粗颗粒浮选过程强化研究进展及展望

粗颗粒浮选不仅能够有效拓宽浮选粒度上限、减少碎磨能耗,而且对建设绿色矿山和提高资源利用率具有重要意义。目前,针对粗颗粒浮选过程强化,国内外学者做了大量相关研究并取得了显著成果。从粗颗粒的难浮机理出发,重点综述了当前粗颗粒浮选过程强化技术新进展,并分析了不同分选技术的作用机理、优势与不足,以期为粗颗粒浮选实践提供理论指导与技术借鉴。浮选矿浆的高紊流环境是造成粗颗粒难浮的根本原因,基于此,为了降低粗颗粒紊流效应,更多研究聚焦于高效粗颗粒浮选装备开发,如矿冶科技集团有限公司研制的CLF粗粒浮选机和美国Eriez公司设计的流态化浮选设备——水力浮选机。最后提出了未来粗颗粒浮选技术的新发展方向,主要包括低紊流高相含率的浮选环境下浓相流态化浮选机理、大型流态化浮选智能装备开发以及由此带来的新型浮选工艺开发设计。     

气泡与颗粒作用研究新进展

气泡与颗粒之间的相互作用决定浮选效率,它不仅影响浮选产品的品位和回收率,而且还影响浮选速度。本文简要评述气泡与颗粒作用的基本观点和研究新进展,探讨有待解决的问题。     

湍流场中浮选颗粒-气泡脱附行为的尺寸效应研究

湍流诱发浮选颗粒-气泡脱附已达成广泛共识,但湍流场中颗粒的脱附行为机制仍未明晰。传统离心脱附理论认为当颗粒所受离心力大于毛细力时颗粒从气泡表面脱附,忽略了颗粒重力对浮选颗粒-气泡间稳定性的影响,且未考虑不同尺寸颗粒间的脱附行为差异。采用自制的微流体通道湍流槽探索了湍流涡中不同尺寸颗粒的脱附行为,运用Image-Pro Plus图像处理软件对颗粒脱附过程的动力学参数进行测量分析。结果表明,粗颗粒(2.0 mm)质量大,颗粒在气絮体升浮阶段发生直接脱附;而中颗粒(1.0 mm)和细颗粒(0.5 mm)质量小,气泡会带动颗粒由湍流槽底部向湍流涡中心旋转迁移,同时颗粒在气泡表面高速旋转发生离心脱附。此外,颗粒稳定性分析表明传统邦德(B_O^*)模型并不能对湍流场中的颗粒-气泡气絮体稳定性进行准确判断,颗粒易受湍流涡加速或气泡振荡的影响,导致颗粒脱附时邦德数在1左右波动。     

浮选颗粒-气泡脱附机理研究进展及展望

浮选颗粒-气泡矿化包括碰撞、黏附以及矿化气絮体升浮3个子过程,部分目的矿物会在矿化气絮体升浮过程中发生脱附,降低目的矿物浮选回收率,这也是粗颗粒浮选效率较低的根本原因。深入理解颗粒-气泡的脱附机理一直是浮选领域的研究热点与难点,更是实现粗颗粒浮选强化的前提条件。围绕矿浆相、泡沫相以及矿浆-泡沫相界面区3个脱附区域,综述了颗粒-气泡脱附机理最新的研究进展,以期为粗颗粒浮选强化提供理论指导。湍流与气泡兼并脱附分别是颗粒在矿浆相和泡沫相中发生脱附的主要机制,而矿浆-泡沫相界面区颗粒脱附机理尚存在争议,一种观点认为矿化气絮体撞击界面时动能的改变导致脱附,另一种观点认为界面处气泡兼并引起的气泡振荡才是脱附的主要原因,该区域的脱附机理尚需进一步探索。最后提出了未来颗粒-气泡脱附机理研究的发展方向,包括矿浆相多种脱附机制协同作用、宽粒级物料的原位脱附过程及其粒度匹配效应、矿化气泡在相界面处碰撞及兼并脱附过程的能量演化竞争机制。     

