本發(fā)明涉及一種柱式浮選設(shè)備及方法，尤其涉及一種用于低階煤煤泥油泡浮選的柱式浮選設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

據(jù)2016年《bp世界能源統(tǒng)計年鑒》報道，2015年中國依然是世界上最大的能源消費國，占全球能源消費量的23%，占能源消費凈增長的34%。我國的煤炭資源豐富，占我國能源儲備的94%,石油和天然氣僅占6%。煤炭作為我國能源的重要支撐和重要的工業(yè)原料，為經(jīng)濟社會發(fā)展和能源安全供給提供了重要保障。煤碳作為我國一次能源消費的主體燃料，占一次能源消費的64%。雖然我國的能源結(jié)構(gòu)一直在持續(xù)改進(jìn)，但是根據(jù)預(yù)測，到2035年煤炭的消費占比依然會達(dá)到47%左右。低階煤是包括褐煤、長焰煤、不粘煤和弱粘煤等在內(nèi)的低變質(zhì)程度的煤炭資源。在我國，低階煤資源十分豐富，已經(jīng)成為我國煤炭能源生產(chǎn)和供應(yīng)的重要組成部分。隨著隨著優(yōu)質(zhì)煤炭資源的枯竭和資源地質(zhì)條件的惡化，加之低階煤的變質(zhì)程度低易碎，煤炭機械化開采程度的進(jìn)一步提高，致使原煤中的煤泥量所占比例平均在20％到30％之間，高灰難選細(xì)粒煤比例呈現(xiàn)急劇增加的趨勢。由于低階煤變質(zhì)程度低含氧量高，表面空隙度大，導(dǎo)致其可浮性差，精煤回收率低，造成煤炭資源的浪費。浮選技術(shù)是迄今為止處理0.5mm以下細(xì)粒煤泥最有效的分選技術(shù)。針對各種難選礦物的浮選研究結(jié)果表明，與常規(guī)浮選相比，活性油泡與礦物顆粒粘附所用的誘導(dǎo)時間更短，表現(xiàn)出了更強的捕收能力和選擇性，被證明是更加有效的技術(shù)手段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決低階煤煤泥難選回收率低的技術(shù)難題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、分選效果好、回收率高的煤泥浮選設(shè)備。

技術(shù)方案：本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于油泡的柱式浮選設(shè)備，包括進(jìn)油閥、排油閥、油室、燒結(jié)板、法蘭、主路進(jìn)氣管、支路進(jìn)氣管、進(jìn)氣口、循環(huán)泵、氣泡發(fā)生器、尾礦口、溢流槽、精礦排料口、入料口、氣體流量計、空壓機、儲氣罐和汽水分離器，其特征在于，所述柱式浮選設(shè)備分為浮選段、掃選段和油室，油室位于掃選區(qū)的下部，柱體的底部，固定在法蘭中間的燒結(jié)板把油室與浮選柱中的礦漿隔離開來；儲氣罐通過氣體流量計與進(jìn)氣口相連，通過儲氣罐的閥門和氣體流量計的配合使用來調(diào)節(jié)給入油室的空氣壓力和通氣量；進(jìn)氣口與主路進(jìn)氣管通過管路相連，主路進(jìn)氣管圍繞著浮選柱柱體呈圓形布置，并與6個支路進(jìn)氣管相連；6個支路進(jìn)氣管均勻地布置在油室底部周邊，每個支路進(jìn)氣管的出氣口均探進(jìn)油室一段合適的長度，以此來保證氣體以氣泡的形式在油室（5）內(nèi)均勻的分散；進(jìn)油閥的位置在水平高度上高于油室頂部的燒結(jié)板一定距離，排油閥與油室底部相連的通油管路在同一水平高度；循環(huán)泵在掃選區(qū)所形成的旋流不但強化了中煤的分選，而且保證了礦物顆粒在礦漿中的懸浮，為實現(xiàn)煤粒與油泡的礦化創(chuàng)造了有利條件。

