喷射-搅拌耦合式煤泥浮选装置研究

泡沫浮选是分选细粒矿物的有效方法。以浮选设备低能量损耗、高能量转化率为原则,结合喷射式浮选机与机械搅拌式浮选机的优点,与射流技术的有机耦合,设计了Ⅰ型、Ⅱ型2种新型浮选装置,介绍了2种装置的结构和工作原理,探讨了喷射吸气与搅拌吸气方式对气泡粒径分布、气泡矿化及流场均匀性的影响。Ⅰ型结合喷射吸气与搅拌吸气2种方式,能够实现浮选装置大吸气量、气泡粒径分布均匀、流场稳定。Ⅱ型喷射吸气搅拌型浮选机能在较低能耗、较低转速下得到较大吸气量,获得均匀的气液固三相流场。喷嘴的工况参数(入流压力、气液比等)、结构参数(喷嘴距、截面比等)是影响能量转化、浮选效果优劣的关键因素。本装置能同时对矿浆进行预处理和浮选。     

喷射式浮选机射流搅拌装置流场分析及结构优化

以喷射式浮选机射流搅拌装置结构优化为目的,选用合理的CFD数值模拟计算方案,综合考查引射性能和流场特性两个指标,对面积比、喉嘴距、喉管长度、引射管布置方式和位置进行优化计算;设计了长喉管、短喉管、导流叶片喷嘴和无导流叶片喷嘴共4组不同结构参数的射流搅拌装置试验,考查并验证了喉管长度和喷嘴内导流叶片对引射能力的影响;采用激光粒子测速仪测试了喷嘴内导流叶片对射流流束形态演变的影响。结果表明:面积比a=1.96～3.24,喉嘴距L_e=0.2D_h～0.6D_h(D_h为喉管直径)、引射管采用双侧对称布置、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z(D_z为喷嘴直径),射流装置的混合效率最理想,引射管布置位置对混合效率影响较小;喷射室压力在0.145～0.160 MPa时,喷嘴内设置导流叶片,长、短喉管吸气能力平均至少提高30.73%和33.94%,引射管全开时长喉管较短喉管的吸气能力高出15%以上。结构参数对流场的影响表现在,面积比增大及引射管靠近喷嘴出口布置,喉管内射流流束的中心速度衰减越快,喉嘴距变化对中心速度的衰减影响较小;喉管长度≤6D_z时,流束中心的流核一直持续到喉管出口,引射流体和工作流体在喉管内动、质量交换不完全;喷嘴内设置导流叶片,有利于流束中心的流核区减小,原因是流束以旋转射流的形式从喷嘴喷出,形成了更有利于工作流体与引射流体动、质量交换的湍流流场;基于理想的引射性能和流场特性,面积比a=3.24、喉嘴距L_e=0.6D_h、引射管采用双侧对称且正对流核区域布置方式、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z为射流搅拌装置的最优结构参数。     

充气量和起泡剂对喷射式浮选机浮选效果的影响研究

为更有效的利用喷射式浮选机,利用自制的喷射式浮选装置,以可燃体回收率作为浮选指标,研究了浮选中充气量和起泡剂浓度对精矿产率及灰分的影响规律,结果表明：在矿浆浓度和起泡剂浓度不变的情况下,充气量存在一个值为400L/h的临界参数,小于临界值,浮选精矿产率随充气量的增大而增加,大于临界值,效果变差|起泡剂浓度临界参数为0.1mmol/L,在此浓度下,精矿产率高且灰分较低。因此,在喷射式浮选机工作过程中,控制充气量和起泡剂浓度,是调节精矿产率的重要方式。     

煤泥水沉降特性试验研究

三河尖选煤厂煤泥水沉降效果差,以该选煤厂的浓缩机入料煤泥为研究对象,基于煤泥性质分析,选用不同种类的凝聚剂和絮凝剂进行了一系列煤泥水沉降试验,研究了煤泥水质量浓度、凝聚剂和絮凝剂用量对煤泥水沉降效果的影响。结果表明:原煤变质程度低、煤泥粒度细和黏土矿物的存在会加大煤泥水的处理难度;煤泥水质量浓度为70 g/L时,PAC和1 000万分子量PAM是最佳药剂组合,最佳用量分别为780、15 g/t,此时煤泥水沉降效果最好,上清液浊度为18 NTU,沉降速度为11.16 cm/min。絮凝剂和凝聚剂添加量对煤泥水沉降效果影响显著,而煤泥水浓度小范围变化对处理效果无明显影响。