LB微纳米气泡浮选柱 |
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| 申请号 | CN202310482935.7 | 申请日 | 2023-05-04 | 公开(公告)号 | CN117339768A | 公开(公告)日 | 2024-01-05 |
| 申请人 | 李宾; | 发明人 | 李宾; 请求不公布姓名; 请求不公布姓名; | ||||
| 摘要 | LB微纳米气泡浮选柱由总矿浆分配包、气泡发生器、分散器、稳流板、推泡槽、清 水 喷沫冲洗器组成，矿 浆液 面由 尾矿 箱提升闸 门 控制。矿浆由一台渣浆 泵 动 力 源给入，本槽有效容积1m3‑2400m3。该柱选矿回收率比浮选机平均提高一倍，比常规浮选柱对细粒级的回收率≥35％；药剂比普通浮选设备节省50％‑70％，运营成本低，提质增效。 | ||||||
| 权利要求 | 1.LB微纳米气泡浮选柱，其特征在于，由渣浆泵、输送管道、总矿浆分配包、微纳米气泡发生器、柱矿浆分散器、矿浆稳流板、精矿推泡槽及尾矿控制箱组成； |
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| 说明书全文 | LB微纳米气泡浮选柱技术领域背景技术[0002] 随着人类对地球上矿物资源的不断开发和消耗，富矿和易处理的矿石资源日趋减少，而金属材料的需求量却日益增加，所以不得不开采和分选贫、细、杂矿石。这类矿石必须要磨的很细才能使得有用矿物充分的单体解离，在某些情况下，达到单体解离意味着需要将物料磨细到小于20微米的粒度。然而，随着矿石粒度的减小，矿物颗粒的浮选行为会发生根本变化，常规浮选工艺只能处理那些可浮、易浮，对浮选药剂和浮选技术及浮选设备等没有特殊要求的矿物，却很难满足充分回收这些有用的微细粒级矿物的要求。 [0003] 因此，粗颗粒、微细粒矿物分选一直是选矿界面临的重大难题，细粒矿物的主要特点是质量小、比表面积大、表面能高。质量小使疏水性矿粒与气泡碰撞几率小，难以克服矿粒与气泡之间的能垒而粘附在气泡表面，实现矿粒与气泡的有效矿化。比表面积大、表面能高使脉石矿粒与有用矿粒之间容易发生非选择性团聚，引起“泡沫夹杂”现象，使精矿品位降低。为解决质量效应和表面效应所造成微细粒矿物难浮选问题，国内外研究者对浮选柱技术与装备进行了大量研究，在此背景下，出现了许多浮选柱新技术和新装备，为粗颗粒、细粒矿物柱式分选展示了良好的前景。 [0004] 浮选柱的发展历史，浮选柱设计思想始于1915年。1961年加拿大工程师BouTTin研制出具有现代意义的带泡沫冲洗水装置的浮选柱，随后在中国迅速掀起了浮选柱研究与开发应用的热潮。20世纪80年代以后，在一些新的设计思路指导下，浮选柱在气泡发生器、充气性能和运行稳定性上均有了较大的进展，涌出许多高效的浮选柱，如FloTaire浮选柱、MTU型充填介质浮选柱、旋流充气式浮选柱等。而在众多类型的浮选柱中，最有代表性的是1987年詹姆森教授发明设计的詹姆森浮选柱，该浮选柱在结构、给矿方式和分选机理上有了全新的突破，解决了因柱高所带来的一系列问题。日趋成熟。以浮选柱为中心，开展细粒级矿物浮选研究，从气泡产气方式、浮选柱结构以及配备多种检测、控制装置的浮选系统等方面的研究已成为今后浮选设备的研究发展方向。 [0005] 浮选柱研究现状及进展，几种类型的浮选柱. [0006] 1詹姆森(Jameson)浮选柱，Jameson浮选柱，矿浆经过喷嘴形成射流进入导管，射流形成的真空将空气吸入，并在矿浆池剪切成气泡，下导管相当于“反应器”，精矿泡沫产品则从浮选槽排出。该柱优点：(1)、实现了矿化与分离的分体浮选策略；(2)、柱体矮，工业浮选柱高度仅2.0米；(3)、矿粒滞留时间短，矿浆含气率高，浮选效率高；(4)、矿浆通过射流形成负压吸气，动力设备为一台给料泵。该柱缺点：(1)、矿浆停留时间短，往往需要设置多段扫选；(2)、给矿波动大，分选不稳定；(3)、在柱体内形成“气弹”，影响分选效果。 [0007] 充填介质浮选柱，美国密歇根工业大学开发的充填浮选柱是在常规浮选柱内装有充填介质，充填板层层排列成90°角，细小曲折的孔道使矿粒和气泡紧密接触，强化分选作用。入料从主体中部给入，底部通入压缩空气，精矿从顶部溢流排出，尾矿从底部排出，顶部设置喷水装置。该浮选柱除具有传统浮选柱的优点外，还克服了传统浮选柱气泡易兼并，易产生强烈紊流形成翻花等流态问题，并取消了易结垢堵塞的气泡发生器。在柱内装填了多层波形介质以构成许多有规则的迂回曲折通道，从下部进入的压缩空气经过通道时形成均匀气泡并携带疏水性矿物颗粒上浮。充填式浮选柱有效地实施了成泡、矿化、分离的柱浮选基本过程，但填充材料易堵塞、造价高的缺陷不仅影响了填充的实施效果，而且已影响到该填充浮选柱的工业应用。 [0008] 射流式浮选柱，射流浮选柱是姜志伟博士根据自由射流浮选原理研究开发的一种新型浮选设备。卢世杰根据射流理论提出了一种新型的向下顺流喷射型浮选柱‑KYZ型浮选柱。俄罗斯莫斯科国立大学的NFMeseheriakov等研究出了一种带喷射充气器的浮选柱，该型号浮选柱对较大颗粒的矿物有较好的浮选效果，已推广应用于3mm‑0.8毫米粒级钾盐和2mm‑0.5mm粒级金刚石的浮选，并取得了单位生产效率比其它任何型号浮选机都高出数倍的较好技术指标。乌拉尔选矿研究设计院研制的新型KΦM系列浮选柱，由喷射充气器、微泡发生器、中央浮选管、排料装置和泡沫收集槽组成。这种浮选柱消除了常规浮选柱中的矿粒与气泡对流运动现象，在一台浮选设备中可以实现粗选、精选和扫选作业。 [0009] 旋流‑静态微泡浮选柱，旋流‑静态微泡浮选柱包括柱分离段、旋流分离段、管浮选装置三部分。整个设备为柱体、柱分离段位于整个柱体上部，在其顶部设置了喷淋水管和泡沫精矿收集槽，最终精矿由此排出；给矿点位于柱分离段中、上部，旋流分离段采用分选旋流器结构，并与柱分离段呈上、下结构直通连接，最终尾矿由旋流分离段底流口排出。