kyz型浮選柱機理研究

1、· 2 0有 色金屬( 選礦部 分)2 0 0 2年第 l 期 K Y Z型浮選柱機理研究 蘆 世 杰摘 要 ： 簡要總結了浮選設備的發(fā)展和研究現(xiàn)狀， 根據(jù)射流理論提出了一種新型的向下順流噴射型浮選柱 文中就兩相( 空氣 一清水 ) 流情況在試驗 裝置 卜 進行 r 測 試 ． 研究 丁充氣量 、 空氣保有量 、 氣泡K 寸 、 分散 度和浮選柱結 構 、 運行 變量之間 的關系 關鍵詞 ： 順流； 噴射； 浮選柱； 流體動力

2、學 中囤分 類號 ： T D 4 5 6文 獻標 識謁 ： A文章編號 ： 0 5 1 33 4 2 4 ( 2 0 ~ 1 2 ) 0 1 — 0 0 2 00 4由于社會的進 步和經(jīng)濟的高速發(fā)展 ， 對原材料 的需求 日盞增長。雖然新材料不 斷出現(xiàn) ， 但是對金 屬礦物( 包括黑色和有色金屬) 和非金屬礦物的需求 仍 ·掂著主導地位。在所有礦物加工方法 中， 浮選 由于其分選效率高、 適 用范 圍廣受 到 了世界各國的 高

3、窿重視 ， 浮選設備 的研究也呈現(xiàn) 出百花齊放的局 面。浮選設備發(fā)展至今 已有上百年的歷史 、 種類繁 多 按有無攪拌作用可分為攪拌式浮選機和無攪拌 式浮選機 浮選柱作 為無攪拌式 浮選設備的代表 ，由 _ 『 其選別指標高、 占地面積小 、 生產(chǎn)成本低等顯著 優(yōu)點而受到各國研究人員和生產(chǎn)使用單位的青 睞。浮選柱的研究最早開始于 1 9 1 9年 ， 2 0世紀 6 0年代 中期加拿大的研究人員開始在逆流柱中進行浮選的 研究 ， 紿礦由

4、上部 給人， 浮選尾礦從柱下端排 出， 礦 漿和空氣的逆流降低 了氣泡群上升 的速度 ， 增加了 氣泡的滯 留時間， 提高 了空氣利用率 和設備 的單位 處理能力。但是由于空氣需要由外部給人且充氣裝 置經(jīng)常存在堵塞問題 ， 故逆流式浮選柱的應用 推廣 也受到一定限制。順流型浮選柱利用射流作用引入空氣 ， 其結構 簡單且選別效率高于傳統(tǒng)逆流浮選柱 ， 礦漿和氣泡 嘣向流動 ， 迫使氣泡克服浮力向下運動 ， 為氣泡和礦 漿接觸創(chuàng)造理想的條件

5、 。由于順流浮選柱相對于逆 流型浮選柱具有容易操作 、 生產(chǎn)效率高等優(yōu)點 ， 國際上紛紛 加 緊了對其工作 原理 和選別性 能的研究 。J a m m e r 1 提出了可控制空氣流速 的向下順流浮選柱 ，其泡沫層 高度對選別性能影響較大。流體動力學參 數(shù)如空氣保有量、 空氣消耗量及泡 沫層高度決定 了順流型浮選柱的選別性能 ， 上 述參數(shù)既相互影響， 同時又受到浮選柱結構及運行參數(shù)的影響。本文中提出了 · 種 向下順流噴射型

6、浮選柱并對 其進行 了流體動力學研究。1工作原理及結構設計 向下順 流噴射型浮選 柱利用射 流作 用引人空 氣 ， 工作原理如圖 l 所示 。圓錐形收縮管 A和喇叭 管 B在空室 K中間相連 接。當高速水流 由 A管流 向B管時 ， 由于水流斷面逐 漸縮小 ， 在 A管 出L 1 處 形成較大流速 ， 致使該處壓強降低 至大氣壓強 以下 ( 即形成真空) ， 這樣水池 中的水就 被吸人到空室 K中來 ， 水的上升高度即是卒章中形成的負壓

7、。出 口 圖 l 射 流作 用原 理 Fi g ． 1Pr i n c i p l ed i a g r a m o fs t r e a m i n j e c t i o n由于水斷面 1 —1 及 2 — 2 之 間的流體能量損失 較小 ， 由伯努利方程 可得空室 K中的真空度 h為：h=(一P 1 ) ／ - ／ 一1 6 q ( 1 ／ 1 3 2 4 — 1 ／ D1 4 ) ／ 2( 1 )式 中 ： h一空 室 K

