高选择性浮选机设计原理及分选效果

浮选是煤泥分选的有效方法，各种类型的浮选机广泛应用于选煤生产，随着煤炭市场需求，精煤灰分不断降低，浮选精煤灰分偏高，成为制约选煤厂提高精煤产率和经济效益的重要因素，由于浮选是根据矿物表面性质差别实现目的矿物与杂质的分离，因而进一步降低浮选精煤灰分十分困难，近年来得到工业应用的柱式浮选技术与设备，采用旋流-静态微泡分选原理，辅助利用喷淋水可以把浮精灰分进一步降低1~2个百分点，根据振荡浮选原理和相似理论，研制成功了高选择性浮选机，此浮选机显著改善了浮选效果。

浮中的细泥污染机理：浮选精煤受高灰细泥污染，其根源在于精矿产品液流中亲水性矿物的机械输送，这是浮选过程中存在的普遍现象，细泥污染受多种作用机理的支配：机械夹带、细泥罩盖、颗粒混凝等，机械夹带是主要形式之一，机械夹带是指亲水性脉石矿物（高灰颗粒）通过机械输送进入精矿产品，夹带的程度取决于入料粒度、矿物成分、浓度黏度、水的回收率以及许多过程变量，通过对浮选过程分析，研究提出夹带机理。

1、气泡聚合体对亲水性颗粒包裹提携：浮选中矿化气泡以气泡聚合体的形式上浮，多个矿化气泡联合形成气絮团状，泡间空隙充填以矿浆，在气泡浮力作用下将粘附于气泡的颗粒升浮至泡沫层，气泡聚合体在矿浆中升浮时，充填于泡间空隙的矿浆处于动平衡状态：矿浆在重力作用下连续排泄，新的矿浆不断补充其间，水膜间的相互粘连和气泡的翻转，联合形成具有沥滤作用的“过滤絮团”，当气泡聚合体升浮时，如同矿浆通过过滤介质，将部分亲水性非目的矿物颗粒滞留在聚合体中提携升浮，形成机械夹带，将高灰颗粒输送至泡沫层。

2、颗粒的非选择性附着：由于微细矿粒比表面积大，表面力发生作用，导致矿粒在气泡上无选择性非接触附着，被气泡带入泡沫层。

3、非目的矿物的“准稳态粘附”有时为了获得纯净的低灰精煤，要求将灰分较高的中煤颗粒排入尾矿，但是，浮选是根据矿物表面物理化学性质的差别来分选的，具有一定疏水性的中煤矿粒，当其与气泡碰撞的能量适当时，虽不能克服粘附过程的“能垒”达到稳定粘附，但可能克服第二能谷，形成存在可逆倾向的“准稳态粘附”。

5、精矿水中带入的极细颗粒：矿浆中粒度在10μm以下的微细矿物（如黏土类矿物）多呈胶体颗粒状态，水化层中所含的微细颗粒将随气泡进入精矿，同理，泡沫絮团中充填于各种空隙内的水也将把其中的微细颗粒带入精矿。

高选择性浮选机工作原理：

在浮选机叶轮旋转作用下，矿浆被吸入叶轮腔并沿叶轮外缘经定子稳流甩入浮选槽，高速运动的矿浆在叶轮出口处发生射流效应产生一定真空度，在此射流的引射作用下，外部空气经套筒进入叶轮腔被卷吸入浮选槽，并在矿浆的湍流作用下弥散为细小气泡均匀分布于槽中，在机构的搅拌作用下，槽内矿浆呈充分湍流状态，宏观紊流产生颗粒迁移现象，从而保持颗粒悬浮；微湍流决定作用在流体和固体颗粒上的应力的大小，产生相互凝结、空气弥散以及颗粒—气泡的相互碰撞和脱落，疏水性矿粒与气泡碰撞后，当接触点水膜破裂时发生粘附（即气泡被矿化），随气泡上浮至矿浆表面聚集成泡沫层，刮出槽外为精矿产品；亲水性矿粒和疏水性较差的矿粒与气泡碰撞后不能发生粘附而留在矿浆中，矿化气泡升浮时，以矿化气泡聚合群体形式上浮，产生机械夹带而污染精煤，在浮选槽分离区设置了高选择性振荡分离器，当聚合体通过振荡层时，在机械振动造成的水波激励作用下，分散为单个气泡通过该层，聚合体分散后，由其在矿浆中升浮对矿粒“过滤”作用包裹提携的亲水性矿粒，将推动依托而返回矿浆，从而减轻或消除机械夹带污染；产生的气泡形变振荡可以亲水性矿粒提供从非接触黏着脱落为自由矿粒的能量，从而减轻细泥的非选择性粘附污染；振荡层的水平交变水流，对上冲水流产生屏蔽作用，使其不能冲击泡沫层，减少了水流细粒夹带污染。