研究进展＊
胡
军１，３康文泽１，２
（１．黑龙江科技学院，黑龙江省哈尔滨市１５００２７；２．ｑ－国矿业大学（北京校区）， 北京市海淀区，１０００８３；３．黑龙江省重点实验室，黑龙江省哈尔滨市，１５００２７）
摘要对近年来超声波技术在矿物加工中的应用与研究进展作了较全面的阐述，并且 着重介绍了超声波在强化泡沫浮选、矿物提取、固液分离以茂强化选煤和脱硫方面的应用，认 为超声波技术是矿物加工过程中一项重要的辅助强化手段，将有广阔的应用前景。 关键词超声波矿物加工强化应用 的促进作用。超声波能使浮选药剂乳化，增大药剂 的分散性，使药效提高，以改善浮选效果，同时还可 降低用药量；在浮选前用超声波处理能改变矿物颗 粒的表面状态。如超声波可脱除矿物表面的泥质，使 矿物颗粒露出新鲜的表面，这对浮选非常有利。Ｃ・ 勒特马瑟等对超声波强化泡沫浮选研究最为全面。 他们用石墨作为浮选试验样品，用Ｂａｎｄｅｌｉｎ公司生 产的ＨＤ２００型超声波发生器，其频率为２０ ｋＨｚ，最 大功率２００ｗ。其试验结果表明，超声波处理可强 化浮选过程，提高浮选分离的选择性和精矿的质量。 在实验室浮选石墨时，在精矿固体产率维持较高水 平的情况下，超声波分散矿浆使精矿灰分降低 ２．３％，以提高精矿纯度。 波兰学者Ｓｌａｃｚｋａ・Ａ研究超声波对浮选的影响 时，发现超声波不仅能影响重晶石、萤石、方解石吸 附药剂的能力，而且还影响它们的浮选效果。超声 处理矿浆后提高了捕收剂在重晶石上的吸附．却降 低了在萤石上的吸附，而在方解石表面的吸附未发 生任何变化。这主要是由于这些矿物的硬度和脆性 不同。对重晶石进行超声处理可使其表面形成微小 ２超声波在矿物加工中的应用研究 ２．１超声波强化泡沫浮选 从超声波场的特性来看。超声波可产生高的声 波强度，从而对浮选起多种作甩。早在２０世纪３０ 年代，Ｐｅｔｅｒｓｅｎ・Ｗ就在浮选中广泛地试验了超声 波，后来的一些研究耆也报道了超声波对浮选所起

应用超声波强化泡沫浮选


功率 Ｐ ＝２ ０ 。其 功 率 值 可 以 精 确 调 节 。施 加 ０Ｗ
到 浮选 过 程 中的 超声 波 功率 与超 声 波发 生器 最 大功
率成正比。
从 固体表 面除 去杂 质 层 （ 洗 或脱 泥 ） 以及 促 进 药 清 ，
剂乳化。
从 超 声 波 场 的特 性 来 看 ， 声 波 可 产 生 高 的声 超 波强度 ， 而对 浮选 起 到 多 种 作 用 。 能 将 声 能 聚集 从 的短 波超声 波 可产 生很 高 的强 度 。 早在 ２ ０世 纪 ３ ０年 代 Ｐ ｔｒｅ 就 在 浮选 中广 ｅｅｓｎＷ 范地 试验 了 超 声 波 ， 验 结 果 表 明 ， 试 与机 械 搅 拌 相 比 ， 声波 可使 浮 选 药 剂 形 成 更 好 的乳 浊 液 。 一些 超 其 他研 究 者 也 报 导 了 超 声 波 对 浮 选 所 起 的 促 进 作
． ．
２ 固体颗 粒在 悬 浮液 中的分 散 ； ）
３调 浆 ； ）
４） 浮选 。
超 声 波 处 理 前 超 声 波 处 理 后
９ １ ７
１１ ２ １３ １
２３ ８ ２６ ４
２７ ３ ２．０ ９
这儿 所叙 述 的实 验室 试 验集 中在 确定 不 同超 声 波功 率 和超声 波不 同作用 时 间 的影 响程 度 。
参 比浮选 超声波 ， 超 声波 超声波 试验 ， 乳 化 ｔ 分散 ， 调 浆 超 声波 浮 选
维普资讯
２ ０ １ ０ ２． ０