管浮选装置布置在设备柱体体外，其出流管沿切线方向与旋流分离段柱体相连，相当于分选旋流器的切线给料管。管浮选装置包括气泡发生器与浮选管段两部分。气泡发生器依靠射流引入气体并把气体粉碎成气泡，经过加压的循环矿浆进入气泡发生器，形成含有大量气泡的三相体系并实现紊流矿化，然后沿切向高速进入旋流分离段。这样，管浮选装置在完成浮选充气与紊流矿化的同时，又以切向方式在浮选柱底部形成了旋流力场，实现连续分选过程。 [0010] 其它几种新型浮选柱 [0011] 1.机械搅拌浮选柱。普通浮选柱浮选粗粒矿物的能力较低，为改善粗粒浮选效果，在浮选柱中加入了机械搅拌机构，如WemCo/Leeds浮选柱。该浮选柱具有机械冲气搅拌装置，搅拌均匀粗粒不易沉淀；柱内装有几层隔栅介质辊，可通过自动调节辊间间隙来控制精矿品位；在柱顶加冲洗水，排除泡沫中脉石夹杂。 [0012] 2.稳流板浮选柱。密西根技术大学针对轴向混合和泡沫兼并问题，研制了带有水平稳流板的浮选柱，水平稳流板由一些简单带孔的板组成。此外，美国西弗吉尼亚大学的Meloy等提出了二维浮选柱，其柱体内部由充填物分成若干个小槽，因此可以产出一组品位连续变化的产品，类似于摇床。 [0013] 3.LM浮选槽。该设备包括浮选槽、柱、泵前缓冲槽、泵。矿浆进入泵前缓冲槽，再用泵垂直向下打人柱体，同时引入压缩空气，在该柱体内完成矿浆与气泡的混合，并为浮选槽提供入料。这种高强度混合可以使矿浆在非常短时间内完成颗粒捕收，并具有较高的回收率。泡沫从柱体底部排入浮选槽，并在浮选槽上部形成较厚的泡沫层。LM浮选槽是一种新型的浮选设备。它可用于处理非磁性、磁性和非金属矿物。 [0014] 4.微泡浮选柱。该设备采用传统浮选柱的矿化分离模式，突出了浮选的“微泡效应”。该浮选柱的贡献在于成泡方式的变革‑流体混合成泡(具体实施方式为加静态搅拌叶片)。利用流体混合成泡以及“微泡效应”提高柱分选效率的思路已在浮选柱设计当中普遍采用。 [0015] 气泡发生器研究进展，根据发泡方式和发泡装置不同，浮选柱的气泡发生器可分为内部发泡器和外部发泡器。发泡方式，近年来常用的气泡发生方式主要有以下几种： [0016] 1.剪切接触发泡。高速流动的矿浆和气体以适当方式接触，如通过金属网或充填介质产生气泡。剪切接触发泡是利用气、液混合过程把气体粉碎成气泡，其气泡大小主要取决于液体紊流度、持续混合时间，并最终达到与体系能量状态相匹配的气泡临界尺寸。 [0017] 2.微孔发泡。气体通过微孔塑料、橡胶、帆布、尼龙、微孔陶瓷管或卵石层发泡。由于微孔发泡易堵塞，使得微孔材料不能充分发挥作用，而且充气量(压力)增大会直接造成气泡尺寸增大，因此，目前该法采用较少。 [0019] 4.射流发泡。受压气流喷入矿浆或矿浆喷入气流均可产生适合浮选的气泡。该法是先将液体变成分散相，然后随压力增大逐步成连续相气体则由开始的连续相逐步分散成为微泡。射流成泡技术是气泡发生技术的一大变革。 [0020] 5.电解水产生气泡。利用电解水原理，在通电条件下，采用电解方式使水分解生成氢气和氧气，电解产生的氢气和氧气直径微小，气泡量可通过电流调节来控制，利用电解水技术进行微泡浮选是气泡发生技术的一个创新。 [0021] 内部发泡器 [0022] 1.过滤盘式发泡器。在盘式过滤机的过滤盘上蒙一层滤布，平放于浮选柱底部，即为发泡器。该发泡器产生的气泡较均匀，但易磨损。 [0023] 2.立管发泡器。将多个直径40mm‑75mm、高300mm‑500mm的立管均匀分布于浮选柱底部，并与控压器管网相连接。每个立管上下段界面装有多孔介质材料。由于矿泥容易在多孔介质表面沉淀，因此，这种内部发泡器易于堵塞。 [0024] 3.砾石床层发泡器。将直径8mm‑20mm的砾石置于上下两层筛子之间，组成厚300mm‑600mm的砾石床层。这种发泡器堵塞较轻，但产生的气泡直径大。 [0025] 外部发泡器 [0026] 1.水/空气喷射式充气器。这种充气器分为3种类型：TurboAir型，FloTair型和CESL型。TurboAir型由美国矿业局开发。在内径50mm的充气器内充填玻璃球或者石英粒子，在高压下产生直径0.1mm‑0.3mm的细小气泡。由美国DeisTerConCenTraTor公司生产的FloTair型发泡器是把加压空气从外部分散器通过机内的充气板分散到槽内，在压力300Ka至480Ka、空气与水的流量比约30的条件下工作，产生直径0.1mm左右的细小气泡。CESL型充气器由加拿大的CominCoEngieeringServiCeLTd(CESL)公司于988年开始生产，浮选柱外的气体分散器产生空气‑水混合物，通过金属管分散到浮选注中，压力在300Ka‑600Ka下运转，气泡直径0.3mm‑0.4mm，可确保含气率达到50％，多孔金属管在作业中可以更换，运转率较高。CESL型充气器先后在北美、南美和南非等地得到广泛应用。 [0027] 2.空气喷射式充气器。加拿大MinovEXTeChnologies公司研制了不用水、仅吹入空气(空气喷射)产生气泡的机构。该充气器是由针阀与气泡喷雾孔组成的简单结构，孔径大，因表面被陶瓷覆盖，所以不会堵塞，寿命长达2a，产生的气泡直径为0.5mm‑3.0mm，易于使用。 [0028] 3.MinnoveX静态混合器。该混合器利用高速流动的矿浆和气体在剪切件作用下形成气泡，具有易于更换和在线调控气泡大小的特点，但加工精度要求较高。 [0029] 4.多孔文氏管。当水高速流过多孔管时，管内压力低于大气压，空气自发进入与水混合，在多孔介质的高速剪切作用下产生气泡。压力释放时析出大量微泡，然后沿切线进入旋流段。 [0030] 5.旋流器式充气器。在旋流浮选机中离心力使矿浆和气泡充分混合，空气既可自流给入，也可压入。离心力使矿粒向槽壁移动，由于气泡向内侧上升，捕收速度快，因此对细粒矿物浮选效果好，但对粗粒和高密度矿物的分离不利。 [0031] 气泡矿化方式研究进展，早期的浮选柱矿化方式大多采用逆流矿化方式，后来随着浮选柱技术研究的不断进步，出现了逆流矿化、顺流矿化、管流或离心矿化以及多种矿化组合的矿化方式等。 [0032] 逆流矿化浮选柱，逆流碰撞矿化型浮选柱如CPT浮选柱、FXZ全静态浮选柱等。CPT浮选柱。该浮选柱是由加拿大工艺技术公司研制，其核心是它的空气分散系统，共有四种类型，其中最新的是SlamJeT分散器和SParJeT分散器。经浮选药剂处理后的矿浆，从距柱顶部以下约1m‑2.0m处给入，在柱底部附近安装有可从柱体外部拆装检修的气体分散器。气体分散器产生的微泡，在浮力作用下自由上升，而矿浆中的矿物颗粒在重力作用下自由下降，上升的气泡与下降的矿粒在捕收区接触碰撞，疏水性矿粒被捕获，附着在气泡上，从而使气泡矿化。负载有用矿物颗粒的矿化气泡继续浮升而进入精选区，并在柱体顶部聚集形成厚度可达1m的矿化泡沫层，泡沫层被冲洗水流清洗，使被夹带而进入泡沫层的脉石颗粒从泡沫层中脱落，从而获得更高品位的精矿。尾矿矿浆从柱底部排出，整个浮选柱保持在“正偏流”条件下工作。FXZ全静态浮选柱。FXZ静态浮选柱由中国矿业大学北京校区研制，包括静态浮选柱和与其配套的跌落箱。浮选柱中没有旋流，矿浆由上向下、流动气泡由下向上浮起，目的矿粒与气泡碰撞后，黏附在气泡上，精矿泡沫上浮到顶部溢流排出，尾矿随着水流到底部排出。跌落箱中没有运动部件，通过高压风将浮选药剂以乳滴状喷入跌落箱，与浮选入料混合，由于重力的作用使矿浆由上向下流动，在流动过程中药剂和矿粒充分接触，提高了目的矿物的可浮性，进入浮选柱后，可以提高浮选速度和浮选柱的处理量。 [0033] 顺流矿化浮选柱，该浮选柱利用射流原理引入空气，其圆锥形收缩管与喇叭管在空室中相连，当高速水流由圆锥形收缩管流向喇叭管时，因水流断面逐渐减小，在圆锥形收缩管出口处形成较大流速，致使该处压强降低至大气压强之下，在吸气室中形成负压，使空气从外部进入到空室中。在分选槽底部安装了一个反射假底，其作用在于将高速水流所携带的空气粉碎成气泡，进而弥散到整个分选槽。该设备气泡直径较小，空气保有量较高，空气分散比较均匀，且结构简单、操作方便、无运动部件，选别指标较好。 [0034] 管流矿化浮选柱，管流矿化浮选柱有射流浮选柱、喷射式浮选柱、Jameson浮选柱等，其中Jameson浮选柱最为典型。Jameson浮选柱由澳大利亚研制，其工作原理是将调好药剂的矿浆用泵经入料管打入下导管的混合头内，通过喷嘴形成喷射流而产生一负压区，从而吸入空气产生气泡，矿粒在下导管与气泡碰撞矿化，下行流从导管底口排人分离柱内，矿化气泡上升到柱体上部的泡沫层，经冲洗水精选后流入精矿溜槽，尾矿则经柱体底部锥口排出。充气搅伴装置是Jame‑son浮选柱的关键部件，它采用了射流泵原理，在把矿浆压能由喷嘴转换成动能的同时，在密封套管内形成负压，并由空气导管吸入空气。经密封套管，射流卷裹气体进入混合套管，在高度紊动流体作用下，气体被分割成气泡并不断与矿粒碰撞粘附，得到矿化。分散器相当于静态叶轮，将垂直向下的矿浆沿径向均匀分散。 [0035] 旋流矿化浮选柱，旋流矿化浮选柱有旋流充气式浮选柱。该浮选柱由美国犹他大学研制。矿浆以一定压力沿切线方向给入，空气从多孔柱壁进入，泡沫产品通过内螺旋向上运动排出，沉砂从底部排出。该设备效率高，但器壁磨损较严重。它提出了一种高效充气矿化方式，与逆流矿化相对应，其成泡与矿化过程突出了“垂直”的特点。在较高强度的离心力场背景下，这种“垂直”矿化方式不仅提高了浮选的矿化效率，而且降低了浮选粒度下限。再加上离心力场中的重力分离作用，形成了微细物料分选的综合力场优势。 [0036] 顺流‑逆流多段矿化浮选柱，俄罗斯IOTT研究所研制的顺流‑逆流多段浮选柱，该3 浮选柱槽体体积为1580m。由于每一柱体具有不同的流体力学和充气状态，而且可以通过改变柱体截面调整矿浆流速和停留时间，可使不同可浮性颗粒得到回收。随着浮选柱研究的深入，根据所研制的浮选柱特点，浮选柱气泡矿化方式也呈现多样化特点，多种组合的矿化方式已成为浮选柱研究的一个重要方向。 [0037] 近年来选矿处理的原矿镍品位逐年下降、氧化镁含量日益升高、矿石嵌布粒度越来越细，寻求高效的浮选设备是今后选矿发展的重要方向之一。 发明内容[0039] LB微纳米气泡浮选柱包括渣浆泵为动力源、矿浆输入总矿浆分配包后，均匀输入N个旋流喷射微纳米气泡发生器、发生器内堆型喷嘴和喇叭型喉管内侧带有同向轴心导流线、负压吸气管上负压表及阀门控制，吸气管顶端为Y型管口，其一浮选药剂雾化入口、其二负压真空吸气，矿浆“浮选药剂雾化+固液气”混合室、喉管射流螺旋微纳米气泡矿浆出口； [0040] 其中，气泡发生器装有智能化数字压力计、进出口两端都安装控制阀门，维修或更换气泡发生器工作时不需要停机停产； [0042] 其中，该稳流板钻孔(外圆孔径小、中心大、均匀分布)，孔径范围5mm‑25mm，优选10mm‑‑20mm；稳流板固定在距顶部浮选柱体五分之二处，稳定矿浆静态矿化及平稳液面，矿浆经分散器后，缓慢向上流动，矿粒与气泡在柱体中紊流碰撞、吸附，被附着到微纳米气泡上的有用矿物，又在静态分选环境上浮到槽体推泡泡沫区，经过二次富集后产品从泡沫精矿槽流出。未矿化的矿物颗粒随矿流下降经尾矿箱排出。液位的高低和泡沫层厚度由尾矿箱智能控制系统自动进行液位调节； [0043] 其中，尾矿箱闸门控制浮选柱矿浆液面并设有循环管道与排放尾矿管道出口，浮选柱中心最底部有一个排放粗颗粒矿浆阀门控制，防止粗颗粒尾矿在浮选柱沉槽，堵塞尾矿排放。 [0044] 更进一步地，所述前后气泡发生器进出口两端都安装控制阀门。 [0045] 更进一步地，柱槽体中心底部设有矿浆分散器。 [0046] 更进一步地，所述多孔稳流板设于浮选柱高度的五分之二处固定。 [0047] 更进一步地，所述气泡发生器呈堆型管状，输入矿浆的一端为喷嘴和出口端喇叭型喉管连接浮选柱中心底部分散器，喷嘴部分内管壁由开口端向中间收缩，并且喷嘴与喇叭型喉管内管壁上带有同轴向导流线螺纹，在喉管和喷嘴交界处对垂直设有L型双向吸气汇集一管，吸气管顶端又为Y型(浮选药剂雾化入口、负压吸气)一负压吸气管，在负压吸气管设有负压表和吸气控制阀门。 [0048] 更进一步地，所述矿浆分散器由一12边形底板和一小12边形柱体组成，该12边形底板直径小于该槽体底部，间距100mm；该12边形柱体直径小于该12边形底板；该12边形柱体侧壁均匀开设有复数列倾斜排列的圆孔。 [0049] 更进一步地，所述输送管道从矿浆分散器顶部或底部中心穿入至矿浆分散器。 [0050] 本发明的改进之处在于： [0051] 本发明提供LB微纳米气泡浮选柱体积2400m3，其中的LB微纳米气泡浮选柱(矮柱、3 直径5m、堆底高1.2m、圆柱高4.8m)的单槽容积约达到(100m/台)、电脑控制(智能化)、大型 3 化；突破了北京矿冶总院最大浮选拄680m /台和俄罗斯IOTT研究所研制的顺流‑逆流多段 3 浮选柱，该浮选柱槽体体积为1580m；本发明通过改变了高柱为矮柱，给矿方式也改变为底部；该柱为一柱一气泡发生器，淘汰了其他一柱多个气泡发生器型式的缺点，大大降低能耗和运营成本。本发明可以实现对粗颗粒、微细颗粒级矿物的有效回收。 [0052] 本发明气泡发生器产生的微纳米气泡小，约两个数量级(≤0.99μm‑≥100nm)；更强的表面活性，因为表面自由能极大；更能附着在颗粒表面，上升速度慢，疑聚细粒级，增大其尺寸，增加捕获概率；起到副捕收剂的作用，提高颗粒表面疏水性；通过促进较大气泡与颗粒的附着强化浮选过程。微纳米气泡的存在可以降低分离的可能性，从而有利于浮选；微纳米气泡的存在提高了浮选产率和回收率；微纳米气泡提高了浮选效率，特别是对于非常细小和粗糙的颗粒。 [0053] 微纳米气泡直径小、气泡量易控制。旋流喷射微纳米空化气泡方式产生的微纳米气泡直径微小(≤0.99微米≥100纳米)，气泡在浮选柱中弥散好，气泡表面积大，气泡与矿粒接触的几率增加，有利于浮选，能有效降低设备对矿物的分选下限。气泡量可直接通过调节负压吸气量来控制，操作方便。 [0054] 本发明中气泡发生器的微纳米气泡能够在油酸钠溶液稳定存在1h以上，具有很强的稳定性；微纳米气泡尺寸随着油酸钠浓度增高而减小，随着pH增大而增大；表面电负性则随着pH的增大不断增强；超过一定时间范围后，延长空化时间对微纳米气泡的尺寸并无显著影响，这是溶液中溶解气体在水相和气相中达到动态平衡所致，独特微纳米气泡功效，节能、成本低、提质增效。 [0055] 本发明中类似于浮选机的机械搅拌矿化方式，增加了气泡与细粒矿物的碰撞几率；设置柱分散器装置，使矿浆流态均匀、更稳定，提高了泡沫的稳定性和二次富集。 [0056] 本发明中气泡发生器浮选柱克服了当前众多浮选柱存在的小气泡与高表观充气速率不能兼得的矛盾；L型双向负压吸气汇集一管，吸气管顶端为Y型负压吸气管，浮选药剂雾化产生的气泡直径微小，且负压吸气微纳米空化气泡产气装置相对独特，浮选槽液面的气泡量可通过吸气管负压表指数，智能化控制。 [0057] 本发明中LB微纳米气泡浮选柱这种独特的气泡发生器发生方式和柱体结构使其达到了细粒矿物的高紊流矿化和静态分选的微纳米气泡浮选过程。在一方面微纳米气泡减小了气泡尺寸，增大了矿物颗粒‑气泡之间的碰撞概率，另一方面微纳米气泡的比表面积大、表面能高，选择性比一般气泡更高。微纳米气泡的本质虽是气泡，但其性质可类比于浮选药剂，从本质上来说，它是直径在微纳米级别的气泡，即微泡；从性质上来说，它是存在于微纳米级别具有能够调整促进颗粒‑颗粒以及颗粒‑气泡之间相互作用的高度分散、相对稳定的气体物质，它的促进作用源自于微纳米气泡聚集过程中产生的“微纳米气泡桥毛细作用力”，类比于浮选药剂可通过吸附于矿物表面调节矿粒的界面性质，他们的促进作用源自于药剂与表面的作用力，主要包括化学力(共价键，配位键)、氢键、静电作用力、疏水缔合力以及分子键等。因此，未来在微细粒矿物浮选过程中拟通过微纳米气泡调节对矿粒界面性质进行调控，促进颗粒‑颗粒、颗粒‑气泡间的相互作用。 [0058] 本发明中LB微纳米气泡浮选柱，理论研究与工业生产业已证明改善微细粒矿物浮选主要有两种；第一，使微细粒矿物选择性聚团，增大待选矿物粒度；第二，通过技术手段减小气泡尺寸，增加气泡与微细粒矿物的碰撞效率。究其根本，两者都是强化矿物与气泡之间的相互作用过程，而其中涉及到的两个关键过程则是颗粒一颗粒间的凝聚过程以及颗粒一气泡间的碰撞黏附过程。因此，从理论上来说，通过技术手段调控颗粒‑颗粒以及颗粒‑气泡间的相互作用过程，就可以提高微细粒矿物的分选效率。微纳米气泡所产生“微纳米气泡桥毛细作用力”是长程疏水作用的根源。根据EDL‑VO理论可知，疏水作用在颗粒‑颗粒和疏水颗粒‑气泡间相互作用过程中起主导作用。因此，从理论上来说，通过引入微纳米气泡，一方面可利用矿粒间“微纳米气泡桥毛细作用力”强化微细粒矿物的凝聚过程；第二方面可利用微纳米气泡强化矿物颗粒与普通气泡之间的碰撞黏附过程；第三方面，增加了颗粒与气泡碰撞的可能性。因此，该LB微纳米气泡浮选柱在微细粒矿物浮选中的应用不仅能提高矿物的回收率，节约浮选药剂和能耗，提質增效，实现资源合理化利用，而且有利于我国的可持续发展和环境治理，对缓解资源短缺具有重要的意义。附图说明： [0059] 图1为本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱上视图。 [0060] 图2本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱等轴测图。 [0061] 图3为本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱前视图。 [0062] 图4为本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱下视图。 [0063] 图5为本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱剖面图。 [0064] 图6‑1 LB微纳米气泡浮选柱总矿浆分配包示意图。 [0065] 图6‑2 LB微纳米气泡浮选柱总矿浆分配包示意图。 [0066] 图6‑3 LB微纳米气泡浮选柱总矿浆分配包示意图。 [0067] 图7为LB微纳米气泡浮选柱剖面旋流喷射微纳米气泡发生器示意图。 [0068] 图7‑1为LB微纳米气泡浮选柱旋流喷射微纳米气泡发生器机座示意图。 [0069] 图7‑2为LB微纳米气泡浮选柱喷嘴示意图。 [0070] 图7‑3为LB微纳米气泡浮选柱喉管示意图。 [0071] 图8为LB微纳米气泡浮选柱柱分散器示意图。 [0072] 图9为LB微纳米气泡浮选柱稳流板示意图。 [0073] 图10为LB微纳米气泡浮选柱精矿推泡流槽示意图。 [0074] 图11为LB微纳米气泡浮选柱喷淋装置示意图。 具体实施方式[0075] 下面将对本发明的实施例进行详细、完善的描述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 [0076] 实施例1 [0077] 本发明提供LB微纳米气泡浮选柱设备，如果图1所示，矿浆由MD搅拌桶输送管进入0渣浆泵，1‑1总矿浆分配包，2‑1阀门，3‑1旋流喷射微纳米气泡发生器，4‑1输送管道，5‑1浮选槽堆型底部中心分散器，6‑1槽体，7‑1稳流板，8‑1精矿流槽，9‑1尾矿箱，10‑1浮选柱支撑腿，6‑1‑3浮选柱最底部粗颗粒排放控制阀门(防止浮选柱矿浆沉槽、堵塞尾矿排放)等浮选柱组成； [0078] 矿物浮选柱1‑1总矿浆分配包，3‑1包括旋流喷射微纳米气泡发生器，5‑1浮选柱底部中心分散器、9‑1尾矿箱； [0079] 其中，图5图6‑1是本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱的第一优选实施例的总矿浆分配器的侧面图。总矿浆分配器在第一优选实施例中，矿浆分配器1‑1的矿浆一个进口1‑1‑1，出口1‑1‑2沿筒体侧壁沿周向设有一圈，每圈设有矿浆出口1‑1‑2为6个，共计6个。因此，在第一优选实施例中，该旋流喷射喷嘴3‑1和链接输送管道4‑1的数量和矿浆浮选柱6‑1的数量也为6个。 [0080] 图6‑2是本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱的第二优选实施例的总矿浆分配器的侧面图。总矿浆分配器在第二优选实施例中，总矿浆分配器1‑1的矿浆一个进口1‑1‑1，出口1‑1‑2沿筒体侧壁沿周向设有二圈，每圈设有矿浆出口1‑1‑2为6个，共计12个。因此，在第二优选实施例中，该旋流喷射喷嘴3‑1和链接输送管道4‑1的数量和矿浆浮选柱6‑1的数量也为12个。 [0081] 图6‑3是本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱的第三优选实施例的总矿浆分配器的侧面图。总矿浆分配器在第三优选实施例中，总矿浆分配器1‑1的矿浆一个进口1‑1‑1，出口1‑1‑2沿筒体侧壁沿周向设有三圈，每圈设有矿浆出口1‑1‑2为8个，共计24个。因此，在第三优选实施例中，该旋流喷射喷嘴3‑1和链接输送管道4‑1的数量和矿浆浮选柱6‑1的数量也为24个。 [0082] 如图7、图7‑1、图7‑2、图7‑3所示为旋流喷射微纳米气泡发生器3‑1，旋流喷射微纳米气泡发生器呈堆型管状图7，连接气泡发生器的一端为矿浆进口喷嘴3‑1‑1，连接图8浮选柱底部中心分散器5‑1‑1的一端为矿浆出口喇叭型喉管3‑1‑2，喷嘴3‑1‑1内管壁由开口端向中间收缩，并且内管壁上带有导流线螺纹，喇叭型喉管内管壁右喇叭口反向出口端向中心轴外扩，喷嘴与喉管螺旋线同向同轴心，在喉管3‑1‑2和喷嘴3‑1‑1交界处对垂直设有一负压吸气管3‑1‑3，在L型双向汇集一管3‑1‑5，上端管3‑1‑4设有智能数字负压计和吸气控制开关； [0083] 当矿浆进入旋流喷射微纳米发生器时，经过吸气管顶端Y型管3‑1‑5药剂雾化入口和真空负压吸气，在发生器“药剂雾化+固液气”混合室内矿化，喇叭型喉管射流螺旋微纳米气泡矿浆出口；发生器装置为外置式，从底部给矿，节约能耗。 [0084] 该柱分散器图8包括一筒体矿浆入口5‑1‑1，该简体5‑1‑2的侧壁为多边形柱状，该筒体5‑1‑3的底部为倒多棱锥形，在该槽体5‑1‑3的底部的末端设有粗颗粒尾矿排放阀门6‑1‑3；在该筒体底部的中心设有一矿浆分散器5‑1；该筒体上部设有图9多孔稳流板7‑1，在该筒体上部边缘设有图10精矿推泡槽排出口8‑2，该筒体外部边缘设有一液面控制尾矿箱装置9‑1； [0085] 该图8矿浆分散器5‑1由一12多边形底板5‑1‑3和一12边形柱体5‑1‑2组成，该12多边形底板5‑1‑3直径小于固定该槽堆体6‑1处的底部直径(固定处两者间距60毫米)，该12多边形柱体5‑1直径小于该12多边形底板5‑1‑3；该多边形柱体5‑1‑2侧壁均匀开设有复数列倾斜排列的圆孔5‑1‑2。 [0086] 该矿浆搅拌桶MD通过输送管道连接到渣浆泵0的进口端，该渣浆泵0的出口端通过输送管道连接到1‑1总矿浆分配器底部的矿浆进口1‑1‑1，每一矿浆出口1‑1‑2通过输送管道连接到一旋流喷射微纳米发生器3‑1，该旋流喷射微纳米发生器3‑1通过输送管道4‑1穿过矿浆分散器5‑1。 [0087] 如图11为本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱的清水喷淋第一优选实施例的设备示意图。所述在LB浮选柱顶高1.5米设喷淋设备，喷淋水压力0.12cm/s，浮选精矿泡沫经喷淋水冲洗后排入精矿槽。图11喷淋水设置，它包括槽体1，所述槽体1顶部自内向外依次设置有内溢流槽2、中溢流槽3和外溢流槽4，所述外溢流槽4底部设置有精矿出口5，所10述外溢流槽3顶部设置有水盘支架6，所述水盘支架6上自内向外依次设置有环状的内水盘7、中水盘8和外水盘9，所述外水盘9对应设置于外溢流槽4和中溢流槽3之间的区域，所述中水盘8对应设置于中溢流槽3和内溢流槽2之间的区域，所述内水盘7对应设置于内溢流槽3的内部区域，所述内水盘7、中水盘8和外水盘9上均开设有多个喷淋孔。 [0088] 在本实施例中，LB微纳米气泡浮选柱6‑1总高度为6米，直径5米，堆型部高度1.2米，槽体高度4.8米，在槽体高度2/1处设有多孔稳流板7‑1。