CN103480501B - 一种磷矿浮选方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于胶磷矿浮选分离脉石矿物的浮选方法及浮选系统。一种磷矿浮选方法，包括在矿浆进入浮选柱之前进行旋流发泡矿化预处理过程；所述的旋流发泡矿化预处理是将矿浆与压缩空气沿切线方向射入旋流发泡矿化装置的圆柱体筒体做涡旋运动形成旋流，再经过筒体内叶片的切割搅拌使气泡弥散到矿浆中并矿化。所述的旋流发泡矿化装置的筒体为空心圆锥与圆柱的结合，叶片沿径向分布于圆柱体筒体内，旋流发泡矿化装置的进料口沿圆柱体筒体切线方向设置，排料管设置于圆锥端。能够使气泡在浮选前就充分地弥散到矿浆中并迅速矿化，且能避免发泡装置的堵塞，减小浮选柱的高度，并为浮选过程创造良好的分选环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮选方法和浮选系统，特别涉及一种用于胶磷矿浮选分离脉石矿物的浮选方法及系统。
背景技术
磷矿是生产无机磷肥和其它磷化工产品必不可少而又不可再生和替代的重要矿产资源。中国磷矿资源储量居世界前列，但大多属难选的中低品位胶磷矿，要经过选矿富集才能达到制取磷化工产品原料的标准。
浮选是处理胶磷矿最为有效的一种选矿方法。但胶磷矿的特点是含磷矿物呈“胶状”非晶质细粒集合体与杂质矿物紧密共生，矿石必须磨得很细才能使含磷矿物单体解离。细粒矿物质量小、动量低，浮选过程难以与气泡发生有效碰撞，导致浮选泡沫矿化困难；而且因粒度小、比表面积大、表面能高，磷矿物与脉石矿物间极易相互粘附团聚影响分选精度；再者细粒矿物溶解度大，矿浆中难免离子浓度高，浮选矿浆溶液化学复杂。
胶磷矿浮选的特殊性质，导致其用常规的浮选机分选效果往往并不理想。而浮选柱具有结构简单、占地面积小、投资成本低、建设周期短等优点,尤其是容易产生细粒物料浮选所需的微泡，增大气泡的表面积，进而提高气泡与目的矿物的碰撞机率，同时还可以创造更好的静态分选环境和一定厚度的浮选泡沫清洗层，降低矿粒相互粘附团聚对分选精度的影响，因此在处理细物料方面具有比较大的发展空间。
然而，现有浮选柱由于存在以下技术问题妨碍了其在胶磷矿浮选中的应用：（1）浮选柱一般都采用射流或充气发泡装置来产生浮选所需的微小气泡。对磷矿这类有一定可溶性的盐类矿物而言，浮选过程中在一定条件下，溶解的矿物组份容易沉积附着在发泡装置细小的喷嘴或气孔上，造成发泡装置堵塞，影响设备正常运转。（2）浮选气泡的矿化是通过气泡与矿物在柱内逆流碰撞的方式来实现的。虽然细粒矿物和微小气泡的表面积大，但在浮选柱的静态流环境下，它们的碰撞动量仍然较小，相互之间通过碰撞突破水化膜而粘着的机率较小,气泡矿化速度慢，加之磷矿浮选所用的都是脂肪酸类捕收剂，溶解分散性和浮选选择性相对较差，致使磷矿可浮性本身就不是很好，对气泡矿化速度的影响更明显。（3）为了保证气泡矿化所需的时间，浮选柱的高度一般都比较高，这不可避免地导致浮选柱内气液分布不均，浮选条件不好控制，气泡容易在上浮过程中兼并或破裂，产生所谓的“翻花”和“沟流”现象。虽然在浮选柱内充填适当的介质,可以控制柱内的气液分布，克服气泡兼并与破裂，避免“翻花”和“沟流”现象，但充填介质的更换和维修不方便，通道易被矿泥阻塞，且柱体有效容积减少也会影响设备的处理能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种胶磷矿浮选柱的改进装置，能够使气泡在浮选前就充分地弥散到矿浆中并迅速矿化，在矿浆进入浮选柱后不需要经过矿化过程就可实现浮选，提高浮选速度，缩短矿浆在浮选柱内的停留时间，避免发泡装置的堵塞，减小浮选柱的高度，并为浮选过程创造良好的分选环境。