1、3.2 浮选设备的基本作用浮选设备的基本作用 一、一、对工业用浮选设备的要求对工业用浮选设备的要求二二、浮选设备中矿浆的充气、浮选设备中矿浆的充气1一、一、对工业用浮选设备的要求对工业用浮选设备的要求 1、充气作用：、充气作用：充气量大且易调节。造成大量的充气量大且易调节。造成大量的气气-水界面，使气泡在浮选过程中充当载体。另水界面，使气泡在浮选过程中充当载体。另外，由于不同的矿物或不同的浮选作业各有其外，由于不同的矿物或不同的浮选作业各有其合适的充气量，所以要求充气量可调。合适的充气量，所以要求充气量可调。2、搅拌作用：、搅拌作用：因为搅拌产生负压而吸入大量空因为搅拌产生负压而吸入大量空气气
2、,并产生气泡。搅拌强度要足够使并产生气泡。搅拌强度要足够使气泡粉碎气泡粉碎、矿粒悬浮矿粒悬浮、药剂乳化分散药剂乳化分散,以保证浮选槽内矿浆以保证浮选槽内矿浆浓度均匀浓度均匀;矿粒和气泡在浮选机中的分布均匀矿粒和气泡在浮选机中的分布均匀;促促使药剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率提高。使药剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率提高。2 3、循环作用：、循环作用：浮选槽内矿浆循环量要大，以浮选槽内矿浆循环量要大，以增加矿粒与气泡的接触机会。增加矿粒与气泡的接触机会。4、调节作用：、调节作用：通过矿浆量的大小、浮选机中通过矿浆量的大小、浮选机中液面的高低、泡沫层的厚度都应可调，以适应液面的高低、泡沫层的厚度都应
3、可调，以适应自动控制需要。自动控制需要。5、连续工作：、连续工作：进料、刮泡、排料要连续进行。进料、刮泡、排料要连续进行。6、一般的机械要求：、一般的机械要求：结构简单、维修方便、结构简单、维修方便、能耗低、寿命长、能长期安全运行。能耗低、寿命长、能长期安全运行。3二、浮选设备中矿浆的充气二、浮选设备中矿浆的充气 对工业用浮选设备的要求之一是充气作用，即对工业用浮选设备的要求之一是充气作用，即向矿浆中充入空气；向矿浆中充入空气；然后借助于矿浆压力的变化，使空气从矿浆中然后借助于矿浆压力的变化，使空气从矿浆中析出，形成气泡；析出，形成气泡；气泡与矿粒碰撞、粘附、固着气泡与矿粒碰撞、粘附、固着,即
4、形成矿化气泡即形成矿化气泡.所所以给矿浆充气是进行浮选的前提，也是决定以给矿浆充气是进行浮选的前提，也是决定浮选机效果的主要因素。浮选矿浆的充气包括两浮选机效果的主要因素。浮选矿浆的充气包括两个过程个过程:气泡的生成；气泡的生成；气泡的兼并和溶解。气泡的兼并和溶解。41.1.气泡的生成（一般有三种方法）气泡的生成（一般有三种方法）机械搅拌作用造成负压吸入空气机械搅拌作用造成负压吸入空气,并将空气粉并将空气粉碎形成气泡。碎形成气泡。机械搅拌式浮选机通过此法形成。机械搅拌式浮选机通过此法形成。空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡。空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡。压入压入式浮选机（如有些浮选柱）属
5、于此法。此法要式浮选机（如有些浮选柱）属于此法。此法要求求空气压力适中空气压力适中：太小，不利空气透过，浮选：太小，不利空气透过，浮选机中气泡数量少；太大，易形成喷射气流而不机中气泡数量少；太大，易形成喷射气流而不成泡，并且还会造成浮选槽内液面不稳。成泡，并且还会造成浮选槽内液面不稳。气体从矿浆中析出形成微泡。气体从矿浆中析出形成微泡。不管是吸入还是不管是吸入还是压入的空气，随着浮选槽中压力的下降，溶解压入的空气，随着浮选槽中压力的下降，溶解在矿浆中的气体会自动析出，并首先在疏水的在矿浆中的气体会自动析出，并首先在疏水的矿物表面析出，形成气泡。矿物表面析出，形成气泡。52.2.气泡的兼并和溶解
6、气泡的兼并和溶解 矿浆中最终的充气程度矿浆中最终的充气程度不仅取决于不仅取决于充气和分散程度，充气和分散程度，还取决于还取决于已生成已生成气泡的兼并和溶解气泡的兼并和溶解。气泡兼并气泡兼并使其直径变大、不稳定，从而导致气泡易使其直径变大、不稳定，从而导致气泡易于破灭、数量减少、表面积减少。对矿化不利。于破灭、数量减少、表面积减少。对矿化不利。气泡溶解气泡溶解使气泡消失，但溶解后的气泡在降压时还使气泡消失，但溶解后的气泡在降压时还会以微泡的形式析出。会以微泡的形式析出。浮选过程中浮选过程中,主要是主要是控制气泡的兼并控制气泡的兼并。起泡剂可提高。起泡剂可提高气泡的稳定性，减缓兼并。气泡的生成与消