在本实施例中，所述矿浆复数分配器的矿浆出口数量为6个，对应6个所述的LB微纳米气泡浮选柱组成。 [0089] 本发明提供的矿浆搅拌和浮选设备主要解决以下技术问题： [0090] 1.在浮选柱浮选中，气泡尺寸是影响其浮选效果的最大因素，气泡越小、充其量越大，与矿粒的碰撞几率就越大，越有利于细粒矿物的分选。除传统的压气式外，研究高压溶气法、电解法等，以及各种方式相组合的方法。本发明从内部充气型改为外部真空负压吸气型，以一柱一喷嘴的方式代替原来多点式充气，提高浮选核心，真空负压吸气速率≥65％浮选柱的浮选效率。 [0091] 2.设置带有序钻孔稳流板，孔径外小中心大，改善浮选柱内矿浆流态，克服工业浮选柱常出现的“翻花”、“沟流”等问题，形成理想的“塞流”流态，改善柱内矿浆静态的稳定性以及气泡分散的均匀性等。 [0092] 3.LB微纳米气泡浮选柱，构思新的矿化碰撞模式，取代常规高柱中的捕集区，实现矮柱高紊流分散器矿化和静态分选条件。 [0093] 4.各类碰撞矿化机理，建立数学模型，为深入了解浮选柱浮选过程以及浮选柱的工业化生产提供理论与实际依据。 [0094] LB微纳米气泡浮选柱，可克服现行浮选柱的缺点；根据浮选柱中气泡与颗粒作用的相关理论，若想实现浮选柱的高效浮选，则要求在较大的表观充气速率下，尽可能地产生微小气泡。由于气泡大小、表观充气速率和给料速率三者互有关联，若要产生小气泡时，必须采用低的表观充气速率和比较小的处理量。这个矛盾一直制约着高效浮选柱的研究，成为现行大多数浮选柱研究需要解决的重要问题。 [0095] LB微纳米气泡浮选柱的设计发明，独特的气泡发生方式，基于现行浮选柱气泡发生器产气原理，在现行众多浮选柱浮选过程中，气泡大小、表观充气速率和给料速率三者互有关联，不能达到理想的高表观充气速率和微小气泡的高效浮选状态，利用旋流喷射微纳米气泡矿化原理，开发出新型的LB微纳米气泡浮选柱。该设备以“复数旋流喷射微纳米气泡发生器浮选柱”代替传统浮选柱的压溶、射流等气泡发生方式，具有气泡直径微小、稳定性好、气泡量易控制等特点。而且在特定机型的浮选中，产生的气泡大小与表观充气速率和给料速率无关，气泡量的大小可通过调节负压吸气量大小来直接控制。从而很好地解决了目前众多浮选柱中普遍存在的在高表观充气速率和高处理量情况下不能获得微纳米气泡级的问题。 [0096] 独特的LB微纳米气泡浮选柱结构，复数旋流喷射微纳米气泡发生器装置为外置式，从底部给矿，节约能耗；固液气产生的微泡与矿浆在主柱底部对称给入，主柱底部安装高紊流分散器装置，气泡与矿浆在狭小的空间里，在主槽底部中心矿浆紊流分散器疑似挡板，一方面微纳米气泡减小了气泡尺寸，增大了矿物颗粒‑气泡之间的碰撞概率，另一方面微纳米气泡的比表面积大、表面能高，选择性比一般气泡更高。微纳米气泡的本质虽是气泡，但其性质可类比于浮选药剂，从本质上来说，它是直径在微纳米级别的气泡，即微泡；从性质上说，它是存在于微纳米级别具有能够调整促进颗粒‑颗粒以及颗粒‑气泡之间相互作用的高度分散、相对稳定的气体物质，它的促进作用源自于微纳米气泡聚集过程中产生的“微纳米气泡桥毛细作用力”，类比于浮选药剂可通过吸附于矿物表面调节矿粒的界面性质，他们的促进作用源自于药剂与表面的作用力，主要包括化学力(共价键，配位键)、氢键、静电作用力、疏水缔合力以及分子键等；而矿化泡沫自然浮升至主柱顶部，形成精矿泡沫层。主槽上部安装了稳流网，管壁开孔，这样可充分减少向上的矿流对精矿泡沫的冲击，有利于泡沫层的稳定和精矿的二次富集。在次槽中，矿浆中少量的矿化泡沫继续浮升，同时随矿流带入的少量微纳米气泡在上浮过程中继续与矿粒碰撞、矿化、上浮，精矿从溢流口流出。尾矿从次柱尾矿箱排出。 [0097] 实施列2 [0098] 采用实施例1所提供LB微纳米气泡浮选柱在本研究中，探索泡沫的生成和演化过程微‑纳米气泡发生器，微‑纳米气泡发生器的几何建模实验室旋流浮选细胞，和气体‑液体两相模型应用使用CFD‑PBM模型。得到了水流速6.5m/s时，发生器内气泡的数值流动模拟、尺寸分布和运动演化过程。 [0099] (1)气体从吸入管进入浮选柱后，主要沿管道中心移动。在移动到静态混合区后，大部分气体仍聚集在管道中心，少量气体慢慢向壁面移动。当接近出口时，大量的气体开始向壁上移动，这意味着气体主要分布在出口的壁上上。 [0100] (2)吸入的气体在管的中心产生巨大的气泡。相比之下，管壁上的气泡尺寸更小。当气泡移动到出口时，壁上的气泡大小增加了。破碎效率高于聚结效率，破泡是主要过程。 位于中心的相对较大的气泡被分解成小的气泡，然后移动到管的外围。此后，以气泡聚集为主，小气泡合并形成相对较大的气泡。生成的气泡的平均直径从约30μm逐渐增加到110μm，气泡的生长速率从第2节增加到第4节特别突出。此外，气泡的最小直径约为0.99μm。 本研究是这类浮选柱研究的第一阶段，并将对矿化气泡进行后续研究。 [0101] 实施列3 [0102] 采用实施例1‑2所提供LB微纳米气泡浮选柱，采用王定佐院士的“电位浮选+LB微纳米气泡浮选柱”双优技术与设备，解决了“微细粒锡石可浮性差，与易浮脉石难分离、微泥与硫化物对锡石浮选干扰严重”的世界性难题；经济效益显著：年增产值1600多万元，利润1000万元。 项目微细粒级锡指标表1 产品 产量 锡品位 锡回收率 粗糙的 25.00 0.071 7.26 硫化物1 5.60 0.21 4.81 硫化物2 0.68 0.71 1.97 锡精矿1 0.21 51.06 43.86 锡精矿2 0.66 15.19 32.91 尾矿 67.85 0.063 9.19 累计 100.00 0.24 100.00 在给矿中含锡品位很低的情况下，确保一定的锡回收率，最终精矿富集比200多倍。 [0103] 实施例4 [0104] 采用1‑3所提供的LB微纳米气泡浮选柱试验研究，北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室宋永胜、李宾、程瑜等旧引研究了‑19微米粒级占86.88％的微细粒黄铁矿单矿物，在气泡发生器浮选柱中的浮选行为。