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完整版!浮选柱工作原理与分类

浏览数量:1     作者:本站编辑     发布时间: 2021-03-30      来源:本站

一、浮选柱发展概述

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)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如下:

(1) 气泡发生器方面。

基本上都由上世纪6070年代易堵塞的内置式气泡发生器发展为外置式。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。

已由原来的十几米降至几米,大型浮选柱的高径比逐渐减小,即使大型化的浮选柱的高度也基本上都在十米以下。

(4)矿浆在浮选柱内浮选的时间越来越短。

(5)浮选柱浮选的选择性和分选精度不断提高。

(6)数学模拟与按比例放大方面开展的研究越来越深入。

(7)自动控制的程度越来越高。

(8)向着大型化、系列化方向发展。

(9)在给矿和排矿方式上也有了较大改进。

由于浮选柱无机械搅拌器,无传动部件,具有结构简单、制造容易、占地小、维修方便、操作容易、节省动力、对微细颗粒分选效果好等优点。随着柱浮选技术的日益成熟,浮选柱在我国的应用的领域逐步扩大,其优越性表现得越来越明显。

目前已逐步应用于多种物料的分选,如硫化矿物(铜矿、辉钼矿、锑矿等),氧化矿物(氧化钨矿、磁铁矿、赤铁矿等),工业矿物(硫酸盐矿、钾盐矿和磷酸盐矿物等),石墨及其它非金属矿的分选等。

二、浮选柱的类型

浮选柱的种类繁多,差别主要表现在柱体高度、充气形式、矿化方式、分选原理等方面。按气泡发生器划分,可将浮选柱分为内部充气型和外部充气型;按柱体高度划分,可分为矮柱型、中高柱型和高柱型;按气泡和矿浆运动的方向则可分划分为逆流式、顺流式和逆流-顺流混合式。其中逆流浮选柱的入料通常由柱子上部给入,尾矿则从柱子底部排出;顺流浮选柱的入料、空气、尾矿均从柱子底部实现;而逆流-顺流混合式浮选柱则是同向给入矿浆和部分空气,另一部分空气由柱子底部给入,或者通过循环矿浆和空气由底部给入,而入料从柱子上部给入。

目前,国内用于微细粒物料分选的浮选柱结构多样,按分类标准不同,有的浮选柱既属于矮柱型,又可归为其它类别浮选柱之中。据此可将国内外使用的结构上有特色的浮选柱分类如下表。

浮选柱分类

三、浮选柱设备

目前,常用的浮选柱多以逆流浮选柱为主,一些新型浮选柱将管流矿化也溶入到柱浮选分选体系中,取得了显著的分选效果。如旋流-静态微泡浮选柱通过高紊流的管流矿化,强化了柱分选环境,提高了难选物料的分选效率。

逆流式浮选柱的特点在于:

(1)比常规机械搅拌式浮选机和短体喷射式浮选柱有更大的矿化区。前者的矿化区仅在转子周围的高剪切区,后者也仅在射流所及的范围内,而逆流式浮选柱从给料口到气泡入口的整个捕集区都是矿化带,所以容积利用率高,单位容积的处理能力也大;

(2)矿物颗粒与气泡的碰撞及粘附机率大。机械搅拌式和喷射式浮选机的矿物颗粒和气泡高速甩出时运动方向基本一致,依靠紊流中两者间的速度差碰撞并实现粘附。但紊流不仅可使两者粘附,也可使两者脱离,且为了产生紊流要消耗很多能量。逆流浮选柱内颗粒和气泡的运动总体上是相向的,虽然运动的绝对速度较小,但相对速度却不小。由于紊流程度低、能耗低,颗粒和气泡的脱离几率也低;

(3)浮选柱产生的气泡分散度高、微细气泡多,因而同样的充气量可产生更大的气液界面,与矿物颗粒就有更多的碰撞机会,而且可产生多个气泡粘附于一个颗粒的气固絮团,减少了气泡和颗粒的脱落几率。此外大量微细气泡上升速度较慢,基本处于层流状态,造成和颗粒碰撞的有利条件,也提高了浮选速率和回收率;