7、失是两个相气泡的稳定性，减缓兼并。气泡的生成与消失是两个相反的过程，在浮选中能很快达到平衡。反的过程，在浮选中能很快达到平衡。提高搅拌强度、提高搅拌强度、加入起泡剂可使平衡朝着生成气泡的方向进行加入起泡剂可使平衡朝着生成气泡的方向进行。机械搅拌式浮选机中气泡直径在机械搅拌式浮选机中气泡直径在0.050.051.5mm1.5mm。其中。其中0.50.51.2mm1.2mm，约占气泡总表面积的，约占气泡总表面积的80%80%左右。左右。63.3 3.3 浮选设备分类浮选设备分类flotation machines Classificationflotation machines Classific
8、ation7按有无充气搅拌机浮选设备可分成两大类按有无充气搅拌机浮选设备可分成两大类:82、无 机 械 搅 拌器 的 浮 选 机（1）气 体 压 入 式，（如浮 选 柱）；（2）气 体 析 出 式（真空 式）；（3）喷 射 旋 流 式，靠 高 速 射 流 产 生 负 压 析 出 气 泡1、有 机 械 搅 拌器 的 浮 选 机（3）搅 拌 机 构 有 充 气、搅 拌 作 用，但 充 气 不 足还 要 靠 外 界 压 风 机 补 充。（2）搅 拌 机 构 只 管 搅 拌，充 气 由 外 界 鼓 风 机 完 成；（1）充 气 和 搅 拌，由 机 械 搅 拌 机 构 同 时 完 成；3.4 机械搅拌式
9、浮选机机械搅拌式浮选机9机械搅拌式浮选机分两大类机械搅拌式浮选机分两大类：机械搅拌自吸式机械搅拌自吸式和和机械搅拌机械搅拌压入式。压入式。我国使用最多的是机械搅拌自吸式浮选机我国使用最多的是机械搅拌自吸式浮选机。如如:XJKXJK（选矿用）（选矿用）;XJM XJM、XJM-SXJM-S（它是以（它是以XJMXJM型型为基础，模拟放大改进，最大为为基础，模拟放大改进，最大为XJM-S16mXJM-S16m3 3）、FJG-S8FJG-S8（在（在XJM-SXJM-S型的分离区加上振荡器）型的分离区加上振荡器）;XJXXJX、XJZXJZ（最大（最大12m12m3 3）等，都是我国目前常用的机等
10、，都是我国目前常用的机械搅拌自吸式浮选机。械搅拌自吸式浮选机。图图3-13-1是自吸式机械搅拌浮选机示意图是自吸式机械搅拌浮选机示意图。1011机械搅拌自吸式浮选机机械搅拌自吸式浮选机 机械搅拌自吸式浮选机机械搅拌自吸式浮选机形式多形式多样样：不管是槽体，还是叶轮搅拌机：不管是槽体，还是叶轮搅拌机构等都有很多种形式。但它们浮选构等都有很多种形式。但它们浮选的的基本原理是一样基本原理是一样的。我们重点讲的。我们重点讲述述XJM-4XJM-4型浮选机。型浮选机。图图3-23-2是是XJM-4XJM-4型浮选机外形图。型浮选机外形图。12机械搅拌自吸式浮选机机械搅拌自吸式浮选机 XJM-4XJM-4
11、型浮选机单槽容积型浮选机单槽容积4m4m3 3,它由它由4 4 6 6个个箱体箱体1 1，3 3 5 5个个中矿箱中矿箱4 4及及1 1个个尾矿箱尾矿箱7 7组成。每个箱体中有组成。每个箱体中有1 1个个搅拌机搅拌机构构2 2和和1 1个个放矿机构放矿机构3 3，两边有，两边有刮泡机构刮泡机构。13一、一、XJM-4XJM-4机械搅拌式浮选机机械搅拌式浮选机 图图3-33-3是是XJM-4XJM-4型浮选型浮选机搅拌机构。机搅拌机构。XJM-4 XJM-4型浮选机搅拌型浮选机搅拌机构的机构的固定部分固定部分主要主要有有伞形定子伞形定子8 8、套筒套筒5 5、一对一对进气管进气管4 4、轴承轴承
12、座座3 3组成组成。进气管进气管4 4的的上端安装有上端安装有调节盖调节盖9 9，可调节进气量。可调节进气量。转动部分转动部分主要由主要由伞形伞形叶轮叶轮7 7、空心轴空心轴6 6和和三三角皮带轮角皮带轮1 1组成。组成。1415 伞形叶轮伞形叶轮由由3 3层层组组成。成。第第1 1层层上部有上部有6 6块直叶片块直叶片，与定子，与定子配合吸入循环矿浆配合吸入循环矿浆和套筒中的空气；和套筒中的空气；第第2 2层层伞形隔板伞形隔板与与第第1 1层之间构成层之间构成吸吸气室气室，由中空轴吸，由中空轴吸入空气；入空气；第第3 3层层是是中心有开口的伞形中心有开口的伞形板板，与第二层之间，与第二层之间
