浮选工艺与设备ppt课件.ppt
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1、第5章 浮选设备,5.1 浮选药剂,5.2 浮选流程,5.3 浮选工艺影响因素,5.4 浮选新工艺及选择,5.5 浮选机,利用矿物表面物理化学性质差异,特别是表面润湿性,常用添加特定浮选药剂(Flotation Reagents)的方法来扩大物料间润湿性的差别,在固-液-气三相界面,有选择性富集一种或几种目的矿物,从而达到与废弃物料分离的一种选别技术。,浮选(Froth Flotation),(1)充分搅拌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)悬浮矿粒与浮选药剂作用,目的是矿物表面的选择性疏水化,浮选主要过程单元,(3)矿浆中气泡的发生及弥散;,(4)矿粒与气泡的接触;
2、,(5)疏水矿粒在气泡上的黏附,矿化气泡的形成;,(6)矿化气泡的浮升,精矿泡沫层的形成与排出;,5.5 浮选机,浮选机(flotator,flotation machine),浮游选矿机的简称。指完成浮选过程的机械设备。在浮选机中,经加入药剂处理后的矿浆,通过搅拌充气,使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上;浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,其余部分则保留在矿浆中,以达到分离矿物的目的。浮选技术经济指标的好坏,与所用的浮选机的性能密切相关。,5.5.1 浮选机性能的基本要求,1、良好的充气作用气泡是矿物选择性分离的分选界面,又是欲浮疏水性矿物的运载工具。浮选机必须保证能向矿浆中吸入(压入)足量的
3、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,同时这些气泡又能均匀地在浮选槽内分布。,2、搅拌作用矿粒在浮选机内悬浮效率,是影响矿粒向气泡附着的另一个重要方面。搅拌造成矿粒悬浮,还能使矿粒在浮选槽内均匀分布,从而创造矿粒和空气充分接触的良好条件,此外,可促使某些难溶性药剂的溶解和分散。3、能形成比较平稳的泡沫区。一定厚度的矿化泡沫区中,矿化泡沫层能滞留目的矿物,又能使一部分夹杂的脉动石从泡沫中脱落,以利进行“二次富集作用”。,4、能连续工作及便于调节。浮选机应该有相应的受矿、刮泡和排矿机构,还要有调节和控制机构进行调节矿浆水平面、泡沫层厚度以及矿浆流动速度。,目前各行业尚无统
4、一的标准评价浮选性能,下列指标采用较多,可作为评价的参考依据: 1)充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量); 2)处理能力(各种形式); 3)动力消耗(吨原矿计); 4)价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。,5.5.2 浮选机充气搅拌原理,矿浆充气和气泡矿化是浮选的两个主要过程,也是评定浮选机工作效率的主要因素。,浮选槽内矿浆的充气程度,取决于单位体积矿浆内空气的含量、气泡在矿浆中的分散程度及在槽内分布的均匀度。气泡矿化的可能性、矿化速度及矿化程度,除与矿粒和药剂的物理化学性质有关外,也与浮选机中矿粒和气泡接触碰撞的条件有关。,气泡矿化的途径,矿粒与气泡通过碰撞、附着实现矿化(a);小