(4)减少了高灰细泥的污染。机械搅拌式浮选机的泡沫精中常夹带高灰细泥,而逆流式浮选柱的湍流程度低,顶部又有冲洗水,迫使泡沫间夹带的入料水和高灰细泥排出,有利于生产低灰精煤和浮选脱硫。许多厂采用机械搅拌式浮选机,为提高精煤质量,或采用精选、扫选等复杂的流程,或以降低重选精煤的灰分来平衡全厂的精煤灰分,若采用浮选柱处理细泥 ,提高其分选效果,则有可能以简单的浮选工艺取得全厂最高的精煤产率。

在众多浮选柱中,最引人注目的有短体自由喷射式和高柱体逆流式浮选柱,后者被认为效果较好,应用广泛。该类型浮选柱主要有两种形式:一是充填介质式,即柱内充满某种结构的材料以粉碎气泡和创造良好的浮选环境;另一种是无充填式,即柱内无充填,以其他方法创造必要的分选条件。在实际应用中,根据分选物料性质的不同,这类设备内部都进行了一定程度上的填料充填。

下面以柱体高度为分类标准,就国内外自行研制或仿制的一些结构新颖的浮选柱为例作简要介绍。目前应用较为广泛的浮选柱将在下文“几种典型的浮选柱”中再作详细叙述。

(一)矮柱型浮选柱

1、旋流器式浮选柱

旋流器式浮选柱包括浮选柱分选段(浮选段)、旋流力场分选段(旋流段)、气泡发生器3部分。浮选段为一柱体,位于整个柱体的上部,旋流段采用柱锥相连的水介旋流器结构,并与浮选段呈上、下结构相连。从旋流段角度看,浮选段相当于放大了的旋流器溢流管。在柱体顶部,设置了冲洗水装置和泡沫精矿收集槽;给料管位于柱段中上部,最终尾矿由旋流段底流口排出。气泡发生器为外置式,沿切线方向与旋流段柱体相连(相当于旋流器切线给料管),气泡发生器上设导气管与起泡剂添加管。

气泡发生器是浮选柱的关键部件,它采用文丘里管和静止搅拌器的内部结构,具有吸入气体、气体粉碎成气泡以及气泡矿化多重作用。矿浆混合物沿切线方向进入旋流段,在旋流段内形成了气、液、固三相旋流力场。

旋流力场的作用之一是促成气泡的迅速分散,减少气泡沿柱体断面扩散所需要的路径,更重要的是对经过浮选段的中矿以及循环中矿的重力分选。在旋流力场作用下,物料按密度发生分离,其作用在于强化回收,保证得到合格尾矿。倒锥型套锥把经过旋流力场充分作用的底部矿浆机械分流成两部分:少量微气泡及大量中间物料进入倒锥内,单独引出后作为循环中矿;而大量高密度的粗粒物料则由内外倒锥之间排出,成为最终尾矿。

旋流式浮选柱还具有以下特点:(1)集浮选与重选原理于一身,强化了分选作用,提高了精矿产率,同时也降低了柱体高度。(2)采用外置式气泡发生器,无需压风机和充填介质,节能显著,充气量大,气泡质量好,不堵塞,易调节,工作稳定,易维护和更换。同时由于压力释放析出大量高质量的活性微泡,使浮选柱更适合于细粒级或超细粒级矿物的分选。(3)采用合理的柱体结构,不会沉积堵塞。

2、旋流充气浮选柱

旋流充气浮选柱最早由美国研制。它是重选水力旋流器与浮选相结合的产物。它提出了一种高效充气矿化方式,与逆流矿化相对应,其成泡与矿化过程突出了“垂直”的特点。在较高强度的离心力场背景下,这种“垂直”矿化方式不仅提高了浮选的矿化效率,而且降低了浮选粒度下限。再加上离心力场的重力分离作用,形成了微细物料分选的综合力场优势。

该设备的主要特点是:一是矿浆切向压力给入,将从多孔柱壁压入的空气剪切成气泡,气泡从柱壁向柱中心移动过程中,与颗粒发生碰撞附着,矿化速度高,因而浮选速度快,其处理能力相当于同容积浮选机的50倍;二是泡沫产品通过内螺旋向上运动排出,沉砂从底部环形排出,矿浆基本属于“塞流”;三是设备体积小,多孔介质孔眼不易堵塞,缺点是器壁磨损较甚,参数变化敏感性较大。

