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旋流?靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置的制造方法

文檔序號:10672375閱讀:517來源:國知局
旋流?靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋流?靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,包括管體,其特征是:所述管體分為三個子管段,依次分別為上游管段、中間管段和下游管段;所述上游管段內(nèi)安裝若干個柱形渦流發(fā)生器,中間管段內(nèi)安裝若干錐形渦流發(fā)生器,下游管段為光管段。柱形渦流發(fā)生器為圓柱體或半圓柱體,頂面為斜截橢圓面或斜截半橢圓面,柱形渦流發(fā)生器的底面固定在上游管段的內(nèi)壁上,其圓曲面為迎流面,頂面橫向傾斜。本發(fā)明裝置,結(jié)構(gòu)簡單實用,可以顯著提高整個管流段的湍流強(qiáng)度,并且會使管流段局部區(qū)域的湍流強(qiáng)度分布呈現(xiàn)明顯地差異,從而增加不同粒級的微細(xì)粒礦物與氣泡之間的碰撞概率,提高微細(xì)粒礦物回收率。
【專利說明】
旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種旋流-靜態(tài)微泡浮選柱的管流段浮選裝置,具體說是一種旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中,旋流-靜態(tài)微泡浮選柱,主要用于煤炭、有色金屬和非有色金屬的浮選,主要針對細(xì)粒及微粒礦物的浮選。它的主體結(jié)構(gòu)包括浮選柱分選段(或稱柱分離段裝置),旋流段(或稱旋流分離段)、氣泡發(fā)生與管流段(或總稱管浮選裝置)三部分。所述管流段為浮選柱的氣泡發(fā)生器下游至旋流段進(jìn)口端的管路。整個浮選柱為一柱體,其原理如圖1所示。柱分離段(柱浮選)11位于整個柱體上部;旋流分離段12采用柱錐相連的水介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu),并與柱分離段呈上、下結(jié)構(gòu)的直通連接。從旋流分選角度,柱分離段相當(dāng)于放大了的旋流器溢流管。在柱分離段的頂部,設(shè)置了噴淋水管和泡沫精礦收集糟;給礦點位于柱分離段中上部,最終尾礦13由旋流分離段底口排出。氣泡發(fā)生器14與浮選管段直接相連成一體,單獨布置在浮選柱柱體體外;其出流沿切向方向與旋流分離段柱體相連,相當(dāng)于旋流器的切線給料管。氣泡發(fā)生器上設(shè)導(dǎo)氣管。管浮選裝置15包括氣泡發(fā)生器與管浮選段兩部分。氣泡發(fā)生器是浮選柱的關(guān)鍵部件,它采用類似于射流栗的內(nèi)部結(jié)構(gòu),具有依靠射流負(fù)壓自身引入氣體并把氣體粉碎成氣泡的雙重作用(又稱自吸式微泡發(fā)生器)。在旋流靜態(tài)微泡浮選柱內(nèi),氣泡發(fā)生器的工作介質(zhì)為循環(huán)的中礦。經(jīng)過加壓的循環(huán)礦漿進(jìn)入氣泡發(fā)生器,引入氣體并形成含有大量微細(xì)氣泡的氣、固、液三相體系。含有氣泡的三相體系在浮選管段內(nèi)高度紊流礦化,然后仍保持較高能量狀態(tài)沿切向高速進(jìn)入旋流分離段。這樣,管浮選裝置在完成浮選充氣(自吸式微泡發(fā)生器)與高度紊流礦化(浮選管段)功能的同時,又以切向入料的方式在浮選柱底部形成了旋流力場。管浮選裝置為整個浮選柱的各類分選提供了能量來源,并基本上決定了浮選柱的能量狀態(tài)。
[0003]該旋流-靜態(tài)微泡浮選柱集逆流、旋流與管流三種礦化方式于一體,在微細(xì)粒礦物分選領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。柱式浮選單元用于對礦物進(jìn)行預(yù)選,可浮性好的礦物會優(yōu)先浮選,得到高質(zhì)量的精礦。旋流段分選單元對中礦進(jìn)行進(jìn)一步分選,得到合格尾礦。管流段中的多相流體以較高能量狀態(tài)沿切向高速進(jìn)入旋流分離段,用于旋流分離的進(jìn)一步分離并沿切向與旋流分離相連形成循環(huán)。管流分選環(huán)境有利于強(qiáng)化細(xì)粒級煤粒(_45μπι)的回收;逆流分選環(huán)境對于粗粒級煤粒(+250μπι)的回收效果較好。而旋流分選優(yōu)勢介于兩者之間,對于中間粒級煤粒(45-250μπι)的回收效果較好。
