CN111841868B - 一种水力浮选设备及其疏通方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水力浮选设备及其疏通方法，属于选矿设备技术领域，解决了现有技术中水力浮选设备尾矿拥堵塞实影响尾矿及时排出的问题。水力浮选设备包括水力浮选机、升降装置和拥堵疏通机构；所述水力浮选机的上部设有溢流槽，所述升降装置设置于溢流槽的盖顶；所述拥堵疏通机构包括撞针杆和撞针头；所述撞针杆的一端与升降装置相连，另一端与撞针头相连，在升降装置的带动下，拥堵疏通机构能够上下移动并自旋转动。本发明的水力浮选设备能够提高分选效率和分选效果，能够高效快速疏通拥堵尾矿。

Description

一种水力浮选设备及其疏通方法

技术领域

本发明涉及选矿设备技术领域，尤其涉及一种水力浮选设备及其疏通方法。

背景技术

水力浮选设备是一种适用于粗颗粒分选的选矿设备，在浮选过程中矿浆浓度高，颗粒粒度大，在形成床层的过程中会逐渐堆积在尾矿槽底部，导致尾矿管塞实不通畅。现有常用的技术是在尾矿管底部设置一个反冲水装置，通过反冲水冲击尾矿槽底部及尾矿管中堵塞粗粒矿浆，使得矿浆块松散疏通。但是反冲水装置的反冲水压力较小，难以穿透浓度较高的厚粗矿粒层，疏通效率差，尤其在冬天时，温度较低的情况下，反冲水管容易上冻，反冲疏通难度增大，当反冲水进入浮选设备内后，会稀释矿浆浓度，影响浮选指标。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种水力浮选设备及其疏通方法，用以解决现有水力浮选设备尾矿拥堵塞实影响尾矿及时排出的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种水力浮选设备，包括水力浮选机、升降装置和拥堵疏通机构；所述水力浮选机的上部设有溢流槽，所述升降装置设置于溢流槽的盖顶；所述拥堵疏通机构包括撞针杆和撞针头；所述撞针杆的一端与升降装置相连，另一端与撞针头相连；

进一步的，在升降装置的带动下，拥堵疏通机构能够上下移动并自旋转动。

进一步的，所述撞针杆为圆柱状，所述撞针头为倒锥形。

进一步的，所述撞针杆与撞针头可拆卸连接。

进一步的，所述水力浮选机的内部设有环形空化装置，所述环形空化装置包括第一圆环通渠和第二圆环通渠，所述第二圆环通渠嵌套于第一圆环通渠内，所述第一圆环通渠的内径大于第二圆环通渠的外径；所述第一圆环通渠和第二圆环通渠的上下表面均是平面；所述第一圆环通渠与第二圆环通渠通过导流管连接。

进一步的，所述水力浮选机还包括气-水混合输入管，所述导流管通过气-水混合输入管与气-水混合输入装置连接。

进一步的，所述第一圆环通渠、第二圆环通渠和导流管的上表面均设有多个通孔。

进一步的，所述导流管的数量为4个，4个导流管沿着第二圆环通渠的外侧面均匀分布。

进一步的，所述水力浮选机的底部设有矿浆浓度传感器，矿浆浓度传感器与外部的拥堵传感控制箱连接，拥堵传感控制箱和升降装置连接。

另一方面，本发明还提供了一种水力浮选设备的疏通方法，采用上述水力浮选设备，所述疏通方法包括:

步骤1、水力浮选机的底部的矿浆浓度传感器监测尾矿槽底部的矿浆浓度，将矿浆浓度信息传递给拥堵传感控制箱；

步骤2、拥堵传感控制箱将控制信息传递给升降装置，升降装置控制拥堵疏通机构的撞针杆和撞针头撞击尾矿槽拥堵的位置，进行疏通。

进一步的，所述步骤2中，矿浆浓度高于设定的矿浆浓度，拥堵传感控制箱将开启的控制信息传递给升降装置，升降装置接收开启的控制信息后，调节拥堵疏通机构，使其具有一定的自转转速和上下移动速度，使撞针头撞击尾矿槽底部拥堵的位置，使结块堵物松散疏通；拥堵位置的矿浆浓度减小达到正常值时，矿浆浓度传感器将停止的控制信息传递给拥堵传感控制箱，拥堵传感控制箱将停止的控制信息传递给升降装置，升降装置调节拥堵疏通机构，使其恢复原状。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的水力浮选设备通过环形空化装置和拥堵疏通机构的协调配合，在分选过程中，环形空化装置由四周向内注入水气混合物，注水均匀且迅速，取代已有从底部注水的空化装置，为撞针疏通尾矿拥堵运动路径腾出空间，拥堵疏通机构能够通过环形空化装置到达拥堵处，有效及时的对拥堵的尾矿进行疏通；同时环形空化装置能够产生均匀的小气泡，能够提高分选效率和分选效果。