13、形成形成吸浆室吸浆室，前一，前一室矿浆通过室矿浆通过中矿箱中矿箱和和U U型管型管由此吸入。由此吸入。定子定子也呈伞形也呈伞形,由由圆柱面圆柱面和和圆锥面圆锥面两部分两部分组成组成,圆柱面圆柱面上上开开6 6个个、圆锥面圆锥面开开1616个个矿浆矿浆循环孔循环孔。定子定子起到起到稳定矿稳定矿浆液面浆液面作用作用;定子盖板定子盖板保证浮选机突然保证浮选机突然停机时叶轮停机时叶轮不被淤塞不被淤塞;定子上的定子上的循环孔循环孔使没粘附气泡的矿粒再进入叶轮使没粘附气泡的矿粒再进入叶轮,循环循环矿化，强化分选矿化，强化分选。XJM-4XJM-4型浮选机型浮选机工作时工作时,叶轮高速旋转使矿浆甩出叶轮高速
14、旋转使矿浆甩出,形成负压，来自形成负压，来自套筒套筒的的空气空气和和循环孔循环孔吸入的吸入的矿浆矿浆在叶轮上部空间在叶轮上部空间混合混合；从；从叶轮底部中心叶轮底部中心吸入的吸入的新新鲜矿浆鲜矿浆与与空心轴空心轴吸入的吸入的空气空气互相互相混合混合；然后在离；然后在离心力作用下甩出。心力作用下甩出。新鲜矿浆新鲜矿浆、循环矿浆循环矿浆、多股空多股空气流气流及及药剂药剂交叉交叉相遇并混合相遇并混合,对矿化极为有利。对矿化极为有利。矿浆矿浆先甩到槽底先甩到槽底,失去部分动能后失去部分动能后上升上升,同时也同时也降低了运动速度降低了运动速度;在此过程中部分没矿化的颗粒经在此过程中部分没矿化的颗粒经循环
15、孔循环孔又吸入叶轮腔又吸入叶轮腔与套筒吸入的空气相遇混合与套筒吸入的空气相遇混合并甩出并甩出。这就形成了。这就形成了W W形形矿浆流动形式矿浆流动形式,运动中气运动中气泡不断矿化泡不断矿化,并稳定升浮到液面并稳定升浮到液面,形成泡沫层形成泡沫层;最然最然后由刮泡机构刮出后由刮泡机构刮出,进入到精矿槽。进入到精矿槽。1617三、三、XJXXJX型机械搅拌式浮选机型机械搅拌式浮选机 XJXXJX（XJX-Z8XJX-Z8、XJZ-8XJZ-8、XJX-12XJX-12）型型浮选机与浮选机与XJMXJM型浮选机比较，最大的不型浮选机比较，最大的不同之处主要是同之处主要是叶轮的形式叶轮的形式、给料方式
16、给料方式和和加药方式加药方式。18（1 1）叶轮形式）叶轮形式:XJXXJX型型浮选机叶轮是浮选机叶轮是双双偏摆叶轮偏摆叶轮,这种叶轮旋转这种叶轮旋转时时,叶轮圆盘叶轮圆盘与与上下盖板上下盖板和叶片和叶片之间的空间之间的空间随时随时变化变化,所以甩出的所以甩出的矿浆产矿浆产生的搅拌力生的搅拌力也是也是交替变交替变化化的。因此这种的。因此这种叶轮有叶轮有更强的搅拌力更强的搅拌力,可采用较可采用较低的叶轮转速低的叶轮转速。19（2 2）给料方式）给料方式:采用采用直流式直流式,每个每个槽体侧壁槽体侧壁上开有矩形直流上开有矩形直流通道通道,供矿浆流过供矿浆流过,与与XJMXJM型型比较比较省去了中矿
17、箱省去了中矿箱,减少了叶轮吸浆负担过重减少了叶轮吸浆负担过重和和通过量受限通过量受限的问题的问题,更更适应于大型化适应于大型化发展。但由于通道较大发展。但由于通道较大,易造易造成成矿浆短路矿浆短路或或串料串料。2021（3 3）加药方式）加药方式:采用了新型采用了新型气溶胶加药方式气溶胶加药方式。每个槽均设有。每个槽均设有加药漏斗加药漏斗,分段加药时分段加药时,药剂可由药剂可由定子定子循环孔循环孔和和空心轴空心轴直接加入叶直接加入叶轮腔内。药剂通过位于轮腔内。药剂通过位于定子循环定子循环孔孔的的喷嘴喷嘴(4mm4mm)进入进入上层叶轮上层叶轮时时,被叶轮腔内的矿浆流带出而被叶轮腔内的矿浆流带出
18、而形成形成雾状雾状,气泡直径气泡直径6-156-15m;从从空心轴空心轴加入药剂进入加入药剂进入下层叶轮下层叶轮,形成形成气溶胶气溶胶,直径在直径在0.1nm0.1nm左右左右,提高了药剂的分散度提高了药剂的分散度。2223第四篇.浮游选矿中国矿业大学化工学院243.5 3.5 喷射旋流式浮选机喷射旋流式浮选机 25 喷射旋流式浮选机喷射旋流式浮选机 属于属于空气析出式空气析出式浮选机。它没有叶轮搅拌浮选机。它没有叶轮搅拌,而是由加压而是由加压矿浆析气形成气泡。特点是气泡直径小矿浆析气形成气泡。特点是气泡直径小,微泡数量多。微泡数量多。我国自己研制的、适用于选煤的第我国自己研制的、适用于选煤的
19、第一、第二代喷射旋流式浮选机型号为一、第二代喷射旋流式浮选机型号为XPM-4XPM-4、8 8。上个世纪。上个世纪8080年代，由于年代，由于喷嘴喷嘴磨损严重磨损严重而没有得到大面积推广。而没有得到大面积推广。26 近年来，随着选煤技术的发展，尤其近年来，随着选煤技术的发展，尤其是多种耐磨材料的研制成功，如是多种耐磨材料的研制成功，如高纯度氧高纯度氧化铝化铝刚玉刚玉耐磨材料、耐磨材料、碳化钨碳化钨、碳化硅钢碳化硅钢耐耐磨材料、磨材料、陶瓷复合钢陶瓷复合钢耐磨材料的研制成功耐磨材料的研制成功,解决了磨损问题解决了磨损问题,喷射旋流式浮选机又得喷射旋流式浮选机又得到了新的发展。第三代喷射旋流式浮选
