浮选柱技术的研究现状及发展趋势
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
26
供了依据和方法。 2 2 2 几种典型浮选柱简介
( 1) 旋流 - 静态微泡柱分 选设备 [7]。由中国 矿业大学研 制, 曾获得 2002年国家技术发 明二等 奖。其主体结构包括柱浮选、旋流分选、管流矿化三 部分, 见图 1。整个设备为柱体, 柱浮选段位于柱体 上部, 它采用逆流碰撞矿化的浮选原理, 在低紊流的 静态分选环境中实现微细物料的分选, 在整个柱分 选方法中起到粗选与精选作用; 旋流分选与柱浮选 呈上、下结构连接, 构成柱分选方法的主体; 旋流分 选包括按密度的重力分离以及在旋流力场背景下的 旋流浮选。旋流浮选不仅提 供了一种高效 矿化方 式, 而且使得浮选粒度下限大大降低, 浮选速度大大 提高。旋流分选以其强回收能力在柱分选过程中起 到扫选柱浮选中矿作用。管流矿化利用射流原理, 通过引入气体及粉碎成泡, 在管流中形成循环中矿 的气 - 固 - 液三相体系并实现了高度紊流矿化。管 流矿化沿切向与旋流分选相连, 形成中矿的循环分 选。该设备具有运行稳定、分选选择性好、效率高、 处理能力大、电耗低、适应性强等特点。在煤炭分选 方面已应用成熟, 突出地表现出了选择性好, 分选下 限低的特点, 设备实现了系列化与产业化, 如表 1所 示。通过 ∃ 十五 %科技攻关, 大型高效矿用柱分选设 备的研制取得巨大成功, 在萤石、白钨、铜矿、磁铁矿 等矿物浮选 方面已 成功实 现工 业化 应用, 开发 了
中图分类号: TD943
文献标识码: B
随着国民经济的发展, ∃ 高开发、低利用、高 排放 % 的粗放型资源 开发模式已逐 步制约了资源 回收率及资源的循环利用率。从长远看, 这必然导 致自然资源匮乏、能源短缺和环境污染, 矿产资源 的开发面临巨大挑战。浮选柱因其对微细物料高选 择性的分选优势, 在浮选技术领域显示出了强大的 生命力, 越来越受到选矿界的重视, 许多国家进行 了大量 研究工作。在 此背景下, 一 批浮选柱新技 术、新设备、新工艺应运而生。柱浮选到柱分选技 术的历史创新、大型高效矿用柱分选设备的成功研 制及高效柱分选工艺的开发应用等, 为柱式矿物分 选展示了良好的前景。
-
-
60 0 120 0
-
第 5期
刘炯天等: 浮选柱技术的研究现状及发展趋势
2006年 10月 25日
( 2) CPT 浮选柱 [ 9 ] 。由加拿大工艺 技术公司 ( CPT ) 研制, 其核心是 它的空气分散系统, 共有 四种类型, 其中最新的是 S lam Jet分散器和 SparJet 分散器。经浮选药剂处理后的矿浆, 从距柱顶部以 下约 1~ 2m 处给入, 在柱底部附近安装有可从柱 体外部拆装检修的气体分散器。气体分散器产生的
有机地结合起来, 形成了完善的矿化反应机制和梯 级优化分选过程, 越来越受到选矿界的重视。 2 2 柱分选设备的研制 2 2 1 浮选柱数学模型、设计放大研究深入
浮选柱的发展必然要走出实验室, 投入到实际工 业生产当中。而研究浮选柱的数学模型, 对于物料特 性和操作参数已知时预测选别指标、浮选柱的设计放
微泡, 在浮力作用下自由上升, 而矿浆中的矿物颗 粒在重力作用下自由下降, 上升的气泡与下降的矿 粒在捕收区接触碰撞, 疏水性矿粒被捕获, 附着在 气泡上, 从而使气泡矿化。负载有用矿物颗粒的矿 化气泡继续浮升而进入精选区, 并在柱体顶部聚集 形成厚度可达 lm 的矿化泡沫层, 泡沫层被冲洗水 流清洗, 使被夹带而进入泡沫层的脉石颗粒从泡沫 层中脱落, 从而获得更高品位的精矿。尾矿矿浆从 柱底部排出, 整个浮选 柱保持在 ∃ 正偏流 % 条件 下工作。其结构如图 2。