b)本发明的水力浮选设备的拥堵疏通机构包括撞针杆和撞针头，由撞针头疏通拥堵的尾矿，更具高效快速疏通拥堵尾矿的效果。

c)撞针杆和撞针头的可拆卸连接保证了撞针头经过长期使用磨损后可以及时更换撞针头即可，无需更换撞针杆，降低成本。

d)本发明的水力浮选设备的环形空化装置为两个嵌套的圆环通渠，两个圆环通渠通过导流管连接，导流管呈十字交叉状分布，保证了矿浆有足够空间能够快速下落沉积，同时保证空化产生的小气泡均匀分布，提高分选效率，保证分选效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的水力浮选设备的整体结构示意图；

图2为本发明的环形空化装置的俯视图。

附图标记：

1-升降装置；2-水力浮选机；3-多孔板；4-进料管；5-撞针杆；6-撞针头；7-环形空化装置；8-拥堵传感控制箱；9-矿浆浓度传感器；10-尾矿调节电磁阀；11-尾矿排矿管；12-第一圆环通渠；13-第二圆环通渠；14-导流管。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，如图1至图2所示，公开了一种水力浮选设备，水力浮选设备包括水力浮选机2、升降装置1和拥堵疏通机构；其中，水力浮选机2的上部设有溢流槽，升降装置1设置于溢流槽的盖顶；拥堵疏通机构包括撞针杆5和撞针头6；撞针杆5的一端与升降装置1相连，撞针杆5的另一端设置撞针头6，拥堵疏通机构能够通过升降装置1的调节，以一定的速度上下移动，拥堵疏通机构伸入水力浮选机2内部，能够到达拥堵处，拥堵疏通后恢复原状。

优选的，拥堵疏通机构能够以一定的转速绕轴自旋转动，以加强疏通效果和速度。

具体的，撞针杆5为圆柱状，撞针头6为倒锥形，考虑到更换方便，撞针杆5与撞针头6可拆卸连接。

具体的，拥堵疏通机构在疏通时，上下移动且自旋转动，从初始位置到达拥堵位置的过程发生自旋转，如同‘电钻’钻孔原理，具有更好的穿透拥堵矿物的效果。

水力浮选机2的上部为圆柱体，下部为锥形结构(锥形结构可以称为尾矿槽)，尾矿槽的底部设有尾矿排矿管11，尾矿排矿管11用于尾矿的排出。

具体的，水力浮选机2的内部设有环形空化装置7，如图2所示，环形空化装置7位于水力浮选机2的上部和下部的衔接处，所述环形空化装置7包括第一圆环通渠12和第二圆环通渠13，所述第二圆环通渠13嵌套于第一圆环通渠12内，所述第一圆环通渠12的内径大于第二圆环通渠13的外径；第一圆环通渠12与第二圆环通渠13通过导流管14连接；具体的，第一圆环通渠12和第二圆环通渠13的上表面均设有多个通孔，导流管14的上表面也设有多个通孔。

为了保证矿浆的顺利沉降，第一圆环通渠12的内径d1大于第二圆环通渠13的外径d2。考虑到d2/d1过小时，中间上升水流覆盖面过小，布水不均匀；d2/d1过大时，中间环隙镂空区域过小，高密度粗颗粒矿物易在环形空化装置表面发生拥堵。因此，控制d1/4≤d2≤d1/2。

具体的，水力浮选机2还包括气-水混合输入管，导流管14通过气-水混合输入管与气-水混合输入装置连接。

需要说明的是，环形空化装置7的工作原理为：由气-水混合输入装置向环形空化装置7注入气水混合物，气水混合物立即布满整个环形渠道；气水混合物通过多孔的环形空化装置7，由于孔道截面积变小，压力骤降，空化产生大量小气泡并分散于上升液流中，矿浆中疏水性好的精矿与上升液流中夹杂的气泡发生碰撞吸附，亲水性的粗颗粒矸石不与气泡发生吸附，气泡的吸附降低了粗粒精矿的表观密度，扩大了粗粒精矿与矸石间的密度差异，便于粗粒精矿上浮。环形空化装置7能够提高分选效率，有利于缩短整体分选流程。

