CN102716814B - 提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统，该系统的设备包括入料搅拌桶、给料泵、给料压力表、气泡发生器、一段泡沫富集室、下导管、喷射式浮选柱室、一段尾矿箱、二段泡沫富集室、柱浮选室、旋流分选室、循环矿浆泵、循环压力表、气泡发生器、二段尾矿箱、FCMC旋流微泡浮选柱，该系统将喷射式浮选柱和FCMC旋流微泡浮选柱串联在一起，以一段的尾矿作为二段的入料。该系统不仅有利于可浮性好的煤优先浮出的静态快浮和难选煤强力高效回收，而且能够较好地解决高浓度煤泥水浮选的问题，改善粗颗粒煤泥的回收率，解决粗粒浮选“跑粗”的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿浆浮选系统，尤其是能够提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统。
背景技术
目前，关于矿浆浮选时常用的浮选机主要有两种：FCMC旋流微泡浮选柱和喷射式浮选柱。
旋流微泡浮选柱分选区域包括三个部分：精选段、粗选段、扫选段。在精选段顶部设有冲洗水装置和泡沫收集槽，提高精煤质量。在粗选段增设稳流装置，可以有效地降低柱体内的紊流强度，减弱柱体内流体的回流现象，从而有效降低柱体高度。矿浆从柱体高度的2/3处给入，尾矿从扫选段底流口排出；旋流微泡浮选柱具有很高的精煤回收率和选择性。喷射式浮选柱不同于FCMC旋流微泡浮选柱，首先喷射式浮选柱入料是先经过一个预先矿化过程，矿化后的矿浆再沿下导管进入柱体，其次喷射式浮选柱无中矿循环；但是喷射式浮选柱提高了粗颗粒的矿化概率，并且能够减小粗颗粒精煤脱附的概率。
根据我国选煤技术的发展趋势，重介选煤开始占主导地位，尤其是重介旋流器在选煤厂得到了广泛应用。但是，由于我国采煤方法和工艺的不断完善和发展，机械化采煤水平的不断提高，直接导致入洗原煤中的原生煤泥（-0.5mm）比例大大增加。此外，由于重介旋流器的粉碎作用导致原煤洗选过程中的次生煤泥比例增加，而且煤泥粒度偏细，另外重介选煤比跳汰选煤吨煤耗水量少1/3。综合以上因素造成现在一些重介选煤厂面临入浮煤泥水浓度过高的问题，一般可以达到120-160g/L,甚至更高。旋流微泡浮选柱的入料浓度范围是50-120g/L,最佳浮选浓度为80g/L。对于高浓度的入浮煤泥，直接用现有的旋流微泡浮选柱处理将会出现精煤、尾煤不能两全的现象，如果要保证精煤的灰分，尾煤中跑煤严重，可燃体回收率较低，精煤损失严重，造成资源浪费，但如果要保证尾煤灰分，控制跑煤，保证精煤回收率，精煤的灰分则会超标，重选产品要为浮选精煤背灰，给企业造成严重的经济损失。
解决这一问题的直接办法是增加浮选稀释水量，降低煤泥浓度，改善浮选效果。这个办法在短期内会缓解问题，但绝不是长久之计。首先增大稀释水量，矿浆总量就会相应增加，这样与浮选配套的相关设备、管道都要进行调整，这样会造成重介工艺系统更加复杂，并且增加企业投资和运行成本。另外，增加稀释水，尾煤泥水量自然也会随之增加，对于现有的浓缩机，突然增加处理量这可能会导致澄清效果变差，溢流中高灰细泥含量增加，而溢流作为循环水要返回重介系统中的，长期这样高灰细泥量的不断增加会严重影响重介分选效果和脱介效果，当然也会造成后续浮选作业分选效果的恶化。这就会影响选煤厂的正常生产，并会造成严重损失。所以，只靠增加浮选稀释水解决问题不可取。
另外，可以使用浮选机来解决适应高浓度入料的问题。浮选机多槽串联，对于高浓度入料，进行逐槽分选，浓度逐槽降低。前几槽浓度大，煤泥可浮性好，浮选速度快，易浮；后几槽煤泥可浮性变差，高灰难浮，入浮浓度降低，有利于难选煤泥的处理。这样可以保证尾煤灰分和精煤回收率。但是浮选机浮选槽体浅，精煤泡沫层薄（大约200-300mm）；泡沫中夹带高灰细泥多，选择性差，分选效率低；中矿调节点多，形同虚设，对煤质适应性差。随着煤炭的深入开采，很多煤矿的煤质呈现出变差的趋势，可浮性变差，传统的浮选机将越来越适应不了煤质的变化。另外浮选机叶轮和喷嘴磨损严重，维修工作量大，维护费用高；占地面积大，需要检修空间大，土建投资高；动力消耗大。所以，选用浮选机也不是解决问题的首选办法。