1200、 1600、 2500、 3000、 4000、 4500 系列矿 用微泡柱分选设备, 实现了系列化 [ 8] 。
图 1 旋流 - 静态微泡浮选 柱 表 1 煤用旋流 - 静态微泡柱技 术特征
类型与规格浮
矿浆量 / 泵功率 / 单机配套厂
m 3& h- 1
kW 型 /万 t& a- 1
浮 FCSM C - 1500
纵观几十年国内外浮选柱的研究现状 [ 1- 4 ] , 浮 选柱新的进展总体来说表现在如下几个方面:
( 1) 柱体高度降 低。已由原来 的十几米降至 几米, 大型浮选柱的高径比逐渐减小, 即使大型化
收稿日期: 2006 - 06- 30 作者简介: 刘炯天 ( 1963- ), 男, 河南南 阳人, 教授, 博士 生导 师, 矿物加工重点学科方向带头人, 煤炭 工业专业 技术拔尖 人才。 现任中国矿业大学化工学院院长, 中国煤炭学会选煤专业委员会副 主任委员, 国家环境保护清洁煤炭与矿区生态恢复工程技术中心主 任。电话: ( 0516) 83885878。
摘要: 简要论述了国内外浮选柱技术的研究现状及发展趋势, 指出浮选柱技术是进行微细物料分
选的先进技术, 主要表现为: 柱分选技术成为研究重点; 柱分选设备的研制成绩显著; ! 柱
分选工艺取得重大突破; ∀浮选柱自动控制迈上新台阶; # 柱分选技术应用领域不断拓展。 关键词: 浮选柱; 细粒分选; 设备; 工艺
25
第 5期
选煤技术
2006年 10月 25日
L eeds浮选柱等。 ( 2) 按成泡方式 划分。柱分选 设备可分为空Байду номын сангаас
气分割型、空气射流型、气 - 液混合型等。空气分割 型如 Boutin浮选柱、MTU 充 填介质浮选柱、旋流充 气浮选柱; 空气射流型如 CPT 浮选柱、CCF 浮选柱 等; 气 - 液混合型如射流 浮选柱、FCSM C 旋流 - 静 态微泡浮选柱、W em co - L eeds搅拌式浮选柱、Jam e son浮选柱、M icrocel浮选柱、F lotair浮选柱等。
2 柱分选设备的研究现状
2 1 柱分选设备的分类 目前, 用于矿物分选的浮选柱种类繁多, 结构
多样, 差别主要表现在柱体高度、充气方式、矿化 方式等方面。
( 1) 按柱体高度划分。柱分选设备可 分为矮 柱型、中高柱型和高柱型三种。矮柱型如旋流充气 浮选柱、全泡沫浮选柱、 Jam eson浮选 柱、W em co - L eeds浮选柱等; 中 高柱型如 FCSMC 旋流 - 静 态微 泡浮 选柱、M icrocel 浮选 柱、 FXZ 静 态浮 选 柱、 KYZ 顺流 喷射式浮 选柱等; 高柱 型如 Bou tin 浮选 柱、 CCF 浮选 柱、MTU 充 填 介 质浮 选 柱 和
50~ 60
15
选 FCSM C - 2000 100~ 120 30
柱 FCSM C - 3000 200~ 250 55
<80 15 0 30 0
浮 FCSM C- 3000 ∋ 6000 400~ 500 110
选 FCSM C- 6000 ∋ 6000 800~ 1 000 110 ∋ 2
床 不定规格浮选床
图 3 Jam eson浮选柱