考虑到第一圆环通渠12、第二圆环通渠13和导流管14加工的简便性，以及为了能够分选不同粒径的矿物，及时调整上表面的通孔的孔径，环形空化装置7包括第一圆环通渠本体、第二圆环通渠本体和导流管本体以及第一圆环通渠盖体、第二圆环通渠盖体和导流管盖体，第一圆环通渠盖体、第二圆环通渠盖体和导流管盖体均为多孔板，第一圆环通渠盖体、第二圆环通渠盖体和导流管盖体分别与第一圆环通渠本体、第二圆环通渠本体和导流管本体配合，形成第一圆环通渠12、第二圆环通渠13和导流管14，也就是说，第一圆环通渠12、第二圆环通渠13和导流管14均为分体结构，即上表面与其余部件是分体结构，上表面均是多孔板3。

具体的，为了能够使气-水混合物呈喷射状喷出，进而能够提高与精矿的结合效果，多孔板上的通孔为圆锥孔，圆锥孔靠近尾矿排矿管11的孔径为0.5mm，远离尾矿排矿管11的孔径为1mm，通孔的深度为1～5mm，优选的，通孔的深度为1.5mm。

需要说明的是，为了保证矿浆有足够空间能够快速下落沉积，导流管14的数量不宜过多，优选的，导流管14的数量为4个，4个导流管14沿着第二圆环通渠的外侧面均匀分布(4个导流管14的连线成“十”字)，即第一圆环通渠12与第二圆环通渠13通过十字交叉通渠(导流管)连接，这样设置，一方面能够提供足够的空间保证矿浆能够快速下落沉积，另一方面也保证空化产生的小气泡均匀分布，提高分选效率，保证分选效果。

考虑到第一圆环通渠12的外径过长，例如，第一圆环通渠12的外径D1等于水力浮选机2的内径D2时，会导致一部分尾矿粗颗粒截留在水力浮选机2的柱体与第一圆环通渠12的接触边缘，不利于尾矿的排出和设备的正常工作；第一圆环通渠12的外径D1过小时，气泡在水力浮选机2的柱体的横截面上分布不均匀，会导致水力浮选机2边缘下降的颗粒无法与气泡碰撞-粘附，降低矿化程度和分选效果；因此，控制第一圆环通渠12的外径D1小于水力浮选机2的内径D2，优选的，D1为5/7D2。

具体的，尾矿槽的底部设有矿浆浓度传感器9，矿浆浓度传感器9与外部的拥堵传感控制箱8连接，拥堵传感控制箱8和升降装置1连接。矿浆浓度传感器9能够将矿浆浓度信息传递给拥堵传感控制箱8；拥堵传感控制箱8将控制信息传递给升降装置1，升降装置1控制拥堵疏通机构工作。

需要说明的是，拥堵疏通机构位于第二圆环通渠13中心的正上方，撞针头6的锥尖与第二圆环通渠13的轴心线及尾矿排矿管11的轴心线重合。这样的同轴设置能够保证实施时，撞针头6能够通过第二圆环通渠13中心，撞击尾矿槽底部拥堵的位置，使结块堵物松散疏通。

具体的，尾矿排矿管11上设有尾矿调节电磁阀10，在拥堵疏通机构疏通尾矿拥堵矿物的同时，尾矿调节电磁阀10协同打开尾矿阀门，及时疏通并排出拥堵矿物。

为了保证撞针头6能够顺利通过第二圆环通渠13的中心，且不与第二圆环通渠13发生碰撞，控制第二圆环通渠13的内径为撞针杆5的直径的1.4～1.8倍。

撞针杆5的长度和撞针头6的规格可以根据水力浮选设备的高度和尾矿管的规格进行选配。优选的，撞针杆5的长度能够调节，撞针杆5由多节中空的耐腐蚀性金属杆组成，在未发生拥堵情况时，处于缩回升降装置中的状态，不干扰水力浮选机内的浮选过程，当监测到拥堵状况时，撞针杆5开始上下升降，并自旋转动撞击尾矿拥堵位置进行疏通。