[0004]管流段是旋流-靜態(tài)微泡浮選柱浮選過程中難選的細(xì)粒礦物與氣泡碰撞和粘附的主要場所,該區(qū)域的湍流強(qiáng)度決定著微細(xì)粒礦物的礦化效果,并最終關(guān)系著微細(xì)粒礦物的回收率。目前,實踐中所采用的管流段結(jié)構(gòu)為光管,湍流強(qiáng)度不是很理想,而且整個管流段中的湍流強(qiáng)度分布較為均勻,只能適配部分粒級礦物所需要的湍流強(qiáng)度,從而會導(dǎo)致大量已經(jīng)單體解離的微細(xì)礦物顆粒損失在尾礦中。
[0005]當(dāng)前,提高管流段湍流強(qiáng)度目前主要采用兩種方法:一是,延長管流段長度。二是,使用U型管流段。然而這兩種方法對于湍流強(qiáng)度的增加并不顯著,整個管流段湍流強(qiáng)度難以實現(xiàn)差異化以適配礦物中不同粒級范圍礦物顆粒所需要的湍流程度。除此之外,U型管流段容易造成管流段嚴(yán)重地磨損,而延長管流段會使相應(yīng)的浮選柱柱段高度增加,從而會增加設(shè)備成本,降低經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題,本發(fā)明提出了一種旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其結(jié)構(gòu)簡單實用,可以顯著提高整個管流段的湍流強(qiáng)度,并且會使管流段局部區(qū)域的湍流強(qiáng)度分布呈現(xiàn)明顯地差異,從而增加不同粒級的微細(xì)粒礦物與氣泡之間的碰撞概率,提高微細(xì)粒礦物回收率。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,包括管體,其特征是:所述管體分為三個子管段,依次分別為上游管段、中間管段和下游管段;所述上游管段內(nèi)安裝若干個柱形渦流發(fā)生器,中間管段內(nèi)安裝若干錐形渦流發(fā)生器,下游管段為光管段。
[0008]渦流發(fā)生器安裝在管段內(nèi)能在每個渦流發(fā)生器后形成一對流向渦,流向渦能強(qiáng)化管流中的湍流強(qiáng)度,能顯著提高管流中的湍流動能與湍流耗散率,從而能顯著促進(jìn)氣泡-顆粒碰撞,使礦化效果得到強(qiáng)化。
[0009]優(yōu)選的,在所述上游管段內(nèi)至少安裝五排柱形渦流發(fā)生器,相鄰兩排柱形渦流發(fā)生器的位置交錯布置;在中間管段內(nèi)至少安裝一排錐形渦流發(fā)生器,相鄰兩排錐形渦流發(fā)生器對齊布置。
[0010]優(yōu)選的,沿著流動方向,上游管段長度是中間管段長度的1.2?1.5倍。
[0011]優(yōu)選的,柱形渦流發(fā)生器為圓柱體或半圓柱體,頂面為斜截橢圓面或斜截半橢圓面,柱形渦流發(fā)生器的底面固定在上游管段的內(nèi)壁上,其圓曲面為迎流面(迎著礦漿流動的來向),頂面橫向傾斜。
[0012]所述錐形渦流發(fā)生器為三棱錐結(jié)構(gòu),一個錐面迎著礦漿流動方向,為迎流面,錐形渦流發(fā)生器的底面與中間管段的內(nèi)壁相連。優(yōu)選的錐形渦流發(fā)生器為直角三棱錐,兩個斜棱同在的斜面為迎流面。
[0013]進(jìn)一步的,柱形渦流發(fā)生器在徑向的高度H為管段內(nèi)徑的0.2,錐形渦流發(fā)生器在徑向上的高度h為管段內(nèi)徑的0.1。柱形渦流發(fā)生器的橢圓截面長軸的長度與上游管段內(nèi)徑之比為0.2?0.4,錐形渦流發(fā)生器與管段相連接的底面最長邊的尺寸與管段內(nèi)徑之比為0.2
~0.4o
[0014]進(jìn)一步的,柱形渦流發(fā)生器的斜面與管段的軸線的夾角在15°?20°。錐形渦流發(fā)生器的斜面為迎流面,斜面與管段的軸線的夾角為40°?60°。
[0015]優(yōu)選的,上游管段內(nèi)部每排安裝四個柱形渦流發(fā)生器,四個柱形渦流發(fā)生器均勻地布置。中間管段內(nèi)部安排四個錐形渦流發(fā)生器,四個錐形渦流發(fā)生器均勻地布置,相鄰兩排之間對齊布置。
