浮选装置 |
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| 申请号 | CN201220089792.0 | 申请日 | 2012-03-12 | 公开(公告)号 | CN202570415U | 公开(公告)日 | 2012-12-05 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | 利拉·格罗斯曼; 沃尔夫冈·克里格尔施泰因; 斯文·门格尔; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于将固体颗粒与悬浮液分离的浮选装置，该浮选装置包括：一个带有用于容纳悬浮液的浮选腔室的壳体，以及至少一个用于向浮选腔室中输送气体的输送装置，其中，该至少一个输送装置包括至少一个气体分配元件，该气体分配元件由至少一种开孔结构构成，其中，气体分配元件的至少一个表面区域这样布置在浮选腔室的区域中，使得该表面区域能被悬浮液润湿。该开孔结构按照本实用新型由 泡沫 结构构成，该泡沫结构主要由金属或塑料构成。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将固体颗粒与悬浮液(S)分离的浮选装置(1，1’，1”)，所述浮选装置包括：一个带有用于容纳所述悬浮液(S)的浮选腔室(2a)的壳体(2)，以及至少一个用于向所述浮选腔室(2a)中输送气体(G)的输送装置(3，3’)，其中，所述至少一个输送装置(3， |
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| 说明书全文 | 浮选装置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于将固体颗粒与悬浮液分离的浮选装置，该浮选装置包括：一个带有用于容纳悬浮液的浮选腔室的壳体，以及至少一个用于向浮选腔室中输送气体的输送装置，其中，该至少一个输送装置包括至少一个气体分配元件，该气体分配元件由至少一种开孔结构构成，其中，气体分配元件的至少一个表面区域这样布置在浮选腔室的区域中，使得该表面区域能被悬浮液润湿。 背景技术[0002] 浮选是一种基于悬浮液中所含有的颗粒的不同的表面湿润性，借助小气泡将含水的悬浮体或悬浮液中的微粒状的固体混合物、例如矿石和脉石分离出来的物理分离方法。该方法用于洗选矿产资源，并在加工优选带有低到中含量的有用成分的矿物材料的过程中使用该方法，或在加工例如非铁金属、铁、稀土金属和/或贵金属以及非金属的矿产资源形式的原材料时使用该方法。 [0003] WO 2006/069995A1描述了一种气动的浮选室，该浮选室带有：一个包括浮选腔室的壳体，至少一个用于向浮选腔室输送悬浮液的，在此被称为喷射器的喷嘴装置，另外，该浮选室还至少带有在使用空气时称为通风装置或通风机的、用于将气体输送到浮选腔室中的输送装置，以及用于在浮选时所形成的泡沫物的收集容器。 [0004] 在气动的浮选过程中，通常通过至少一个喷嘴装置向浮选腔室中输送由水和微粒状的固体构成的装有试剂的悬浮液。该试剂应该被用于将悬浮液中尤其贵重的，优选地待被分离的颗粒或原材料颗粒设计成疏水的。在大多数情况下，尤其是为了使硫化物矿石颗粒选择性地疏水，添加了黄酸盐作为试剂。在输送悬浮液的同时，至少一个喷嘴装置还输送了气体、尤其是空气，该气体与悬浮液中的疏水颗粒相接触。该疏水颗粒粘附在所形成的小气泡上，从而使得该也被称作空气泡的小气泡形成物悬浮起来并且在悬浮液的表面上形成泡沫物。