8、 中的真 空度 收稿 掃期： 2 0 0 1 — 0 8 —1 6作者簡介 ： 盧世 態(tài)( 1 9 7 2 一) ， 男 ， 河北景縣人， 北 京礦 冶研究總院工程師 ． 北京 ． 1 0 0 0 4 4維普資訊 http://www.cqvip.com · 2 2有 色 金屬( 選礦部 分)2 0 0 2 年第 1 期 圖 3 充氣 ■測量 點布 置 圖 1 一直徑 為 2 7 0 m m的 圓周 ；! 一直徑為 1 5 ~

9、 r r a n 的圓周； 3 一直徑 為 8 【 h 珊1 的 圓周 F i g ． 3M e a s u r i n gp o i n t so fa i rc h a r g i n gr a t e3 結 果 及 討 論 31 充氣 量 由圖 4可知， 當清水流量增大或下導管底端高 度減小時 ， 充氣量隨之增大 其原因為： 當流量增大 時 ， 流速增大 ， 所攜帶的由下導管進入分選槽的空氣 量增加 ， 從而造成充氣量增大； 至于

10、下導管底部距假 底的高度對充氣量有影響 ， 其原 因可參見圖 5 。404 ． 55 ． 0藏量 ， ( ml r I )圖 4 不同高度下清水流量和充氣■的關系F i g ． 4R e l a t i o n s h i pb e t we e nt h ewa t e r —f lu xa n da i rc h a r g i n gr a t ea tt h ed i f f e r e n th e i g h t當下導管底部

11、距反射假底高度減小時， 由下導 管噴射而出的高速水 一 氣 流運動距離較短 ， 經(jīng)假底 反射后 ， 形成的流線如圖 5 所示， 所形成的較強回流 叉進一步拖曳 、 推動空氣 向下運 動進人到分選槽 的清水中， 從而造成 了充氣量增加； 反之 ， 當下導管底 端高度增大時， 下導管出 口的高速水 一氣流在清水 中運動距離較長 ， 遇到了較大的阻力， 同時也使得空 氣向下運動的阻力較大， 造成吸氣量下降。與普通 白吸氣式 浮選機相 比較 ，

12、 向下順 流噴射 型浮選柱的充氣量相對較 小 ， 這是 由于下導管直徑 與分選槽直徑之 比較小的原因所致。下導管 圖 5 下導管反射假底區(qū)域的流線 圖F i g．5S t r e aml i n ei nt h e a r e ao fd o wnp i p ea n dr e f l e c tf a l s et 0 o t t o m 3 ． 2 氣泡直徑及分選槽 內(nèi)的空氣保有量 試驗過程中我們對氣泡直徑及分選槽 內(nèi)的空氣 含

13、量用 比較法進行測定 ， 試驗 中觀察到 ， 當清水流量 為 33 ～4 ． 0／ h時， 氣泡直徑大部分在 1 ～2 i r u m；流量增加至 5 ． 0 ～5 ． 8 mS ／ h時 ， 氣泡直徑有 變大 的 趨勢 ( 大 部 分在 2 ～3 n ml ； 另有 個 別氣 泡 直 徑 在 l O i r m l 以上) ， 這是由于進入到分選槽 中的空氣 量增 大所致 。向下順流浮選柱的清水中的空氣保有量 比普通 機械浮選機高 ，

14、 這是由于前者形成的氣泡直徑小 ， 氣 泡在水中上升速度小 ， 從而使得分選 槽內(nèi)的空氣保 有量較高 。據(jù)測量 ， 分選槽 內(nèi)的空氣保有 量大致在 4 0 ％左右 。33 分散 度 分散度是決定浮選設備選別性能的重要參數(shù)。試驗過程 中我們 注意到圖 3中 I 、 2 、 3各位置處所測 得的充氣量不盡相同， 依次遞減 。規(guī)定 ：分散度 e =加權 平均充氣量／ ( 最大充氣量 一最 小充氣 量 )試驗 中得到的分散度與清水流量和下導管底

15、端 高度之間的關系如表 2 所示。表 2 分散度與清水流量和下導管底端高度之 間的關 系 Ta b l e2Re l a t i o n s h i pb e t we e nwa t e rf l u xa n dd i s p e r s i n gr a t eu n d e rd i fe r e n tl o c a t i o no fd o wnp i p e＼。 ) 3． 3405 ． 05． 8曼 篁墮 避 基 壁二