在浮选泡沫中颗粒—气泡附着的问题

在浮选过程中，由于气泡的结合、破裂及泡沫过载而使泡沫相中的疏水颗粒从气泡上脱落。当某些脱落的颗粒返回到矿浆中时，另有一部分颗粒可能会选择性地再附着于从泡沫中上升的气泡上。这样可能形成泡沫中品位变化的特性。虽然这过程未经详细研究，但定性的数据表明，这种现象出现在较深的、载荷小的泡沫中，正如浮选柱过程所出现的情况那样。已研究出一种描述上述过程的数学模型，这种模型考虑了气泡表面被可浮颗粒复盖的程度以及随     

一种粗颗粒机械搅拌式浮选机的研究

结合粗颗粒矿物特殊的浮选行为及常规浮选设备研究开发的技术路线,通过大量的实验室试验确定了适用(于选别粗颗粒矿物的浮选机总体结构型式,并经半工业试验进行了验证。试验结果表明,CGF型浮选机作为北京矿冶研究总院研制成功的一种新型粗颗粒机械搅拌式浮选机,对粗粒级矿物选别性能优异,结构设计合理。     

高气泡表面积通量浮选柱浮选硫化铜矿的研究

高气泡表面积通量浮选柱可以在较高表观充气速率情况下,有效地提高气泡表面积通量,避免因气泡携带能力不足导致的回收率损失。高气泡表面积通量浮选柱和机械搅拌浮选机浮选浸染型矽卡岩铜矿石的对比试验表明。采用铜硫混合浮选再铜硫分离流程或优先浮铜流程,高气泡表面积通量浮选柱在减少精选作业次数的情况下,浮选指标明显优于机械搅拌浮选机,提高的幅度与流程有关。     

粗颗粒浮选技术及其应用

粗颗粒浮选技术提高了矿物颗粒可浮选粒度上限,并且可以减少能量的消耗,这对于预选抛尾和粗粒尾矿再选,特别是对易于过粉碎的矿物浮选具有重大意义。近年来已有许多粗粒浮选技术应用于煤炭、磷酸盐矿等的选别。从分析粗颗粒矿物的性质及其难浮选的问题出发,提出了改善粗颗粒浮选的方法,总结了泡沫中浮选法、闪速浮选法、流化床浮选法等浮选方法及相关设备,并介绍了不同方法在实际生产应用中的优缺点。     

CLF浮选机对粗颗粒钛铁矿浮选工艺适应性研究

以来自加拿大魁北克的钛铁矿为矿样,在实验室开展了25 L CLF浮选机对粗颗粒钛铁矿浮选工艺适应性研究。矿样密度4.3,+300 mm粒级占76%。试验的目的是利用浮选方法在不进一步降低磨矿粒度的条件下将钛铁矿产品的硫品位降低至0.08%以下。因矿物密度大且粒度粗,技术难点在于保证矿浆悬浮。在不同矿浆浓度条件下进行了一次粗选、一次扫选浮选试验,在原矿硫品位0.35%左右,铁回收率约99%的条件下,最终钛铁矿产品中硫品位达到预计指标。与采用常规浮选机开展的试验相比,在浮选效果相当的条件下,CLF浮选机可将浮选浓度提高7%。     

SF型自吸式浮选机的研制与推广应用

北京矿冶研究总院研制成功的SF型浮选机,是一种自吸式机械搅拌浮选机．该机的主要特点是吸气量大、单容功耗低、搅拌力强、分选效率高．自1987年SF－4型浮选机经部级鉴定以来,已有13种规格约5000余台应用于工业生产,取得了良好的经济效益和社会效益．本文论述了SF型自吸式浮选机的结构、特点及推广应用情况。     