( 4) KY Z 型 [ 10] 顺流喷射浮选柱。利用射流原 理引入空气, 其圆锥形收缩管和喇叭管在空室中间 相联, 当高速水流由圆锥形收缩管流向喇叭管时, 因水流断面逐渐缩小, 在圆锥形收缩管出口处形成 较大流速, 致使该处压强降低至大气压以下, 在空 室中形成负压, 使空气从外部进入到空室中。在分 选槽底部安装有一个反射假底, 其作用是将高速水 流所携带的空气粉碎成气泡, 进而弥散到整个分选 槽。结构如 图 4。该设备 具有产 生的气 泡直 径较 小、空气保有量较高、空气分散比较均匀、结构简 单、操作方便、无运动部件等优点。
的浮选柱的高度也基本上都在 10m 以下; 矿浆在 浮选柱内浮选的时间越来越短; 近年来, 出现了多 种类型的充填介质和介质床层, 解决了充填介质在 碱性矿浆中易堵塞的问题, 改善了柱内矿浆流态的 稳定性以及气泡分散的均匀性等。
( 2) 充气 方式完 善。基 本上都 由上世 纪 60、 70 年代 易堵 塞的 内置 式气 泡发 生 器 发 展为 外 置 式。 当然也有经改进比较先进的内置式, 且其发泡方式 多样, 更为先进合理。有旋涡气泡发生器、文丘里 管气泡发生器、静态在线混合器、高效气动液压型 充气器、美国的 F lo ta ire型气泡发生器、加拿大的 CESL 型气泡发生器、 CPT 公司的 S lam Je t气体分散 器、超声波气溶发泡器、射流气泡发生器和空气喷 射式气泡发生器等。
图 2 CPT 浮选柱
( 3) Jam eson浮选柱。由澳大利亚研制, 其工 作原理是将调好药剂的矿浆用泵经入料管打入下导 管的混合头内, 通过喷嘴形成喷射流而产生一负压 区, 从而吸入空气产生气泡, 矿粒在下导管与气泡 碰撞矿化, 下行流从导管底口排入分离柱内, 矿化 气泡上升到柱体上部的泡沫层, 经冲洗水精选后流 入精矿溜槽, 尾矿则经柱体底部锥口排出。充气搅 混装置是 Jam eson浮选柱的关键部件, 它采用了射 流泵原理, 在把矿浆 压能由喷嘴转 换成动能的同 时, 在密封套管内形成负压, 并由空气导管吸入空 气。经密封套管, 射流卷裹气体进入混合套管, 在 高度紊动流体作用下, 气体被分割成气泡并不断与 矿粒碰 撞粘附, 得到 矿化。分散器 相当于静态叶 轮, 将垂直向下的矿浆沿径向均匀分散, 其结构如 图 3。
( 3) 矿化 方式 多样化, 选 择性 和分 选效率 提 高。已突破传统的逆流碰撞矿化方式, 并把旋流与 管流矿化引入柱式分 选, 形成 多样化的矿化方 式。 机型向着大型化、系列化方向发展, 在给矿和排矿方 式上也有了较大改进, 数学模拟与按比例放大方面 开展的研究越来越深入, 自动控制的程度越来越高。
1 浮选柱技术的发展概况
自上世纪 80年代以来, 浮选柱分选技术取得 了重大突破, 一批新型浮选柱脱颖而出。如国内的 旋流 - 静态微泡浮选柱、喷射式浮选柱、充填浮选 柱以及澳大利亚的 Jam eson浮选柱、加拿大的 CPT 浮选柱、德国的 KHD 浮选柱、美国的 F lo ta ir浮选 柱和 VP I微泡浮选柱等。在处理极细物料方面, 它 们具有常规浮选机所不可比拟的分选效果。在众多 类型的浮选柱中, 旋流 - 静态微泡柱分选设备拥有 我国的自主知识产权 ( 专利号: CN97107091. 1) 并在国内得到广泛应用。
大及浮选过程的控制和优化有着重要意义。已有很 多研究者从不同角度对浮选柱数学模型进行研究 [ 5] , 并建立了初步的数学模型。到目前为止, 有许多问题 尚未解决, 因而还不能从理论出发建立数学模型, 已 提出来的浮选柱数学模型均属经验模型, 这些经验模 型一般分为动力学模型和非动力学模型。