由此可见，入浮煤泥水浓度过高成为当前重介选煤厂普遍面临的问题，这导致旋流微泡浮选柱在重介选煤厂的推广和应用遇到了瓶颈，亟待解决。发明者综合旋流微泡浮选柱的优势并借鉴浮选机多槽串联的思想，将两台旋流微泡浮选柱串联处理高浓度煤泥，与传统单段浮选柱相比，串联旋流微泡浮选柱处理高浓度煤泥水整体上可以保质保量，有效改善粗粒煤分选效果，可以作为解决选煤厂高浓度煤泥水浮选效果差的一种途径。但对于改善粗粒煤分选效果只是体现在串联二段，试验中在高浓度条件下单段浮选柱和串联一段的粗粒分选效果都比较差，这说明有必要寻求一种高效浮选设备与旋流微泡浮选柱组合，在保证高浓度分选的同时实现粗颗粒的高效回收。
发明内容
为了提高现有的可浮性不同的煤的浮选效果，本发明提供能够提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统，该新型浮选柱串联试验系统不仅有利于可浮性好的煤优先浮出的静态快浮和难选煤强力高效回收，而且能够较好地解决高浓度煤泥水浮选的问题，改善粗颗粒煤泥的回收率，解决粗粒浮选“跑粗”的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该新型浮选柱串联试验系统的设备包括入料搅拌桶、给料泵、给料压力表、气泡发生器、一段泡沫富集室、下导管、喷射式浮选柱室、一段尾矿箱、二段泡沫富集室、柱浮选室、旋流分选室、循环矿浆泵、循环压力表、气泡发生器、二段尾矿箱、FCMC旋流微泡浮选柱；该新型浮选柱串联试验系统的入料搅拌桶顺序连接给料泵、给料压力表、气泡发生器后与喷射式浮选柱室串联，喷射式浮选柱室上部固定设有一段泡沫富集室和下导管，喷射式浮选柱室又顺序与一段尾矿箱和FCMC旋流微泡浮选柱串联，FCMC旋流微泡浮选柱上部固定设有二段泡沫富集室，FCMC旋流微泡浮选柱中部为柱浮选室，FCMC旋流微泡浮选柱下部设有旋流分选室，旋流分选室外部顺序串联有循环矿浆泵、循环压力表、气泡发生器，FCMC旋流微泡浮选柱再与二段尾矿箱连接。
该新型浮选柱串联试验系统入料的具体操作工艺流程为：
（1）将矿浆和浮选药剂一起加至入料搅拌桶，充分的搅拌和矿化后，通过给料泵、气泡发生器进入到喷射式浮选柱室的下导管，并在给料管路内发生高效管流矿化作用，其中压力表用于测定矿浆给料压力值。
（2）矿浆在下导管中进行高效而强烈的管流矿化作用，使得气泡与矿粒发生粘附，矿化后的矿浆通过下导管垂直给入到喷射式浮选柱室的柱体内，并实现相对静态分离，完成矿化的矿粒在气泡的上浮作用下进入一段泡沫富集室，并最终浮出作为一段浮选精煤，而未完成矿化的矿粒则下降至柱体底部，经一段尾矿箱作为二段浮选的入料，其中一段尾矿箱的作用是利用连通器的原理来调整喷射式浮选柱内的矿浆液面高度。
（3）矿浆经过第一段喷射式浮选柱室浮选后浓度降低，而且利用其对粗颗粒浮选的优势改善了粗颗粒的浮选效果，其原因是：入料高效管流矿化，提高了粗颗粒的矿化概率，气泡携带矿化好的粗颗粒在柱体内相对静态的环境中分离上浮，同时由于柱体较短，使得粗粒精煤的上浮路径也变短，减小了粗颗粒脱附的概率，剩余矿浆的浓度达到正常浮选浓度后，从FCMC旋流微泡柱浮选柱的柱体高2/3处进入内部。
（4）矿浆进入FCMC旋流微泡柱浮选柱后，在柱浮选室捕集区内完成进一步的逆流矿化和柱浮选，回收可浮性较好的矿物，在气泡上浮作用下，矿物被携带至二段泡沫富集室，剩余的由难选矿物组成的矿浆，进入FCMC旋流微泡浮选柱的旋流分选室。
