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。