浮选工艺及设备

<正>"浮选"一词,是漂浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同,从矿石中分离有用矿物的技术方法。而完成浮选过程的机械设备即为浮选机。在浮选机中,经加入药剂处理后的矿浆,通过搅拌充气,使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上;浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,其余部分则保留在矿浆中,以达到分离矿物的目的。浮选机类型有很多,     

浮选微观动力学和数学模型

根据湍流分散和湍流碰撞机理，初步研究了浮选槽主要流体动力学参数对浮选微观子过程－－气矿粒碰撞速率和矿粒粘附、脱落几率－－的影响，建立了浮选动力学数学模型，通过对模型参数的进一步研究，阐述了浮选微观动力学参数－－碰撞速率率系数的脱落系数－－与与浮选槽内主要流体动力学参数－－气流数和搅拌雷诺数－－间的相互关系，建立了数学模型，对优化浮选机技术参数具有一定的理论指导意义和实用价值。     

XFG挂槽纯矿物浮选机和XFD单槽浮选机的流场特性研究

针对纯矿物浮选在浮选基础研究中应用的局限性,采用计算流体力学进行单相流模拟,对XFG挂槽纯矿物浮选机和XFD单槽浮选机的流场特性进行对比研究。计算结果表明,XFD内流体的流态更有利于矿物颗粒的捕获和回收。相同浮选条件下,XFG得到的回收率应该低于XFD。因此,在应用纯矿物浮选结果时,其回收率的数值价值不大,且对于在纯矿物浮选中表现不佳的矿物结果,尤其需要谨慎使用。     

浮选柱技术的应用现状及发展趋势

相比于传统浮选机,浮选柱具有结构简单、易于调控、浮选效率高等优势,更适于处理品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂的矿石资源,其研究和应用逐渐成为矿物加工领域关注的焦点。本文介绍了浮选柱的发展历程和分类,重点阐述了新型浮选柱CPT浮选柱、Jameson浮选柱、充填型浮选柱、旋流-静态微泡浮选柱、CCF浮选柱、KYZ浮选柱、CFC浮选柱在各种矿物浮选中的应用现状,通过与浮选机的浮选指标对比,在处理微细粒难选矿物时,浮选柱具有常规浮选机所不可比拟的分选效果;同时归纳了电解浮选技术、磁浮选技术、流态化技术与柱浮选技术结合的代表性浮选设备——磁浮选柱、电解浮选柱、流态化浮选柱等的应用进展;最后,指出了浮选柱的未来研发方向应侧重于自动控制系统的完善、流体动力学数值模拟的研究以及综合力场的结合等。     

浮选机内部气—液两相流场特性研究

本物浮选过程中的多相流体特征直接影响矿物分选效率,针对有效容积为0.1m~3的充气机械搅拌式浮选机,运用计算流体力学对浮选机内部气-液两相流体特性进行数值模拟计算,分析了矿物浮选过程中复杂的流体特性。基于CFX流场数值模拟软件,建立了气-液两相流场数值模拟策略,通过对比标准k-ε湍流模型和RNG k-ε湍流模型,确定了离散气相-零方程、连续液相标准k-ε湍流模型的数学模型,探究了不同表面张力、曳力相间作用力对浮选机内部气—液两相流场特性的影响,模拟了充气强度和搅拌强度对浮选机内部气—液两相流场的影响。研究结果表明:表面张力系数在浮选机内部气-液两相流场数值模拟研究中影响很小,选定较为常用的表面张力系数0.073为模拟标准;Grace曳力模型适合充气机械搅拌式浮选机气-液两相流场的数值模拟;浮选机充气速度应小于2.0 m/s时,此时气相流场速度分布较均匀,气相逸散性较好;浮选机转子转速每增加50 rpm转子和定子表面受压大约增加300 Pa,中等转速450 rpm适合该类型浮选机的浮选作业,气-液两相流体特性模拟结果将为浮选工艺参数的设定提供基础理论指导。     

粗粒浮选理论、工艺及设备

众所周知,矿物的可浮性随粒度而变化。实验室试验结果及对现场浮选产品的粒度分析表明,泡沫浮选的最佳粒度范围(机械搅拌式浮选机)在75微米—5(10)微米之间。对于高比重矿物,其浮选粒度上限是0.1～0.3毫米;对于低比重矿物相应为0.3～0.5毫米。     