国 外 金 属 矿 选 矿
２ １
理 论 与 践 英
应 用 超 声 波 强 化 泡 沫 浮 选
Ｃ 勒特 马 瑟 ・ 等
摘 要 从理论 和试 验两方面 ， 研究 了在浮选不 同阶段 中超声波处理对泡 沫浮选过程的改进 。本文 中以石墨 为例讨论 了超声波

超声波物位计用于浮选槽的液位检测


在 浮 选 槽 上 安 装 两 个 ＳＴ ＮＳ Ｐｏ ｅ Ｉ ＲＡ ｒｂ
Ｌ Ｕ超 声波物位计 ，一
个 对 准 浮选 槽 泡 沫 ， 用 以 测 量 泡沫 的物 位 ； 另
一
关键 词 ：超 声波 ；液位 测量 ；浮 选槽 ；泡沫
个 对 准 浮 球 上 相 连
在冶金矿 山行业有着众多的浮选工段 ，用以对工业过程 中 的介质洗涤 、 筛选 ， 选矿工艺流程包括碎矿 、磨矿、浮选及精矿 脱水几个工段。 浮选过程是有用矿物成分 的筛选过程 ， 浮选槽的 矿浆在搅拌 、 充气和浮选药剂的作用下 ， 有用金属成分 被活化吸 附后 ， 带到泡沫层 中， 经刮出就成 为了精矿 ，相反， 浆中的脉 矿 石和其它成分。 肝
（） １ 电容式 ：
用于储罐 、 滤水池的液体 、 浆液物位测量 ， 具有无与伦 比的０１ ％ ． ５ 的精 度。 内置先进的声智能 回波处理技术 ， 偿了声波 的衰减 它 补 和噪音干扰 ，自动虚假回波抑制功能防止 了障碍物的干扰 ， 这些
都保证 了仪表 的高精度和可靠性 ， 使其可适用于浮选装置控制 。
・自动虚假回波抑制技术避免固定的障碍物 的影 响 声智能回波处理技术是根据现场 经验得来 的， 并加以发展 ， 数百万的工业应用仪表经验铸就 了先进的信号处理技术， 使用西 门子过程仪表 ，您就是在使用集百万现场经验于一体 的仪表 ！
参 考文 献 ：
［ 蔡 幼忠． １ ］ 浮选 槽 的液 位检 测控 制探 讨 ，有 色矿 山 ，２０ （１． ０ ２， ） ３
对于浮选过 程的主要控制 目标是 ：保持合格 的最终精矿 品
位；提高有用成分 的回收率；降低 药剂等原材料的消耗量。 对于 浮选工艺过程控制 ， 药剂控制是根本性 的， 如果给药量减少 ， 就 会使有用矿物成分 不能充分浮选 ， 也就谈不上高的 回收率 。 浮选 过程 中， 由于矿浆性质变化 ， 矿浆流量波动等因素 ， 会使浮选矿 浆液位经常改变 ，当液位高时 ， 浮选作业中刮出的泡沫就 多， 精 矿产率增大 ，精矿 品位降低 。 早期 的对于矿浆液位检测实施的方法主要有 ：电容式液位 计 、吹气式液位计 、浮子式液位 变送 器。
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表 1 石墨的特征粒度分布和比表面积 超声波处理前后 超声波处理前 超声波处理后 X 10, 3 / m 9 17 X50, 3 / m 121 113 X90, 3 / m 283 246 Sm / m 2 g 2 73 2 90
在实验室型浮选机中应用超声波的浮选试验程 序如图 1 所示。为了试验结果的重现性 , 对每个试
图4
在精矿产率 R sc= 85% 时精矿灰分与固体分散时
供给的单位能量 Ev 和超声波处理时间之间的关系
