旋流-静态微泡浮选柱的应用及研究进展.pdf

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1、第4期矿产综合利用No．42016年8月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesAug．2016旋流一静态微泡浮选柱的应用及研究进展赵敏捷，方建军，李国栋，张琳，张铁民(1．昆明理工大学国土资源工程学院，省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，云南昆明6513093；2．湖北大江环保科技股份有限公司，湖北黄石435005)摘要：简要介绍了旋流一静态微泡浮选柱的结构、浮选原理及优缺点，针对该设备的研究进展，从理论研究、计算机模拟及自动化、结构优化研究、机柱联合四个方面进行综述，同时分别总结了该设备在金属矿选矿、选煤及非金属矿选矿中的应用

2、情况。指出该设备未来的几个研究方向，同时指出该设备将更广泛地应用于选矿业。关键词：旋流一静态微泡浮选柱；浮选；微细粒doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2016．04．002中图分类号：TD989文献标志码：A文章编号：1000—6532(2016)04—0006—05我国矿产资源丰富，种类多，但矿产分布不均淋装置和精矿收集槽，在柱体2／3高度处布置给矿衡，人均占有量低。许多矿物的嵌布粒度越来越细，管，最底部设计尾矿排矿装置。其余部分由自动控传统的分选设备无法进行有效的回收。选煤工业制装置、支架等组成，设备主要结构见图1。喷淋装置中，很多微细粒煤得不到有效分选，

3、煤泥利用率低—町精矿收集槽下。因此亟待开发适合微细粒矿物和煤泥的新型高效分选设备，旋流一静态微泡浮选柱(简称FCSMC)柱应运而生。该设备是由中国矿业大学刘炯天院士牵浮选头，根据我国的煤质特征研发的具有自主知识产权段泡发生器的高效分选设备，目前不仅在煤炭浮选工业生产中得到了很好的应用，而且已经广泛应用在钼、钨、铁、旋金、铜、铝等金属矿选矿中J。文章主要针对旋流一流段静态微泡浮选柱的设备研究现状以及在煤炭分选和工萋f金属矿选矿中的应用展开综述。尾矿1旋流一静态微泡浮选柱图1旋流一静态微泡浮选柱Fig．1Cyclonicstaticmicrobubbleflotationcolumn1．

4、1设备结构1．2分选原理旋流一静态微泡浮选柱分为柱浮选段、旋流段、矿浆给人柱浮选段，与旋流段上浮的气泡碰撞管流矿化段三大部分J。设备主体呈柱形，由上至进行一次浮选。柱浮选尾矿进人下部旋流段，通过下分别为柱浮选段、旋流分选段，管流矿化段由旋流旋流富集，分选出尾矿和中矿。尾矿由底部排矿口段下部引出，管路间设置一个气泡发生器，再沿切向排出，中矿进入管流矿化段。由泵加压喷射形成倒与旋流分选段上部连接。设备顶部设计有冲洗水喷收稿日期：2015—11一o4基金项目：国家自然科学基金项目(51364017)资助作者简介：赵敏捷(1991一)，男，在读硕士研究生，主要从事浮选理论与工艺等方面的研究通

5、讯作者：方建军(1968一)，男，副教授，主要从事资源综合利用及浮选理论与工艺等研究。第4期赵敏捷等：旋流一静态微泡浮选柱的应用及研究进展‘7·吸力，进入的空气被粉碎形成微泡，同矿粒发生碰备的生产检测及调整，大大节省了人力物力。王铖撞，经二次矿化过程后沿旋流段切向打人，形成旋健利用CFD多相流欧拉模型，研究了一种通过在流，中矿得到了再次分选。负载矿粒的泡沫升浮至管流段内安装三角翼形涡流发生器来强化其中气泡液面，气泡经喷淋水冲洗，微细脉石或矸石脱落，矿一颗粒碰撞概率的方法，并结合浮选动力学相关研物得到再一次富集，浮选精矿落人精矿槽排出。究成果，解释了其强化碰撞的作用机理。对不同布1．3

6、优缺点置涡流发生器的管流段内气、液、固三相流动进行数旋流一静态微泡浮选柱是一种新型高效微细粒值计算，得到了管流段内湍动能、湍动能耗散、速度逆流式浮选柱，兼具传统浮选柱和旋流器的分选优和压力分布，然后对顺排、差排布置中前后两排涡流势j。具有以下优点：发生器的间距进行优化。基于数值模拟的结果，在(1)浮选与离心分选的有机结合，强化了分选确定了涡流发生器的结构和布置方案之后，进行分效果，分选效率高。选实验，试验结果表明：四种管流结构下可燃体回收(2)两次分选加上喷淋水的富集作用，精矿品率有了明显提高，强化了煤泥浮选效果。位高。闫小康¨叫对旋流一静态微泡浮选柱的清水一气(3)中矿得到两次矿化

7、，矿化作用强，选择性泡流场建立了两相流体动力学模型，实现了多流态好，产品的回收率高。的过程模拟。从宏观过程流动和微观湍流能量两方(4)设备同浮选机相比没有旋转叶轮，设备运面具体地刻画了旋流一静态微泡浮选柱的分选过动部件少，省去大量能耗。程，从理论上构建了柱式多流态梯级强化分选机制。(5)柱体设计科学合理，简化了生产流程，操作翟爱峰，刘炯天首次设计出了多旋流分选结构简便，保养成本低，易检修维护。浮选柱模型，利用FLUENT软件对该设备分选单元(6)独特的气泡