20、机到了新的发展。第三代喷射旋流式浮选机是是FJCFJC型型，它的系列产品有，它的系列产品有FJC-4FJC-4、6 6、8 8、1212、1616、2020。2728 槽体、刮泡与放矿机构相似于槽体、刮泡与放矿机构相似于XJM-4XJM-4型型,不同的是采用不同的是采用直流式直流式给矿给矿,槽体之间直接相连槽体之间直接相连,无中矿箱无中矿箱和和U U形连接管形连接管.每每两个浮选槽配备两个浮选槽配备1 1台砂泵台砂泵,从浮选槽中抽出部分矿浆从浮选槽中抽出部分矿浆,使其加压使其加压,再从喷嘴中以再从喷嘴中以20m/s20m/s左右的左右的高速喷出高速喷出,使混合使混合室造成负压室造成负压,吸入空
21、气吸入空气.高速射流将空气切割、粉碎成细高速射流将空气切割、粉碎成细小微泡小微泡,并互相混合并互相混合,沿切线方向进入旋流器沿切线方向进入旋流器,看下图看下图.没有浮出的煤泥在浮选机各槽内均有机会被没有浮出的煤泥在浮选机各槽内均有机会被循环砂泵循环砂泵吸吸出进行循环出进行循环,再次再次被矿化被矿化分选；其余矿浆则直接进入下一室分选；其余矿浆则直接进入下一室与旋流器甩出的气泡相遇而矿化与旋流器甩出的气泡相遇而矿化,完成浮选过程。完成浮选过程。29 在在旋流器旋流器中中,将混将混合物高速旋转合物高速旋转,呈伞状呈伞状甩向浮选槽。加压过甩向浮选槽。加压过程中溶解在煤浆中的程中溶解在煤浆中的空气在混合
22、室负压区空气在混合室负压区析出析出,形成微泡形成微泡,有选有选择性地在矿物疏水性择性地在矿物疏水性表面析出表面析出,完成完成矿化矿化。喷射旋流式浮选机六大特点喷射旋流式浮选机六大特点：1 1、微泡量大。、微泡量大。因为循环泵加压矿浆增加了空气的因为循环泵加压矿浆增加了空气的溶解度；矿浆从喷嘴高速喷出，压力急剧下降，溶解度；矿浆从喷嘴高速喷出，压力急剧下降，空气在矿浆中呈过饱和状态，以大量微泡形式空气在矿浆中呈过饱和状态，以大量微泡形式析出；提高可浮性和入浮上限（一般浮选机析出；提高可浮性和入浮上限（一般浮选机0.50.5mmmm，这种浮选机可达，这种浮选机可达1mm1mm）。）。2 2、充气搅
23、拌装置、充气搅拌装置是一种喷射式是一种喷射式乳化装置乳化装置。在将气。在将气体和矿浆高度分散成微细状态的同时也使药剂体和矿浆高度分散成微细状态的同时也使药剂受到剧烈的乳化作用受到剧烈的乳化作用,提高药效提高药效,降低药耗。降低药耗。3031 3 3、充气矿浆从旋流器内呈充气矿浆从旋流器内呈伞状向斜下方甩出伞状向斜下方甩出,碰到槽碰到槽底再折向浮选机液面底再折向浮选机液面,呈呈W W型型运动运动,与直流的矿浆相遇与直流的矿浆相遇,增增加矿粒与气泡的接触几率加矿粒与气泡的接触几率。4 4、气泡分布均匀。、气泡分布均匀。每个浮选槽中有每个浮选槽中有4 4个充气搅拌个充气搅拌机构甩出气泡，这比一个大体
24、积的搅拌装置甩出机构甩出气泡，这比一个大体积的搅拌装置甩出气泡更均匀。气泡更均匀。5 5、矿浆循环量大。矿浆循环量大。是物料受到多次反复分选，是物料受到多次反复分选，改善分选效果。改善分选效果。6 6、由于是直流式由于是直流式,处理能力大处理能力大。3233 最近几年最近几年FJCFJC系系列喷射式浮选机列喷射式浮选机已已在在3535个选煤厂个选煤厂使用使用4040多台多台；还在；还在6 6个个选煤厂将不同规格选煤厂将不同规格型号的型号的1313台机械搅台机械搅拌式拌式浮选机成功改浮选机成功改成喷射式浮选机。成喷射式浮选机。机械搅拌式与喷射式浮选机机械搅拌式与喷射式浮选机的的工艺指标对比工艺指
25、标对比(极易浮极易浮)34浮选机浮选机型号型号机械搅拌机械搅拌XJX-T12喷射式喷射式FJCR12容积，容积，m312*4=4812*4=48入料入料灰分，灰分，%12.3312.06浓度，浓度，g/L4540 精煤精煤产率，产率，%86.3885.85灰分，灰分，%5.245.10尾煤尾煤产率，产率，%13.6214.15灰分，灰分，%57.2954.29处理量处理量干煤，干煤，t/h12.5718.77矿浆，矿浆，m3/h279.33469.25单位耗电单位耗电干煤，干煤，kW/(h.t)14.637.56矿浆，矿浆，kW/(h.mkW/(h.m3 3)0.660.30药剂用量药剂用量捕
