專利名稱：一種用于浮選柱氣體彌散和控制流體的穩(wěn)流隔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種浮選柱內(nèi)部用于氣體彌散和控制三相流態(tài) 的穩(wěn)流隔板，它有利于柱浮選過程中對(duì)微細(xì)礦物顆粒的高效回收。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)60年代初加拿大人布廷和特列勃發(fā)明了浮選柱，浮選柱 作為微細(xì)粒浮選設(shè)備得到了迅速的發(fā)展。其中加拿大的CPT浮選柱、 澳大利亞的JamesonTM射流浮選機(jī)、美國的Micr0CelTM微泡浮選柱都 采用空柱結(jié)構(gòu)，即浮選柱內(nèi)部沒有充填。中國礦業(yè)大學(xué)的旋流-靜態(tài) 微泡浮選柱以及充填式浮選柱采用了一定的方式進(jìn)行充填。特別是楊 錦隆教授發(fā)明的充填式浮選柱能形成較強(qiáng)的靜態(tài)分選環(huán)境，適用于微 細(xì)礦物顆粒的分選。但因?yàn)檫@種類型的充填浮選柱利用波紋板類充填 介質(zhì)分割氣流形成氣泡的原因，導(dǎo)致充填介質(zhì)之間的間隙較小，容易 堵塞。浮選柱內(nèi)充填區(qū)域較大，消耗了較多的浮選柱體積空間。
中國專利ZL9522761.0填料式浮選柱內(nèi)采用多孔填料，多孔填料 是由多片具有菱形小孔(邊長2-5mm)的圓片篩網(wǎng)按任意角度上、下 重疊排列成圓柱體放置于浮選柱本體中。波紋板填料是由傾斜波紋板 縱向排列成的兩節(jié)圓柱體，上、下兩節(jié)波紋板構(gòu)成一層。同樣結(jié)構(gòu)的 兩層波紋板和多孔材料分別置于浮選柱本體的上部、下部。這種填料 充填結(jié)構(gòu)和方式對(duì)于含油污水處理是有效，但對(duì)于礦物分選來說，菱 形小孔和傾斜波紋板容易堵塞，填料占用浮選柱本體過多的容積，設(shè) 備處理能力有所下降。
中國專利ZL98225790.2新型充填式靜態(tài)浮選柱，其主要特征在 于柱體內(nèi)裝有多端填料，填料采用孔板波紋規(guī)整，每盤填料有多片 孔板波紋片疊加而成，每片孔板波紋片上有直徑為①3-①6mm，開孔 率為20%-30%。這種類型的靜態(tài)充填浮選柱沒有氣泡發(fā)生器，利用孔 板波紋來分割氣流形成氣泡，孔板上微孔直徑較小，在礦物分選條件 下極易堵塞?？装彘_口率低及充填占用浮選柱一部分體積，使得浮選 柱單位面積的通過能力下降。
中國礦業(yè)大學(xué)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱，為改善旋流給礦形成的三 相流體結(jié)構(gòu)特征，針對(duì)填料充填和篩板充填這兩種充填方式的特點(diǎn)提 出的混合充填模式。即在柱分離段的精選區(qū)域采用填料充填，在分選 區(qū)域采用篩板充填，兩者之間的入料空間不充填。填料與篩板混合充填，前者有利于形成穩(wěn)定泡沫層，抑制機(jī)械夾帶與混雜；后者有利于 提高柱浮選的回收能力與分選選擇性，克服高密度充填造成的堵塞現(xiàn) 象。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能改善浮選柱內(nèi)流 場(chǎng)結(jié)構(gòu)，促使浮選柱內(nèi)形成"塞流"，實(shí)現(xiàn)浮選柱的"靜態(tài)"分選， ^有效實(shí)現(xiàn)微細(xì)礦物回收的用于浮選柱氣體彌散和控制流體的穩(wěn)流 隔板。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的用于浮選柱氣體彌散 和控制流體的穩(wěn)流隔板，包括一個(gè)與浮選柱內(nèi)部形狀適應(yīng)的邊框，在 所述的邊框內(nèi)設(shè)有相互平行的柵條，所述的柵條相互的間距為5-50 mm，所述的邊框和所述的柵條的高度為20-100mm，所述的邊框和柵條 的板材厚度為0. 5-5mm。
采用上述技術(shù)方案的用于浮選柱氣體彌散和控制流體的穩(wěn)流隔 板，流體控制可以減弱柱體內(nèi)產(chǎn)生的有害"紊流"，同時(shí)穩(wěn)流隔板能 劈分氣泡上升過程中兼并形成的"大泡"，實(shí)現(xiàn)多次分選、富集。穩(wěn) 流隔在浮選柱內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣體彌散和控制流體的作用，有效改善了浮選柱 內(nèi)三相流場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征，實(shí)現(xiàn)浮選柱的"靜態(tài)"分選特征。穩(wěn)流隔板水 平安裝在浮選柱內(nèi)，層與層之間的間距為500-1500 mm，穩(wěn)流隔板的 數(shù)量可根據(jù)實(shí)現(xiàn)浮選柱高度的需要進(jìn)行調(diào)整。穩(wěn)流隔板用具有親水疏 氣性能的板材加工制作，最好采用不銹鋼薄板制作；也可以采用普通 鐵板或鍍鋅板制作。