F inch等人首先建立了轴向分散模型, 经过改 进, 目前应用最为广泛, 它根据浮选速率常数和分 散数进行浮选柱的设计放大; Yoon等建立了浮选 速率常数 K 与浮选柱操 作变量的关系, 提出了另 一种放大方法; Goodall用带同位素标记的颗粒研 究了固体颗粒在浮选柱中停留时间分布, 认为带循 环的塞流反应器模型适用于泡沫相; 分散相模型适 用于矿浆中固体的行为, 有死角的混合反应器模型 适用于给矿 区。近几 年, 我国 学者杨彩 云等 [ 6] 利 用流体力学 ( CFD ) 计算软件根据浮选柱内气液流 动的特点, 在气速与气含率的径向分布一致的基础 上, 建立了通用的计算浮选柱内流体流动模型, 简 便且较准确地模拟出了浮选柱内气液的流动状况, 为浮选柱内气体发生器设计以及柱内返混的研究提
第 5期 2006年 10月
选煤技术 COAL PR EPARAT ION TECHNOLOGY
No 5 O ct 2006
文章编号: 1001- 3571 ( 2006) 05- 0025- 04
浮选柱技术的研究现状及发展趋势
刘炯天, 王永田, 曹亦俊, 张海军
( 中国矿业大学 化工学院, 江苏 徐州 221008)
( 3) 按矿化方式 划分。柱分选 设备可分为逆 流 ( 1800 ) 碰 撞 矿化 型、旋 流 ( 900 ) 碰 撞 矿化 型、管流或离心 ( 00 ) 碰撞矿化和 多种矿化组合 型。逆流碰撞矿化型 如全泡沫 浮选柱、 CPT 浮选 柱、 CCF浮选柱等; 旋流碰撞矿化型如旋流充气浮 选柱; 管流或离心碰撞矿化型如 Jam eson 浮选柱、 喷射式浮选柱、射流浮选柱等; 多种矿化组合型如 FCSMC 旋流 - 静态微泡浮选柱。 FCSMC 旋流 - 静 态微泡浮选柱将柱浮选、旋流分离、高度紊流矿化
供了依据和方法。 2 2 2 几种典型浮选柱简介
( 1) 旋流 - 静态微泡柱分 选设备 [7]。由中国 矿业大学研 制, 曾获得 2002年国家技术发 明二等 奖。其主体结构包括柱浮选、旋流分选、管流矿化三 部分, 见图 1。整个设备为柱体, 柱浮选段位于柱体 上部, 它采用逆流碰撞矿化的浮选原理, 在低紊流的 静态分选环境中实现微细物料的分选, 在整个柱分 选方法中起到粗选与精选作用; 旋流分选与柱浮选 呈上、下结构连接, 构成柱分选方法的主体; 旋流分 选包括按密度的重力分离以及在旋流力场背景下的 旋流浮选。旋流浮选不仅提 供了一种高效 矿化方 式, 而且使得浮选粒度下限大大降低, 浮选速度大大 提高。旋流分选以其强回收能力在柱分选过程中起 到扫选柱浮选中矿作用。管流矿化利用射流原理, 通过引入气体及粉碎成泡, 在管流中形成循环中矿 的气 - 固 - 液三相体系并实现了高度紊流矿化。管 流矿化沿切向与旋流分选相连, 形成中矿的循环分 选。该设备具有运行稳定、分选选择性好、效率高、 处理能力大、电耗低、适应性强等特点。在煤炭分选 方面已应用成熟, 突出地表现出了选择性好, 分选下 限低的特点, 设备实现了系列化与产业化, 如表 1所 示。通过 ∃ 十五 %科技攻关, 大型高效矿用柱分选设 备的研制取得巨大成功, 在萤石、白钨、铜矿、磁铁矿 等矿物浮选 方面已 成功实 现工 业化 应用, 开发 了
中图分类号: TD943
文献标识码: B