[0016]柱形渦流發(fā)生器與錐形渦流發(fā)生器可以改變管流段內(nèi)部的流場,渦流發(fā)生器具有生渦作用,柱形渦流發(fā)生器的生渦效果強(qiáng)于錐形渦流發(fā)生器,錯開布置相較于對齊布置有利于流向渦的發(fā)展。流向渦會周期性脫落,從而在管流段內(nèi)部形成脈動流,管流段湍流強(qiáng)度得到增強(qiáng),由于三個管段內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,湍流強(qiáng)度也會有不同程度的增強(qiáng),沿流動方向的三個管段湍流強(qiáng)度依次減弱。三個分別具有不同水平湍流強(qiáng)度的管段是不同粒級礦物顆粒的礦化發(fā)生的主要場所,即上游管段是礦漿中較細(xì)粒級的礦物顆粒發(fā)生礦化的主要場所,下游管段是較粗粒級的礦物顆粒發(fā)生礦化的主要場所,中間管段對應(yīng)中間粒級礦物顆粒的礦化。因此,梯級強(qiáng)化礦物顆粒礦化的目的得以實現(xiàn),最終,強(qiáng)化了微細(xì)粒礦物的回收。
[0017]本發(fā)明旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段裝置,結(jié)構(gòu)簡單實用,可以顯著提高整個管流段的湍流強(qiáng)度,并且會使管流段局部區(qū)域的湍流強(qiáng)度分布呈現(xiàn)明顯地差異,從而增加不同粒級的微細(xì)粒礦物與氣泡之間的碰撞概率,提高微細(xì)粒礦物回收率。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱結(jié)構(gòu)及工作流程示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段裝置剖視圖(俯視)。
[0020]圖3是柱形渦流發(fā)生器的立體示意圖。
[0021 ]圖4是錐形渦流發(fā)生器的立體示意圖。
[0022]圖5是圖2A-A剖面圖。
[0023]圖6是圖2B-B剖面圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖2所示,旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置。其管體分為三個子管段,依次分別為上游管段1、中間管段3和下游管段5。上游管段內(nèi)安裝若干個柱形渦流發(fā)生器2,中間管段內(nèi)安裝若干錐形渦流發(fā)生器4,下游管段5為光管段。在上游管段內(nèi)安裝了五排柱形渦流發(fā)生器(所述的排,就是沿管段的斷面的一周,渦流發(fā)生器均勻布設(shè)),相鄰兩排柱形渦流發(fā)生器的位置前后位置交錯布置。在中間管段3內(nèi)至少安裝了兩排錐形渦流發(fā)生器4,相鄰兩排錐形渦流發(fā)生器前后對齊布置。沿著流動方向,上游管段長度是中間管段長度的1.2?1.5倍。如圖3所示,柱形渦流發(fā)生器為半圓柱體,頂面為斜截半橢圓面,柱形渦流發(fā)生器的底面固定在上游管段的內(nèi)壁上,其圓曲面為迎流面(迎著礦漿流動的來向),頂面橫向傾斜。如圖4所示,錐形渦流發(fā)生器為三棱錐結(jié)構(gòu),一個錐面迎著礦漿流動方向,為迎流面,錐形渦流發(fā)生器的底面與中間管段的內(nèi)壁相連。優(yōu)選的錐形渦流發(fā)生器為直角三棱錐,兩個斜棱同在的斜面為迎流面。
[0026]進(jìn)一步的,柱形渦流發(fā)生器在徑向的高度H為管段內(nèi)徑的0.2,錐形渦流發(fā)生器在徑向上的高度h為管段內(nèi)徑的0.1。柱形渦流發(fā)生器的橢圓截面長軸的長度與上游管段內(nèi)徑之比為0.2?0.4,錐形渦流發(fā)生器與管段相連接的底面最長邊的尺寸與管段內(nèi)徑之比為0.2?0.4。柱形渦流發(fā)生器的斜面與管段的軸線的夾角在15°?20°。錐形渦流發(fā)生器的斜面為迎流面,斜面與管段的軸線的夾角為40°?60°。
[0027]優(yōu)選的,上游管段內(nèi)部每排安裝四個柱形渦流發(fā)生器,四個柱形渦流發(fā)生器均勻地布置。中間管段內(nèi)部安排四個錐形渦流發(fā)生器,四個錐形渦流發(fā)生器均勻地布置,相鄰兩排之間對齊布置。
