浮选设备

浮选设备浮选设备包括浮选机和浮选辅助设备(搅拌槽和给药机等)。浮选机是实现浮选过程的重要设备，浮选时矿浆与浮选药剂调和后送入浮选机，在其中经搅拌和充气，使欲浮目的矿物附着于气泡上形成矿化泡沫层，泡沫用刮板刮出或以自溢的方式溢出，即得泡沫产品，而非泡沫产品则自槽底排出。浮选技术经济指标的好坏，与所用浮选机的性能密切相关。第一节浮选设备的基本原理浮选机的工作原理如图3-1所示。自下而上大体可划分为搅拌区、分离区和泡沫区。其中分离区是矿粒向气泡附着，形成矿化气泡的关键过程。为使分选有效地进行，此区应保持有足够的容积和高度，并与上下两区形成较明显的界限。浮选机工作原理：叶轮旋转产生离心作用形成负压，一方面吸入充足的空气与矿浆混合，一方面搅拌矿浆与药物混合，同时细化泡沫，使矿物粘合在泡沫之上，浮到矿浆液面再形成矿化泡沫。通过排尾阀开启大小调整液面高度，泡沫通过溢流或刮板刮出。浮选机的种类繁多，差别主要表现在充气方式、充气搅拌装置结构等方面，所以目前应用最多的分类法是按充气和搅拌方式的不同将浮选机分为两大类，即机械搅拌式和无机械搅拌式。利用叶轮—定子图3-1浮选机工作原理图1-搅拌区；2-分离区；3-泡沫区系统作为机械搅拌器实现充气和搅拌的统称为机械搅拌式浮选机。根据供气方式的不同又细分为机械搅拌自吸式和机械搅拌压气式两种。前者的搅拌器搅拌同时完成吸入空气和将空气分割成细小气泡；后者的搅拌器仅用于搅拌和分割空气，空气是依靠外部系统强制压入的。不用叶轮—定子系统作为搅拌机构，而用专门设备从浮选机外部强制吸入或压入空气的统称为无机械搅拌式浮选机，又称充气式浮选机。根据生成气泡的方法不同，有使空气通过微孔而强制弥漫的压气式；有用喷射旋流手段产生强制涡流切割空气及使空气溶解后再析出的喷射式；也有用真空减压法使气泡从矿浆中析出的真空减压式等。一、对浮选机的基本要求泡沫浮选是在气-液界面上完成的，浮选过程包括下列过程：1、使矿浆处于湍流状态以保证矿粒悬浮并以一定的动能运动；2、悬浮的矿粒与浮选药剂作用，使目的矿物表面疏水化；3、引入气体(通常为空气)，产生大小合适、数量足够的气泡，并使之分散在矿浆中；4、气泡与矿粒碰撞，疏水性矿物颗粒附着在气泡上，形成矿化气泡；5、矿化气泡升至液面上，形成三相泡沫层；6、泡沫层中由于脱水作用、气泡兼并、气泡间分隔水层破裂而使气泡不断地破灭，造成泡沫层顶部精矿品位提高(习惯上称为二次富集作用)；7、顶部泡沫精矿的排出(刮出或溢出)。图3-2表示泡沫浮选的各个过程之间的联系。图中虚线方框表示搅拌桶的功能，实线方框表示浮选机的功能。图3-3示浮选机内完成上述功能的区域划分。二、在生产中，优良的浮选机应满足下列要求1、充气量大且易于调节为了增加矿粒与气泡的接触碰撞机会，造成有利于附着的条件，并能将疏水性矿粒及时运载到矿浆表面，所以在浮选机内必须有足够大的气泡表面积，且气泡亦应有适宜的浮升速度。为此，浮选机必须保证能向矿浆中吸入或压入足量的空气，并使这些空气在矿浆中充分弥散，以便形成大量大小适中的气泡，同时这些弥散的气泡，又能均匀地在浮选槽内分布。此外，不同的浮选作业(粗选、扫选、精选)各有其合适的充气量，这又要求充气量易于调节。2、搅拌强度足够适当而均匀的搅拌，除了能保持矿浆浓度、粒度组成及气泡在槽图3-2泡沫浮选过程示意框图图3-3浮选机内各作用区的分的分布1-刮泡区；2-浮选区；3-浆气混合区；4-充气路线；5-矿浆循环路线体内均匀分布，从而创造矿粒和气泡充分接触和碰撞的良好条件，还可以促进某些难溶性药剂的溶解和分散。此外，足够强度的搅拌强度还易于满负荷停车后直接地重新启动。3、能形成比较平稳的泡沫区浮选槽内矿浆液面的稳定是泡沫层稳定的保证，液面上下波动或形成波浪和漩涡都会破坏泡沫精矿的稳定排出，致使精矿受脉石矿物的污染。同时，保持泡沫区平稳和一定厚度既能滞留目的矿物，又能使一部分夹杂的脉石从泡沫中脱落，造成“二次富集”作用。4、能连续工作及便于调节工业生产中所使用的浮选机，应能连续给、排矿，以适应矿浆流在整个浮选生产过程连续性的特点。