5、气泡与小颗粒一起形成气絮团实现的矿化(b);气体在疏水性矿粒表面析出形成矿化气泡 (c)。,1、气泡的形成(1)利用机械作用粉碎空气流形成气泡。吸入或压入的空气流,可通过不同方法使之分散成单个的气泡。用叶轮等机械式搅拌器对矿浆进行激烈搅拌,使矿浆产生强烈的旋涡运动。这种剪切、冲击作用使空气流被分割成细小的气泡。,(2)使空气流通过细小孔眼的多孔介质而形成气泡。压入的空气通过带有细小孔眼的多孔陶瓷、微孔塑料、穿孔的橡皮或帆布等特制的充气器时,就会形成细小气泡。,(3)从溶有气体的矿浆中析出气泡。当降低压力或提高温度时,被溶解的气体,将以气泡的形式从溶液中析出。特点:一是直径小,分散程度高;二是这
6、种气泡能有选择性地优先在疏水性矿物表面上析也,因而是一种“活性微泡”影响微泡析出的主要因素有:开始时矿浆中空气的饱和程度,即空气的溶解度。随后矿浆的降压程度。是否具有微泡析出的“核心”。(4)其它方法形成气泡。如喷射式、水电解起泡法等。,2、气泡运动及分区。第一是充气搅拌区。此区的主要作用是对矿浆空气混合物进行激烈的搅拌,粉碎气流,使气泡弥散,避免矿粒沉淀,增加矿粒和气泡接触的机会等。在搅拌区气泡由于跟随叶轮甩出的矿浆流作紊流运动,所以气泡升浮运动的速度较慢。,图5-31 浮选机内各作用区的分布,第二是分离区。在此区间内气泡随矿浆流一起上升,且矿粒向气泡附着,成为矿化气泡上浮。第三是泡沫区。带
7、有矿粒的矿化气泡上升到此区形成有一定厚度的矿化泡沫层。,3、浮选机工作原理,泡沫浮选过程如下: (1)悬浮矿粒与浮选药剂作用,使目的矿物表面疏水化,非目的矿物亲水化。 (2)使矿浆处于紊流状态以保证矿粒在槽内均匀地悬浮。 (3)在矿浆中产生气泡,并使之均匀地弥散,且与矿粒良好地接触。,(4)疏水矿粒与气泡碰撞并黏附在气泡上,形成矿化气泡。(5)矿物气泡连续不断地浮升至液面,形成泡沫层。在泡沫层中气泡不断破裂、脱水,从而脱除了一部分夹杂的亲水性矿粒,精矿品位提高,即发生“二次富集作用”。(6)刮出泡沫,得到泡沫精矿。,5.5.3 浮选机分类,1、自吸气机械搅拌浮选机靠机械搅拌器来实现矿浆的充气(
8、自吸气)和搅拌。 优点是通过圆转子高速旋转,在搅拌区内形成负压,导致自吸空气和矿浆,无需外加充气装置。 缺点是充气量小,能耗大,磨损大。,(1)XJK型浮选机XJK型(又称A型、XJ型)浮选机,又名矿用机械搅拌式浮选机,它属于一种带辐射叶轮的空气自吸式机械搅拌浮选机,该机械式1950年从前苏联引进的,型式较老,虽经改进,但基本结构没变,近年已被一些新型浮选机取代,由于历史原因,其应用较早,目前国内仍在广泛应用,并早已形成系列产品。,工作原理:每两槽构成一个机组,第一槽带有进浆管以抽吸矿浆,亦称抽吸槽或吸入槽;第二槽为自流槽或直流槽。在第一槽与第二槽之间设有中间室,矿浆在下面是连接的。叶轮安装在
9、主轴下端,主轴上端有皮带轮,用电动机带动旋转。空气由进气管吸入,每组浮选槽的矿浆水平面由闸门调节,叶轮上方装有盖板和空气筒(又称竖管)。空气筒上开有孔,用来安装进浆管,中矿返回管或用作矿浆循环,孔的大小可通过拉杆调节。,四个槽子配成一组,叶轮随主轴一同旋转,在盖板和叶轮之间形成局部真空区(负压区),空气由吸气管经空气筒吸入,同时矿浆经吸浆管被吸入,矿浆与空气混合后借叶轮旋转所产生的离心力,矿浆中的空气弥散成气泡,并均匀分布在矿浆中。当悬浮的矿粒与气泡碰撞接触时,可浮的矿粒则浮着于气泡,并随气泡上升至液面形成矿化泡沫层,由刮板刮出作为精矿,留在槽内的矿粒进入下一槽选别。,图5-32 XJK型浮选