3.搅拌式浮选柱

搅拌式浮选柱实质上是浮选柱与浮选机结合的产物。该设备可改善粗颗粒的悬浮,提高+150μm粒级的回收率。如加拿大研制的多层搅拌浮选柱(Hydrochem)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,它是将Leeds浮选柱与Wemco浮选机结合的产物。其特点是(1)具有机械充气搅拌装置,矿浆均匀,粗粒不易沉淀;(2)柱内装有几层隔栅介质辊,悬动介质辊随泡沫层密度变化,上下浮沉。自动调节辊间间隙,以控制精矿品位;(3)高度接近常规机械浮选机高度;(4)柱顶加冲洗水,排除泡沫中脉石夹杂。该柱缺点是结构复杂。

4.射流浮选柱

射流浮选柱突破了传统浮选机和浮选柱设计上的基本概念,优化了浮选过程中捕集和分离这两个基本过程一方面在射流浮选柱混合管内的中部区域,空气体积含量很高(可达60%~70%),在高速射流强烈搅拌作用下,矿物颗粒与气泡碰撞并粘附的概率较大;另一方面混合管内的气泡尺寸较小,可供捕集颗粒的总面积较大。这两方面因素使得射流浮选柱在需要较大捕集概率的微细煤泥的浮选方面显示了突出的优越性。而且对于射流浮选柱来讲,气泡的上浮分离过程是在一个相对静止的环境中进行的,在上升过程中又受到了矿浆的清洗作用,排除了夹杂在气泡群中的微细非目的矿物颗粒,因此具有良好的分离选择性和分选精度。

在射流浮选柱基础上发展起来的双向充气射流浮选柱是一种新型高效的细粒矿物分选设备,作为机械搅拌式浮选机的更新换代产品,可用于细粒煤的分选、脱硫、超纯煤的制备以及金属矿物、非金属矿物的浮选。具有高效、节能、处理量大、设备简单可靠、投资省、见效快等特点。它由柱体、锥形漏斗、组合式气泡发生器等组成

其工作原理是:入料矿浆经组合式气泡发生器充气后从上部进入柱体,使易浮的精矿得到优先浮选,其余的物料与矿浆一起向下运动,与从柱体底部进入的经另一组(或两组)气泡发生器充气的中矿循环矿浆碰撞,使精矿被再次捕集。循环给入的中矿与向下回流的没有矿化的中矿隔开,分成复选区与循环区,已充气的中矿先在复选区中向上流动,使其有更多的机会与气泡接触得到再选,同时矿化气泡的上浮速度恒大于此处水流上升速度,大大减少了进入循环区的无效气泡,从而提高了浮选效率。由于复选区呈漏斗状,其水流速度自下而上逐渐减小,可使部分难浮的较粗矿粒滞留其中反复矿化,改善了浮选柱普遍存在的不易回收粗颗粒矿物的问题。

该设备主要特点为(1)采用由给料从柱体上部和循环中矿从柱体下部双向充气结构,有利于提高精矿的质量与回收率;(2)将循环给入的中矿与向下回流的中矿隔开,分成复选区与循环区,使充气的中矿进入浮选柱后,先在复选区中向上运动,以便中矿有更多的机会与气泡接触得到再选。由于矿化气泡在此上升流中上浮速度恒大于此处水流上升速度,所以大大减少了进入循环区的无效气泡,提高了浮选效率;(3)复选区设计为锥形,上升水流自下而上逐步减小,类似选矿的干扰沉降水力分级机,可以将一部分难浮的较粗的煤粒滞留其中,使其反复矿化,改善了浮选柱普遍存在的不易回收粗粒煤的情况;(4)柱体内有初选区、精选区、扫选区及复选区,可通过调节给矿、排矿及循环量,改变各分选区的高度以适应不同工况的需要;(5)由于双向充气,增大了中矿与气泡接触的机会,从而可以大大减少中矿循环量,降低能耗;(6)组合式气泡发生器配置在柱体外部,减少了管路布置,维护及更换喷嘴方便;改进的喷嘴结构既有利于吸气,又有利于气泡的分散;(7)自动化程度高。可根据泡沫层厚度自动调节液位,通过检测矿浆浓度自动调节药剂(起泡剂、捕收剂)添加量。