据文献报导 , 悬浮液超声波处理后浮选结果的 改善主要归因于脱泥过程。此时, 作为要回收的精 矿物料( 如石墨) 表面干净 , 形成的细泥污染物被除 去了。超声波的空穴作用促使脱泥得以进行。 对比不同时期固体产率曲线 ( 图 3) 可以发现, 超声波处理初期时固体的浮选产率比参比浮选试验 的产率低 , 在超声波处理第二阶段其精矿产率差别 减小。超声波处理使石墨的浮选速度减慢。 试验结果表明, 在悬浮液分散中应用超声波可 以改善浮选分离结果 , 在精矿固体产率相近的情况 下获得更低灰分的精矿。前面的结果已经证明, 超 声波处理没有使物料向细粒级偏移, 因此 , 超声波处 理使物料有效碎磨的观点可以排除。
图3
在超声波功率固定 ( P = P max = 200W) 时悬浮液
超声波分散处理后浮选结果与超声波处理时间的关系
24 2 3 超声波调浆国外金属 Nhomakorabea矿
选
矿
2002. 10
根据超声波分散悬浮液的试验结果 , 可以预料 , 超声波调浆也可获得好的结果 , 特别是在脱泥和浮 选药剂在固体表面上固着时。在能量固定为 P = Pmax= 200W, 处理时间 t 变化时 , 超声波处 理过的 矿浆浮选结果如图 5 所示。除调浆时应用超声波处 理外 , 其它条件与超声波分散固体试验条件相同( 见 图 1) 。 正如预料中的那样 , 调浆时超声波处理时间 t 和超声波功率 P 对浮选起好的作用, 在精矿产率固 定时 , 随着调浆中超声波处理时间的增长, 精矿灰分 a g c 降低, 其结果比参比试验好很多。 系统试验表明 , 随超声波功率 P 增大 , 超声波处理时间的影响更明 显, 浮选效果更好。
图1
在实验室型浮选机中应用超声波的浮选试验程序框图
2
试验结果
未超声波处理的参比试验是在实验室型浮选机 中用德国 标准方法 DIN 22017 进行。试验分 成 6 段, 分别刮泡, 获得 6 个精矿和 1 个尾矿。悬浮液分 散和添加药剂后调浆 , 再通气体进行浮选。在浮选 时, 用人工刮泡。每段分别 加药 和刮泡 , 共重 复 5 次。 在药剂乳化试验中, 固体分散、 药剂添加、 悬浮 液调浆和浮选各过程与参比试验程序类似。药剂在 添加到悬浮液中前, 每种药剂用超声波发生器在 15 mL 水中乳化 , 乳化在外部水冷式容器中进行。在 乳化过程中, 超声波处理时间 t 是变化的, 而超声波 处理循环时间是不变的 ta = 20 s。 循环次数为 Z 。 也 就是说每次的脉冲次数是不变的, 脉冲的长度是变 化的 , 所以 , 超声波处理时间 t = t a Z。 固体在浮选槽外边用容积为 2 L 的容器超声波 分散。为了防止潜在的再团聚 , 将超声波处理过的 悬浮液尽快地转移到浮选槽中。然后用常规的方法 进行浮选试验, 但是 , 矿浆不用转 子 - 定子系 统分 散。 在借助转子 / 定子系统分散悬浮液后, 向浮选槽 添加一定数量的药剂 , 再用超声波调浆。在每个浮 选试验中每段超声波作用时间是固定的。此后 , 对 悬浮液立即进行常规浮选。 还在浮选( 即充气和矿化 ) 中直接应用超声波进
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验进行了 3 次。试验时固体浓度为 10 g / L。