随着国民经济的发展, ∃ 高开发、低利用、高 排放 % 的粗放型资源 开发模式已逐 步制约了资源 回收率及资源的循环利用率。从长远看, 这必然导 致自然资源匮乏、能源短缺和环境污染, 矿产资源 的开发面临巨大挑战。浮选柱因其对微细物料高选 择性的分选优势, 在浮选技术领域显示出了强大的 生命力, 越来越受到选矿界的重视, 许多国家进行 了大量 研究工作。在 此背景下, 一 批浮选柱新技 术、新设备、新工艺应运而生。柱浮选到柱分选技 术的历史创新、大型高效矿用柱分选设备的成功研 制及高效柱分选工艺的开发应用等, 为柱式矿物分 选展示了良好的前景。
-
-
60 0 120 0
-
第 5期
刘炯天等: 浮选柱技术的研究现状及发展趋势
2006年 10月 25日
( 2) CPT 浮选柱 [ 9 ] 。由加拿大工艺 技术公司 ( CPT ) 研制, 其核心是 它的空气分散系统, 共有 四种类型, 其中最新的是 S lam Jet分散器和 SparJet 分散器。经浮选药剂处理后的矿浆, 从距柱顶部以 下约 1~ 2m 处给入, 在柱底部附近安装有可从柱 体外部拆装检修的气体分散器。气体分散器产生的
有机地结合起来, 形成了完善的矿化反应机制和梯 级优化分选过程, 越来越受到选矿界的重视。 2 2 柱分选设备的研制 2 2 1 浮选柱数学模型、设计放大研究深入
浮选柱的发展必然要走出实验室, 投入到实际工 业生产当中。而研究浮选柱的数学模型, 对于物料特 性和操作参数已知时预测选别指标、浮选柱的设计放
微泡, 在浮力作用下自由上升, 而矿浆中的矿物颗 粒在重力作用下自由下降, 上升的气泡与下降的矿 粒在捕收区接触碰撞, 疏水性矿粒被捕获, 附着在 气泡上, 从而使气泡矿化。负载有用矿物颗粒的矿 化气泡继续浮升而进入精选区, 并在柱体顶部聚集 形成厚度可达 lm 的矿化泡沫层, 泡沫层被冲洗水 流清洗, 使被夹带而进入泡沫层的脉石颗粒从泡沫 层中脱落, 从而获得更高品位的精矿。尾矿矿浆从 柱底部排出, 整个浮选 柱保持在 ∃ 正偏流 % 条件 下工作。其结构如图 2。
1200、 1600、 2500、 3000、 4000、 4500 系列矿 用微泡柱分选设备, 实现了系列化 [ 8] 。
图 1 旋流 - 静态微泡浮选 柱 表 1 煤用旋流 - 静态微泡柱技 术特征
类型与规格浮
矿浆量 / 泵功率 / 单机配套厂
m 3& h- 1
kW 型 /万 t& a- 1
浮 FCSM C - 1500
纵观几十年国内外浮选柱的研究现状 [ 1- 4 ] , 浮 选柱新的进展总体来说表现在如下几个方面:
( 1) 柱体高度降 低。已由原来 的十几米降至 几米, 大型浮选柱的高径比逐渐减小, 即使大型化
收稿日期: 2006 - 06- 30 作者简介: 刘炯天 ( 1963- ), 男, 河南南 阳人, 教授, 博士 生导 师, 矿物加工重点学科方向带头人, 煤炭 工业专业 技术拔尖 人才。 现任中国矿业大学化工学院院长, 中国煤炭学会选煤专业委员会副 主任委员, 国家环境保护清洁煤炭与矿区生态恢复工程技术中心主 任。电话: ( 0516) 83885878。
摘要: 简要论述了国内外浮选柱技术的研究现状及发展趋势, 指出浮选柱技术是进行微细物料分
选的先进技术, 主要表现为: 柱分选技术成为研究重点; 柱分选设备的研制成绩显著; ! 柱
分选工艺取得重大突破; ∀浮选柱自动控制迈上新台阶; # 柱分选技术应用领域不断拓展。 关键词: 浮选柱; 细粒分选; 设备; 工艺
25
第 5期
选煤技术
2006年 10月 25日
L eeds浮选柱等。 ( 2) 按成泡方式 划分。柱分选 设备可分为空Байду номын сангаас
