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浮选柱气泡产生原理

发布时间:2018-04-17    文章来源:山东浮选机厂家    作者:lynn

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为了解释浮选机的浮选过程,需要了解气泡与颗粒作用规律。气泡和颗粒间的作用不仅支配着浮选全过程和分离的效率,而且其规律在表面科学、胶体科学、化学工程、流体力学、水利工程和环境工程中也有广泛的应用。随着测试手段及计算模拟技术的现代化,气泡和颗粒间的相互作用取得了许多极富价值的成果,如气泡颗粒间作用力定性分析及影响参数,水化膜的特殊重要性及其破裂的动力学,特别是对气泡与颗粒之间的碰撞、粘附、脱附的概率的认识,奠定了浮选的理论基础。

气泡是空气在分散介质,如水中形成的分散体系,具有很强的疏水性。气泡外围的水分子可分为水化层、扩散层和普通水层三个层次。气泡直径、数量、分布(时间、空间)对浮选过程的影响极大。气泡直径不仅影响浮选速率和回收率,而.且还影响浮选的选择性,如用浮选柱选煤发现,浮选速率常数K与气泡平均半径凡的立方成反比,这充分说明了气泡尺寸的极端重要性。但值得注意的是,不同物料的浮选对气泡直径有不同要求,不是气泡越小越好,过小由于浮力有限,也会影响浮选。气泡直径与发泡方式、流体静压力、表面张力、气体压力、气体质量、孔径及液体流态有关。为了降低气一液界面张力,便于气泡的产生,表面活性剂添加十分重要,其种类、数量是重要的浮选参数,以前对此认识不足。

当表面活性剂存在时,气泡的浮升速度减缓。气泡浮升速度减小,微细颗粒不易由于惯性作用沿着流线运动,增大了与气泡碰撞的概率。这有利于疏水微细粒的浮游。

有研究表明,气泡群由于干涉现象,浮升速度较单个气泡有所减小。气泡/颗粒结合体的运动速度的影响因素更多,规律更复杂。气泡的兼并和气泡/颗粒结合体的行为是当今热门研究课题。

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为了解释浮选机的浮选过程,需要了解气泡与颗粒作用规律。气泡和颗粒间的作用不仅支配着浮选全过程和分离的效率,而且其规律在表面科学、胶体科学、化学工程、流体力学、水利工程和环境工程中也有广泛的应用。随着测试手段及计算模拟技术的现代化,气泡和颗粒间的相互作用取得了许多极富价值的成果,如气泡颗粒间作用力定性分析及影响参数,水化膜的特殊重要性及其破裂的动力学,特别是对气泡与颗粒之间的碰撞、粘附、脱附的概率的认识,奠定了浮选的理论基础。

气泡是空气在分散介质,如水中形成的分散体系,具有很强的疏水性。气泡外围的水分子可分为水化层、扩散层和普通水层三个层次。气泡直径、数量、分布(时间、空间)对浮选过程的影响极大。气泡直径不仅影响浮选速率和回收率,而.且还影响浮选的选择性,如用浮选柱选煤发现,浮选速率常数K与气泡平均半径凡的立方成反比,这充分说明了气泡尺寸的极端重要性。但值得注意的是,不同物料的浮选对气泡直径有不同要求,不是气泡越小越好,过小由于浮力有限,也会影响浮选。气泡直径与发泡方式、流体静压力、表面张力、气体压力、气体质量、孔径及液体流态有关。为了降低气一液界面张力,便于气泡的产生,表面活性剂添加十分重要,其种类、数量是重要的浮选参数,以前对此认识不足。

气泡直径的测量是一个复杂的课题,主要分为光学、声学探测和电子探测两大类。将光、声多普勒仪测得的信息与图像分析技术结合是重要的发展方向。摄象、电阻率测量、光学方法和根据经验模型计算等方法常用来研究浮选柱的气泡直径和充气性能。

气泡在水中由于浮力和界面疏水力上浮.上浮的确切规律到目前为止尚不十分清楚,仅知道上浮速度与气泡直径、数量、流体压力、流体运动状态、气泡形状、水中溶解物质及悬浮物有关,有很多研究人员对此做了研究并建立了许多模型,有的模型在某一区域与实测结果一致,有的则是只是反映气泡速度变化的发展趋势。值得注意的是,气泡直径较小时,各个模型间差别不是很大。

当表面活性剂存在时,气泡的浮升速度减缓。气泡浮升速度减小,微细颗粒不易由于惯性作用沿着流线运动,增大了与气泡碰撞的概率。这有利于疏水微细粒的浮游。

有研究表明,气泡群由于干涉现象,浮升速度较单个气泡有所减小。气泡/颗粒结合体的运动速度的影响因素更多,规律更复杂。气泡的兼并和气泡/颗粒结合体的行为是当今热门研究课题。

为满足市场需求,促进企业发展,我国钢铁企业对炉料的含铁品位提出了更高的要求,因为高的含铁品位可以提高高炉生产率,降低燃料消耗,提高经济效益。早在2000年,我国就明确提出了铁矿选矿工艺的发展方向是提高铁精矿品位,降低有害杂质,即“提铁降杂”。为了提高铁精矿品位,在磁铁矿选矿方面,国内外进行过许多工艺技术的研究,其中弱磁精矿的阳离子反浮精选工艺是比较成功的几种工艺之一,但传统的弱磁铁精矿反浮选工艺往往存在回收率低、处理流程复杂等问题。

浮选柱研究较早出现于20世纪60年代,由加拿大人布廷发明。随着浮选柱技术的不断发展,浮选柱以其高的分离效率、低廉的投资和运行成本,已成为国内外正在研究与不断推广的一种新技术。世界上许多铁矿石生产厂家正在考虑或已经使用浮选柱代替传统浮选机,以降低细粒球团给矿中的硅,在经济上和选矿性能上具有明显优点。在巴西、美国、委内瑞拉和印度,有些公司正在积极研究或已经利用浮选柱来制备高质量铁精矿。

试验矿样采自某连选生产的二段磁选铁精矿,经磨矿后的精选入浮矿浆。原工艺流程为:原二段弱磁选铁精矿经球磨机磨矿解离后,浮选机1次粗选、2次精选、3次扫选。获得精矿TFe品位为68.50%,精矿产率为41.97%的铁精矿,铁精矿回收率较低,为47.07%。

入浮原矿铁品位为61.31%;矿石中主要杂质为SiO₂,含量高达8.63%,是影响铁品位的主要原因,矿石中S、P含量均不高;矿石中主要工业铁矿物为磁铁矿,并含有假象赤铁矿,其次为赤、褐铁矿、硅酸铁和碳酸铁。粒径小于0.074mm的矿粒含量高达90%。

实验室试验设备为Ф80mm×1500mm旋流-静态微泡浮选柱系统,此系统由旋流-静态微泡浮选柱、搅拌槽、给料泵、循环泵、尾矿泵和液面控制系统等组成。浮选柱有效容积为6L,采用Ф300mm×450mm搅拌桶作调浆设备,采用蠕动泵作中矿循环泵、给料和底流排料泵。实验室捕收剂采用阳离子药剂,其名称为817号;调整剂为NaOH,其主要作用是调整矿浆的pH值,改变矿物表面性质以及阳离子捕收剂的性能。

采用实验室浮选柱分选系统,对二段磁选铁精矿分别进行了药剂用量、处理量、充气量、泡沫层厚度等条件的一粗流程试验。

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