5.全泡沫浮选柱

全泡沫浮选柱其特点是:(1)空气、水、起泡剂一起给入柱体充气区中,整个柱体全被气泡充满,入料从柱中上部给入到泡沫中,完全利用泡沫富集作用进行分选,可获得很高的精矿品位;(2)柱体高度仅1m左右。缺点是矿浆停留时间短,矿化不充分。

6.气浮式浮选柱(微泡型)

新型槽型气浮式浮选柱属于微泡型浮选柱浮选柱主体主要是一方形柱。侧面与另一个方形柱连接,柱下端装有特制的充气式曝气装置(充气器)。该装置作为气泡发生器,当气体通过该充气器时,在水混合物中(溶有少量起泡剂)会形成大量乳状微细气泡上浮,并从侧面进人主体浮选往,形成稳定连续上升的泡沫层,而经浮选药剂调节好的矿浆则从浮选柱的同一侧的上方进人浮选柱,在矿浆流与泡沫流对流过程中形成矿化泡沫。然后矿化泡沫在上升和停留过程中实现二次富集。最后高品位泡沫产品自浮选柱的另一侧溢流至泡沫槽,非泡沫产品从浮选柱的下端排出。

(二)中高型浮选柱

1.静态浮选柱

静态浮选柱的特点是在柱中充填波纹板,形成众多孔道。静态浮选柱中没有旋流,当空气通过众多孔道时被粉碎成气泡。矿浆由上向下流动,气泡由下向上浮起,目的矿粒与气泡碰撞后,黏附在气泡上,精矿泡沫上浮到顶部溢流排出,尾矿随着水流到底部排出

FXZ静态浮选柱包括静态浮选柱和与其配套的跌落箱。浮选柱中没有旋流,矿浆由上向下流动,气泡由下向上浮起,目的矿粒与气泡碰撞后,黏附在气泡上,精矿泡沫上浮到顶部溢流排出,尾矿随着水流到底部排出。跌落箱中没有运动部件,通过高压风将浮选药剂以乳滴状喷入跌落箱,与浮选入料混合,由于重力的作用使矿浆由上向下流动,在流动过程中药剂和矿粒充分接触,提高了目的矿物的可浮性,进入浮选柱后,可以提高浮选速度和浮选柱的处理量。

该浮选柱主要用于分选小于0.5mm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。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。

2.微泡浮选柱

微泡浮选柱采用传统浮选柱的矿化分离模式,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——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10~15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0.6~0.8m,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)。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。

3Microcel浮选柱

该浮选柱具有较小气泡而产生高浮选速率的特点。Microcel浮选过程由粗选、扫选和精选三部分组成。从泡沫和矿浆分界面下面给入的矿浆在浮选柱的精选部分和上升的气泡呈逆向流动。载荷气泡进入泡沫层,在这里机械夹带的矿物质被冲洗水冲掉,因此泡沫层被看作是精选阶段。进入浮选柱底部的部分物质成为循环矿浆,被泵打入气泡发生器而发生微泡。在底流一起流动的气泡和矿浆流动产生密切的接触,物料得到进一步的回收。气泡发生器部分起着扫选的作用。任何在气泡发生部分下面的物质均排出浮选柱作为尾矿。

Microcel浮选柱采用了静态在线混合器作为气泡发生器,它被安装在离心泵压力较高的一边,离心泵迫使来自浮选柱底部的矿浆进入静态混合器。多个较小的叶片以一定的相对位置放于发生器中,使流体产生空洞,同时使大的气泡破碎成较小的气泡,直到成为微泡。这种发生器在容器容积含量为30%~50%时,悬浮液易于产生极端细小的气泡,气泡直径在0.1~0.4mm之间。

静态在线混合器的使用使得该浮选柱具有如下特点:(1)气泡发生器不会堵塞,不需要用清水来产生气泡,降低了清水和能源消耗;(2)气泡发生器安装在外面,在操作过程中易于维修;(3)微泡在浮选柱中上升,不产生紊流,加上冲洗水添加,细粒矿物质的机械夹带减小到最少;(4)当给料品位有所变动时,泡沫产品能基本保持一致;(5)浮选柱得到的精矿产品显示了较好的脱水特性,和常规浮选相比具有较高的过滤效率和较低的产品水分。