26、收剂，捕收剂，kg/t0.780.54起泡剂起泡剂,GF,kg/t0.420.293.63.6 浮选柱浮选柱（Flotation columnFlotation column）一、浮选柱发展概况一、浮选柱发展概况 二、浮选柱技术二、浮选柱技术 三、浮选床三、浮选床 四、柱分选设备应用四、柱分选设备应用35一、浮选柱发展概况一、浮选柱发展概况 浮选柱浮选柱是在是在上世纪上世纪6060年代年代由由加拿大加拿大的的布廷布廷和和特列特列勃勃发明，当时在世界各地风行一时。后来，由于发明，当时在世界各地风行一时。后来，由于在选矿试验中出现了一些机械和操作上的问题，在选矿试验中出现了一些机械和操作上的问题，
27、在在19661966年以后的十多年间年以后的十多年间，国外关于浮选柱的情，国外关于浮选柱的情况几乎销声匿迹。直到况几乎销声匿迹。直到19801980年年，加拿大加拿大斯佩铜斯佩铜-钼选厂钼选厂安装第一台工业用浮选柱，工作状况良好，安装第一台工业用浮选柱，工作状况良好，既简化选别流程，又节省设备和能源，而且明显既简化选别流程，又节省设备和能源，而且明显提高金属回收率，才又重新在世界出现了研制和提高金属回收率，才又重新在世界出现了研制和应用浮选柱的热潮，使应用浮选柱的热潮，使浮选柱得到迅速发展浮选柱得到迅速发展。近。近年来研制和应用的国家主要有加拿大、美国、俄年来研制和应用的国家主要有加拿大、美国
28、、俄罗斯、英国、中国等。罗斯、英国、中国等。36二、浮选柱技术二、浮选柱技术3738如图如图3-19,3-19,微泡浮选柱包括微泡浮选柱包括柱柱浮选浮选、旋流分选旋流分选、管流矿化管流矿化三三部分。整个构造为柱式部分。整个构造为柱式,柱浮柱浮选在柱体上部选在柱体上部,用于原料预选用于原料预选,并借助其选择性优势得到高质并借助其选择性优势得到高质量精矿量精矿;旋流分选位于柱浮选旋流分选位于柱浮选下部下部,用于柱浮选的进一步分用于柱浮选的进一步分选选,并通过高回收能力得到合并通过高回收能力得到合格尾矿格尾矿;管流矿化是在引入气管流矿化是在引入气体并形成微泡的基础上体并形成微泡的基础上,对旋对旋流中
29、矿进一步分选并沿切向与流中矿进一步分选并沿切向与旋流分选相连接以形成循环。旋流分选相连接以形成循环。1 1、微泡浮选柱的特点、微泡浮选柱的特点：（1 1）过饱和溶解气体析出及采用射流方过饱和溶解气体析出及采用射流方式形成微泡；式形成微泡；（2 2）利用煤炭的密度与可浮性的联系，利用煤炭的密度与可浮性的联系，将浮选与重选方法结合，形成多重矿化将浮选与重选方法结合，形成多重矿化为核心的强化分选原理；为核心的强化分选原理；（3 3）构建柱体内的构建柱体内的“静态静态”分离环境，分离环境，实现微细物料的高效分离。实现微细物料的高效分离。392 2、微泡形成及其分选优势、微泡形成及其分选优势:微泡浮选柱
30、采用微泡浮选柱采用射流方式射流方式吸入气体并粉碎成泡吸入气体并粉碎成泡.气泡平气泡平均直径（均直径（）0.3mm0.3mm,占气体体积占气体体积95%95%的气泡的气泡为为0.6mm.0.6mm.而而浮选机浮选机中中,约占气液界面总面积约占气液界面总面积80%80%的气泡的气泡0.50.51.2mm1.2mm.微泡分选效应主要通过以下几方面体现：微泡分选效应主要通过以下几方面体现：(1)(1)微泡提供了细颗粒矿化条件。由于微泡提供了细颗粒矿化条件。由于小小,微泡周围呈微泡周围呈层流层流,使得微细矿粒容易附着而不易脱落。此外使得微细矿粒容易附着而不易脱落。此外,在同样在同样充气量条件下充气量条件
31、下,气泡气泡越小越小,单位充气量的气泡表面积越单位充气量的气泡表面积越大大,从而直接增加了气泡与矿粒的附着机会从而直接增加了气泡与矿粒的附着机会,提高了浮选提高了浮选的回收能力。的回收能力。(2)(2)微泡的形成提高了细颗粒的矿化效率。有研究认为微泡的形成提高了细颗粒的矿化效率。有研究认为,矿化碰撞概率与气泡直径的二次方成正比矿化碰撞概率与气泡直径的二次方成正比,浮选速率常浮选速率常数与气泡数与气泡的三次方成反比。显然的三次方成反比。显然,形成微泡是实现微形成微泡是实现微细物料分选的重要条件。细物料分选的重要条件。403 3、灰分梯度及其分离优势、灰分梯度及其分离优势 微泡浮选柱的高效分离体现