（5）进入旋流分选室的矿浆再经过旋流作用完成扫选，循环矿浆泵将旋流段的中矿从锥形桶抽出后，加压再沿切线给入旋流分选室的上部，旋流分选室的溢流上升至柱浮选室，重产品沿旋流分选室的锥壁下降经尾矿口和二段尾矿箱排出，成为最终尾矿，其中循环矿浆管道上串联的循环压力表用于测量循环压力值，气泡发生器由于负压作用自吸入空气和药剂，与喷嘴附近的高速射流发生矿化作用。
（6）所有上浮到二段泡沫富集室的精煤堆积形成泡沫层，这样就能利用二次富集的作用进一步对精煤进行精选，必要时在二段泡沫富集室上面设喷淋水装置，这样能避免夹带高灰细泥的现象，最终的精煤随泡沫直接溢流作为二段精煤产品。
本发明的有益效果是，该新型浮选柱串联试验系统将喷射式浮选柱和FCMC旋流微泡浮选柱串联在一起，既有利于可浮性好的煤优先浮出的静态快浮，又有利于难选煤强力高效回收；易浮矿物在喷射式浮选柱内优先浮出，降低了进入FCMC旋流微泡浮选柱的矿浆浓度，而对于经过快浮后剩余的低浓度难浮煤泥，则再充分利用FCMC旋流微泡浮选柱的强力高效分选机制进行处理，以提高对细粒煤的选择性，改善了浮选效果，使整体精煤质量得到保证，从而较好地解决高浓度煤泥水浮选的问题；入料高效管流矿化，提高了粗颗粒的矿化概率，气泡携带矿化好的粗颗粒在柱体内相对静态的环境中分离上浮，同时由于柱体较短，使得粗粒精煤的上浮路径也变短，减小了其脱附的概率，保证了粗颗粒煤泥浮选的回收率，因此改善了粗颗粒煤泥的回收率，解决粗粒浮选“跑粗”的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图；
图中，1.入料搅拌桶，2.给料泵，3.给料压力表，4.气泡发生器，5.一段泡沫富集室，6.下导管，7.喷射式浮选柱室，8.一段尾矿箱，9.二段泡沫富集室，10.柱浮选室，11.旋流分选室，12.循环矿浆泵，13.循环压力表，14.气泡发生器，15.二段尾矿箱，16.FCMC旋流微泡浮选柱。
具体实施方式
在图中，该新型浮选柱串联试验系统的设备包括入料搅拌桶1、给料泵2、给料压力表3、气泡发生器4、一段泡沫富集室5、下导管6、喷射式浮选柱室7、一段尾矿箱8、二段泡沫富集室9、柱浮选室10、旋流分选室11、循环矿浆泵12、循环压力表13、气泡发生器14、二段尾矿箱15、FCMC旋流微泡浮选柱16；该新型浮选柱串联试验系统的入料搅拌桶1顺序连接给料泵2、给料压力表3、气泡发生器4后与喷射式浮选柱室7串联，喷射式浮选柱室7上部固定设有一段泡沫富集室5和下导管6，喷射式浮选柱室7又顺序与一段尾矿箱8和FCMC旋流微泡浮选柱16串联，FCMC旋流微泡浮选柱16上部固定设有二段泡沫富集室9，FCMC旋流微泡浮选柱16中部为柱浮选室10，FCMC旋流微泡浮选柱16下部设有旋流分选室11，旋流分选室11外部顺序串联有循环矿浆泵12、循环压力表13、气泡发生器14，FCMC旋流微泡浮选柱16再与二段尾矿箱15连接。
该新型浮选柱串联试验系统入料的具体操作工艺流程为：
（1）将矿浆和浮选药剂一起加至入料搅拌桶1，充分的搅拌和矿化后，通过给料泵2、气泡发生器4进入到喷射式浮选柱室7的下导管6，并在给料管路内发生高效管流矿化作用，其中压力表3用于测定矿浆给料压力值。
（2）矿浆在下导管6中进行高效而强烈的管流矿化作用，使得气泡与矿粒发生粘附，矿化后的矿浆通过下导管6垂直给入到喷射式浮选柱室7的柱体内，并实现相对静态分离，完成矿化的矿粒在气泡的上浮作用下进入一段泡沫富集室5，并最终浮出作为一段浮选精煤，而未完成矿化的矿粒则下降至柱体底部，经一段尾矿箱8作为二段浮选的入料，其中一段尾矿箱8的作用是利用连通器的原理来调整喷射式浮选柱7内的矿浆液面高度。
（3）矿浆经过第一段喷射式浮选柱室7浮选后浓度降低，而且利用其对粗颗粒浮选的优势改善了粗颗粒的浮选效果，其原因是：入料高效管流矿化，提高了粗颗粒的矿化概率，气泡携带矿化好的粗颗粒在柱体内相对静态的环境中分离上浮，同时由于柱体较短，使得粗粒精煤的上浮路径也变短，减小了粗颗粒脱附的概率，剩余矿浆的浓度达到正常浮选浓度后，从FCMC旋流微泡柱浮选柱16的柱体高2/3处进入内部。