4KYZ型顺流喷射浮选柱

顺流型喷射浮选柱利用射流原理引入空气,其结构简单经济,且选别效率高于传统逆流式浮选柱,矿浆和气泡同向流动,迫使气泡克服浮力向下运动,为气泡和矿浆接触创造理想的条件。

国内研制的KYZ型向下顺流喷射型浮选柱的工作过程为,利用射流原理引人空气,圆锥形收缩管和喇叭管在空室中间相联,当高速水流由圆锥形收缩管流向喇叭管时,因水流断面逐渐缩小,在圆锥形收缩管出口处形成较大流速,致使该处压强降低至大气压以下,在空室中形成负压,使空气从外部进入到空室中。在分选槽底部安装有一个反射假底,其作用是将高速水流所携带的空气粉碎成气泡,进而弥散到整个分选槽,充气量与浮选柱的结构参数(包括喷射尖缩管直径、分选槽直径) 和运行参数(包括流量及给入点压力) 有关。下导管与反射假底、分选槽的同心程度对于泡沫层的平稳性和空气分散程度影响较大。

该设备特点为:(1)产生的气泡直径较小,空气保有量较高。(2)空气分散比较均匀。(3)结构简单、操作方便、无运动部件。

5.顺流-逆流多段浮选柱

俄罗斯IOTT研究所研制的顺流-逆流多段浮选柱,其槽体体积为15~80m3,高4~6m,由于每一柱体具有不同的流体力学和充气状态,而且可以通过改变柱体截面来调整流速和停留时间,所以可使不同可浮性颗粒得到回收。此外,这种浮选柱还可以出多产品。

XFZ多柱室逆顺流交替流动式浮选柱共有四个柱室,按顺序单数为逆流柱,双数为顺流柱。柱体的上部和中部设有两组填料带,将柱体分为一、二、三3个区。在逆流柱中一区是入料区,其上面为精选区,下面为捕集区,三区是中矿排出区;在顺流柱中三区是入料区,二区是矿化气泡分离区,一区是中(尾)矿排出区。每组填料带由数层交叉垂直的平行板组成,这样就形成了上下相互垂直的矩形小流道,而在两层的界面上构成许多小方块。流体上下运动时先在一个方向被切割成小矩形块,到另一层时又从另一方向被切割,此时各矩形液流重新组合,使气、液、固三相得以更加充分混合。一、三区的空间内没有填料,可促使矿浆沿柱体整个截面均匀分布,同时使气泡有足够的空间扩散到整个截面上。在泡沫层的上方设置了冲洗水喷洒装置。

该设备的气泡发生器为金属与橡胶相结合的构件,浮选所需的充气量由空压机通过管道和气泡发生器产生。经测定,气泡的大小和充气量有很大的关系:随充气量的不断增加,气泡发生器出口处气体速度增加,得到的气泡更细;但充气量过大时,对矿浆的搅拌强度增加,会影响液面的稳定性。

6FCMC型旋流微泡浮选柱

FCMC型旋流微泡浮选柱是我国研制的适合中国煤泥的浮选柱,包括浮选段、旋流段和气泡发生器3个部分。该设备已形成系列产品,在煤泥分选方面具有明显优势。气泡发生器是该设备实现浮选的关键部件。利用循矿浆加压喷射、吸入空气和粉碎气泡,并通过压力释放析出大量微泡,然后沿切线进入旋流段。气泡发生器在产生合适气泡的同时,也为旋流段提供旋流力场。旋流段的工作是扫选回收浮选段未分选的精煤颗粒,以提高精煤回收率,增加浮选尾矿灰分。气泡在柱体内上升矿化并不断受到清洗,清除夹带的高灰物,上部较厚的泡沫层以及冲洗水的喷淋作用使精矿的品位大大提高,从而使旋流微泡浮选柱具有很高的精煤回收率和选择性。

该类型浮选柱主要用于选煤厂的-0.5mm的煤泥浮选,实践证明该设备对超细粒煤的分选特别有效,对高硫煤脱硫也有较明显的效果。该设备也能应用于各种金属和非金属矿物的浮选和某些污水的处理。投资视生产规模而定。和常规机械搅拌式浮选机相比,节省厂房面积1/2,节省电耗1/3,在相同精煤质量时回收率能提高5%以上。