綜上所述，本實(shí)用新型是一種能改善浮選柱內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，促使浮 選柱內(nèi)形成"塞流"，實(shí)現(xiàn)浮選柱的"靜態(tài)"分選，更有效實(shí)現(xiàn)微細(xì) 礦物回收的用于浮選柱氣體彌散和控制流體的穩(wěn)流隔板。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是沿圖1中A--A線剖示圖3是本實(shí)用新型使用示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 參見圖1和圖2，邊框1可根據(jù)浮選柱直徑的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)制造， 在邊框1內(nèi)設(shè)有相互平行的柵條2，柵條2相互的間距為5-50 mm， 邊框1和柵條2的高度為20-100mm，邊框1和柵條2用0. 5-5匪不銹 鋼薄板加工制造，也可以采用普通鐵板或鍍鋅板制作，柵條與柵條之 間的間距最好為35mm。這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)流隔板較高的開孔率，可以實(shí)現(xiàn) 控制流體和分割氣泡上升過程中形成的大泡。參見圖3，浮選柱柱體為圓形或方形，由3-8段構(gòu)成，每段長 500-2000mm，段與段之間用法蘭連接；圖3中超聲波液位計(jì)1和浮球 9聯(lián)動(dòng)測(cè)量泡沫層厚度；圖3中，外置礦漿預(yù)礦化裝置4采用微孔氣 泡發(fā)生器2使礦漿預(yù)先礦化，每臺(tái)浮選柱至少兩組。利用外置的微孔 氣泡發(fā)生器2產(chǎn)生微氣泡，在強(qiáng)紊流的條件下，使目的礦物有效礦化； 在浮選柱下部安裝有射流發(fā)泡器5，使未上浮的目的礦物再次逆流礦 化、上浮，提高了目的礦物回收率；穩(wěn)流隔板7具有氣體彌散和控制 流體功能，穩(wěn)流隔板7從浮選柱下部至精礦區(qū)泡沫層溢流口都有安裝， 穩(wěn)流隔板7層與層之間的安裝間距為500-1500mm;圖3中外置礦漿預(yù) 礦化裝置4設(shè)有加料口 3，浮選柱設(shè)有浮選精礦出口 10和浮選尾礦出 口 6，圖3中的其它部分為泡沫區(qū)精礦淋洗水裝置11、自旋轉(zhuǎn)礦漿分 配器8、數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)12。并采用如下方式，提高浮選柱的工作 效率。
(1) 內(nèi)部安裝自旋轉(zhuǎn)給料分配器8，使礦漿分配均勻，減小了礦漿 的偏析，增加了目的礦物與氣泡礦化的概率；
(2) 采用超聲波液位計(jì)1與浮球9聯(lián)動(dòng)測(cè)量浮選柱內(nèi)泡沫層厚度；
(3) 利用數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)12與相應(yīng)控制技術(shù)監(jiān)測(cè)浮選柱的工作 狀態(tài)。
(4) 在浮選柱體內(nèi)平行安裝具有氣體彌散和流體控制作用的穩(wěn) 流隔板7，控制浮選柱內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和劈分氣泡上升過程中形成的"大 氣泡"。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
(1) 、以微孔材料作為外置微孔氣泡發(fā)生器2，利用0. 3-0.6MPa 壓縮空氣通過微孔氣泡發(fā)生器2的微孔材料，產(chǎn)生氣泡群，其直徑為 200-90(mm，其薩德直徑(Sauter diameter)為400-600陶。礦槳在浮 選柱外部通過與微孔氣泡發(fā)生器2產(chǎn)生氣泡進(jìn)行預(yù)先礦化，并在外置 微孔氣泡發(fā)生器2內(nèi)強(qiáng)紊流的條件下實(shí)現(xiàn)與目的礦物的高效碰撞、粘 附；
(2) 外萱微孔氣泡發(fā)生器2按浮選柱的生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)，至少兩組， 一組生產(chǎn)， 一組備用。解決了微孔氣泡發(fā)生器2易堵塞的弱點(diǎn)；
(3) 外置的預(yù)先礦化氣體分散系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)微孔氣泡發(fā)生器2的在
線更換，并利用設(shè)備的冗余能力來提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率；