32、在整个分选微泡浮选柱的高效分离体现在整个分选过程。具体表现为：过程。具体表现为：(1)(1)形成合理的灰分梯度；形成合理的灰分梯度；(2)(2)厚泡沫层及二次富集作用的强化；厚泡沫层及二次富集作用的强化；(3)(3)喷淋水的进一步降灰。喷淋水的进一步降灰。下表是浮选柱中沿柱高形成的灰分分布情况。下表是浮选柱中沿柱高形成的灰分分布情况。4142 微泡浮选柱沿柱高形成一个单向灰分分布。从底部微泡浮选柱沿柱高形成一个单向灰分分布。从底部9 9#点点到精煤溢流口到精煤溢流口2 2#点的点的柱浮选段柱浮选段内内,矿浆矿浆A A与与S S不断降低不断降低,其中其中A A降幅达降幅达17.7%17.7%,柱
33、高柱高A A梯度达到梯度达到6.8%/m6.8%/m；S S降幅降幅0.5%0.5%,柱高柱高S S梯梯度达到度达到0.2%/m0.2%/m。而在。而在旋流分选段旋流分选段(1010#点到点到9 9#点点)内内,A A与与S S的降的降低更加明显低更加明显,相应的相应的A A与与S S梯度也进一步增大梯度也进一步增大。4344 为了适应大型选煤厂的需要为了适应大型选煤厂的需要,以浮选柱基本原理以浮选柱基本原理研制的大型浮选床也已应用于生产现场。如研制的大型浮选床也已应用于生产现场。如:FCSMC-3000FCSMC-3000*60006000浮选床在神火煤电公司选煤厂、浮选床在神火煤电公司选煤
34、厂、FCSMC-6000FCSMC-6000*60006000在峰峰矿业集团孙庄选煤厂使用。在峰峰矿业集团孙庄选煤厂使用。浮选床是基于大型化要求提出来的。随着设备的浮选床是基于大型化要求提出来的。随着设备的大型化，旋流分选段直径相应加大，旋流分离作用大型化，旋流分选段直径相应加大，旋流分离作用难以保证。因此，单旋流结构的旋流分离段已无法难以保证。因此，单旋流结构的旋流分离段已无法适应大型柱分选设备强化分选的需要。适应大型柱分选设备强化分选的需要。基于该要求，浮选床采用了以基于该要求，浮选床采用了以双旋流结构双旋流结构为主体为主体的的旋流分选单元旋流分选单元。看图。看图3-243-24。45三、
35、浮选床三、浮选床1 1个旋流分离单个旋流分离单元元由由1 1个大直径个大直径的的旋流分离器旋流分离器与与环绕其周边的环绕其周边的若若干个小直径干个小直径的的分分选旋流器选旋流器组成。组成。46分选旋流器分选旋流器溢流以入料形式进入溢流以入料形式进入旋流分离器旋流分离器,底底流排出成为最终尾矿流排出成为最终尾矿.旋流分离器旋流分离器位于柱分离单位于柱分离单元中心元中心,并把并把柱分离的中矿与分选旋流器溢流柱分离的中矿与分选旋流器溢流进进一步分离成两部分一步分离成两部分:溢流溢流供柱分离进一步精选供柱分离进一步精选,底底流流以以循环矿浆循环矿浆形式供形式供管浮选装置管浮选装置进一步分选。进一步分选
36、。浮选床浮选床的旋流分离单元提供了旋流的旋流分离单元提供了旋流-静态静态微泡浮选柱的微泡浮选柱的旋流力场放大旋流力场放大的的“极端极端”形式。形式。这种这种“极端极端”形式包含了形式包含了两种两种含义：含义：（1）旋流力场离心强度的）旋流力场离心强度的“无限无限”加大；加大；（2）柱分选设备规格的）柱分选设备规格的“无限无限”放大。放大。这就是提出旋流这就是提出旋流-静态微泡浮选床的理论静态微泡浮选床的理论基础。基础。4748由结构和工作原理决定由结构和工作原理决定浮选柱浮选柱(床床)有很多优越性有很多优越性：a.a.分选选择性好。分选选择性好。产生的大量微泡选择性高产生的大量微泡选择性高,精
37、精矿质量好矿质量好,更适应微细粒矿物的分选。同样入更适应微细粒矿物的分选。同样入料条件下料条件下,精煤灰分精煤灰分比机械搅拌式浮选机比机械搅拌式浮选机低低1-1-2 2个百分点个百分点；b.b.适应性强。适应性强。可分选多种矿物；可分选多种矿物；c.c.电耗低、磨损小。电耗低、磨损小。柱分选装置只有柱分选装置只有1 1台循环泵，台循环泵，比同样处理量的浮选机降低电耗比同样处理量的浮选机降低电耗1/31/3以上以上;由由于没有叶轮搅拌装置于没有叶轮搅拌装置,既节能、磨损又小；既节能、磨损又小；d.d.适应大型化。适应大型化。现已实现现已实现120120万万t/at/a选煤厂选煤厂单台单台成成套套
38、;根据浮选床的设计理念根据浮选床的设计理念,可实现根据厂型可实现根据厂型设计设计“无限大无限大”的柱分选设备。的柱分选设备。493.7 浮选机性能浮选机性能 评定指标及浮选效果影响因素评定指标及浮选效果影响因素 50一、一、评定指标评定指标 1.1.处理能力；处理能力；2.2.充气量；充气量；3.3.气泡的弥散程度；气泡的弥散程度；4.4.充气均匀度；充气均匀度；5.5.动力指标。动力指标。511 1、浮选机处理能力、浮选机处理能力（1 1）干矿处理量）干矿处理量单位容积（或单台）在单位时单位容积（或单台）在单位时间处理干矿物的吨数，间处理干矿物的吨数，t/mt/m3 3h h （或或 t/h