试验所用气泡发生器浮选柱的规格320mm×3 3 250mm×500mm，挡板高15cm，矿浆流速1.87m/h；渣浆泵压力0.45MPa，充气速率为0.60m /s，矿浆气泡直径≥0.99μm，捕收剂为丁基黄药，起泡剂为24油。试验结果表明，浮选柱回收微细粒黄铁矿的优势主要体现在3微米以上这个粒级范围内，而当黄铁矿粒径＜3μm时，不论是浮选柱还是浮选机，浮选效果都很差。 [0105] 实施例5 [0106] 采用实施例1‑4所提供LB微纳米气泡浮选柱对攀枝花细粒级钛铁矿钛浮选试验，LB微纳米气泡浮选柱适合于选钛厂的浮选尾矿。经过72小时工业试验取得了在给矿品位为6.55％时，精矿品位48.55％，尾矿品位3.83％，产率4.57％，实际回收率32.26％，浮选药剂成本为101.06元/吨精矿的良好指标。 [0107] 本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱具有保持高回收率而又能达到高的富集比、选别速度快等显著特点。在原矿矿物组成贫、杂、分布宽情况下，仅用一粗一扫三精流程就可将TiO2品位低约6.5％的浮选尾矿选别到48％以上。 [0108] 本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱对原矿品位波动适应性较强。只要浮选原矿TiO2品位控制在4.3％以上时，本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱均能稳定较好的选别出合格的钛精矿产品。 [0109] 本发明所提供的LB微纳米气泡浮选柱解决了目前选钛厂无法有效回收的有价矿物品位低的浮选尾矿再次回收的问题，可以最大限度提高资源利用率。 [0110] 实施例6 [0110] 采用实施例1‑5所提供LB微纳米气泡浮选柱对包钢选矿厂强磁粗精矿磁化焙烧一弱磁选尾矿和强磁中矿浮稀土尾矿进行工业生产：对弱磁选尾矿经预先脱碳和混合浮选所得的混合浮选精矿进行一次粗选、三次精选及一次扫选的全流程浮选试验，可得到产率为3.87％，REO品位为65.72％，回收率为20.15％的高品位稀土精矿产品。 [0112] 对浮稀土尾矿槽内产品进行一次粗选、四次精选的全流程浮选试验回收铌矿物，最终可得到产率为62.16％、Nb2O5品位为0.57％、回收率为51.06％的铌精矿产品。 [0113] 实施例7 [0114] 采用实施例1‑6所提供LB微纳米气泡浮选柱对北京宾隆矿业公司厂坝分公司铅锌选尾厂的工业生产结果证明： [0115] 通过采用一粗一扫一精，二次精扫，常规药剂的工艺流程及药剂制度，运用LB浮选柱选别甘肃白银公司厂坝铅锌矿浮选尾矿矿浆，工业试验取得了良好指标：铅锌精矿质量39.21％，金属回收率达50.65％，年可获得生产利润4068万元。 [0116] 该LB微纳米气泡浮选柱设备运转平稳可靠，操作简便(主要操作仅为通过浮选闸板调整矿浆液面)；负压吸气量大，能产生充足的空气量使矿物与泡沫结合机会增大，有利于矿物的浮选；泡沫层的厚度和面积都比普通的浮选机大得多，保证了高富集比和高回收率。 [0117] 运用LB微纳米气泡浮选柱单槽选别厂坝矿锌原矿，与普通射流浮选机相比，作业回收率能提高40个百分点左右。 [0118] 产品分析结果及原矿粒级分析表明，LB微纳米气泡浮选柱使入选尾矿中的粗大颗粒及微细粒矿物得到了有效回收。 [0120] 实施列8 [0121] 采用实施例1‑7所提供LB微纳米气泡浮选柱对金川铜镍尾矿再选工业试验，规模2000吨/日，采用一粗一扫二精，常规药剂的工艺流程及药剂制度，运用LB微纳米气泡浮选柱选别甘肃金川铜镍尾矿再选工业试验，在给矿品位镍0.23％、铜品位0.16时，得到的镍精矿品位为3.87％、铜0.92％，对给矿的回收率为19.76％、铜9.12％取得了良好指标。 [0122] 尾矿的回收利用，不仅可改善尾矿堆存带来的生态环境问题，而且可扩大资源利用范围。此外，尾矿中金属的回收可带来巨大的经济效益，按日处理31000吨尾矿，年生产330天计算，按照项目的考核指标，年可生产镍4010吨以上，仅从尾矿中回收镍一项，即可年增产值约8亿元。 [0123] 结果表明，该工业设备“LB微纳米气泡浮选柱”试验与一般浮选柱最大的区别在于气泡发生器不同，该柱的气泡发生器为旋流喷射微纳米气泡发生器。LB微纳米气泡浮选柱主要由壳体、锥形喷嘴和喇叭型喉管内侧壁带导流线同轴心同向，L双向负压吸气汇集一管、顶端Y型负压吸气管，负压雾化药剂入口和吸气混合室构成的吸气管上端有负压表与控制阀门，矿浆先在锥形喷嘴和喇叭型喉管内产生饱和均匀的旋流运动，增大真空负压吸气量，矿浆在发生器混合室微矿化，然后经喷射管产生射流螺旋运动喷入槽内分散器疑似挡板，一方面气泡减小了气泡尺寸，增大了矿物颗粒‑气泡之间的碰撞概率，另一方面微纳米气泡的比表面积大、表面能高，选择性比一般气泡更高。使浮选雾化药剂加固液气三相的混合和作用更加充分，提高了效果。 [0124] 关于LB微纳米气泡浮选柱，微纳米气泡对矿物浮选体系的影响也引起了一些学者的关注，研究重点集中在微纳米气泡对微细粒矿物以及天然疏水性矿物的浮选应用阶段；关于微纳米气泡在复杂微细粒级矿物颗粒浮选体系中影响机制研究，集中在微泡浮选方面，一方面微纳米气泡减小了气泡尺寸，增大了矿物颗粒‑气泡之间的碰撞概率，另一方面微纳米气泡的比表面积大、表面能高，选择性比一般气泡更高。微纳米气泡的本质虽是气泡，但其性质可类比于浮选药剂，从本质上来说，它是直径在微纳米级别的气泡，即微泡；从性质上说，它是存在于微纳米级别具有能够调整促进颗粒‑颗粒以及颗粒‑气泡之间相互作用的高度分散、相对稳定的气体物质，它的促进作用源自于微纳米气泡聚集过程中产生的“微纳米株气泡桥毛细作用力”，类比于浮选药剂可通过吸附于矿物表面调节矿粒的界面性质，他们的促进作用源自于药剂与表面的作用力，主要包括化学力(共价键，配位键)、氢键、静电作用力、疏水缔合力以及分子键等。