一种湍流与稳流协同流化的粗颗粒浮选设备及方法与流程

技术特征：
1.一种湍流与稳流协同流化的粗颗粒浮选设备，包括浮选柱体，所述浮选柱体的上部内设有原矿给料管(1)，其特征在于：所述浮选柱体内自下至上依次分为尾矿底流槽区(8)、旋流矿化区(6)和静态分离区(5)，所述旋流矿化区(6)的侧壁上设有多个朝内倾斜向上设置，且与所述浮选柱体的内腔连通的水气混合射流管(10)，多个所述水气混合射流管(10)的喷射方向以所述浮选柱体的轴线为中心沿顺时针或逆时针分布，所述旋流矿化区(6)和静态分离区(5)之间设有用于减小水流湍流度的单旋导向稳流件(7)。2.根据权利要求1所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述单旋导向稳流件(7)包括上下贯通的盘体(701)以及呈辐射状设置于盘体(701)内以将所述盘体(701)分隔为多个扇形区的分隔板(702)，每个所述扇形区内通过导向稳流板(703)分隔出若干连通所述旋流矿化区(6)和静态分离区(5)且倾斜布置的导向流道(704)，各个所述扇形区的出水方向以所述浮选柱体的轴线为中心沿顺时针或逆时针分布，并与多个所述水气混合射流管(10)的喷射方向相反。3.根据权利要求2所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述盘体(701)通过四块分隔板(702)分隔为四个扇形区，各个所述扇形区的导向稳流板(703)以所述浮选柱体的轴线为中心沿顺时针或逆时针方向依次与四块所述分隔板(702)垂直连接，所述导向流道(704)与所述浮选柱体的轴线的夹角控制在15
°
～20
°
。4.根据权利要求1所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述旋流矿化区(6)呈上大下小的锥形。5.根据权利要求4所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述旋流矿化区(6)的锥角控制在20
°
～30
°
，所述水气混合射流管(10)的轴线与水平面的夹角控制在10
°
～15
°
，第一切线与第一投影线的夹角控制在55
°
～65
°
；其中，所述水平面是指与所述旋流矿化区(6)的轴线垂直的平面，第一投影线是指所述水气混合射流管(10)的轴线在所述水平面上的投影，所述第一切线是指过第一交点且与所述旋流矿化区(6)在所述水平面上的投影的外圆轮廓线相切的切线，所述第一交点是指所述第一投影线与所述外圆轮廓线的交点。6.根据权利要求1
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5任一项所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述原矿给料管(1)的底端连接有原矿给料分配器(2)。7.根据权利要求1
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5任一项所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述浮选柱体的顶部设有精矿溢流槽(3)，所述精矿溢流槽(3)上设有精矿排料管(4)。8.根据权利要求1
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5任一项所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：所述尾矿底流槽区(8)呈倒锥形，所述尾矿底流槽区(8)的底部设有尾矿排料管(9)，所述尾矿排料管(9)上设有排矿电磁阀(11)，所述尾矿底流槽中设有压力传感器(12)，所述压力传感器(12)和排矿电磁阀(11)均与所述压力传感控制箱(13)连接。9.根据权利要求1
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5任一项所述的粗颗粒浮选设备，其特征在于：还包括水气混合空化成泡系统，所述水气混合空化成泡系统包括供水部分、供气部分和水气混合发泡器(14)；所述供水部分包括由水管依次连接的储水箱(21)、进水球阀(22)、供水变频泵(23)和液体流量计(24)，所述供气部分包括由气管依次连接的空压机(20)、进气阀(19)、储气罐(18)、气体流量调节阀(17)、气体流量计(16)和压力表(15)；所述水管和气管均与所述水气混合发泡器(14)连通，所述水气混合发泡器(14)与水气
混合环管(25)连通，多个所述水气混合射流管(10)均布在所述水气混合环管(25)的内环侧上，并与所述水气混合环管(25)连通。10.一种湍流与稳流协同流化的粗颗粒浮选方法，使用权利要求1
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9任一项所述的粗颗粒浮选设备进行浮选，其特征在于，包括：具有一定流速和压力的富含气泡的水流通过水气混合射流管(10)，呈旋涡湍流状给入至浮选柱体的旋流矿化区(6)中形成旋流离心力场，水流经单旋导向稳流件(7)减小湍流度后，在浮选柱体的静态分离区(5)内形成均匀上升水流；待水和气泡充满浮选柱体并稳定后，矿化并混合均匀的原矿矿浆从原矿给料管(1)给入至浮选柱体中，并沿浮选柱体整个断面缓缓下降，逐渐在浮选柱体内形成矿物颗粒床层；由上而下的原矿矿浆继续下行至旋流矿化区(6)，在旋流离心力场作用下，产生强湍流作用，使矿浆中的颗粒与气泡之间产生高效碰撞并粘附后形成气固液三相矿浆体，由下而上的气泡和上升水流通过单旋导向稳流件(7)后，在浮选柱体的静态分离区(5)内形成稳定的气液复合流态化床层，在气液复合流态化床层中粗矿物颗粒与气泡和上升水流作用，最终目的矿物经气泡的浮力和上升水流的垂直升力不断上升进而溢出浮选柱体成为精矿，而脉石矿物在浮选柱体内下沉并最终经过尾矿底流槽区(8)排出成为尾矿。

技术总结
本发明为一种湍流与稳流协同流化的粗颗粒浮选设备及方法，公开了一种旋流与阻尼耦合流化的粗颗粒浮选设备及浮选方法，旨在解决现有浮选设备粗颗粒浮选效果差的问题。为此，本申请提供的粗颗粒浮选设备，包括浮选柱体，所述浮选柱体的上部内设有原矿给料管，所述浮选柱体内自下至上依次分为尾矿底流槽区、旋流矿化区和静态分离区，所述旋流矿化区的侧壁上设有多个朝内倾斜向上设置，且与所述浮选柱体的内腔连通的水气混合射流管，多个所述水气混合射流管的喷射方向以所述浮选柱体的轴线为中心沿顺时针或逆时针分布，所述旋流矿化区和静态分离区之间设有用于减小水流湍流度的单旋导向稳流件。导向稳流件。导向稳流件。


技术研发人员：韩海生 彭建 孙伟 肖遥 胡岳华
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021/10/14