滨湖选煤厂煤泥可浮性研究

对滨湖选煤厂入浮煤泥进行了筛分试验、单元浮选试验、煤泥分步释放试验和实验室浮选柱浮选试验,分析了入浮煤泥的粒度组成,探索了药剂用量对浮选效果的影响,评定了煤泥的可浮性,并在相同药剂用量条件下比较了浮选机与浮选柱的分选效果。结果表明:当要求精煤灰分为8.0%时,滨湖选煤厂入浮煤泥为中等可浮;在捕收剂用量为600 g/t,起泡剂用量为600 g/t时,浮选机分选效果最佳;在相同灰分等级条件下,浮选柱比浮选机分选效果更佳。     

宽粒级煤泥浮选机流体动力学模拟与试验研究

针对常规浮选中粗颗粒与气泡碰撞概率低,且与气泡粘附后也会因矿浆的强烈湍流运动而极易从气泡上脱落的问题,结合粗、细粒矿物浮选特点,设计了一种适合于粗、细粒矿物分选的宽粒级煤泥浮选机。采用FLUENT软件对该浮选机进行了气液两相流场数值模拟研究,通过对浮选机内流体速度、湍流强度和气相浓度的分析,验证了该结构浮选机可为粗粒和细粒矿物浮选提供各自所需的流体力学环境。采用组建的实验室宽粒级煤泥浮选试验系统对章村矿选煤厂0～1mm煤泥进行了浮选试验。结果表明,通过选择合适的浮选工艺条件,采用该浮选机对0～1mm宽粒级煤泥浮选时,浮选精煤数量指数和可燃体回收率分别为96.33%和92.07%。     

应用JKSimFloat进行矿物可浮性的模拟研究

由于浮选过程自身的复杂性以及众多因素对浮选过程的影响,浮选的建模一直比较困难。通常采用浮选一阶动力学模型进行浮选建模,本文根据一阶浮选速率k将矿物划分为不同的可浮性组分,通过最小化误差平方和的方法拟合得到不同可浮性组分的浮选速率,这将有利于对浮选的建模研究。     

粗粒浮选机设计原则

研究了充气量、叶轮转速和槽深等参数对不同粒级矿物回收率的影响，并对浮选中矿粒与气泡附着、脱落，特别是浮选动力学理论对其影响进行分析，得出了设计粗粒浮选机的一般原则和技术关键。     

胺的烃链长度对石英、假象赤铁矿吸附与浮选的影响

本文应用Hallimond管研究了胺对石英、假象赤铁矿的浮选特性;应用以甲基橙为染色剂的比色法测定了胺在上述矿物表面的吸附量;应用小型浮选机研究了胺对混合矿样浮选分离的影响,以及介质pH值对单矿物浮选的影响。根据测试结果,应用双电层理论和半胶束理论等,建立了胺在上述矿物表面的吸附模     

XJM-S“3+2”系列浮选机中矿箱的应用研究

针对我国煤种多、煤泥可浮性变化大以及煤泥浮选工艺多样化等特点,深入对XJM-S系列浮选机进行研究,将煤泥浮选工艺同浮选设备有机结合,提出中矿箱的研究思路,并对中矿箱功能结构和关键参数进行研究。中矿箱的成功研制有效地将一次浮选机和二次浮选机连接在一起,单机具备一次选和二次选功能。在吕梁山煤电公司选煤厂的使用结果得出,XJM-S28(3+2)分选易浮煤泥和难浮煤泥时的可燃体回收率同实验室条件下的可燃体回收率相近,取得了理想的效果,有效地推进了煤泥浮选设备的发展和进步。     

矿浆在大容积浮选机中停留时间分布的分析

矿浆在单槽浮选机的停留时间是正确设计浮选回路所必要的重要参数。对于任一特定设计的浮选机，平均停留时间通常都是由停留时间分布（RTD）试验结果确定的。将测得的平均停留时间与预期的停留时间对比和分析RTD曲线的形状可以提供有关对浮选混合性质有用的信息。讨论了3种大容积浮选机（Outokumpu浮选机、Dorr-Oliver浮选机和WEMCO浮选）的RTD试验结果。根据多参数模型得出以下结论，Outokumpu浮选机、Dorr-Oliver浮选机和WEMCO浮选中的平静区域体积占总体积百分数分别为45％、35％和7％。     

保护大鳞片石墨选矿的研究

鳞片石墨矿是自然界可浮性最好的矿物之一。由于在选别工艺流程中要对大鳞片石墨加以保护，这给石墨选矿带来了很大难度。本研究采用新型筒棒介质和充填式浮选机进行磨矿和浮选，收到了良好效果。     