为此，浮选机上应有相应的受矿、刮泡和排矿机构。为了进行控制矿浆在浮选机内的流速及泡沫层厚度，还应设置矿浆液面调节等机构。5、适应自动化的需要在采用自动化控制系统的选矿厂，除了上述要求外，还提出了其他要求；灵活快速地调节精矿排出量；减少检测仪表和执行机构的数量；长期安全运转。三、评价浮选机性能的判据1、充气性能与浮选指标(精矿品位及金属回收率)；2、按单位容积计的浮选机处理能力；3、按处理每吨原矿计的浮选机动力消耗；4、浮选机的价格、安装、操作、维修费用以及占据厂房的面积等。第二节浮选设备的分类浮选设备按其充气和搅拌方式不同可分为四大类：一、机械搅拌式浮选机它又分为搅拌自吸式浮选机和充气—搅拌式浮选机。1、搅拌自吸式浮选机靠旋转叶轮搅拌矿浆，利用局部形成的负压区，从槽外大气中吸入空气，并靠湍流粉碎作用产生气泡的浮选机。2、充气—搅拌式浮选机靠低压充气和旋转叶轮搅拌矿浆，产生分散气泡的浮选机。二、充气式浮选机和浮选柱空气是靠一定压力通过喷咀或多孔介质在矿浆中分散为气泡的浮选机。三、诱导充气式浮选机靠高速喷射的矿浆流诱入或卷入空气，又以减压释放形式，使空气从矿浆中析出产生微泡的浮选机。四、空气析出式浮选机靠减压释放原理，使空气由矿浆中析出在疏水性矿粒表面上，藉以实现气泡矿化的浮选机。第三节JJF型浮选机机械搅拌式浮选机(以维姆科型浮选机为例)。一、构造及工作原理维姆科型浮选机构造如图3-4、图3-5所示。它主要由星形转子、定子、竖管、锥形罩、假底、槽体等组成。图3-4JJF型浮选机的叶轮机构1、主轴2、竖筒3、分散罩4、定子5、叶轮图3-5JJF型浮选机的结构简图1、槽体2、假底3、导流筒4、调节环5、叶轮6、定子7、分散罩8、竖筒9、轴承体10、电动机JJF浮选机工作原理是：工作时，星形转子在定子内部回转产生负压，空气自液面上方吸入，矿浆经假底从下部套筒吸入。空气与矿浆混合后由转子切向甩出，经定子的作用转换成径向运动，并均匀地抛甩于槽中，矿化气泡上浮至泡沫区，矿浆则沿槽壁经由假底返回至转子。二、主要特点1、采用了新型充气搅拌结构及圆锥形泡沫罩。定子具有较好的变向和扩散作用，使以切线方向从转子里甩出来的矿浆能以径向运动向槽子周边扩散，而圆锥形泡沫罩则将转子产生涡流与泡沫层隔离开来，从而保持了液面的平稳。2、设有假底，套筒，增强了搅拌力并形成矿浆的大循环。叶轮的安装沉没在矿浆中的位置不深，因此可减少动力消耗，避免粗粒沉淀。3、矿浆按一定径向流到外部，形成以竖轴为中心的旋流，使矿浆得到较大充气，提高了充气效率，所以转子转速可以降低，同时转子与定子的间隙较宽(约200mm)，磨损减少，维修方便。4、因不能自吸矿浆，在安装时需设置液面差200～300mm或者与吸浆式浮选机组成联合组，用吸浆式浮选机作吸入槽，维姆科型浮选机作为直流槽。维姆科型浮选机与国内有色金属选矿厂大量使用的JJF型(仿照维姆科型浮选机研制)及国产XJQ型、BS-M型浮选机在结构及原理上基本相同，都属于机械搅拌自吸式浮选机，其共同的特征是靠机械搅拌器进行充气和搅拌。此类浮选机通常用于入选粒度较细的粗选和精选作业。三、JJF型浮选机技术参数表3—1JJF型浮选机技术参数型号槽体容积叶轮直径生产能力叶轮转速功率外形尺寸单槽重单位m³mmm³/minm/minkwmmkgJJF－112800.3－14435.51400×1400×650JJF－222800.5－24437.51400×1400×1150JJF－333501－3360111500×1850×1200JJF－444102－6305Y160L-6/11Y100L-6/1.51600×2150×12502100JJF－554102－6305Y160L-6/11Y100L-6/1.51600×2150×15502300JJF－885404－10233Y200L-6/22Y100L-6/1.52200×2900×14004500JJF－10105404－12233Y200L-6/22Y100L-6/1.52200×2900×17004800第四节XJC-80型浮选机一、结构与工作原理XJC-80浮选机的结构如图3-6所示。