大型静态旋流微泡浮选柱的论述及优化设计

大型静态旋流微泡浮选柱的论述及优化设计

李刚

山东莱芜煤矿机械有限公司， 山东莱芜  271100

摘要：本文论述了现有浮选柱在运行过程中存在的问题及不足；根据存在的问题，提出优化设计方案，并介绍了优化设计方案的性能特点，实践证明，优化后的浮选柱具有一定的优越性，具有一定的推广应用价值。

关键词：浮选柱；存在问题；优化方案；特点；价值

1 引言

浮选柱在选煤厂是常用的浮选设备，在运行过程中，用户反馈结构还存在一些问题，影响浮选效果。本文论述了现有浮选柱在运行过程中存在的问题及不足；根据存在的问题，提出优化设计方案，并介绍了优化设计方案的性能特点，实践证明，优化后的浮选柱具有一定的优越性，具有一定的推广应用价值。

2 现有浮选柱存在的问题及不足

2.1处理量小

目前选煤厂通常采用的是直径5000mm或直径5000mm之下的浮选柱，处理量一般在600-700m³，适用于中型选煤厂，对于大型选煤厂，需要选型多台，存在占地面积大、投资大，操作不方面等，对于大型浮选柱的需求越来越高，研发大型浮选柱势在必行。

2.2 入料动能大、在柱体截面上分料不均匀，影响浮选效果。

目前浮选柱常用的入料预处理方案为：矿浆预处理器和在柱体外壁的一个半入料环，从入料环的两端开口入料，只有两端孔入料，入料不均匀，与上升的矿浆逆流碰撞效果不好，精矿回收率低。

2.3 存在底部尾矿管堵管问题及底部尾矿“死区”问题。

由于粗颗粒的进入柱体底部，重力的作用，很难从尾矿箱排出，在底部淤积，堵塞底部尾矿管，淤积后底部存在“死区”问题。

3 静态旋流微泡浮选柱优化设计方案

3.1  研发直径5500mm的大型静态旋流微泡浮选柱，满足大型选煤厂的需要

主要技术规格见下表：

3.2 研究一种新型浮选入料装置，提高浮选效果

3.2.1 新型浮选入料装置如图1：

1—矿浆准备器，2—矿浆入料钢管，3—外部半环，4—内侧上环，5—内侧下环，6—中间布料槽。

图1 新型浮选入料装置

3.2.2 新型浮选入料装置的结构

新型浮选入料装置由矿浆准备器、矿浆入料钢管、外部半环、内侧上环、内侧下环、中间布料槽组成；外部半环安装在柱体外壁上，且两端部在柱体壁上设有两个入口；内侧上环安装在外部半环的中心线的下部与柱体内壁连接，内侧上环的底板上设有多个矩形出料口；内侧下环安装在内侧上环的下方与柱体内壁连接，内侧下环的内侧板上设有多个出料口；中间布料槽“十”字型布置，中间布料槽的端头与内侧下环的内侧板连接且正对出料口。

3.2.3 优势特点效果

1）外部半环、内侧上环的主要作用，改变流体方向，消耗矿浆动能，延长被选矿浆矿化时间，提高矿化效果。

2）通过内侧下环内侧板上的矩形孔使矿浆像瀑布一样均匀分布在柱体截面上，浮选效果好。

3）中间布料槽在柱体中央的部分为半圆弧，其上布置数个孔，将矿浆均匀的输送至柱体中央，进一步提高精矿回收率。

3.3 研究尾矿旋流装置，解决底部尾矿管淤积问题

3.3.1 尾矿旋流装置如图2

1—机体，2—上部锥筒，3—中间部锥筒，4—下部锥筒，5—中部矿浆入料管，

6—底部正锥，7—尾矿排出管，8—尾矿排出桶

图2尾矿旋流装置

3.3.2 尾矿旋流装置的结构

尾矿旋流装置由机体、上部锥筒、中间部锥筒、下部锥筒、中部矿浆入料管、底部正锥、尾矿排出管、尾矿排出桶组成。

3.3.3 优势特点效果

1）上部锥筒的主要作用是提高了旋流浮选效果好，浮选精矿回收率高。

2）中部矿浆入料管，切向入料，提高了旋流力场和分选效率。

3）在底部正锥上形成旋流力场，解决尾矿淤积问题。

4）尾矿旋流装置主要效果：旋流力场大，解决底部淤积问题。

4 优化设计方案的性能特点

4.1 开发设计了国内直径最大、处理量最大（处理干矿量60t/h，处理矿浆量 750-850m³/h）的大型静态旋流微泡浮选柱，现已投入工业生产，缓解了大型选煤厂浮选设备占地面积与处理量的矛盾，减少了浮选设备选型数量，适应了选煤厂节能、高效、环保发展。
4.2 创新研究了大直径浮选柱新型入料装置，采用侧壁入料与中间入料相结合的方式，能够实现原矿矿化和静态分离浮选，分选后精矿灰分≤8% ，工业生产现场数据稳定。
4.3 创新研究了大直径浮选柱尾矿旋流装置、中矿旋流排出装置，解决底部尾矿淤积问题及底部尾矿管堵管问题，提高浮选效果，工业生产现场无尾矿排出堵塞的现象。

4.4 创新研究了一种大型浮选柱中矿双旋流装置，针对大直径浮选柱存在旋流力场弱且不均匀、中间“开锅”等问题，优化设计柱体底部旋流装置，增强旋流力场，提高旋流浮选效果，工业生产现场无浮选精矿“开锅”的现象。

4.5 实现浮选系统智能化、自动化运行。

5 社会效益和社会价值

大型静态旋流微泡浮选柱充分消化和吸收国内外同类产品先进技术的基础上，通过大量的实验室试验及现场多次工业性试验，大胆创新、浮选效率高、能耗低、处理量大、精矿回收率高，广泛应用在尾煤浮选、粉煤灰浮选及石墨浮选；可给选煤厂、选矿厂带来可观的经济效益和社会效益。

参考文献：

［1］张强，浮选柱的新发展[J]，国外金属矿选矿，1991，(9)：1～14。

［2］张文军，旋流微泡浮选柱中的旋流离心力场强化分选[J]，矿业研究与开发，2000(12)：23～25。

［3］赵跃明，煤炭资源综合利用手册[M]，北京：科学出版社，2004。

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