行试验。试验是在实验室型机械浮选机中进行, 超 声波发生器浸在浮选槽中 对角线处。根据预先试 验 , 浮选中超声波处理时间和浮选时间为 2 m in 。预 先调浆 2 min。所以浮选时间要调整。在所有浮选 段中均应用这个时间。 在对比超声波分散矿浆、 超声波调浆和超声波 浮选时, 悬浮液的体积为 V 悬浮液 = 1 6 L。在乳化 时 , 药剂溶液体积为 15 mL , 这样在超声波功率 P 和 作用时间 t 相同时 , 药剂溶液超声波作用单位能量 Ev = P t / V 为超声波分散矿浆、 超声波调浆和超 声波浮选时单位能量的 106 倍。因此, 在超声波乳 化药剂时作用最大时间为 20 s, 而在超声波调浆时 作用时间为 1~ 4 min。这时超声波乳化药剂的单位 能量是超声波调浆时单位能量的 9~ 38 倍。乳化时 的单位能量仍然大大高于超声波分散矿浆和调浆时 的能量。
图6 在精矿产率 R sc= 85% 时精矿灰分与调浆时供给的
超声波单位能量 Ev 和超声波处理时间之间的关系
量只是 0. 5Pmax 时的精矿灰分的一半。 超声波调浆后的浮选效率曲线是一条向右凸起 形状的曲线。由该图可以看出, 超声波调浆后获得 的精矿产率比参比浮选试验精矿产率低, 由此可知, 超声波调浆使得浮选过程变慢。 2 4 超声波浮选 在浮选中直接应用超声波的探索试验结果如图 7 所示。超声波能量为 Pmax = 200 W, 处理时间 t = 2 min。与参比试验相比, 精矿灰分降低 0 6% 。
min, 温度升高 10 K 。 系统试验表明 , 随着超声波能量的降低, 超声波 处理时间对浮选的影响减弱 , 并且逐渐接近未超声 波处理 的参比 浮选试 验结果。例如 , 在 P = 20% Pmax , 处理 1 min 时, 超声波处理的效果可以忽略不 计 , 在超声波处理 2 min 后, 精矿灰分比参比试验精 矿灰分降低 0 1% 左右。 在超声波分散悬浮液中的固体时, 超声波能量 P 和处理时间 t 影响的系统结果如图 4 所示。 图中表 示了在精矿产率 R sc = 85% 时精矿灰分与供给的单 位能量 E v 之间的关系。 在 R sc = 85% 时 , 参比试验 获得的精矿灰分很高。从图 4 可看出, 随供给的能 量增大 , 精矿灰分逐渐降低 , 也就是在超声波处理时 间较短时 , 提高超声波的能量也可获得好的浮选结 果。因此 , 超声波处理时超声波的能量与处理时间 应该需要适当选择 , 以获得好的浮选结果。
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理论与实践
应用超声波强化泡沫浮选
C 勒特马瑟
摘
等
要 从理论和试验两方面 , 研究了在浮选不同阶段中超声波处理对泡沫浮选过程的改进。本文中以石墨 为例讨论了超声 波
处理对其浮选的影响。在浮选药剂乳化、 矿浆分散、 矿浆与药剂 搅拌和浮选中 应用超声 波可在精 矿产率固 定的情况 下 提高浮选效率 , 即提高精矿纯度 , 降低精矿灰分含量。在矿浆分散时应用超声波处理 , 浮选结果的 改进幅度最大。超 声 波处理时石墨浮选速度明显降低和超声波的磨损问题是其缺点。
图2
在超声波功率 P 和超声波作用时间 t = Z 20 s 变化时 浮选药剂溶液超声波乳化后的浮选结果
从试验 结果 可 以看 出, 只 有 在低 功 率 ( P = 0 7Pmax ) 连续作用和最大功率 ( P = Pmax ) 作用时才