(4) 在浮選柱底部采用0.4-0.8MPa壓縮空氣射流的方式再次產(chǎn)生
氣泡，與浮選柱內(nèi)的礦物顆粒再次逆流礦化，提高了目的礦物回收率。 同時(shí)采用二次或多次礦化方式增加了浮選柱捕集區(qū)內(nèi)的氣含率，增大 了浮選速率常數(shù)，實(shí)現(xiàn)了目的礦物有效回收。
實(shí)施方式(l):安裝了這種用于浮選柱內(nèi)氣體彌散和流體控制的穩(wěn)流隔板的水平充填浮選柱在某鴿礦選礦廠已完成了半工業(yè)試驗(yàn)。在 泡沬區(qū)沒有精礦淋洗水的條件下，進(jìn)行了有、無添加這種浮選機(jī)構(gòu)和 改變安裝方法的水平充填浮選柱小型試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表l所示，從 表1可以得出添加穩(wěn)流隔板能提高精礦質(zhì)量和提高回收率；但充填方 式差異對(duì)回收率與精礦質(zhì)量的影響較大。
表1填料充填方式不同時(shí)浮選效果
填料充填方 式
給礦
品位W03(%) 精礦
給礦
回收率(％)
填料層?xùn)艞l
平行 填料層?xùn)艞l
垂直 沒有穩(wěn)流隔 板
0. 45 0. 64 0. 49
0. 96 3. 12 0. 76
0. 27 0. 44 0. 33
64. 64 36. 40 57. 71
同時(shí)截取現(xiàn)場(chǎng)尾礦在試驗(yàn)室作了機(jī)械浮選機(jī)浮選尾礦的對(duì)比試 驗(yàn)；試驗(yàn)結(jié)果見表2。表1與表2給礦品位的差異是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)尾礦波 動(dòng)導(dǎo)致的，對(duì)比表l和表2，安裝這種氣體彌散和控制流體的浮選機(jī) 構(gòu)的水平充填浮選柱能有效回收鎢浮選尾礦中的微細(xì)粒級(jí)白鎢礦，而 機(jī)械浮選機(jī)因富集比低，精礦品位與尾礦品位相差不大，不能從浮選 尾礦中回收微細(xì)粒級(jí)白鉤。
表2試驗(yàn)室機(jī)械浮選機(jī)浮選精選尾礦的試驗(yàn)結(jié)果
捕收 劑 用 量
(g/t) 140 120
原礦
精礦
尾礦
(g) 300 300
品位 (%) 0. 236 0. 262
(g) 190 165
品位 (%) 0. 24 0. 37
產(chǎn)率 (%) 63. 33 55. 0
(g) 110 135
品位 (%) 0. 23 0. 13
回收 率 (%)
產(chǎn)率 (%)
36.67 64， 32
45.0 77.67
實(shí)施方式(2):基于FLUENT的空氣、水兩相數(shù)值模擬試驗(yàn)表明， 安裝有穩(wěn)流隔板水平充填浮選柱較空柱浮選柱其流場(chǎng)結(jié)構(gòu)得到顯著 改善；穩(wěn)流隔板的水平充填明顯減弱了空氣、水混合相的下降速度， 增加流體在浮選柱內(nèi)的滯留時(shí)間。浮選柱在空柱時(shí)不僅能形成不利的 "紊流"，同時(shí)還能產(chǎn)生整個(gè)柱體范圍內(nèi)的"環(huán)流"，而穩(wěn)流隔板的水 平充填使得上述不利因素明顯減弱。
權(quán)利要求1、一種用于浮選柱氣體彌散和控制流體的穩(wěn)流隔板，其特征在于包括一個(gè)與浮選柱內(nèi)部形狀適應(yīng)的邊框(1)，在所述的邊框(1)內(nèi)設(shè)有相互平行的柵條(2)，所述的柵條(2)相互的間距為5-50mm，所述的邊框(1)和所述的柵條(2)的高度為20-100mm，所述的邊框(1)和柵條(2)的板材厚度為0.5-5mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于浮選柱氣體彌散和控制流體的浮選機(jī)構(gòu)采用不銹鋼薄板加工制作，該穩(wěn)流隔板不同于傳統(tǒng)的波紋板充填材料和化工塔板填料，具有較高的開孔率，開孔率大于95％，不存在被物料堵塞的現(xiàn)象。每層填料高度為20-100mm，層與層之間的水平平行安裝，間距為500-1500mm，占用浮選柱空間較少，增大了充填浮選柱的處理能力。該穩(wěn)流隔板具有氣體彌散和流體控制作用，改善了浮選柱內(nèi)流場(chǎng)特征，與外置的預(yù)先礦化氣體分散系統(tǒng)和浮選柱下部壓縮空氣射流形成的氣泡系統(tǒng)相結(jié)合，可使目的礦物回收率增加。小型試驗(yàn)表明使用此新型浮選柱能從機(jī)械攪拌浮選機(jī)不能回收的浮選尾礦中回收微細(xì)粒級(jí)白鎢礦。
文檔編號(hào)B03D1/14GK201260989SQ20082015850
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者馮其明, 歐樂明, 黃光耀 申請(qǐng)人:中南大學(xué)