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种磷矿浮选方法，矿浆进入浮选柱之前进行旋流发泡矿化预处理；所述的旋流发泡矿化预处理是将矿浆与压缩空气沿切线方向射入旋流发泡矿化装置的圆柱体筒体做涡旋运动形成旋流，再经过筒体内固定设置的叶片的切割使气泡弥散到矿浆中并矿化。
一种磷矿浮选系统，包括调浆搅拌桶、旋流发泡矿化装置和浮选柱，调浆搅拌桶与旋流发泡矿化装置通过矿浆泵连通，旋流发泡矿化装置的排料管与浮选柱直接连通，旋流发泡矿化装置与矿浆泵之间设置了压缩空气入口；所述的旋流发泡矿化装置的筒体为一端开口的空心圆柱体与底部开口的空心圆锥体两者的开口处结合而成，叶片沿径向固定分布于圆柱体筒体内，旋流发泡矿化装置的进料口沿圆柱体筒体切线方向设置，排料管设置于圆锥体筒体顶端。
按上述方案，所述的叶片为并列的十字交叉式叶片。
按上述方案，所述的浮选柱上下两端设置有稳流板。
按上述方案，所述的上端稳流板与浮选柱顶之间有冲洗水装置。
按上述方案，所述的下端稳流板与浮选柱底之间还设置有分流装置与矿浆泵连通。
按上述方案，所述的浮选柱的径长比为0.2-0.5。
本发明按照气泡与矿浆“紊态矿化，静态分选”的原则，在浮选柱外置专门的旋流发泡矿化装置，具有一定压力的矿浆和压缩空气首先通过进料管沿切线方向进入锥型筒体，并在筒体内做涡旋运动，空气被筒体内沿径向分布的叶片切割成大量均匀而细小的气泡，并充分弥散到矿浆中；旋流产生的强紊流提供了一种气泡的高效矿化方式,弥散的气泡由于与矿粒有很高的碰撞动能,因此可以迅速矿化；矿化后的矿浆通过锥部的排料管给入浮选柱，然后在浮选柱内实现静态分选。
本发明的有益效果：
（1）浮选所需的微小气泡是由叶片切割快速做涡旋运动的空气产生的，由于装置中不存在细小的喷嘴或气孔，因此不会产生堵塞问题；加之气泡可以快速充分地弥散到矿浆中，因而矿浆中的含气率可以较高，浮选条件便于操作控制。
（2）在强紊流条件下，充分弥散的气泡与矿粒有很高的碰撞动能,矿化速度很快，矿浆进入浮选柱后，即刻就可形成矿化泡沫层浮选。
（3）气泡与矿浆首先在发泡矿化装置中紊态矿化，然后进入浮选柱中静态分选，属真正意义的“紊态矿化，静态分选”过程，可以克服在同一浮选装置中既要求“紊态矿化”又要求“静态分选”，操作控制条件互相矛盾的问题。
（4）经预先矿化后，矿浆进入浮选柱的浮选速度很快，用矮浮选柱即可满足浮选要求，不仅可以减少设备投资和安装空间，也便于设备的操作和控制。
附图说明
图1：旋流发泡矿化装置示意图。
图2：磷矿浮选系统装置示意图。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，不作为对权利要求保护范围的限制。
参照图1、2，调浆搅拌桶7与旋流发泡矿化装置4通过矿浆泵6连通，旋流发泡矿化装置4的排料管3与浮选柱直接连通，旋流发泡矿化装置与矿浆泵之间设置了压缩空气入口；所述的旋流发泡矿化装置4的筒体为一端开口的空心圆柱体与底部开口的空心圆锥体两者的开口处结合而成，叶片2沿径向分布于圆柱体筒体内，可以为多个并列的十字交叉式叶片，旋流发泡矿化装置4的进料口1沿圆柱体筒体切线方向设置，排料管设置于圆锥体筒体顶端；所述的浮选柱5上下两端设置有稳流板8，且上端稳流板与浮选柱顶之间可以有冲洗水装置，下端稳流板与浮选柱底之间可以还设置有分流装置与矿浆泵连通。