该泡沫物被装入收集容器中并且通常还进行了浓缩。 [0005] 泡沫物的质量或该浮选方法分离结果的质量另外还取决于疏水颗粒和小气泡之间的碰撞可能性。粘附在小气泡上的，上升到表面上并且与颗粒一同形成泡沫物的疏水颗粒的数量越多，碰撞可能性就越大。 [0006] 在此，小气泡的优选的直径小于大约5mm并且尤其是在1mm和5mm之间的范围内。这样小的小气泡具有大的特定的表面，并且与较大的气泡相比，该小气泡由此能够在每份使用量的气体中粘合并自身携带明显更多的原材料颗粒、尤其是矿石颗粒。 [0007] 与直径较小的小气泡相比，直径较大的小气泡通常上升地更快。在此，较小的小气泡被较大的小气泡积聚在一起并且与该较大的小气泡融合成了更大的气泡。由此减小了悬浮液中的小气泡所提供的能够粘合的原材料颗粒的特定的表面。 [0008] 在浮选室被设计成柱状的，且其中浮选腔室的直径比其高度小很多倍的情况下，悬浮液或浮选腔室中的小气泡为了到达悬浮液表面所必须经过的路程尤其的远。由于路程尤其的远，所以在悬浮液中会产生非常大的气泡。由此降低了悬浮液中原材料颗粒的特定的排出量(Austrag)并且由此降低了浮选室的效率。 [0009] 在由气动浮选室和设计成柱状的浮选室组合而成的所谓的混合浮选室中，尤其是较大的、颗粒直径在50μm以及更大范围内的原材料颗粒均不能充分地粘合在现有的小气泡上，并且由此仅有部分原材料颗粒能够与悬浮液分离。颗粒直径在20μm以及更小范围内的细小的部分相反地被尤其良好地分离出来。 [0010] 为了使得浮选腔室的气体供给均匀，在US 4,997,549或US 4,744,890中提出：使悬浮液螺旋状地从上向下流过浮选腔室，并且另外通过带有开孔的内壁的双层壁容器来限定该浮选腔室，穿过该开孔的内壁向悬浮液输送气体。 [0011] JP 58189054A描述了用于浮选煤的一种方法以及一种装置。在此，使用了一种浮选装置，该浮选装置在浮选腔室的区域中具有由陶瓷制成的开孔底板，通过该开孔底板向悬浮液输送气体。然而可以看出，浮选腔室中的开孔陶瓷材料的气孔很快被悬浮液中的固体颗粒堵塞并且使陶瓷材料后面的气体压力明显升高。由于以上原因并且由于浮选腔室中的其他机械负载，使用了陶瓷材料的区域中会产生不期望的脆断。在必须更换断裂的陶瓷材料的情况下，浮选装置必然出现不期望的停工期。实用新型内容 [0012] 本实用新型的目的在于提供一种浮选装置，该浮选装置具有一种向包括了开孔结构的浮选腔室中输送气体的更好的输送装置。 [0013] 对于将固体颗粒与悬浮液分离的浮选装置而言，可以如下方式实现上述目的，即，利用主要由金属或塑料构成的泡沫结构来形成开孔结构，该浮选装置包括：一个带有用于容纳悬浮液的浮选腔室的壳体，以及至少一个用于向浮选腔室中输送气体的输送装置，其中，该至少一个输送装置包括至少一个气体分配元件，该气体分配元件由至少一种开孔结构构成，其中，气体分配元件的至少一个表面区域这样布置在浮选腔室的区域中，使得该表面区域能被悬浮液润湿。 [0014] 通常对水基的悬浮液进行浮选的温度范围的温度在大约4℃和大约60℃之间。与陶瓷相比，在该温度带内的塑料基的金属材料或材料较不容易发生脆断。基于金属材料的可延展性以及塑料现有的弹性(尽管仅对于一些小尺寸的塑料而言)，该金属材料以及塑料与脆的材料、例如陶瓷相比更适于使用在浮选装置中。 [0015] 由于这种结构在质量小的情况下具有高机械强度并且仅具有小的流阻，所以使用开孔的泡沫结构还另外避免了气体分配元件断裂的危险。泡沫结构的三维网状结构在此被视作为统一的整体，通过该结构将机械负载均匀地分配到大的表面上。