为了提高拥堵疏通机构的使用寿命，撞针杆5和撞针头6的材质应当具备较强的耐腐蚀性，例如，撞针杆5和撞针头6为耐腐蚀性合金材料NS111～NS113。

实施时，水力浮选设备的疏通方法为：

步骤1、水力浮选机2的底部的矿浆浓度传感器9监测尾矿槽底部的矿浆浓度，将矿浆浓度信息传递给拥堵传感控制箱8；

步骤2、拥堵传感控制箱8将控制信息传递给升降装置1，升降装置1控制拥堵疏通机构的撞针杆5和撞针头6移动、自旋转动，到达拥堵处进行疏通。

具体的，步骤2中，当矿浆浓度高于设定的矿浆浓度时，拥堵传感控制箱8将开启的控制信息传递给升降装置1，升降装置1接收开启的控制信息后，调节拥堵疏通机构，使其具有一定的自转转速和上下移动速度，使撞针头6通过第二圆环通渠13中心，撞针杆5和撞针头6移动到达拥堵的位置，撞击尾矿槽底部拥堵的位置，使结块堵物松散疏通；当拥堵位置的矿浆浓度减小达到正常值时，矿浆浓度传感器9将停止的控制信息传递给拥堵传感控制箱8，拥堵传感控制箱8将停止的控制信息传递给升降装置1，升降装置1调节撞针杆及撞针头使其恢复原状。

与现有技术相比，本发明的水力浮选设备通过环形空化装置和拥堵疏通机构的协调配合，在分选过程中，环形空化装置由四周向内注入水气混合物，注水均匀且迅速，取代已有从底部注水的空化装置，为撞针疏通尾矿拥堵运动路径腾出空间，拥堵疏通机构能够通过环形空化装置到达拥堵处，有效及时的对拥堵的尾矿进行疏通；同时环形空化装置能够产生均匀的小气泡，能够提高分选效率和分选效果。

本发明的水力浮选设备的拥堵疏通机构包括撞针杆和撞针头，由撞针头疏通拥堵的尾矿，更具高效快速疏通拥堵尾矿的效果。

撞针杆和撞针头的可拆卸连接保证了撞针头经过长期使用磨损后可以及时更换撞针头即可，无需更换撞针杆，降低成本。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了采用上述水力浮选设备对某钼业尾矿(下文中作为原矿)进行抛尾的分选回收工艺，其中，多孔板的厚度为2mm，分选回收工艺包括如下步骤：

步骤一：在水气混合物中预先加入起泡剂MIBC(20ppm)，调节注入环形空化装置7的水气混合物的水速和气速的比例，形成上升水流，并产生空化气泡；

步骤二：将原矿矿浆从进料管4加入水力浮选机2内，矿浆中的粗颗粒煤泥在水力浮选机内完成干扰沉降，粗粒精矿由水力浮选机2的溢流口排出；粗颗粒煤泥中的矸石粗粒作为粗粒尾矿沉入尾矿槽的底部，经尾矿排矿管11排出；由于尾矿槽底部由于粗粒尾矿不断聚集，使得尾矿槽底部矿浆浓度增大；