7.新型KФM浮选柱

乌拉尔选矿研究设计院新研制的新型KФM浮选柱由喷射充气器、微泡发生器、中央浮选管、排料装置和泡沫收集槽组成。经药剂处理后的矿浆,在100~150kPa的压力下给入到第一级充气装置4中,矿浆在那里被微细空气泡饱和,此后矿浆空气混合物流入由中央管2和浮选槽的扩展部分所限制的第一浮选区。在这一区域中,被捕收剂膜牢固固着的矿粒发生浮选。属于难选的和粗粒的部分未发生浮选的有价组分往下降落。在产品转移到第二浮选区域时它的运动轨迹发生改变,这样就消除了逆流现象,确保矿物颗粒与气泡在一定的角度下相遇,并因此而可以最充分地实现浮选。这种浮选柱消除了常规浮选柱中的矿粒与气泡对流运动现象。该浮选柱中有2个充气区、矿浆内的沸腾层区、2个刮泡区、2个槽内产品排料区。因此,在同一台浮选设备中就可以实现粗选、精选和扫选作业。该浮选柱处理能力大,占地面积小,能耗低,浮选矿物粒度范围广。

(三)高柱型浮选柱

有代表的高柱型浮选柱主要有以下几种:

1Flotair浮选柱 由美国Deister选矿有限公司于七十年代生产,其直径为0.2~3.7 m,高度3.5~15 m,为了避免浮选柱下部堵塞,有压-水混合物从多孔底板通入浮选柱的下部,并在底板上方形成三相流化床以改变粗颗粒的分选,目前已近200台该类型的浮选柱在世界各地运行。

2.电解浮选柱 印度研制的电解浮选柱是在其底部安装电极,靠电解水产生的微小氢气、氧气气泡碰撞并附着疏水性颗粒,对细粒的浮选效果较好。

(四)其它新型浮选柱

1.多产品浮选柱 3PC浮选柱与常规浮选柱相比,在富集比和浮选速率上有一定的优势,泡沫回落物被选择性地分离出来后,避免了颗粒的再循环,不致发生常规浮选柱中污染精矿的现象,并且3PC浮选柱中矿浆密度、黏度、滞留固体成份保持恒定,可精确地截取精矿。

2.稳流板浮选柱 密西根技术大学针对轴向混合和泡沫兼并问题,研制了带有水平稳流板的浮选柱,使问题得到了较好的解决,水平稳流板由一些简单带孔的板组成。

3.二维浮选柱 美国西弗吉尼亚大学的Meloy等提出了二维浮选柱,它的柱体内部由充填物分成若干个小槽,因此可以产出一组品位连续变化的产品,类似于摇床

四、浮选柱的选型

(一)选型原则

浮选柱的类型、规格的选择和确定与矿石性质(密度、粒度、可浮性、含泥量等)、设备性能、产品要求、生产规模、流程结构等因素有关,选择时应综合考虑。一般来说,浮选柱的选型应遵循以下原则:

(1)国内浮选柱主要应用在-0.5mm煤泥的分选方面,在金属矿物、非金属矿物、有色金属及黑色金属分选方面,旋流-静态微泡浮选柱具有明显的优势,对矿石的适应能力较强。

(2)选型时应同时兼顾设备矿浆及干矿通过量,合理地选择浮选柱的规格。

(3)浮选柱的规格必须与选厂的规模相适应。

(4)为充分发挥浮选柱的优越性,应尽量减少浮选系列,采用大型柱分选设备。

(5)入料粒度要满足设备要求。

(6)注意设备制造质量、易磨损件的寿命及备品、备件供应情况。

(二)选型计算

现以旋流-静态微泡柱分选设备的选型为依据,选型时一般可按照柱体单位面积矿浆处理量进行计算,具体计算公式如下:

n=60 Q/pD2Q1                 

式中, n1——所需浮选柱台数;

Q ——给料流量,m3/min

Q1——单台柱体单位面积矿浆处理量,m3/h.m2

D——浮选柱的直径。

为了确保选型的准确性,在进行设备选型时,建议按照柱体单位面积干矿处理量进行较核,具体较核计算公式如下:

n=60W/pD2Q2                 

式中, n2——所需浮选柱台数;

W ——设计作业处理量(包括返回矿量),t/h

Q2——单台柱体单位面积干矿处理量,m3/h.m2

        D——浮选柱的直径。

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