39、t/h台台 ）。）。52Q Q每台浮选机的干矿处理量每台浮选机的干矿处理量,t/t/台台h;h;n n浮选机槽数浮选机槽数,台台-1-1；K K浮选机容积利用系数（取浮选机容积利用系数（取0.65-0.750.65-0.75）；）；V V浮选机单槽容积浮选机单槽容积,m m3 3；R R矿浆的液固比，对煤矿浆的液固比，对煤R=5-8R=5-8；所处理矿物的真密度所处理矿物的真密度,对对矿石矿石:2.75-5.02.75-5.0;对对煤煤:1.5-1.61.5-1.6；t t浮选时间浮选时间,由试验确定。对由试验确定。对矿石矿石:t=2-40mint=2-40min;对对煤：煤：t=12-15m
40、int=12-15min。tRKVnQ)1(60（2 2）矿浆处理量）矿浆处理量浮选机单位时间内所通过的浮选机单位时间内所通过的矿浆体积，矿浆体积，m m3 3/min/min（或或m m3 3/h/h）。1()60kQ RW53W W 矿浆处理量，矿浆处理量，m m3 3/min/min；K K 不均衡系数，取不均衡系数，取k=1.25k=1.25。（3 3）浮选机槽数的确定）浮选机槽数的确定设计或生产单位需要根设计或生产单位需要根据矿浆通过量，确定浮选机的槽数。据矿浆通过量，确定浮选机的槽数。54W W矿浆处理量矿浆处理量,m m3 3/min;/min;V V浮选机单槽几何容积浮选机单槽
41、几何容积,m m3 3；t t浮选时间浮选时间,min;min;K K浮选机容积利用系数浮选机容积利用系数;n n所需要的浮选机槽数。通常所需要的浮选机槽数。通常,对于粗选流对于粗选流程程,n=4-6n=4-6;对于精选流程对于精选流程,n=2-3n=2-3。VKtWnVKtWn2 2、充气量、充气量浮选机正常工作时，单位时间浮选机正常工作时，单位时间内、每平方米浮选槽面积所能吸进的空气量。内、每平方米浮选槽面积所能吸进的空气量。一般实测，一般实测，m m3 3/（m m2 2minmin）；）；第四篇.浮游选矿中国矿业大学化工学院553 3、空气的弥散程度、空气的弥散程度用测量气泡用测量气泡
42、的直径来评价空气的弥散程度。气泡越小，的直径来评价空气的弥散程度。气泡越小，数量越多，弥散程度越高，浮选效果越好。数量越多，弥散程度越高，浮选效果越好。4 4、充气均匀度、充气均匀度 浮选机中不同部位的充气量是不浮选机中不同部位的充气量是不同的。只有存在气泡的那部分容积才能实现矿粒与气同的。只有存在气泡的那部分容积才能实现矿粒与气泡的接触、碰撞、固着。因此，充气均匀程度越高，泡的接触、碰撞、固着。因此，充气均匀程度越高，浮选效果越好。浮选效果越好。充气容积利用系数充气容积利用系数F F：56n n 充气量测定的总点数，个；充气量测定的总点数，个；n n充气量小于充气量小于0.1 m0.1 m3
43、 3/（m m2 2minmin）的点数。）的点数。%100nnnF5 5、动力指标、动力指标（1 1）功率消耗）功率消耗浮选机每处理1t干物料所消耗的动能，kWh/t；57W W浮选机功率消耗，浮选机功率消耗，kWkWh/th/t；N N1 1台浮选机的总功率消耗，台浮选机的总功率消耗，kWkW；Q Q浮选机单位容积处理量，浮选机单位容积处理量，t/t/（m m3 3h h）；V V1 1台浮选机的总有效容积，台浮选机的总有效容积，m m3 3。VQNW（2）动力指数）动力指数浮选机浮选机1 1分钟消耗分钟消耗1kW1kW电所产电所产生的充气量，生的充气量，m m3 3/（minminkWk
44、W）。）。58 Q QA A浮选机的充气量，浮选机的充气量，m m3 3/（m m2 2minmin）；）；A A浮选机充气面积，浮选机充气面积，m m2 2；N N浮选机消耗的功率，浮选机消耗的功率，kWkW。NAQA动力指数二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素 1、煤泥的粒度组成、煤泥的粒度组成 不同粒度的煤泥有不同的可浮性。粒度越不同粒度的煤泥有不同的可浮性。粒度越小的煤泥，起始浮选速度愈大；由于细粒级小的煤泥，起始浮选速度愈大；由于细粒级煤泥的选择性差、可浮性好，所以细粒的灰煤泥的选择性差、可浮性好，所以细粒的灰分往往比粗粒级的灰分高。浮选粗粒煤泥时。分往往比粗粒级的灰分高。浮