大型浮选机浮选流体动力学特性探讨及设计原则研究

在工艺条件合适的情况下,浮选技术经济指标的高低主要取决于浮选机的性能和操作。因此,要提高浮选技术经济指标,就必须保证一个良好的分选环境及流体动力学状态。本文从浮选过程动力学的角度出发,结合国内外许多学者的研究观点,根据浮选槽内不同粒级的矿物与气泡的碰撞、黏附、脱落过程及影响这些过程的原因,分析了浮选过程中能量消耗及分布情况,结合大型浮选机流体动力学的特性,分析矿物分选对大型充气机械搅拌式浮选机的具体要求,首次提出了在大型浮选机设计中要尽量扩大运输区的高度,在把矿粒带到槽内更高区域的同时,提高矿粒和气泡的上升高度,同时增加矿粒与气泡的碰撞机会,缩短矿化气泡到槽体表面的上升距离。     

铜陵有色某选厂硫粗精矿浮选柱半工业试验

铜陵有色某选厂硫粗精矿主要成分为黄铁矿、磁黄铁矿和部分易浮脉石矿物,采用常规浮选机分选,所得硫精矿品位较低。为了提高精矿品质,进行了3种不同流程结构的浮选柱半工业试验。结果表明,采用浮选柱既简化了流程结构又有效提高了硫精矿品位,其中半闭路流程因精矿品位达标且回收率也较高,因此更适合处理该矿石。因磁黄铁矿可浮性较差,而浮选柱浮选路径又相对较长,因此浮选柱工艺的硫回收率低于浮选机工艺。     

高浓度浮选技术的发展与应用

高浓度浮选可增大气泡和矿物颗粒的碰撞概率,强化黏附,进而提高浮选速度、节约药剂成本和用水量,但浓度过大会影响气泡在矿浆中的分散,恶化浮选环境。分析了矿浆浓度对浮选过程的影响,总结了高浓度浮选技术的应用情况,主要介绍了闪速浮选机、水力分选机、串联浮选柱等高浓度浮选设备的发展与应用实践,最后指出加强高浓度浮选机理的研究和专用设备的研制,以将高浓度浮选技术应用于常规浮选流程和细粒矿物浮选是今后该技术的发展方向。     

PID自动控制在铁矿石浮选过程中应用的探讨

在铁矿石浮选工艺过程中,自动控制尤为重要。介绍了铁矿石浮选工艺参数对浮选效果的影响,提出了铁矿石浮选工艺参数自动控制技术,从自动加药、浮选机充气量控制和浮选机液位高度控制等方面阐述了浮选参数自动控制的意义,并综述了PID控制技术在铁矿石浮选过程中的应用,叙述了PID控制在铁矿石浮选自动控制的发展方向,建议加大推广自动控制(或PID控制)技术在铁矿石浮选过程中的应用力度。     

浮选柱

一、发明的背景本发明是关于富集矿物或类似物料的浮选,特别是关于浮选柱的发明。1982年1月《Mining Magazine》第35页上有一篇题目为“浮选机”的文章,介绍了各种类型的浮选装置及选别过程。文章中所说的浮选柱是把调整好的矿浆从中部送到一个相当高的柱子里,将压缩空气从柱子的下部通过分散器送入,洗水从柱子的顶部给入。由可浮     

XJM-S型浮选机的选型方法与应用

浮选机是浮选系统的核心设备,其选择和选型对于选煤厂的新建或改扩建设计至关重要。浮选机的选择通常需遵循入选原煤煤质、入浮煤泥的粒度组成和可浮性、1.60~1.80 g/cm~3中间密度级含量、1.125 mm粒级含量和灰分、0.5~1.25 mm粒级或超粗颗粒的含量等一般原则。对于XJM-S型浮选机可采取4个步骤选型,即依次确定每台(组)浮选机的槽数、浮选机的单位处理能力、入浮煤泥量和矿浆量及不均衡系数、浮选机数量。庞庞塔选煤厂的XJM-S型浮选机采用该方法进行选型,在入浮煤泥可浮性等级为难浮选、主导粒级偏细、入料灰分为23.67%、入料浓度大于90 g/L的条件下,浮选机运行正常,浮选精煤产率与灰分分别为66.49%、9.27%,浮选尾煤灰分为52.18%,浮选生产效果良好。该选型方法依据实际选型经验,结合XJM-S型浮选机的技术特点,对通用选型方法进行了补充与完善,是普遍选型方法的具体应用。