气分割型、空气射流型、气 - 液混合型等。空气分割 型如 Boutin浮选柱、MTU 充 填介质浮选柱、旋流充 气浮选柱; 空气射流型如 CPT 浮选柱、CCF 浮选柱 等; 气 - 液混合型如射流 浮选柱、FCSM C 旋流 - 静 态微泡浮选柱、W em co - L eeds搅拌式浮选柱、Jam e son浮选柱、M icrocel浮选柱、F lotair浮选柱等。
2 柱分选设备的研究现状
2 1 柱分选设备的分类 目前, 用于矿物分选的浮选柱种类繁多, 结构
多样, 差别主要表现在柱体高度、充气方式、矿化 方式等方面。
( 1) 按柱体高度划分。柱分选设备可 分为矮 柱型、中高柱型和高柱型三种。矮柱型如旋流充气 浮选柱、全泡沫浮选柱、 Jam eson浮选 柱、W em co - L eeds浮选柱等; 中 高柱型如 FCSMC 旋流 - 静 态微 泡浮 选柱、M icrocel 浮选 柱、 FXZ 静 态浮 选 柱、 KYZ 顺流 喷射式浮 选柱等; 高柱 型如 Bou tin 浮选 柱、 CCF 浮选 柱、MTU 充 填 介 质浮 选 柱 和
50~ 60
15
选 FCSM C - 2000 100~ 120 30
柱 FCSM C - 3000 200~ 250 55
<80 15 0 30 0
浮 FCSM C- 3000 ∋ 6000 400~ 500 110
选 FCSM C- 6000 ∋ 6000 800~ 1 000 110 ∋ 2
床 不定规格浮选床
图 3 Jam eson浮选柱
( 4) KY Z 型 [ 10] 顺流喷射浮选柱。利用射流原 理引入空气, 其圆锥形收缩管和喇叭管在空室中间 相联, 当高速水流由圆锥形收缩管流向喇叭管时, 因水流断面逐渐缩小, 在圆锥形收缩管出口处形成 较大流速, 致使该处压强降低至大气压以下, 在空 室中形成负压, 使空气从外部进入到空室中。在分 选槽底部安装有一个反射假底, 其作用是将高速水 流所携带的空气粉碎成气泡, 进而弥散到整个分选 槽。结构如 图 4。该设备 具有产 生的气 泡直 径较 小、空气保有量较高、空气分散比较均匀、结构简 单、操作方便、无运动部件等优点。
的浮选柱的高度也基本上都在 10m 以下; 矿浆在 浮选柱内浮选的时间越来越短; 近年来, 出现了多 种类型的充填介质和介质床层, 解决了充填介质在 碱性矿浆中易堵塞的问题, 改善了柱内矿浆流态的 稳定性以及气泡分散的均匀性等。
( 2) 充气 方式完 善。基 本上都 由上世 纪 60、 70 年代 易堵 塞的 内置 式气 泡发 生 器 发 展为 外 置 式。 当然也有经改进比较先进的内置式, 且其发泡方式 多样, 更为先进合理。有旋涡气泡发生器、文丘里 管气泡发生器、静态在线混合器、高效气动液压型 充气器、美国的 F lo ta ire型气泡发生器、加拿大的 CESL 型气泡发生器、 CPT 公司的 S lam Je t气体分散 器、超声波气溶发泡器、射流气泡发生器和空气喷 射式气泡发生器等。
图 2 CPT 浮选柱
( 3) Jam eson浮选柱。由澳大利亚研制, 其工 作原理是将调好药剂的矿浆用泵经入料管打入下导 管的混合头内, 通过喷嘴形成喷射流而产生一负压 区, 从而吸入空气产生气泡, 矿粒在下导管与气泡 碰撞矿化, 下行流从导管底口排入分离柱内, 矿化 气泡上升到柱体上部的泡沫层, 经冲洗水精选后流 入精矿溜槽, 尾矿则经柱体底部锥口排出。充气搅 混装置是 Jam eson浮选柱的关键部件, 它采用了射 流泵原理, 在把矿浆 压能由喷嘴转 换成动能的同 时, 在密封套管内形成负压, 并由空气导管吸入空 气。经密封套管, 射流卷裹气体进入混合套管, 在 高度紊动流体作用下, 气体被分割成气泡并不断与 矿粒碰 撞粘附, 得到 矿化。分散器 相当于静态叶 轮, 将垂直向下的矿浆沿径向均匀分散, 其结构如 图 3。
