大型充气机械搅拌式浮选机四个区的特点

导读:4、性能对比、充气性能机械搅拌式浮选机是利用叶轮旋转产生负压，吸入空气并对空气切割成大量小气泡，从而实现浮选机的充气，这样就需要叶轮有较高的转速，并且要对空气具有较强的切割功能，但浮选机无需外部风源供风，系统简单。

大型充气机械搅拌式浮选机四个区的特点 大型充气机械搅拌式浮选机大致分为四个区；混合区、输运区、分离区和泡沫区，并且具有以下特点： 1、浮选机内部气固液多相流在槽内的流态具有一定的非对称性，转速越高、充气压力越大，在x=0截面和z_0截面各相流速、体积分数和湍流强度等参数分布就越不对称，这与槽内的气相体积分数分布和流速有关，气相在槽内的体积分数和流速越大，各相在槽内的分布就越不均匀，使得气固液多相流在槽内的流态具有一定的非对称性。

2、混合区（搅拌区）．主要是实现矿粒的悬浮和分散、气泡的破碎和分散以及矿粒与气泡的碰撞与粘附。

由于由空气分配器进入叶轮的空气是气流状态，为了使气流彤成小气泡井充分分散，使气泡与可浮矿物颗粒具有较高的碰撞概率，以及在进入浮选输运区和分离区之前形成稳定的气泡—矿物聚合体和矿粒的充分悬浮，需叶轮和导叶在混合区形成较大的湍流强度()。

3、输运区，是具有较高湍流强度的混合区与需要较低湍流强度的分离区之间的过渡区域，在该区域，湍流强度沿轴向逐渐降低，是一个相对平静的区域。

由于混合区矿化气泡的脱附概率非常高，因此该区域是主要实现气泡与矿粒的再碰撞和粘附的关键区域。

该区域的湍流强度应比混合区下循环区低～。

  - 4、分离区，是完成实际目的矿粒泡沫浮选和非目的矿粒分离的区域，这个区域必须足够平静，以便载有矿物的矿化气泡能上浮到泡沫区，此处紊流强度大对矿化气泡上浮不利，易造成矿粒从气泡上脱附，并且会造成非浮选目的矿粒悬浮高度增加，使非目的矿物进入泡沫区，对矿物的精选造成影响。

5、泡沫区，是矿化气泡和非矿化气泡从矿浆中上升到分离区上表面后形成的区域，该区域主要完成浮选矿物的富集，并通过泡沫槽排出泡沫产品，此区域同样必须足够平静，紊流强度过大易造成目的矿粒的脱落概率增加，使浮选效率下降。

因此分离区的湍流强度对泡沫层影响较大，由于在数值模拟过程中，可以通过分离区的流态判断泡沫区的情况，因此在几何建模和数值计算中，未将该区域考虑在内。

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充气无机械式浮选机的特点

充气无机械式浮选机的特点 这类浮选机结构特点是无机械搅拌器，无传动部件，矿浆的充气靠外部压入空气，故称为充压气式浮选机。

最典型的是浮选柱，压入的空气通过特制的、当没在矿浆中的充气器（亦称气泡发生器）形成细小气泡。

因浮选柱属单纯的压气式浮选机，对矿浆没有机械搅拌或搅拌较弱，为使矿粒能与气泡得到充分碰撞接触，通过矿浆从浮选柱上部给入，产生的气泡从下部上升，利用这种逆流原理实现气泡的矿化。

同机械搅拌式相比，浮选柱具有结构简单、制造容易、占地小、维修方便、操作容易、节省动力、对微细颗粒分选效果好等优点。

适用于组分简单、品位较高的易选石的粗、扫选作业。

在选煤厂用于脱除细粒灰分和黄铁矿已显示出优越于常规浮选机的效果。

但由于气泡发生器容易发生堵塞、运转不稳定等问题而使浮选柱未能得到更广泛应用。

20世纪80年代后由于这些问题基本解决，再次掀起了浮选柱的研究与应用高潮，出现了一批各具特色的浮选柱。

其中一些取得了较大的成功，尤其在处理极细粒物料时有常规浮选机所不可比拟的分选效果。

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我国煤用浮选机充气搅拌装置分析

我国煤用浮选机充气搅拌装置分析 浮选机是我国选煤厂回收细粒煤最主要的浮选设备，浮选机的充气搅拌装置担负着对矿浆进行充气、搅拌，使其循环等作用，从而为浮选过程的顺利进行创造良好的流体动力学状态。

这里通过对我国几种煤用浮选机充气搅拌装置进行介绍和分析，提出了一个性能良好的充气搅拌装置所应满足的要求，为我国选煤企业浮选机的改造以及新型充气搅拌装置的设计提供参考。

1、机械搅拌式浮选机 目前在我国选煤厂应用较广的浮选机为XJM-S系列机械搅拌式浮选机，约占我国煤泥浮选设备的70%以上。

机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置主要由叶轮、定子、轴、套筒、胶带轮、进气管等部分组成。

叶轮没有两层，上层叶轮用来吸入空气和循环槽内矿浆，下层叶轮用来吸入新鲜矿浆。

叶轮通过轴和胶带轮在电机的带动下高速旋转，此时在叶轮的中间区域形成负压，由于在叶轮轮毂上开有环形气道，外部空气通过轴和套筒之间的通道进入叶轮上下层，实现双系统进气。