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能获得比参比试验更好的浮选选择性。显然, 为了 获得好的结果, 应该选择最佳的超声波功率和作用 时间组合 , 以使浮选药剂超声波处理单位能量最小。 相反地, 在最高单位能量输入 ( E v = 367 kJ/ L ) 试验 中, 即 P = Pmax 和连续作用 ( 即 Z= 连续时间 ) 试验 中, 浮选分选效率反而降低。由此可知 , 能量输入不 能超过上限。这可能是由于团絮作用增强所致 , 从 而对乳化起相反的作用。 与参比浮选试验不同, 浮选药剂超声波乳化使 得浮选曲线凸起来。在浮选开始阶段, 即精矿产率 低的点处, 精矿灰分比后面的产率高的精矿灰分还 要高。从精矿产率最低 R sc 开始 , 随 R sc 的增大精矿 灰分降低。这方面的影响将在 2 5 中讨论。 对比浮选药剂超声波乳化试验和参比试验结果 后发现, 药剂超声波乳化后, 矿物浮选速度比参比试 验中的浮选速度慢得多。药剂超声波乳化使固体回 收率提高 0 5% , 但超声波处理需要较高的 能量输 入, 并且使浮选速度变慢。 2 2 超声波分散固体 超声波分散悬浮液中的固体浮选结果如图 3 所 示。试验中超声波发生器功率不变, 为 200W, 即功 率为 Pmax 。超声 波处理时间变 化。从图 3 可以 看 出, 随着超声波处理时间 t 的增长, 浮选结果变好 , 例如 , 在精矿产率固定时 , 精矿灰分降低。与参比试 验相比, 悬浮液超声波处理 10 min 后, 在 R sc = 85% 时, 精矿灰分降低 2 3% ~ 3% 。从温度测量可知 , 随超 声 波 处 理 时 间 不 同, 热 输 入 通 量 Q / t = Cp mDT / t 是固定的 , 约为额定功率的 60% 。在超 声波处 理 1 min 后悬 浮液 温度 升高 1 K, 处理 10
主要根据精矿固体产率和精矿灰分含量来讨论 浮选中应用超声波处理的效果。每套 3 个试验结果 表示在浮选曲线图中。如果不清楚 , 只将每 3 个试 验的平均值曲线表示在图中。参比浮选试验以平均 值曲线也表示在图中。 2 1 超声波乳化浮选药剂 超声波乳化药剂溶液的试验结果如图 2 所示。 试验中选择了 2 个不同的超声波功率 P = 0 7P max 和 P = Pmax = 200W( 100% Pmax ) 。超声波处理时间 不同, 以超声波处理周期 Z 的百分数表示。
在超声波处理浮选试验研究中用容积为 1 6L 的实验室型机械浮选机进行, 用 Bandelin 公司生产 的 HD 200 型超声波发生器, 其频率为 20 kHz, 最大 功率 Pmax = 200 W 。其功率值可以精确调节。施加 到浮选过程中的超声波功率与超声波发生器最大功 率成正比。 用石墨作为 浮选试验样品。其中原始灰 分 a gf = 8 7% , 符合德国工业标准 DIN 51903。表 1 中所 列举的石墨特征粒度分布是由激光衍射粒度仪测定 出来的 , 比表面积是由 BET 法测定的。为了研究超 声波对石墨粒度分布的影响 , 用激光衍射粒度仪测 定了超声波处理的悬浮液的粒度。为此将固体含量 为 10 g/ L 的 0 5 L 液体用最大功率为 200 W 的超 声波处理 2 m in 。此时超声波发生器单位输出能量 为 48 kJ/ L。从表 1 可以看出, 超声波作用前后石墨 颗粒粒度分布只有很小的差别。超声波处理后粒度 分布范围稍稍变 窄, 粗颗 粒范围向小的方 向偏移。 - 26 m 粒级稍稍减少。BET 法比表面积测定结果 也证实了超声波处理对石墨粒度有限的影响。根据 BET 测量结果 , 超声波处理使石墨的比表面积从 S m = 2 73 m 2 / g 稍稍增至 Sm = 2 90 m 2 / g 。