在气体分布、气体流以及小气泡大小的方面，泡沫结构的开孔性对进入到悬浮液中的气体实现了均匀化，从而实现了尤其有效的供气，并且由此尤其有效地排出了粘附在小气泡表面上的、被分离出来的固体颗粒。 [0016] 基于泡沫结构的简单的机械加工性，气体分配元件的低成本的设计形式几乎不受到任何限制。因此也可以实现至今都无法提供或仅在费用支出高昂的情况下才可能能够提供的复杂的几何形状。这实现了可与各种浮选腔室的几何形状理想地配合的气体分配元件，并且，通过浮选腔室的底部观察，由此实现了待分离的固体颗粒的均匀的高排出量。 [0017] 有延展性的金属与泡沫结构或塑料与泡沫结构的组合实现了尤其稳定的并且在大小和重量方面可忽略不计的气体分配元件，该分配元件非常适合使用在浮选装置中，从而将气体均匀地分配到悬浮液中。在此，所使用的开孔金属泡沫的密度通常是原材料的大约10％。在这种金属泡沫中，每英寸中孔(ppi)的数量大多数在10至45ppi的范围内。在此，泡沫结构可以由单一的金属、金属合金或金属基复合材料构成。例如，适合的金属合金是以铝为基础的。例如，适合的金属基复合材料包括硬质材料颗粒。 [0019] 为了形成尽可能小的小气泡，泡沫结构优选地具有平均孔直径在0.5mm至4mm的范围内的孔。然而，也可以在浮选装置上使用带有不同平均孔直径的不同的泡沫结构。由此可以针对浮选腔室中的局部的气泡尺寸分配施加影响并且提高产量。 [0020] 业已证明，浮选装置的至少一个气体分配元件在浮选腔室的底面上至少部分地对浮选腔室进行界定是有利的。在此，该气体分配装置可以形成浮选腔室的整个底板或仅局部地形成浮选腔室的底板。为了实现尽可能均匀地为浮选液供气，优选的是：在浮选腔室的底部区域中彼此间隔开地布置多个气体分配元件。 [0021] 另外业已证明，在浮选腔室中布置有至少一个气体分配元件，该气体分配元件不与壳体直接接触是有利的。由此例如不与壳体相接触地布置的气体分配元件被布置在具有出气口的供给管道上，其中，泡沫结构包裹着包括了供给管道的区域的出气口或至少覆盖着该进气口。该包括了供给管道和一个/多个气体分配元件的输送装置在壳体的上端部范围内，例如直接潜入到悬浮液中。但将供给管道安装在壳体上或安装在壳体的开口中也是可能的。 [0022] 有利的是：在垂直方向上，在至少一个气体分配元件上方布置有至少一个挡板，用于从至少一个气体分配元件中排出的气体。该挡板有助于将排出的小气泡分散成更小的小气泡并且避免泡沫结构的孔被来自于悬浮液的固体颗粒堵塞的危险。 [0023] 尤其有利的是：将至少一个气体分配元件设计成螺旋状的，其中，该螺旋状的气体分配元件与浮选腔室的垂直中心轴线同心地布置。在此，为了实现理想的供气，优选地使螺旋状的气体分配元件的螺旋具有在5°至20°的范围内的上升角。 [0024] 在此，该螺旋状的气体分配元件可以不与壳体接触地布置，或在朝向壳体一侧的区域中，螺旋状的气体分配元件固定在壳体上。在这两种情况下，均通过供给管道为螺旋状的气体分配元件供给气体。由此例如该不与壳体接触地布置的螺旋状的气体分配元件装配有具有出气口的、被泡沫结构包裹着的供给管道。例如，与壳体相接触地布置的螺旋状的气体分配元件装配有轨道状的供给管道，其中，泡沫结构覆盖着该轨道。 [0025] 要说明的是，在浮选装置上可以同时装配明显不同种类的气体分配元件。由此，除了位于浮选腔室的底部区域中的一个或多个气体分配元件以外，还可以在浮选腔室的中心布置至少一个其他的气体分配元件和/或在容器的侧壁区域中布置至少一个螺旋状的或不同形式的气体分配元件。 [0026] 为了在维修时能够部分地并且尤其迅速和费用低廉地仅对相关的部分进行更换，气体分配元件的泡沫结构尤其被分成了单独的部分。 [0027] 优选的是设有至少一个喷嘴装置，用于将悬浮液或将悬浮液和气体输送到浮选腔室中。这种喷嘴装置优选地布置在浮选腔室的中心区域中，从而在喷入区域上方形成一种静止区域，泡沫物在该静止区域中浮起，并且使得悬浮液在浮选腔室中向下并且由此与在浮选液中上升的小气泡的运动方向相反地运动。这提高了在固体颗粒和小气泡之间的撞击可能性并且由此提高了浮选方法的产量。 [0028] 业已证明以下这种设置是有利的，即，在垂直的方向上观察，浮选腔室具有圆形的圆周，并且设置有至少一个喷嘴装置，用于与该圆形的圆周相切地向浮选腔室中输送悬浮液或输送悬浮液和气体。由此使得浮选腔室中的悬浮液呈螺旋状地流动，也就是说，悬浮液在浮选腔室中不仅从上到下运动，还同时围绕着浮选腔室的垂直的中心轴线回转。 [0029] 该浮选装置优选地涉及的是气动的浮选室或柱状的浮选室，但是尤其涉及的是结合了这两种类型的混合浮选室。这种浮选装置的细节在开头已经探讨过了。 [0030] 为了在形成泡沫物的情况下将固体颗粒从材料、尤其是矿物中，从其固体成分在大约20至50％的范围内的悬浮液中浮选出来，理想的是应用根据本实用新型的浮选装置。该装置能够实现高泡沫物产量并且能够实现短的设备停工期。 附图说明 [0031] 图1至图4示例性地阐述了根据本实用新型的浮选装置，其中： [0032] 图1示出了第一浮选装置的纵截面； [0033] 图2示出了第二浮选装置的纵截面； [0034] 图3示出了第三浮选装置的纵截面； [0035] 图4示出了在喷嘴装置的高度上穿过第三浮选装置的横截面。 具体实施方式[0036] 图1示出了用于将固体颗粒与悬浮液S分离的第一浮选装置1的纵截面。浮选装置1包括壳体2以及输送装置3，该壳体带有用于容纳悬浮液S的浮选腔室2a，该输送装置被用于向浮选腔室2a输送气体G、在此是空气的形式。输送装置3包括多个气体分配元件4，这些元件分别由至少一种开孔结构构成。各个气体分配元件4的至少一个表面区域这样布置在浮选腔室2a的区域中，使得该表面区域能被悬浮液S润湿。在此，通过由金属构成的泡沫结构、也就是说开孔的金属泡沫构成该开孔的结构。气体分配元件4被布置成与容器2的底板相接触，并且由此在其底部处部分地界定了浮选腔室2a。 [0037] 浮选装置1还具有喷嘴装置6，用于将悬浮液S或可选择地将悬浮液S和气体G输送到浮选腔室2a中。在垂直方向上观察，浮选腔室2a具有圆形的圆周，其中，设置有喷嘴装置6，用于与圆形的圆周相切地向浮选腔室2a中输送悬浮液S或可选择地输送悬浮液S和气体G。悬浮液S在浮选腔室2a中从上到下随着螺旋状的流体运动。在其向下的路径上，悬浮液S中的固体颗粒与通过气体分配元件4所形成的并且上升到悬浮液的表面上的小气泡相碰撞。此时，疏水的、被分离出来的固体颗粒、尤其是由矿物构成的固体颗粒粘附在这些小气泡上并且被这些小气泡向上托起。由此在悬浮液S的表面上形成了泡沫物SP，该泡沫物通过在此未示出的泡沫收集装置、例如泡沫槽除去并且随后被继续处理。 [0038] 在垂直方向上，在各一个气体分配元件4的上方分别用于从气体分配元件4中流出的气体G的各一个挡板5。小气泡从各自的气体分配元件4中向上升并且撞击在各自的挡板5上，由此使这些小气泡分散开来并且由此提高了气泡数量并且减小了气泡尺寸。 [0039] 残留的剩余混浊沉淀物R通过出口8从浮选腔室2a中排出，该混浊沉淀物中不再具有疏水的，待分离的固体颗粒。 [0040] 图2示出了用于将固体颗粒与悬浮液S分离的、柱状的第二浮选装置1’的纵截面。与图1中相同的参考标号代表了相同的元件。在此设有两个用于向浮选腔室2a输送气体G的输送装置3，3’。 [0041] 两个输送装置3中的第一个输送装置包括供给管道3a，该供给管道具有在此不可见的气体排出口并且在气体穿过口的区域中被气体分配元件4a的泡沫结构(在此由开孔的聚氨酯软质泡沫塑料所构成)包裹。供给管道3a从上面潜入到悬浮液S中，其中，气体分配元件4a位于浮选腔室2a的中心。当然，在此也可以平行地并且随意分开地设置多个这样的输送装置3。在此，供给管道3a可以为多个气体分配元件4a供给气体，或为每个气体分配元件4a设置一个单独的供给管道3a。 [0042] 两个输送装置3’中的第二个输送装置包括由开孔的金属泡沫制成的气体分配元件4b，该气体分配元件在其底部上完全地界定浮选腔室2a。 [0043] 第二浮选装置1’同样具有喷嘴装置6，用于向浮选腔室2a中输送悬浮液S或可选择地输送悬浮液S和气体G。在垂直方向上观察，浮选腔室2a具有圆形的圆周，其中，设置有喷嘴装置6，用于与圆形的圆周相切地向浮选腔室2a中输送悬浮液S或可选择地输送悬浮液S和气体G。 [0044] 图3示出了用于将固体颗粒与悬浮液S分离的、柱状的第三浮选装置1”的纵截面。与图1和图2中相同的参考标号代表了相同的元件。在此如图2那样，设有两个用于向浮选腔室2a输送气体G的输送装置3，3’。 [0045] 两个输送装置3中的第一个输送装置包括供给管道3a，该供给管道呈漏斗状地扩展并且在其端部上被气体分配元件4a的泡沫结构所封闭。该泡沫结构被分成了在维修时能够分部地进行更换的部分。在此，各个部分可以由不同的泡沫结构构成，也就是说，其结构和/或中间的开孔部分直径是不同的。供给管道3a从侧面穿过壳体2伸入到悬浮液S中，其中，气体分配元件4a处在浮选腔室2a的中心处。当然，在此也可以平行地并且任意分布地装入多个这种更小的输送装置。在此，供给管道3a可以为多个气体分配元件4a供给气体，或每个气体分配元件4a均具有一个单独的供给管道3a。 [0046] 两个输送装置3’中的第二个输送装置包括螺旋状的、由开孔的金属泡沫制成的气体分配元件4c，该气体分配元件沿着壳体2延伸，并且其螺旋纵轴线与浮选腔室2a的中心轴线M同心地布置。在此，金属泡沫被布置在轨道状的供给管道上，通过该供给管道将气体输送给金属泡沫。代替螺旋状的气体分配元件4c，在此也可以设置多个水平地或倾斜地布置的环形的气体分配元件。 [0047] 第三浮选装置1”同样具有用于向浮选腔室2a中输送悬浮液S或可选择地输送悬浮液S和气体G的喷嘴装置6。在垂直方向上观察，浮选腔室2a具有圆形的圆周，其中，设有喷嘴装置6，用于与圆形的圆周相切地向浮选腔室2a中输送悬浮液S或可选择地输送悬浮液S和气体G。 [0048] 在此还示意性地示出了用于排出已形成的泡沫物SP’的泡沫槽7。 [0049] 图4示意性地示出了在喷嘴装置6的高度上穿过第三浮选装置1”的横截面。可以看出，悬浮液S相切地喷入，并且由此围绕着浮选腔室2a的中心轴线进行回转运动。在此，也可以可替换地并且分别根据浮选腔室2a的直径来设置两个或多个喷嘴装置6，类似地布置这些喷嘴装置。 [0050] 图1至图4示出仅仅是根据本实用新型的浮选装置的实例。因此，根据本实用新型，在此没有详细地示出的多种其他的容器形状、容器高度、气体分配元件的布置方式、不同的泡沫结构组合等都是可能的。 |
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