優(yōu)選地，所述的一種基于油泡的柱式浮選設(shè)備，其特征在于，尾礦口位于掃選區(qū)的底部，循環(huán)泵入口所連接的管路在浮選柱柱體內(nèi)所處的高度高于尾礦口所在的水平高度一定距離；所述的一種基于油泡的柱式浮選設(shè)備的氣泡發(fā)生器吸入起泡劑的同時可以補充浮選柱內(nèi)的通氣量。

本發(fā)明的一種基于油泡的柱式浮選方法，包括以下步驟：

將常溫液態(tài)的油性捕收劑和表面活性劑按一定的配比混合，經(jīng)過攪拌混合均勻后，打開進(jìn)油閥由蠕動泵以一定的流速給入到油室；經(jīng)空壓機和汽水分離器處理后得到的加壓干燥空氣儲存于儲氣罐；通過儲氣罐的閥門和氣體流量計的配合使用，使得加壓干燥的空氣以一定的壓力和流量通過支路進(jìn)氣管以氣泡的形式均勻地分散在油室內(nèi)，由于油室內(nèi)壓力的作用，使得分散在油相中的氣泡通過燒結(jié)板內(nèi)部分布的極小孔隙后形成了微小油泡（表面包覆一層油膜的微小氣泡）；利用循環(huán)礦漿噴射時產(chǎn)生的負(fù)壓，起泡劑經(jīng)由氣泡發(fā)生器的進(jìn)口沿切線方向被吸入旋流段；微小油泡在礦漿的高速射流和起泡劑的共同作用下被進(jìn)一步粉碎，分散成微米尺寸的油泡；向油性捕收劑中添加不同種類和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的表面活性劑等添加劑以改變捕收劑的表面張力，從而調(diào)控氣泡上所包覆的油膜的厚度；將低階煤在攪拌桶中潤濕、與水混合均勻形成一定濃度的礦漿，由給料泵從入料口給入浮選柱；微小油泡在浮選段與可浮性較好的低階煤顆粒以一定的相對速度發(fā)生碰撞并礦化，上浮到溢流槽中由精礦排料口排出成為精煤產(chǎn)品；浮選段未能礦化上浮的中礦經(jīng)循環(huán)泵沿切線方向高速打入掃選區(qū)，礦漿在離心力作用下作旋流運動，中礦中的重產(chǎn)物沿浮選柱內(nèi)壁向下螺旋運動，最后由尾礦口排出成為尾煤產(chǎn)品，中礦中可浮性相對較好的煤粒與油泡形成的絮團(tuán)向旋流中心運動，并迅速浮升至浮選段實現(xiàn)中煤的二次浮選；另一方面，循環(huán)泵造成的旋流，對浮選柱內(nèi)的礦物顆粒起到了一種攪拌作用，保證了礦物顆粒在礦漿中的懸浮，為實現(xiàn)低階煤顆粒與油泡的礦化創(chuàng)造了有利條件。

有益效果：與常規(guī)的浮選設(shè)備不同的是，在以油泡作為浮選載體的浮選作業(yè)中，捕收劑不是直接添加到液相中，而是以一層薄的油膜形式包裹在分散在油室中的氣泡表面，油泡進(jìn)入礦漿后，油膜與低階煤顆粒吸附的同時，氣泡也與煤粒黏附在一起，減少了氣泡礦化過程中的黏附功，大大縮短了誘導(dǎo)時間，提高了浮選效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的a-a斷面剖視圖。

圖中：1、排油閥，2、進(jìn)油閥，3、尾礦口，4、主路進(jìn)氣管，5、油室，6、支路進(jìn)氣管，7、法蘭，8、燒結(jié)板，9、進(jìn)氣口，10、循環(huán)泵，11、空壓機，12、汽水分離器，13、儲氣罐，14、氣體流量計，15、入料口，16、氣泡發(fā)生器，17、溢流槽，18、精礦排料口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明：

