浮选柱分类及其工作原理.docx

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1、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，浮选柱的开展出现了方兴未艾的局面。浮选 柱的开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Jameon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

2、柱和Wemco利兹浮选柱，前苏联的乌克兰浮选柱，口浮选柱，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较的分选效果。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：（1）气泡发生器方面。基本上都由上世纪60、70年代 易堵塞的内置式气泡发生器开展为外置式。当然也有经改进比较先进的内 置式，且其发泡方式多样，更为先进、合理。有旋涡气泡发生器、文丘里 管气泡发生器、静态在线混合器、高效气动液压型充气器、美国的 Flotaire型气泡发生器、加拿大的

3、CESL型气泡发生器、CPT公司的 Slamjet气体分散器、超声波气溶发泡器、射流气泡发生器和空气喷射式 气泡发生器等；（2）充填介质方面。近年来，出现了多种类型的充填介质和介质床层，解决了充填介质在碱性矿浆中易堵塞的问题，改善了柱 内矿浆流态的稳定性以及气泡分散的均匀性等；（3）柱体高度方面。该浮选柱主要用于分选小于0.5mni的煤泥，降低煤泥的灰分、硫分， 提高精煤的发热量，是理想的煤泥处理设备。该设备也可分选铁矿、高岭 土、石墨等各种细粒矿物。此外，还可以用于污水处理、废纸脱墨，是环 境保护的友好设备。四川大邑县悦来煤焦有限责任公司曾使用1米浮选柱, 不用喷水的指标是：矿浆通过量506

4、0m3/h,干煤泥处理量57t/h,入料 灰分为34. 63%,入料-325目占60%,其灰分51%,入料浓度116g/L, 精煤灰分8. 74%,尾煤灰分57. 78%,浮选药剂耗量1. 15kg/t干煤泥。 从1988年至今正常运行，创造了显著的经济效益和社会效益。设备技术 特征见表35-2o该设备的特点是：（1）处理量大，比机械搅拌浮选机提高3倍，也 可简化工艺流程；（2）分选效果好，泡沫品位高，易于控制精煤灰分含量； （3）无运动部件，维修方便，操作简单，易于控制； （4）能 耗低，是机械搅拌浮选机的80%；（5）投资及运行费用低，效益显著。表35-2F某Z系列静态浮选柱技术特征型 号

5、直 径（M） 矿浆量 （m3/h）干煤泥量（t/h）配套电机（Kw） 选煤厂（万吨）F某Z-10001. 05060461210F 某 Z-10001. 57011058182515F 某 Z- 10002. 0110180810255520F 某 Z-10003. 02505001015557530602.微泡浮选柱微泡浮选柱采用传统浮选 柱的矿化别离模式，突出了浮选的“微泡效应”。该浮选柱的“革命性” 贡献在于成泡方式的变革一一流体混合成泡（具体实施方式为加静态搅拌 叶片）。这使得利用流体混合成泡以及“微泡效应”来提高柱分选效率的 思路在当今的浮选柱设计中被普遍采用。该设备关键之处在于采用

6、了新型 的微泡发生器，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，当矿浆快速经过喉管时，压缩 空气经过套管从多孔材质的喉管的壁进人矿浆，形成微泡，并立即被流动 的矿浆带走。微泡浮选柱的高度与直径比值在1015之间，由所需的浮选 时间而定。煤浆由上部柱高2/3处给入，泡沫层厚度0. 60. 8m,与柱高 和直径无关。淋洗水加入泡沫中间（可由试验而定），水量按断面计算时 约20cm3/（cm2. min） o它主要应用在煤泥分选方面。直径2. 4m的浮选柱 用于处理高灰（60%）,细粒（小于150网目）、低浓度（3%6%固 体）、曾经用大直型浮选机处理

7、但得不到合格指标的煤泥水时，一次分选 可得出灰分10%、可燃体回收率60%的好指标。TAFC系列双充气微泡浮选柱也属于微泡浮选柱中的一种，主要应用 于煤炭行业。其特点是：占用空间小，能耗低，调整方便，其循环矿浆充 气系统和涡流强制矿化分散装置，可最大限度提高精煤产率。设备技术参 数见表35-3 o表35-3TAFC系列双充气微泡浮选柱筒体直径3000mm2000mml500mm柱 体高度7500mm7000mm7000mm入料浓度范围50120g/L入料粒度0. 5mm 矿浆通过量 200250m3/hl00150m3/h1.0；当浮选柱前为湿式自磨机时，Kl=1.3o(二)浮选时间确实定浮选

8、时间的长短对浮选柱容积的大小和浮选指 标的好坏影响很大，必须慎重选取。通常根据试验结果并参照类似矿石选 矿厂生产实例确定浮选时间。一般可按照柱体容积和处理量粗略计算浮选 时间。t=(KV)/Q (35-3) 式中，t浮选时间，min； K浮选柱容积系数，一般在0.650.85之间；V柱体几何容积，m3； Q给料流量，m3/mino(三)粒度分选下限旋流-静态微泡浮选柱的粒度下限与力场强度密切相关，随着力场强度的增加，浮选的粒度下限迅速单调下降；当力场强度为重力场强的50倍时，浮选粒度下限到达1微米。浮选分选下限公式为：dk=3 (3uKm) / (2Drdb) )0. 5 (35-4) 式中，

9、dk固体颗粒的粒度，m；uK运动粘度速度，m一水的粘度，Dr矿物与水的密度差，kg/m3；a力场强度，即离心加速度与重力加速度的比值，无量纲；db气泡直径，mo(四)颗粒与气泡碰撞的相对速度旋流-静态微泡浮选柱中的离心力 场为浮选的碰撞与矿化提供了一种新的方式。除此之外，颗粒与气泡的碰 撞也处于较高的能量状态。相对速度为： ukq=v2g (Drdk2+2db2) /18u (35-5)式中，v矿粒与流体的旋转角速度；g矿粒与流体的旋转半径。Dr矿物与水的密度差，kg/m3；dk固体颗粒的粒度，m； db气泡直径，m。(五)柱体直径和高度的关系D=KlW(R+l/r)t/151H(l- K0) 1/2 (35-6) 式中，D浮选柱直径，m； H浮选柱高度, m；K0浮选柱充气率，粗选取K0=0.250.35,扫选取K0=0.20.25,精选取KO0.350.45,泡沫层厚时取大值,反之取小 值；K1不均衡系数，浮选柱之前为球磨机磨矿时，取K1=1.0,浮选柱之前为自磨机时，取K1=L3；W设计作业处理量(包括返回矿量)，t/h；R作业矿浆的液体与固体重量之比；r矿石的密度，t/m3； t浮选时间，min。(六)柱体高度确实定在旋流-静态微泡浮选柱内，柱别离段包括两局部：精选区域与分选区域。因此，柱别离段的长度为：H=Hj+Hf (35- 7)