45、选粗粒煤泥时。一般从一般从0.5mm起，可浮性随着粒度的增加而起，可浮性随着粒度的增加而降低。大于降低。大于1mm的煤粒基本上都损失于尾煤的煤粒基本上都损失于尾煤中，造成精煤产率低、尾煤灰分低。中，造成精煤产率低、尾煤灰分低。59 二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素2入料浓度入料浓度 入料浓度一般用入料浓度一般用g/L表示，即表示，即以每升矿浆中所含固体的克数表以每升矿浆中所含固体的克数表示。图为矿浆浓度对若干浮选因示。图为矿浆浓度对若干浮选因素的影响。矿浆浓度的影响及生素的影响。矿浆浓度的影响及生产实践表明，较大的入料浓度有产实践表明，较大的入料浓度有利于提高按干煤泥计的处理能力，
46、利于提高按干煤泥计的处理能力，降低药耗、水耗和电耗，但不降低药耗、水耗和电耗，但不利于提高分选效果和精煤质量。利于提高分选效果和精煤质量。60二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素 3、充气程度、充气程度 充气程度包括浮选机内充气程度包括浮选机内矿浆充气量矿浆充气量和和充气均匀度充气均匀度。前者指。前者指向矿浆导入空气量的多少，后者指在机体内充气量分布的向矿浆导入空气量的多少，后者指在机体内充气量分布的均匀程度。矿浆的充气程度大，浮选速度高，浮选机的处均匀程度。矿浆的充气程度大，浮选速度高，浮选机的处理能力就大。叶轮的搅拌强度越大，起泡剂的性能越好，理能力就大。叶轮的搅拌强度越大，起泡剂
47、的性能越好，产生的小气泡越多，矿浆的充气程度也越大。但矿浆所受产生的小气泡越多，矿浆的充气程度也越大。但矿浆所受搅拌作用过强时，不仅消耗电力，还易造成液面不稳或翻搅拌作用过强时，不仅消耗电力，还易造成液面不稳或翻花，增加矸石带入泡沫产品中的机械作用，使精煤灰分增花，增加矸石带入泡沫产品中的机械作用，使精煤灰分增高。充气量可借开关进气口的大小或循环孔高。充气量可借开关进气口的大小或循环孔 的多少来调节。的多少来调节。61 二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素 4、刮取泡沫、刮取泡沫 刮取泡沫影响浮选产品的质量和浮选机的处理能力。刮取泡沫影响浮选产品的质量和浮选机的处理能力。正常的煤泥浮选
48、是从优质高速开始的。为此，前段泡沫正常的煤泥浮选是从优质高速开始的。为此，前段泡沫层厚、灰分低应多刮；随着浮选过程的进行，泡沫层变层厚、灰分低应多刮；随着浮选过程的进行，泡沫层变薄，灰分升高，刮泡量应相应减少。在液面的矿化泡沫薄，灰分升高，刮泡量应相应减少。在液面的矿化泡沫中，表层气泡出现了兼并和破灭；同时向下的水流带走中，表层气泡出现了兼并和破灭；同时向下的水流带走气泡上将附不牢的颗粒。在泡沫层中进行的这种清洗和气泡上将附不牢的颗粒。在泡沫层中进行的这种清洗和优化过程称为二次富集作用。泡沫层越厚，粗颗粒从泡优化过程称为二次富集作用。泡沫层越厚，粗颗粒从泡沫层中落下的可能性越大；泡沫层很薄，将
49、使二次富集沫层中落下的可能性越大；泡沫层很薄，将使二次富集作用完全消失。作用完全消失。62 二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素 5、药剂制度药剂制度 药剂制度包括药剂种类、数量、配比、加药方式（一次药剂制度包括药剂种类、数量、配比、加药方式（一次加入或多次加入）和加药点等。药剂用量主要取决于药剂加入或多次加入）和加药点等。药剂用量主要取决于药剂和煤泥的性质，性能好的药剂用量少，不同可浮性的煤用和煤泥的性质，性能好的药剂用量少，不同可浮性的煤用药量也不相同。煤浆中捕收剂的浓度增加时，能提高浮选药量也不相同。煤浆中捕收剂的浓度增加时，能提高浮选速度。换句话说，能提高浮选机的处理能力。但是
50、，当捕速度。换句话说，能提高浮选机的处理能力。但是，当捕收剂的用量过多时，就会降低浮游颗粒的选择性，使矸石收剂的用量过多时，就会降低浮游颗粒的选择性，使矸石颗粒带入泡沫中，增大精煤灰分。颗粒带入泡沫中，增大精煤灰分。63 二、影响浮选效果的因素二、影响浮选效果的因素5、药剂制度药剂制度 起泡剂的用量过少，会使所产生的泡沫有脆性，这样能获得低灰的精煤，起泡剂的用量过少，会使所产生的泡沫有脆性，这样能获得低灰的精煤，但尾煤的灰分也降低了；如果起泡剂的用量过多，则会使泡沫发粘，也会但尾煤的灰分也降低了；如果起泡剂的用量过多，则会使泡沫发粘，也会降低浮选效果。起泡剂的用量主要取决于煤浆中输入的空气量、