一種基于油泡的柱式浮選設(shè)備，包括進(jìn)油閥2、排油閥1、油室5、燒結(jié)板8、法蘭7、主路進(jìn)氣管4、支路進(jìn)氣管6、進(jìn)氣口9、循環(huán)泵10、氣泡發(fā)生器16、尾礦口3、溢流槽17、精礦排料口18、入料口15、氣體流量計14、空壓機11、儲氣罐13和汽水分離器12，其特征在于，油室5布置在所述柱式浮選設(shè)備分為浮選段、掃選段和油室，油室位于掃選區(qū)的下部，柱體的底部，固定在法蘭7中間的燒結(jié)板8把油室5與浮選柱中的礦漿隔離開來；儲氣罐13通過氣體流量計14與進(jìn)氣口9相連，通過儲氣罐13的閥門和氣體流量計14的配合使用來調(diào)節(jié)給入油室5的空氣壓力和通氣量；進(jìn)氣口9與主路進(jìn)氣管4通過管路相連，主路進(jìn)氣管4圍繞著浮選柱柱體呈圓形布置，并與6個支路進(jìn)氣管6相連；6個支路進(jìn)氣管6均勻地布置在油室5底部周邊，每個支路進(jìn)氣管6的出氣口均探進(jìn)油室5一段合適的長度，以此來保證氣體以氣泡的形式在油室5內(nèi)均勻的分散；進(jìn)油閥2的位置在水平高度上高于油室5頂部的燒結(jié)板8一定距離，排油閥1與油室5底部相連的通油管路在同一水平高度；循環(huán)泵10在掃選區(qū)所形成的旋流不但強化了中煤的分選，而且保證了礦物顆粒在礦漿中的懸浮，為實現(xiàn)煤粒與油泡的礦化創(chuàng)造了有利條件。

使用時，將常溫液態(tài)的油性捕收劑和表面活性劑按一定的配比混合，經(jīng)過攪拌混合均勻后，打開進(jìn)油閥由蠕動泵以一定的流速給入到油室5；經(jīng)空壓機11和汽水分離器12處理后得到的加壓干燥空氣儲存于儲氣罐13；通過儲氣罐13的閥門和氣體流量計14的配合使用，使得加壓干燥的空氣以一定的壓力和流量通過支路進(jìn)氣管6以氣泡的形式均勻地分散在油室5內(nèi)，由于油室5內(nèi)壓力的作用，使得分散在油相中的氣泡通過分布在燒結(jié)板8內(nèi)部的極小孔隙后形成微小的油泡（表面包覆一層油膜的微小氣泡）；由于循環(huán)礦漿噴射時產(chǎn)生的負(fù)壓，起泡劑經(jīng)由氣泡發(fā)生器16的進(jìn)口沿切線方向被吸入旋流段；微小油泡在礦漿的高速射流和起泡劑的共同作用下被進(jìn)一步粉碎，分散成微米尺寸的油泡；向油性捕收劑中添加不同種類和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的表面活性劑等添加劑以改變捕收劑的表面張力，從而調(diào)控氣泡上所包覆的油膜的厚度；將低階煤在攪拌桶中潤濕、與水混合均勻形成一定濃度的礦漿，由給料泵從入料口15給入浮選柱；微小油泡在浮選段與可浮性較好的低階煤顆粒以一定的相對速度發(fā)生碰撞并礦化，上浮到溢流槽17中由精礦排料口18排出成為精煤產(chǎn)品；浮選段未能礦化上浮的中礦經(jīng)循環(huán)泵10沿切線方向高速打入掃選區(qū)，礦漿在離心力作用下作旋流運動，中礦中的重產(chǎn)物沿浮選柱內(nèi)壁向下螺旋運動，最后由尾礦口3排出成為尾煤產(chǎn)品，中礦中可浮性相對較好的煤粒與油泡形成的絮團(tuán)向旋流中心運動，并迅速浮升至浮選段實現(xiàn)中煤的二次浮選；另一方面，循環(huán)泵10造成的旋流，對浮選柱內(nèi)的礦物顆粒起到了一種攪拌作用，保證了礦物顆粒在礦漿中的懸浮，為實現(xiàn)低階煤顆粒與油泡的礦化創(chuàng)造了有利條件。