[0028]渦流發(fā)生器安裝在管段內(nèi)能在每個渦流發(fā)生器后形成一對流向渦,流向渦能強(qiáng)化管流中的湍流強(qiáng)度,能顯著提高管流中的湍流動能與湍流耗散率,從而能顯著促進(jìn)氣泡-顆粒碰撞,使礦化效果得到強(qiáng)化。柱形渦流發(fā)生器與錐形渦流發(fā)生器可以改變管流段內(nèi)部的流場,渦流發(fā)生器具有生渦作用,柱形渦流發(fā)生器的生渦效果強(qiáng)于錐形渦流發(fā)生器,錯開布置相較于對齊布置有利于流向渦的發(fā)展。流向渦會周期性脫落,從而在管流段內(nèi)部形成脈動流,管流段湍流強(qiáng)度得到增強(qiáng),由于三個管段內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,湍流強(qiáng)度也會有不同程度的增強(qiáng),沿流動方向的三個管段湍流強(qiáng)度依次減弱。三個分別具有不同水平湍流強(qiáng)度的管段是不同粒級礦物顆粒的礦化發(fā)生的主要場所,即上游管段是礦漿中較細(xì)粒級的礦物顆粒發(fā)生礦化的主要場所,下游管段是較粗粒級的礦物顆粒發(fā)生礦化的主要場所,中間管段對應(yīng)中間粒級礦物顆粒的礦化。因此,梯級強(qiáng)化礦物顆粒礦化的目的得以實現(xiàn),最終,強(qiáng)化了微細(xì)粒礦物的回收。
【主權(quán)項】
1.一種旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,包括管體,其特征是:所述管體分為三個子管段,依次分別為上游管段、中間管段和下游管段;所述上游管段內(nèi)安裝若干個柱形渦流發(fā)生器,中間管段內(nèi)安裝若干錐形渦流發(fā)生器,下游管段為光管段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:在所述上游管段內(nèi)至少安裝五排柱形渦流發(fā)生器,相鄰兩排柱形渦流發(fā)生器的位置交錯布置;在中間管段內(nèi)至少安裝一排錐形渦流發(fā)生器,相鄰兩排錐形渦流發(fā)生器對齊布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述上游管段長度是中間管段長度的1.2?1.5倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述柱形渦流發(fā)生器為圓柱體或半圓柱體,頂面為斜截橢圓面或斜截半橢圓面,柱形渦流發(fā)生器的底面固定在上游管段的內(nèi)壁上,其圓曲面為迎流面,頂面橫向傾斜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述錐形渦流發(fā)生器為三棱錐結(jié)構(gòu),一個錐面迎著礦漿流動方向,為迎流面,錐形渦流發(fā)生器的底面與中間管段的內(nèi)壁相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述錐形渦流發(fā)生器為直角三棱錐結(jié)構(gòu),兩個斜棱同在的斜面為迎流面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述柱形渦流發(fā)生器在徑向的高度H為管段內(nèi)徑的0.2倍,錐形渦流發(fā)生器在徑向上的高度h為管段內(nèi)徑的0.1倍;柱形渦流發(fā)生器的橢圓截面長軸的長度與管段內(nèi)徑之比為0.2?0.4,錐形渦流發(fā)生器與管段相連接的底面最長邊的尺寸與管段內(nèi)徑之比為0.2?0.4。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:所述柱形渦流發(fā)生器的斜面與管段的軸線的夾角在15°?20°;錐形渦流發(fā)生器的迎流面與管段的軸線的夾角為40°?60°。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱梯級強(qiáng)化管流段礦化裝置,其特征是:上游管段內(nèi)部每排安裝四個柱形渦流發(fā)生器,四個柱形渦流發(fā)生器均勻地布置;中間管段內(nèi)部安排四個錐形渦流發(fā)生器,四個錐形渦流發(fā)生器均勻地布置。
【文檔編號】B03D1/14GK106040442SQ201610591436
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610591436.1, CN 106040442 A, CN 106040442A, CN 201610591436, CN-A-106040442, CN106040442 A, CN106040442A, CN201610591436, CN201610591436.1
【發(fā)明人】閆小康, 王永恒, 王利軍, 石瑞, 王愛, 丁梓洋, 曹亦俊
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
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