因此，未来在微细粒矿物浮选过程中拟通过微纳米气泡调节对矿粒界面性质进行的相互作用。 [0125] 理论研究与工业试验业已证明改善微细粒矿物浮选主要有两种思路：第一，使微细粒矿物选择性聚团，增大待选矿物粒度；第二，通过技术手段减小气泡尺寸，增加气泡与微细粒矿物的碰撞效率。究其根本，两者都是强化矿物与气泡之间的相互作用过程，而其中涉及到的两个关键过程则是颗粒‑颗粒间的凝聚过程以及颗粒‑气泡间的碰撞黏附过程。 [0126] 因此，从理论上来说，通过技术手段调控颗粒‑颗粒以及颗粒‑气泡间的相互作用过程，就可以提高微细粒矿物的分选效率。微纳米气泡所产生“微纳米株气泡桥毛细作用力”是长程疏水作用的根源。 [0127] 根据EDLVO理论可知，疏水作用在颗粒‑颗粒和疏水颗粒‑气泡间相互作用过程中起主导作用。因此，从理论上来说，通过引入微纳米气泡，一方面可利用矿粒间过程，另一方面可利用微纳米气泡强。 [0128] 微纳米气泡对于微细粒矿物的分选具有十分显著的效果，能有效提高矿物的回收率并能降低药剂用量，在选矿方面的应用无论在理论上还是实际上都具有重大的研究意义，将成为今后微细粒矿物分选的主要研究方向，但同时微纳米气泡桥在微细粒浮选中的作用机理等许多问题，还需要进一步的深入研究。微纳米气泡在微细粒矿物浮选中的应用不仅能提高矿物的回收率，提高经济效益，实现资源合理化利用，而且有利于我国的可持续发展和环境治理，对缓解资源短缺具有重大意义。 [0129] LB微纳米气泡浮选柱最主要的优点有以下几个方面： [0130] 1)创造适宜的微纳米气泡和颗粒动态碰撞以及气泡、颗粒结合体静态分离环境，具有富集比大、回收率高、运行费用低、特别适合于处理微细粒级及易于自控和大型化。并且泡沫层厚度、气泡大小和数量等由尾矿箱闸门及气泡发生器吸气管智能化调节方便； [0131] 2)浮选速度快、效率高，作业次数和简化浮选流程，不仅能减少浮选作业次数(段数)，还能代替联合流程； [0132] 3)抑制亲水颗粒特别有效，对于细粒级可实现高浓度浮选且富集比大； [0133] 4)槽内矿粒和气泡之间平稳的紊流运动，降低了气泡群的上升速度，提高了空气利用率和设备的单位处理能力。LB微纳米气泡浮选柱更适于细粒矿物的回收； [0134] 5)减少药剂用量，降低能耗，浮选柱安装功率仅为浮选机＜65％，因无运动部件，节约生产成本；并且操作简单，所需人员少； [0135] 6)设备简单，占地面积小，节省了基建投资； [0137] 8)最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 [0138] 新型的内带导流线旋流喷射微纳米气泡发生器自吸气产生大量微纳米气泡充分矿化同时完成其原理如图7、7‑1、7‑2；7‑3所示。 [0139] 该柱充分利用渣浆泵的原理，矿浆由圆堆型喷嘴与喇叭型喉管内导流线同轴同心同向，射出旋流喷射卷吸走混合室内空气，增大发生器混合室负压空气不断地经吸入管进入，混合室在喉管内强湍流作用下空气被破碎成、微泡充分饱和矿化，该装置有强烈的溶气析出含气率高、有利于浮选。 [0140] 从流体力学角度分析它充分利用射流原理，在气泡发生器出现真实气体中的相变、喉管内形成强烈的湍流场同喷嘴射出的流体先在喉管内变为分散相，后在扩散段内变为连续相。 [0141] 在液气相对运动段吸入的气体先是在喉管内连续，后在扩散段内由于压力的升高分散产生大量稳定存在的临界尺寸微气泡。同时，由于喉管的约束使矿浆成为窄束流，强化了微气泡与疏水矿物的结合。 [0142] 该装置内部流动是液、气、固三相流动，它的关键问题是： [0143] (1)利于矿化的液体和气体相对运动段长度，1喉管长度、2最佳尺寸的确定，[0144] (2)喉管直径dZ与喷嘴直径dl之比dZ/d：和喉管长度l：与喉管直径d：之比的确定，[0145] (3)自喷嘴射出的矿浆其流量及压力对矿化的影响。选矿中的流体力学问题无处不在，深入地研究流体力学与选矿的结合，对选矿的发展很有好处。目前相继出现的新型选矿手段，都尽可能地结合流动的具体特点去研究.旋流喷射空化气泡分选是目前流行的方法之一，旋流喷射中的旋转流动、产生空化微纳米的气泡发生器，都是典型的流体力学理论的应用.可见，选矿中的流体力学问题，其特点如下： [0146] (1)流动状态根据具体应用不同，涉及到层流或湍流及其转振中流动稳定性问题； [0147] (2)流动均为多相流动，涉及液、气、固及其相互作用； [0148] (3)充分利用重力场中不同比重固体物料在流体介质中的沉降稳定性及其规律； [0149] (4)大多采用旋流力场及旋转流动的特点，利用离心力以强化分离能力； [0150] (5)气泡的形成及控制，气泡发生器的结构很重要.选矿中面临的流体力学问题： [0151] (1)流场流动状态大多涉及湍流流动，由于湍流自身机理的复杂性对选矿机械内部流动还不是完全清楚，与湍流研究相结合加强对选矿机械内部流动机理研究，不仅有利于选矿机械的发展，也可以推动湍流研究的进步及其与工程实际的结合； [0152] (2)除湍流模式与实验相结合这一惟一可能依靠的方法外，能否突破计算能力的限制，将现有的湍流数值模拟方法如直接数值模拟方法用于解决选矿机械内部流场问题； [0153] (3)充分利用实验测量方法，使用先进实验手段如CFD，LDV，PIV等技术对选矿设备内部流场进行实验研究，能够推动选矿机械研究的进展； [0154] (4)在选矿机械的研究中，充分利用湍流研究的最新成果，特别是湍流结构及其控制的最新研究成果，可以推动选矿机械研究的技术进步，如利用射流边界层中大尺度相干结构的控制方法可以增强气泡发生器中的混合效率，提高气泡的产生速度，研制更高效的选矿机械设备。 [0155] (5)发明精矿推泡槽的应用，解决了机械浮选机采用机械搅拌刮泡和浮选柱精矿槽堵塞或跑槽浪费资源的问题。 |
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