（4）矿浆进入FCMC旋流微泡柱浮选柱16后，在柱浮选室10捕集区内完成进一步的逆流矿化和柱浮选，回收可浮性较好的矿物，在气泡上浮作用下，矿物被携带至二段泡沫富集室9，剩余的由难选矿物组成的矿浆，进入FCMC旋流微泡浮选柱16的旋流分选室11。
（5）进入旋流分选室11的矿浆再经过旋流作用完成扫选，循环矿浆泵12将旋流段的中矿从锥形桶抽出后，加压再沿切线给入旋流分选室11的上部，旋流分选室11的溢流上升至柱浮选室10，重产品沿旋流分选室11的锥壁下降经尾矿口和二段尾矿箱15排出，成为最终尾矿，其中循环矿浆管道上串联的循环压力表13用于测量循环压力值，气泡发生器14由于负压作用自吸入空气和药剂，与喷嘴附近的高速射流发生矿化作用。
（6）所有上浮到二段泡沫富集室9的精煤堆积形成泡沫层，这样就能利用二次富集的作用进一步对精煤进行精选，必要时在二段泡沫富集室9上面设喷淋水装置，这样能避免夹带高灰细泥的现象，最终的精煤随泡沫直接溢流作为二段精煤产品。
Claims (2)
1.提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统，该新型浮选柱串联试验系统的设备包括入料搅拌桶（1）、给料泵（2）、给料压力表（3）、气泡发生器（4）、一段泡沫富集室（5）、下导管（6）、喷射式浮选柱室（7）、一段尾矿箱（8）、二段泡沫富集室（9）、循环矿浆泵（12）、循环压力表（13）、气泡发生器（14）、二段尾矿箱（15）、FCMC旋流微泡浮选柱（16）；其特征是：入料搅拌桶（1）顺序连接给料泵（2）、给料压力表（3）、气泡发生器（4）后与喷射式浮选柱室（7）串联，喷射式浮选柱室（7）上部固定设有一段泡沫富集室（5）和下导管（6），喷射式浮选柱室（7）又顺序与一段尾矿箱（8）和FCMC旋流微泡浮选柱（16）串联，FCMC旋流微泡浮选柱（16）上部固定设有二段泡沫富集室（9），FCMC旋流微泡浮选柱（16）中部为柱浮选室（10），FCMC旋流微泡浮选柱（16）下部设有旋流分选室（11），旋流分选室（11）外部顺序串联有循环矿浆泵（12）、循环压力表（13）、气泡发生器（14），FCMC旋流微泡浮选柱（16）再与二段尾矿箱（15）连接。
2.根据权利要求1所述的提高浮选粒度上限的一种新型浮选柱串联试验系统的工艺流程，其特征是：该新型浮选柱串联试验系统入料的具体操作工艺流程为：Ⅰ将矿浆和浮选药剂一起加至入料搅拌桶（1），充分的搅拌和矿化后，通过给料泵（2）、气泡发生器（4）进入到喷射式浮选柱室（7）的下导管（6），Ⅱ矿浆在下导管（6）中矿化后垂直给入到喷射式浮选柱室（7）的柱体内，并实现相对静态分离，完成矿化的矿粒在气泡的上浮作用下进入一段泡沫富集室（5），并最终浮出作为一段浮选精煤，而未完成矿化的矿粒则下降至柱体底部，经一段尾矿箱（8）作为二段浮选的入料，Ⅲ矿浆经过第一段喷射式浮选柱室（7）浮选后，剩余矿浆从FCMC旋流微泡柱浮选柱（16）的柱体高2/3处进入内部，在柱浮选室（10）捕集区内完成进一步的逆流矿化和柱浮选，在气泡上浮作用下，矿物被携带至二段泡沫富集室（9），剩余的由难选矿物组成的矿浆，进入FCMC旋流微泡浮选柱（16）的旋流分选室（11），Ⅳ进入旋流分选室（11）的矿浆再经过旋流作用完成扫选，循环矿浆泵（12）将旋流段的中矿从锥形桶抽出后，加压再沿切线给入旋流分选室（11）的上部，旋流分选室（11）的溢流上升至柱浮选室（10），重产品沿旋流分选室（11）的锥壁下降经尾矿口和二段尾矿箱（15）排出，成为最终尾矿，Ⅴ上浮到二段泡沫富集室（9）的精煤堆积形成泡沫层，利用二次富集的作用进一步对精煤进行精选，在二段泡沫富集室（9）上面设喷淋水装置，避免泡沫夹带高灰细泥污染精煤的现象，最终的精煤随泡沫直接溢流作为二段精煤产品。
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