浮選柱

浮選柱，是將壓縮空氣透過多孔介質（充氣器）對礦漿進行充氣和攪拌的充氣式浮選機，有微泡逆流浮選柱和微泡射流浮選柱等類型。

基本介紹

• 中文名：浮選柱
• 外文名：flotation column
• 類型：微泡逆流型、微泡射流型
• 優點：結構簡單
• 缺點：易結垢堵塞
• 結構組成：浮選段、旋流段和微泡發生器

結構

該機的主體結構通常是由浮選段、旋流段和微泡發生器三部分組成。

工作原理

板式浮選柱其斷面形狀有圓形、方形或上方下圓形。礦漿由上部給礦管給入，均勻地流入浮選柱內。壓縮空氣是經柱體下端的充氣室通過豎置的空氣管充入柱內。形成的大量細小氣泡均勻地分布在整個斷面上，礦漿在重力作用下緩緩下降，氣泡由下往上緩緩升起，與礦漿中所要選取的有用礦物在柱中不斷相遇。在對流運動中由於藥劑的作用，所要選取的礦物便附著於升起的氣泡表面上，在柱體上部形成礦化泡沫層，由刮板刮入或自溢到精礦槽中，其餘礦物（一般是脈石或非選礦物）則從柱體下部錐底的尾礦管排出。

浮選柱

還有一種自溢式浮選柱。 自溢式浮選柱是由上體、中間圓筒和下體組成，整個柱體為圓形。浮選柱中的給礦管有多種深度，其給礦點數 目視柱徑大小而異，分為三、四和八點。浮選柱的充氣是由風源經柱體下端的風室通過風管進入豎置的微孔塑膠空氣管。

工作過程

旋流段和入料點之間的捕收礦化區，入料點與溢流口之間的泡沫精選區。在浮選段，頂部設有沖水裝置（根據現場需要）和泡沫精礦收集槽。給礦管位於柱高約2/3 處，分選最終尾礦從旋流器底流口排出。微泡發生器位於柱體外部，沿切線方向與旋流段相銜接。微泡發生器上設有空氣吸入管。

微泡發生器是該浮選柱實現分選的關鍵部件。它利用循環礦漿加壓噴射吸入空氣、混合起泡劑和粉碎氣泡，並通過壓力釋放析出大量微泡，然後沿切線進入旋流段。微泡發生器在產生合適氣泡的同時，也為旋流段提供了旋流力場。

含氣、固、液三相的循環礦漿沿切線高速進入旋流段以後，在離心力和浮力的同時作用下，在旋流段做旋流運動，氣泡和已礦化的氣絮團向旋流中心運動，並迅速進入浮選段。氣泡與從上部給入的礦漿反向碰撞礦化，增加了接觸和粘附的幾率，實現了浮選段的分選。旋流段的主要作用是掃選，回收浮選段尚未分選的精煤顆粒，以提高精煤回收率。氣泡在柱體內上升礦化並不斷受到清洗，清除夾帶的高灰物，上部較厚的泡沫層以及沖洗水的噴淋作用使精礦的品位大大提高。

特點

優點

浮選柱與浮選機相比有其自身優點：結構簡單，占地面積小；無機械運動部件，安全節能；浮選動力學穩定，氣泡相對較小，分布更為均勻，氣泡-顆粒浮選界面充足，富集比大、回收率高、適合於微細粒級礦物的選別並且易於實現自動化控制和大型化；浮選速度快，可簡化浮選流程，有效降低浮選作業次數。

除上述優點以外，浮選柱與浮選機相比還具有其自身局限性：設備高度大，沖洗水增加了設備運行成本；不適合粗顆粒礦物的選別，粗顆粒與氣泡接觸幾率小；解離不充分的礦物難以發揮浮選柱提高精礦品位的優越性，常以損失回收率為代價達到提高精礦品位的目的；對化學性質反應敏感、黏度大的礦漿會導致細粒脈石長時間在柱內停留，從而惡化選別效果；主要套用於精選作業，在粗選作業中使用效果不夠理想。

缺點

浮選柱的特點是結構簡單，能耗低、占地面積小，操作控制容易，適用於處理微細粒礦物。但充氣器易結垢堵塞，礦漿在柱體內易上下翻騰以及對各類礦石的適應性不強。20世紀80年代以後，許多國家都加強了對浮選柱的研究工作，出現了一批比較新穎的的浮選柱，如柱內充以波浪板迭置成的介質床層，分層處於“靜態”條件，泡沫層穩定且不用專門的發泡器的充填介質浮選柱；在柱底採用電解發泡方式產生微泡的電浮選柱；在給料下方柱周加線圈，使柱軸向產生縱向磁場，有利於礦漿充分分散的磁浮選柱；內置多孔介質柱體，重選作用和浮選作用相結合，強化浮選效應的的旋流充氣浮選柱；柱體高度低、給料與空氣預先混合給入，礦化好，浮選速度快的詹姆森（Jameson）浮選柱等。工業上套用的浮選柱最大直徑已達5.6m，高12m。