浮选理论与工艺研究现状

对近年来浮选技术的发展进行了回顾和评述，认为硫化矿浮选电化学、盐类矿物浮选溶液化学、细粒浮选、新型浮选药剂和浮选设备的研究是浮选理论与工艺的5个重要方向。     

Flotation in a novel oscillatory baffled column

This paper presents an evaluation of an oscillatory baffled column (OBC) as a novel flotation device. The cell is based on a standard column design but employs a novel agitation mechanism where a series of baffle plates are oscillated sinusoidally through the fluid. This type of agitation has been shown to produce a more evenly distributed shear rate in the cell and allows the effect of agitation on particle–bubble contacting to be decoupled from gas dispersion effects. The column was first characterised in terms of mixing and gas dispersion, before being flotation tested using a quartz-amine system. Results indicated that the OBC was able to improve the flotation rate constant by up to 60% for fine particles (<30 μm) and by between 30% and 40% for coarser particles, relative to a standard flotation column. Interestingly, optimal flotation performance was obtained at power intensities orders of magnitude lower than those found in similar studies in stirred systems. This is believed to arise from the even distribution of shear in the OBC together with the oscillatory motion of the fluid in the cell. This oscillatory motion does not contribute to the average power intensity in the fluid and therefore results in more fluid motion per unit energy than would be obtained in a conventional stirred system. The OBC was therefore able to significantly improve flotation rates at power intensities orders of magnitude lower than those found in conventional cells.     

CGF型宽粒级机械搅拌式浮选机研制及应用

CGF型宽粒级机械搅拌式浮选机是一种新型宽粒级机械搅拌式浮选设备,该机具有自吸空气、自吸矿浆、自吸中矿泡沫等功能,能够水平配置,便于流程变更。浮选机清水动力学测试和工业试验结果表明CGF型浮选机达到了设计要求。工业生产应用表明,该型浮选机提高了粗、细粒级矿物的回收效果,拓宽了矿石入选粒度范围,提高了矿产资源利用率,是一种高效的宽粒级浮选设备,能够广泛应用于锂云母、钾盐、石墨、石英等矿物的选别。     

流态化浮选技术概述

首先分析总结了粗颗粒矿物难浮的原因为粗颗粒矿物与气泡接触时间短,感应时间长,与气泡气固黏附强度低;其次介绍了流态化技术的发展以及该技术在粗颗粒分选中的应用,气固、液固两相流态化在煤分选领域普遍应用,由于有色金属矿分选领域的复杂性,气液固三相流态化浮选技术处于研究阶段;同时总结了流态化浮选技术原理和设备的研究进展,HydroFloat Separator和NovaCell是具有代表性的设备;分析了流态化浮选的主要研究方向和发展趋势为三相流态化浮选动力学过程研究,三相流场模拟策略研究,以及复合力场的加入提升矿物粒度浮选上限。     

旋流-静态微泡浮选柱的应用及研究进展

简要介绍了旋流-静态微泡浮选柱的结构、浮选原理及优缺点,针对该设备的研究进展,从理论研究、计算机模拟及自动化、结构优化研究、机柱联合四个方面进行综述,同时分别总结了该设备在金属矿选矿、选煤及非金属矿选矿中的应用情况。指出该设备未来的几个研究方向,同时指出该设备将更广泛地应用于选矿业。      

Fluidized bed desliming in fine particle flotation – Part III flotation of difficult to clean coal

A novel flotation system was used to process fine coal feeds supplied from coal preparation plants. The system consisted of an inverted fluidized bed arranged above a system of inclined channels. High fluidization (wash water) fluxes were imposed through a distributor enclosing the free-surface, producing strong positive bias of up to 2.4 cm/s, ideal for desliming. High gas fluxes of up to 2.6 cm/s, in excess of the flooding condition, were also imposed. The presence of the inclined channels prevented the entrainment of gas bubbles into the tailings stream. This paper, which is the third in a series, examines, for the first time, the hydrodynamic performance of this system on two actual plant feeds, each known to be difficult to wash. The first feed was a poorly liberated coal with particle size <260 μm and 69% feed ash. The second was a well liberated coal with nominal size <125 μm and 83% less than 38 μm. The product ash was shown to decrease significantly with an increasing fluidization flux to gas flux ratio. The single stage flotation system demonstrated a performance capable of matching the Tree Flotation Curve with some cases in fact surpassing this result.