它主要由主轴、套筒、调整垫、导向器、叶轮、盖板、循环筒、总风管等部件组成。整个竖轴部件吊装在总风筒上。二、工作原理矿浆在槽内的运动路线如图3-7所示。由图可见，矿浆通过循环筒和叶轮形成垂直大循环可产生一股上升流，有利于将粗粒矿物和比重大的矿物提升到浮选机槽体的中上部。可以成功地消除矿浆在浮选机槽体内出现的分层和沉砂现象，使矿粒在浮选槽内能有效地悬浮，从而可增大矿粒与气泡接触碰撞的机会，增加粗粒和重矿物选别的可能性。由鼓风机可鼓入足量的低压空气，经叶轮和盖板叶片的作用后，可被均匀地弥散在整个浮选槽体内。经矿化后的气泡随垂直循环流的提升作用向上升浮，进入到槽体上部的平静分离区后，于是使不可浮的脉石矿物与矿化气泡实现分离，矿图3-7矿浆垂直循环状态图3-6XJC型浮选机1-风管；2-主轴；3-套筒；4-循环筒；5-调整垫；6-导向管；7-叶轮；8-盖板；9-连接筋板；10-电动机化气泡经较短的距离进入到泡沫层，经刮板刮出即得泡沫产品。三、主要特点1、该机设计为直流槽，槽化间没有调节控制设施，矿浆通过能力大，浮选速度快。2、采用外部专门设置的鼓风机供气，可以根据工艺需要调节充气量，且气量的可调范围大。3、占地面积小，台时处理量大，单位体积重量轻，所以设备吨位、投资和厂房建筑面积都可减少，同时相应地减少了矿浆管道，电气设备和测量调节装置等，有利于自动控制。4、叶轮只用于循环矿浆和弥散空气，深槽浮选机的叶轮，仍可在低转速下工作，其圆周速度为7m/s。因此，搅拌器磨损较轻，矿浆面也比较平稳。5、叶轮与盖板间的轴向和径向间隙要求不太严格，因此，易于安装和调整。6、药剂和动力消耗有所降低，生产指标有所提高。该浮选机的不足之处：需要配备离心式低压鼓风机和中矿返回的泡沫泵等辅助设备，作业机组要求阶梯配置，以便矿浆借重力自流通过。作业间的高差一般为300mm。XJC-80浮选机与BS-S型、CHF-X浮选机的结构和工作原理基本相同，均类似于美国的丹佛D-R型浮选机，适用于粗选和扫选作业，但有时也用于精选作业。四、XJC型浮选机技术参数表3—2XJC型浮选机技术参数型号容积槽体尺寸叶轮直径叶轮转速处理量功率最大充气量单槽重单位m³mmmmr/minm³/minkwm³/㎡•minkgXJC-4041700×1700×16007001903～611/1.12～3.52739XJC-8081600×2150×12509001704～822/1.16～83854XJC-160161600×2150×125010001608～1230/1.16～9.56077第五节BS-K-16型浮选机一、构造及工作原理BS-K型浮选机构造如图3-8所示。它主要由叶轮、定子、竖轴组部件、刮板装置、槽体等组成。二、工作原理工作原理是，当叶轮旋转时，槽内矿从四周经槽底由叶轮下端吸入叶轮叶片间，与此同时，由鼓风机给入的低压空气，经风道、空气调节阀，空心主轴进入叶轮腔的空气分配器中，通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间，矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合后，由叶轮上半部周边排出，排出的矿流方向向斜上方，由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后，进入到整个槽子中。矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫，经泡沫括板括到泡沫槽中，矿浆再返回叶轮区进行再循。三、主要特点1、BS-K型浮选机主轴侧挂在机架上，轴承体机构轻巧，安装方便，垂直性好，叶轮截面圆锥形，定子呈放射状，磨损较少、寿命长、搅拌力强。2、“U”形槽体减少了槽底积矿，主轴部件轻，定子安装在槽底上，安装方便。装机功率小，节能。3、充入压缩空气，气泡分散均匀，泡沫稳定，矿粒悬浮性好，回收率高。4、BS-K型浮选机分为单槽、双槽、三槽、四槽、五槽、六槽等几个单元。无自吸矿