因此，工業生產中套用好壞主要取決於充氣器的套用是否成功。此外浮選柱柱體較高，欲使礦漿自流，則配置複雜，高差損失大，因而常需另設礦漿提升裝置。

安裝調試

（1）安裝時注意水平校準，保證精礦溢流堰周邊水平及整個柱體垂直度。

（2）注意所有外聯管子方位，先核定然後開口連線。

（3）柱內介質板現場設計安裝。

（4）微泡發生器各管均沿柱體均勻布設，注意協調與美觀。

（5）尾礦箱先簡單固定，待調試完成後最終固定。

（6）設備自帶泡沫收集槽，但須設操作規程平台。

操作與維護

（1）捕收劑加入攪拌桶（池），起泡劑進入循環泵吸管，由循環泵乳化。

（2）一般情況下，全部微泡發生器同時工作。不要同時關閉相鄰的數個微泡發生器，以免影響氣泡分布，降低設備處理能力和效率。

（3）注意檢查每個微泡發生器進氣情況，發現故障及時關閉閥門修理。

（4）沖洗水儘量少用或不用。

（5）形成定期清理介質板制度。

（6）其他同一般浮選機操作。

影響正常工作因素

起泡劑用量

由浮選柱的工作原理可知，氣泡直徑越小，對微細粒煤的浮選效果越好。起泡劑能夠促使空氣在礦漿中分散為小氣泡，並且防止氣泡兼併，提高了氣泡的穩定性，還能延長氣泡在柱體內的停留時間，使得氣泡與礦粒的碰撞機率增加，提高了分選效果。但起泡劑用量過大，易造成機械夾帶，增加精煤灰分。因此，起泡劑用量並非越多越好，存在一個最佳值，超過這個用量，則不能形成穩定的泡沫層。

循環壓力

循環壓力是浮選柱工作的能量來源，為浮選柱精選和掃選煤泥提供動力支持。它決定了氣泡發生器的充氣速率以及柱體內旋流力場的強度，影響分選效果。循環壓力增大，氣泡發生器的充氣速率增大，單位時間礦漿內的氣泡數量增加，礦粒與氣泡的碰撞機率增加，從而精煤的回收率也增加。但是，氣泡數量增加會導致無用礦物機械夾帶，提高精煤灰分。循循環壓力增大，柱體內旋流力場的強度增大，礦物所受離心力場也增大，使得氣固絮團由旋流中心快速上升到浮選區，而未被礦化的礦物在離心力場的作用下向下運動，由底流口排出。為保證柱體內部能達到有效的分選環境，循環壓力不能過小，否則達不到對礦物的有效分選。

入料濃度

入料濃度是影響浮選柱有效分選的指標之一。眾所周知，濃度越大，單位體積礦漿中所含礦物顆粒越多，從而減小氣泡兼併，降低柱體內氣泡上浮速度，增加礦粒與氣泡的碰撞機率，但同時也容易引起機械夾帶，提高精煤灰分。入料濃度對分選性能的影響見表3。如果礦漿濃度過低，單位體積礦漿中礦物顆粒較少，浮選柱單位時間處理量減小。從現場經驗來看，浮選柱的入料濃度不宜過高，以80 g/L左右為最佳。

柱體高度

浮選柱的柱體高度不僅關係到選煤廠廠房的基建投資，浮選柱本身的造價，同時也影響到礦粒在柱體內的停留時間，對分選效果尤其是精礦回收率有直接影響。一般來說，煤的可浮性越差，在柱體內的停留時間越長，所需柱體高度越高。但當柱體過高時，由於氣泡的承載能力有限，造成煤粒與氣泡的脫落，降低精煤回收率。另有國外研究表明，增加柱體高度並不能帶來回收率的增加，回收率是由充氣與氣泡特性所決定的，可見柱體高度有一個最佳範圍

泡沫層厚度與沖洗水量

泡沫層的增加可使泡沫二次富集作用加強，提高浮選選擇性。然而浮選柱高度一定時，泡沫層厚度的增加導致捕集區高度減小，降低回收率。當泡沫層厚度太大時，容易引起泡沫底層精煤溢出受阻，逐漸使整個泡沫床層被壓死，入料從尾礦排出，浮選柱不能正常工作。在泡沫區增加沖洗水，有強化泡沫二次富集作用，減少精煤中的高灰細泥量，降低精煤灰分。