参照附图2，本发明的磷矿浮选系统工作时，将磨到所需粒度的矿浆首先给入调浆搅拌桶7，与添加到搅拌桶中的浮选药剂充分作用，使目的矿物疏水化，然后经矿浆泵6输送到旋流发泡矿化装置4，再与压缩空气一道以一定的压力给入旋流发泡矿化装置4中，能够使气泡在浮选前就充分地弥散到矿浆中并迅速矿化，在浮选柱5中目的矿物随气泡上浮并从顶端溢出成为泡沫产品，亲水矿物则在重力作用下由底部排出成为底流产品，在矿浆进入浮选柱后不需要经过矿化过程就可实现浮选，大大提高了浮选速度，缩短了矿浆在浮选柱内的停留时间，因而可以减小浮选柱的高度，并为浮选过程创造良好的分选环境。其中矿浆压力由泵6控制，大小主要取决于设备的规格或矿浆处理量，但至少应保证矿浆在装置4中能够做涡旋运动；空气压力由空压机控制，大小主要取决于浮选所需的充气量。
参照附图1，具有一定压力的矿浆和空气首先通过进料管1沿切线方向进入筒体，并在筒体内做涡旋运动，并排固定设置于筒体内的多个十字交叉式叶片2切割压缩空气形成细小气泡弥散到矿浆中，气泡在涡旋紊态流中与疏水目的矿物颗粒高速碰撞，形成矿化气泡，再通过排料管3进入浮选柱5。
参照附图2，浮选柱5中上下两端设稳流板8，目的是将浮选柱分成上部的泡沫区、中部的分选区和下部的底流区，以控制柱内多相流的流态，创造良好的静态层流分选环境。其中上部设冲洗水装置，可以起到逆向清洗矿化泡沫中杂质的作用，下部设置分流装置分出一定量的循环矿浆，可以在保证矿浆泵压力的同时，便于调节浮选柱内矿浆液面的高度。
另外，矿浆在浮选柱内的浮选速度较快，滞留时间很短，浮选柱5可以用径长比0.2～0.5的柱子。
本发明改进的浮选系统用于浮选贵州某地的胶磷矿，其气泡弥散均匀，矿化速度快，系统运行稳定。在相同的药剂制度及磨矿粒度条件下，与常规浮选柱和浮选机系统相比，不仅分选指标明显较好（见表1），而且捕收剂消耗可以减少10%左右。
表1不同浮选装置浮选贵州某地胶磷矿的指标对比
| 浮选装置 | 磷精矿P2O5品位/% | 磷精矿P2O5回收率/% | 分选效率/% |
| 改进系统 | 30.81 | 82.73 | 20.73 |
| 常规浮选柱系统 | 30.07 | 79.69 | 18.51 |
| 浮选机系统 | 29.62 | 75.34 | 16.94 |
Claims (6)
1.一种磷矿浮选系统，其特征在于包括调浆搅拌桶、旋流发泡矿化装置和浮选柱，调浆搅拌桶与旋流发泡矿化装置通过矿浆泵连通，旋流发泡矿化装置的排料管与浮选柱直接连通，旋流发泡矿化装置与矿浆泵之间设置了压缩空气入口；所述的旋流发泡矿化装置的筒体为一端开口的空心圆柱体与底部开口的空心圆锥体两者的开口处结合而成，叶片沿径向固定分布于圆柱体筒体内，旋流发泡矿化装置的进料口沿圆柱体筒体切线方向设置，排料管设置于圆锥体筒体顶端。
2.如权利要求1所述的磷矿浮选系统，其特征在于所述的叶片为并列的十字交叉式叶片。
3.如权利要求1或2所述的磷矿浮选系统，其特征在于所述的浮选柱上下两端设置有稳流板。
4.如权利要求3所述的磷矿浮选系统，其特征在于所述的稳流板与浮选柱顶之间有冲洗水装置。
5.如权利要求3所述的磷矿浮选系统，其特征在于所述的稳流板与浮选柱底之间设置有分流装置与矿浆泵连通。
6.如权利要求1、2、4、5任一项所述的磷矿浮选系统，其特征在于所述的浮选柱的径长比为0.2-0.5。
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