10、机结构图3-盖板;5-粗砂闸门调节;6-进气管;7-空气筒;14-稳流板;15-事故放砂闸门;16-吸浆管;22-矿浆循环孔塞;,图5-34 4槽XJK型浮选机外形图,XJK浮选机的关键部件是叶轮与盖板。叶轮的作用有:它与盖板组成类似泵的真空室而造成负压区,使矿浆自流 ,空气自吸并使槽内矿浆循环运动;由于叶轮的旋转运动,使空气碎散成气泡并均匀分布于矿浆中,使矿料悬浮并充分与气泡接触,以及使浮选药剂能与矿粒充分作用。,盖板的作用是: 与叶轮组成真空室,产生充气作用; 盖板上的导向叶片对叶轮甩出的矿浆起导向作用,减少涡流,即减少水力损失;保证停车时叶轮不被矿砂埋住。,XJK型浮选机叶轮为辐射状,上
11、覆盖板,在盖板设有18个倾斜方向与叶轮旋转方向一致的导向叶片。缺点:叶轮与盖板易磨损使间隙增大,间隙增大将显著导致负压下降而吸气量下降,且泡沫不稳定,易“翻花”。,图5-33 浮选机叶轮盖板,图5-32(a) XJK型浮选机槽体连接方式,(2)JJF型浮选机JJF型浮选机是由我国北京矿冶研究总院独立研制的自吸气机械搅拌式浮选机。该机是目前国内应用最广泛的自吸气机械搅拌式浮选机之一,单槽容积最大达200m3,主要应用于选别铜、钼等充气量要求范围较宽的金属矿和非金属矿物的选别。,工作原理:叶轮旋转,使附近矿浆产生漩涡。这个漩涡的气-液界面向上延伸到竖筒的内壁,向下穿过叶轮中心区延伸到导流管内。在这
12、个漩涡中心形成负压区。其负压大小主要取决于叶轮转速和浸没深度。由于竖筒与周围大气相通,所以漩涡中心的负压使空气流进竖筒和叶轮中心。与此同时矿浆从假底的下边通过导流管向上进入叶轮和叶片间,在叶轮中部与吸入到漩涡中心的空气混合。三相矿浆以较大的切向及径向动量离开叶轮、叶片。当矿浆通过定子上的开孔时,切向部分的动量转变成径向。同时产生一个局部喘流场。该喘流场有助于空气矿浆混合和细化空气泡。空气一矿浆混合物离开定子后就进入槽内主体矿浆中,浮选分离过程在浮选区完成。矿化气泡上到泡沫区,剩余矿浆返回槽底进行再循环。,图5-35 JJF型浮选机结构示意图,可使矿浆通过假底和槽底之间,并经导管实现矿浆的下循环
13、。,由转子旋转所造成的切线方向运动的浆气混合流,经定子的作用转换成径向运动,并被均匀地抛甩于槽体内,矿粒与气泡碰撞、接触、黏附形成矿化气泡、向上升浮至泡沫区并聚集成矿化泡沫层,自流溢出或由刮板刮出即为泡沫产品。,图5-36 JJF型浮选机转子与定子结构,(3)SF型浮选机带后倾式双面叶片,槽内矿浆形成双循环。将SF和JJF型浮选机组成联合机组,前者作为首槽,可自吸矿浆,后者作为直流槽。,图5-37 SF型浮选机结构示意图,上、下叶片结构,(4)环射式浮选机中南大学专为解决粗粒、高密度矿石浮选而设计,特点是采用特殊旋转叶轮,甩出的环状矿浆流从叶轮下部中心吸空气,因而具有二次吸气作用,增加了矿浆循
14、环量及混气面积。,(5)YX型闪速浮选机是一种比较特殊的浮选机,由北矿院研制、生产,适用于在磨矿分级回路中处理分级设备的返砂,提前拿出部分已单体解离的粗粒有价矿物或含有价矿物较多、较大的连生体,直接获得最终精矿产品或粗精矿进入下段再选,既可降低循环负荷,改善磨矿分级条件,提高磨矿机处理能力,又可减少矿物过磨,避免有价矿物细化和中间环节的损失,提高有价矿物特别是金、银等贵重金属的回收率。,图 YX型闪速浮选机,具有一个新型双面叶轮,叶轮和其他主轴零件构成上下两个叶轮腔。从主轴和中心筒之间充入空气,一部分空气充入上叶轮腔,另一部分空气通过梯形孔充入下叶轮,上下叶轮腔同时双向吸入循环矿浆,所以,此叶
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