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浮选设备
浮选设备是实现泡沫浮选工艺、将目的矿物从矿石中选别出来的机械设备,世界范围内有近20亿吨矿石是经过泡沫浮选工艺来处理。据粗略统计,有色金属矿物的回收约90%是用浮选法,在黑色金属矿物选别领域占有50%的比重。
浮选设备适用于分离有色金属、黑色金属、贵金属、非金属矿物和化工原料、回收有用矿物,主要用于选别铜、锌、铅、缐、金等有色金属,也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选。
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。
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。
浮选设备自20世纪初装备选矿厂以来,经过近100年的发展,无论是按比例放大理论、浮选动力学理论还是结构类型设计,都有较大发展。代表国际上浮选设备研究开发和应用水平较高的有美国FLSmidth公司、芬兰的OutoTec公司、瑞典的Metso公司和俄罗斯国立有色金属研究院,我国的北京矿冶研究总院(BGRIMM)。具有代表性的产品包括:芬兰OK—TankCell型浮选机,美国的Wemco型浮选机和Dorr—Oliver型浮选机,瑞典Mesto公司RSC(Reactor Cell System)型浮选机,以及我国BGRIMM系列浮选机,俄罗斯的西格玛Ⅱ型浮选机等。浮选设备的应用领域不断扩大,从矿物分选到工业废水处理、油田污水处理、废纸脱墨,微生物浮选分离等。
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。
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。
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。
浮选机主要由承浆槽、搅拌装置、充气装置、排出矿化气泡装置、电动机等组成。
(1)承浆槽:它有进浆口,以及调节矿浆面的闸门装置,它主要由用钢板焊成的槽体和钢板与园钢焊成的闸门组成。
(2)搅拌装置:它用于搅拌矿浆,防止矿砂在槽体沉淀,它主要由皮带轮、叶轮、垂直轴等组成,叶轮是由耐磨橡胶制成的。
(3)充气装置:它由导管进气管组成,当叶轮旋转时,叶轮腔中产生负压,将空气通过中空的泵管吸入,并弥散在矿浆中形成气泡群,这种带有大量气泡的矿浆由叶轮的旋转力而被很快的抛向定子,进一步使矿浆中的气泡细化,及消除浮选槽中矿浆流的旋转运动,造成大量垂直上升的微泡,为浮选过程提供必要的条件。
(4)排除矿化气泡装置:它是将浮在槽面上的泡沫刮出,主要由电机带动减速器,减速器带动刮板组成。
将磨碎的矿石,在磨碎时或磨碎后加水及必要的药剂经搅拌槽调成矿浆后,注入开始搅拌的矿浆槽,向矿浆中导入空气,使其形成大量气泡,一些不易被水湿润的,即一般称作疏水性的矿物粒子附着于气泡上,并与气泡一起浮到矿浆表面,形成矿化气泡层,另一些容易被水湿润的,即一般称做亲水性的矿物粒子不附着于气泡上,而留在矿浆中,将含有特定矿物的矿化气泡排出,从而达到选矿的目的。