步骤三：矿浆浓度传感器9监测尾矿槽底部的矿浆浓度，将矿浆浓度信息传递给拥堵传感控制箱8；

步骤四：当矿浆浓度信息达到或超过83％时，拥堵传感控制箱8将控制信息传递给升降装置1；

步骤五：升降装置1调节撞针杆5及撞针头6以60r/min的自转速度、0.23m/s的下降速度撞击拥堵矿物；

步骤六：当矿浆浓度降至60％以下时，拥堵传感控制箱8将停止撞击的控制信息传递给升降装置1，升降装置调节撞针杆5及撞针头6上升返回原位置并停止自转。

其中，步骤二中，矿浆的入料粒度为-1+0.15mm，加入矿浆后加入捕收剂煤油(1000g/t)，捕收剂能够选择性吸附在矿物颗粒表面，使其疏水化。

本实施例中的原矿矿浆经过水力浮选机后的矿样分析结果如下表1所示。

表1原矿经过水力浮选机后的矿样分析结果

本实施例中，由于采用了本发明的水力浮选设备，通过环形空化装置和拥堵疏通机构的协调使用，在分选过程中，环形空化装置能够产生均匀的细小的气泡，能够提高分选效率和分选效果，回收率达到98％以上；同时拥堵疏通机构能够通过环形空化装置到达拥堵处，有效及时的对拥堵的尾矿进行疏通，有效避免了高浓度尾矿拥堵的现象，使用本发明的水力浮选设备后，拥堵发生后能够迅速进行疏通，相比于现有的拥堵疏通系统，本发明的水力浮选设备更具智能化，更安全、且高效迅速，有效节省人力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水力浮选设备，其特征在于，包括水力浮选机(2)、升降装置(1)和拥堵疏通机构；所述水力浮选机(2)的上部设有溢流槽，所述升降装置(1)设置于溢流槽的盖顶；所述拥堵疏通机构由撞针杆(5)和撞针头(6)组成；所述撞针杆(5)的一端与升降装置(1)相连，另一端与撞针头(6)相连；所述撞针杆(5)为圆柱状，所述撞针头(6)为倒锥形；所述水力浮选机(2)的内部设有环形空化装置(7)，所述环形空化装置(7)包括第一圆环通渠(12)和第二圆环通渠(13)，所述第二圆环通渠(13)嵌套于第一圆环通渠(12)内，所述第一圆环通渠(12)的内径d1大于第二圆环通渠(13)的外径d2；d1/4≤d2≤d1/2；

所述第一圆环通渠(12)和第二圆环通渠(13)的上下表面均是平面；所述第一圆环通渠(12)与第二圆环通渠(13)通过导流管(14)连接；

所述水力浮选机(2)还包括气-水混合输入管，所述导流管(14)通过气-水混合输入管与气-水混合输入装置连接；

所述第一圆环通渠(12)、第二圆环通渠(13)和导流管(14)的上表面均设有多个通孔；多孔板上的通孔为圆锥孔，通孔的深度为1～5mm；

所述导流管(14)的数量为4个，4个导流管(14)沿着第二圆环通渠(13)的外侧面均匀分布；

拥堵疏通机构位于第二圆环通渠(13)中心的正上方，撞针头(6)的锥尖与第二圆环通渠(13)的轴心线及尾矿排矿管(11)的轴心线重合；当检测到拥堵状况时，撞针头(6)通过第二圆环通渠(13)中心，撞针杆(5)和撞针头(6)移动到达拥堵的位置；

撞针杆(5)的长度能够调节，撞针杆(5)由多节中空的耐腐蚀性金属杆组成，在未发生拥堵情况时，处于缩回升降装置中的状态；

第二圆环通渠(13)的内径为撞针杆(5)的直径的1.4～1.8倍。

2.根据权利要求1所述的水力浮选设备，其特征在于，所述撞针杆(5)与撞针头(6)可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的水力浮选设备，其特征在于，所述水力浮选机(2)的底部设有矿浆浓度传感器(9)，矿浆浓度传感器(9)与外部的拥堵传感控制箱(8)连接，拥堵传感控制箱(8)和升降装置(1)连接。

4.一种水力浮选设备的疏通方法，其特征在于，采用上述权利要求1-3任一项所述的水力浮选设备，所述疏通方法包括:

步骤1、水力浮选机(2)的底部的矿浆浓度传感器(9)监测尾矿槽底部的矿浆浓度，将矿浆浓度信息传递给拥堵传感控制箱(8)；

步骤2、拥堵传感控制箱(8)将控制信息传递给升降装置(1)，升降装置(1)控制拥堵疏通机构的撞针杆(5)和撞针头(6)撞击尾矿槽拥堵的位置，进行疏通。

5.根据权利要求4所述的疏通方法，其特征在于，所述步骤2中，矿浆浓度高于设定的矿浆浓度，拥堵传感控制箱(8)将开启的控制信息传递给升降装置(1)，升降装置(1)接收开启的控制信息后，调节拥堵疏通机构，使其具有一定的自转转速和上下移动速度，使撞针头(6)撞击尾矿槽底部拥堵的位置；拥堵位置的矿浆浓度减小达到正常值时，矿浆浓度传感器(9)将停止的控制信息传递给拥堵传感控制箱(8)，拥堵传感控制箱(8)将停止的控制信息传递给升降装置(1)，升降装置(1)调节拥堵疏通机构，使其恢复原状。

Images