在进气口设有风量调节闸板，在运转过程中，操作人员可根据需要随时调节进气量。

进入的空气被高速旋转的叶轮切割、分散成大量小气泡，气泡和吸入的矿浆混合后在定子的导流作用下分散到浮选槽内，从而完成充气搅拌过程。

定子采用分体式结构，分为盖板和导向叶片两部分，安装后可以保证吸浆管与叶轮下吸口的轴向间隙以及叶轮与定子叶片的径向间隙达到设计要求，从而使叶轮能吸入大量的新鲜矿浆，并减轻了起吊质量和安装难度。

机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置的特点是： （1）自吸空气方式不仅使浮选系统简单、设备台数少、操作和管理方便，而且空气在液流卷吸作用下进入浮选槽，弥散效果好，气泡分布均匀。

（2）由于叶轮要起到切割空气和吸入矿浆等作用，对叶轮的设计有特殊要求，叶轮转速一般较高，能耗相对较高。

（3）性能稳定，对煤种变化和生产波动的适应性较强。

2、压气式机械搅拌浮选机 国外煤用压气式浮选机主要为波兰的IF系列压气式机械搅拌浮选机，已在波兰应用近百台，在我国也有应用。

压气式机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置主要由叶轮、定子和定子底座组成，煤浆通过中心的给料装置给入，压缩空气由空心轴进入，从轴的端部排出，煤浆和压缩空气沿叶轮的叶片，通过定子导向抛出，然后逐步上升，在搅拌、抛射、上升过程中完成矿化作用。

这种浮选机的充气搅拌装置的特点是： （1）充气均匀，充气量可调，可根据生产需要产生数量充足、尺寸合适的微气泡。

（2）自动化程度高：压气量及矿浆液位高度已实现自动化测控。

（3）能耗较低。

3、喷射式浮选机 喷射式浮选机是利用喷射和微泡析出机理实现煤浆充气、气泡矿化的喷射型浮选机。

经过优化的FJC系列喷射式浮选机目前已在100余座选煤厂推广应用。

FJC系列喷射式浮选机的充气搅拌装置主要由给料管、进气管、喷嘴及喉管组成，如图1所示。

煤浆经泵加压由喷嘴高速喷出后，在喷射室形成负压。

空气即通过进气管进入混合室，并被喷嘴出的高速旋转喷射流裹卷和剪切，同时溶解于煤浆中的空气呈过饱和状态，以微泡形成有选择性地在煤粒表面析出。

最终充气煤浆经喉管喷出后撞击假底，实现对煤浆的充气搅拌。

该充气搅拌装置具有较大的强度和搅拌范围，整个充气搅拌装置只有四根吸气管伸出液面，有利于泡沫层向刮泡堰均匀游动。

具体特点为： （1）无机械搅拌部件，结构较简单。

（2）气泡以微泡析出，充气量较大。

（3）矿浆通过量大。

（4）有利于较粗颗粒的浮选。

4、性能对比 、充气性能 机械搅拌式浮选机是利用叶轮旋转产生负压，吸入空气并对空气切割成大量小气泡，从而实现浮选机的充气，这样就需要叶轮有较高的转速，并且要对空气具有较强的切割功能，但浮选机无需外部风源供风，系统简单。

压气式机械搅拌浮选机的空气靠外部给入，充气量大，并且可以调节，充气均匀，但需要单独的充气系统，能耗相对较低，有利于设备的大型化开发。

喷射式浮选机在充气方式上主要利用高速煤浆在喷嘴处的射流形成负压吸入空气，并被喷嘴喷出的旋转煤浆裹卷和剪切成大量小气泡，混合室内经循环泵加压的空气也在煤粒表面有选择性的以微泡形成析出。

图2所示为国外的一些研究者对矿物颗粒进行不同充气方式的浮选试验结果。

说明了微泡可强化浮选效果，因此在保证充气量的前提下可提高微泡的比例。

、搅拌方式 机械搅拌式浮选机利用叶轮的旋转对矿浆进行搅拌，叶轮起到吸气和搅拌的双重作用，叶轮的转速一般较高，因此对矿浆的有较强的搅拌作用，且有利于浮选药剂的分散，由于定子导流装置的作用，能够保证浮选区液面的稳定。

压气式机械搅拌浮选机与自吸式机械搅拌浮选机均靠叶轮的旋转对矿浆搅拌，叶轮主要起到搅拌矿浆的作用，搅拌强度要能够保证矿粒悬浮。

喷射式浮选机无运动部件，主要依靠高速煤浆从喉管喷出后撞击假底，实现对矿浆的冲气搅拌，搅拌范围和强度都比较大。

、分选选择性 浮选精煤分高一直是我国选煤行业普遍存在的问题，几种搅拌装置在合适的条件下都取得了较好的分选效果，但浮选精煤中高灰细泥的夹带依然很严重，有待进一步研究改进。

5、结语 综上所述，浮选机充气搅拌装置的改进和设计要尽量满足以下要求： （1）具有较好的充气性能，充气量可调，在保证充气量的前提下可提高微泡的析出量，强化浮选效果。

（2）搅拌装置要能够保证矿粒悬浮和浮选槽液面的稳定性，针对不同煤种的密度和可浮性差异，设计考虑搅拌强度和槽内矿浆循环比的可调性，以实现流体动力学参数最优。

（3）在满足浮选效果的前提下尽可能使搅拌装置结构简单，维修方便，能耗较低。

充气搅拌装置是浮选机的核心部件，只要能起到较好充气性能和搅拌性能的充气搅拌装置都可以来进行研究和应用，通过这里的介绍和分析以期能对我国煤用浮选机充气搅拌装置的改进以及新型充气搅拌装置的研发提供参考和借鉴。

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