( 3) 矿化 方式 多样化, 选 择性 和分 选效率 提 高。已突破传统的逆流碰撞矿化方式, 并把旋流与 管流矿化引入柱式分 选, 形成 多样化的矿化方 式。 机型向着大型化、系列化方向发展, 在给矿和排矿方 式上也有了较大改进, 数学模拟与按比例放大方面 开展的研究越来越深入, 自动控制的程度越来越高。
1 浮选柱技术的发展概况
自上世纪 80年代以来, 浮选柱分选技术取得 了重大突破, 一批新型浮选柱脱颖而出。如国内的 旋流 - 静态微泡浮选柱、喷射式浮选柱、充填浮选 柱以及澳大利亚的 Jam eson浮选柱、加拿大的 CPT 浮选柱、德国的 KHD 浮选柱、美国的 F lo ta ir浮选 柱和 VP I微泡浮选柱等。在处理极细物料方面, 它 们具有常规浮选机所不可比拟的分选效果。在众多 类型的浮选柱中, 旋流 - 静态微泡柱分选设备拥有 我国的自主知识产权 ( 专利号: CN97107091. 1) 并在国内得到广泛应用。
大及浮选过程的控制和优化有着重要意义。已有很 多研究者从不同角度对浮选柱数学模型进行研究 [ 5] , 并建立了初步的数学模型。到目前为止, 有许多问题 尚未解决, 因而还不能从理论出发建立数学模型, 已 提出来的浮选柱数学模型均属经验模型, 这些经验模 型一般分为动力学模型和非动力学模型。
F inch等人首先建立了轴向分散模型, 经过改 进, 目前应用最为广泛, 它根据浮选速率常数和分 散数进行浮选柱的设计放大; Yoon等建立了浮选 速率常数 K 与浮选柱操 作变量的关系, 提出了另 一种放大方法; Goodall用带同位素标记的颗粒研 究了固体颗粒在浮选柱中停留时间分布, 认为带循 环的塞流反应器模型适用于泡沫相; 分散相模型适 用于矿浆中固体的行为, 有死角的混合反应器模型 适用于给矿 区。近几 年, 我国 学者杨彩 云等 [ 6] 利 用流体力学 ( CFD ) 计算软件根据浮选柱内气液流 动的特点, 在气速与气含率的径向分布一致的基础 上, 建立了通用的计算浮选柱内流体流动模型, 简 便且较准确地模拟出了浮选柱内气液的流动状况, 为浮选柱内气体发生器设计以及柱内返混的研究提
第 5期 2006年 10月
选煤技术 COAL PR EPARAT ION TECHNOLOGY
No 5 O ct 2006
文章编号: 1001- 3571 ( 2006) 05- 0025- 04
浮选柱技术的研究现状及发展趋势
刘炯天, 王永田, 曹亦俊, 张海军
( 中国矿业大学 化工学院, 江苏 徐州 221008)
( 3) 按矿化方式 划分。柱分选 设备可分为逆 流 ( 1800 ) 碰 撞 矿化 型、旋 流 ( 900 ) 碰 撞 矿化 型、管流或离心 ( 00 ) 碰撞矿化和 多种矿化组合 型。逆流碰撞矿化型 如全泡沫 浮选柱、 CPT 浮选 柱、 CCF浮选柱等; 旋流碰撞矿化型如旋流充气浮 选柱; 管流或离心碰撞矿化型如 Jam eson 浮选柱、 喷射式浮选柱、射流浮选柱等; 多种矿化组合型如 FCSMC 旋流 - 静态微泡浮选柱。 FCSMC 旋流 - 静 态微泡浮选柱将柱浮选、旋流分离、高度紊流矿化