浮選柱的實驗準備及方法

1、浮選柱的實驗準備及方法本研究屮采用的水平介質許選柱規(guī)格為心100x2000mm，分別用尸氣含率研究、氣泡尺寸研究等理論研究和河南臬鋁土礦和賞洲某靖礦的選礦研究，林體材質為透明仃機玻璃?？紤]到不同物科對浮逸柱的芮度要求不同，汐選林分段組裝，氣泡發(fā)生番位于浮選柱底部，可靈活拆裝*便F更換*本研究中所采用的氣泡發(fā)生器為微孔發(fā)泡材料，貝中平均孔栓為IOPm的微扎財料，員光耀1對其進廳了EEhi打描分析，KSEMinmi-i所示，發(fā)泡器呈棒狀，尺寸為巾20x50mm*用2-1微孔發(fā)泡忖料放大200信（左）和5004j（右）SEM田片，（黃光幅，2008）Kig.2-1Micro-porousMateri

2、almagnified200linics（Lefi）and500limesfRight）uithSEM（Huang.GY2OO8本試嵋中浮選柱設計萬徑為D-lQcm.浮選林試驗系統(tǒng)分為浮選林柱休水路系統(tǒng)、氣挖系統(tǒng)和數據采樂訂弼機系統(tǒng)四個部分，完整的裝曾流程系統(tǒng)如圖2-2所示.圖2-2中的儀器說明如*2-1所示。表21試臉系統(tǒng)儀器及說明Tab.2-1ThetestsystemandInstrumentsusedinexpenments圖中編號儀器名稱技術抬標說明1柱休尺寸<P100>2000mrr自制2發(fā)泡跌尺寸為<t>20*50mm白制3氣體涼危計（以下流fit計肉為玻

3、璃轉齊流艮計）型號LZB-10；公稱亙栓x010mm）工作壓力0.6MPa；M本謀左限：±2.5%；范側度：h余姚市很環(huán)流Q儀農仃限公同生產.用星測量充氣H10：測捷范國：16160L/HMl4實臉宅用今氣斥縮機功機MKW：電Hu38OV：工作壓力*0.5MPa.WE-0.8/I0型空氣圧縮機長沙機電設備有BI公呵制適用于浮選柱的引氣制迄系統(tǒng).用*產生斥綿空氣安裝Wlabview軟件，與多5T業(yè)計算機宏基EX-5620G功能數據釆集卡郴連按用于記錄采飲卡采集到的電信號6名功能數克采采卡8灑適分辨牢為Mbits.采樣申為48KS/S.量大測建電壓慈【和-10V-10V.關國國家儀戮公&

4、#169;制適，型弓為NIUSB-6009,主耍用F采集和記錄電導探針的信號主契用于測星內部的局部7單頭電導探針f含宰.4本蘋后囪將作八體介紹8循環(huán)壓力泵功札375W：電220V：揚f?：10nu吸12：2m：14510-0.25m3/h溫州機電設珞有限公刖制覽用于浮選柱的給料型號LZB-I5；公稱Afft：9轉子漁童計（液體）3Smm；丁作壓力<06MHh從4i5!«PB：±1.5%；矩國皮；h10；25-25OL/1I.余姚審飯環(huán)渝疏儀農有限公用生產測N液體滾總)0桶K寸為0200x500mm2f?U：I5L主耍在實杯礦石浮妹時.攪持獷漿用.型號I2BS公稱直衿】

5、06mm：11液體轉子流氏汁（液體）1作斤力<06MPat基水iX筆Wh±4%：feW度，h10：測議范Ith4(M00ml/h.測雖液體瀆后12啖淋水啖頭用作礦初浮選時的噴淋水補加i&iiiftAM礦品位13沿柱側的05mm共開冇6個孔.柏郛仇間距離為30cm.主耍用作氣仟申測JE和電導探針的女裝!浮選柱2r泡發(fā)生;3.氣體轉了it量計久0.5MP*宇氣Jk縮機5. i也機6. 數采軌I、7. 電詩探針8. 循環(huán)壓力泵9. 液體流5HI10. 給料攪并枷11. 液12. 畋淋水噴頭13. Mr測孔!浮選柱2r泡發(fā)生;3.氣體轉了it量計久0.5MP*宇氣Jk縮機14.

6、 i也機15. 數采軌I、16. 電詩探針17. 循環(huán)壓力泵18. 液體流5HI19. 給料攪并枷20. 液21. 畋淋水噴頭22. Mr測孔圖22浮選竝試臉系統(tǒng)圖Fig.2-2TheTestsystemofFlotationColumn本研究中所采用的充填介質是根據工業(yè)化的浮選柱中的充填介質作同比例縮放制作而成，其基木結構見右圖23制作材質為不銹鋼型材，尺寸為DxlI=98x|0mm.充填介質的安裝方式為山柱體匕部往下第二個柱體連接處至發(fā)泡器上方第一個連接處之.間（第二柱體連接處以上部分不充填）安裝，數邑逐漸增加，均勻距離充填。#、0/*.M圖2-3充境介展結構示意圖Fig.2-3Confi

7、gurationschematicdiagramofPackedmedium試驗藥劑木研究中用到的藥劑包括氣含率研究中所采用的藥劑和實際礦石使用的藥劑農22所示。表22試夠中所用藥劑Tab.2-2Chemicalreagentusedinexperiments藥劑名稱分子式純度生產廠家碳酸鈉六偏磧戰(zhàn)鈉水玻璃正辛醉鋁十礦捕收劑Na2CO3分析純天津市博辿化工有限公司(NaPOjh分析純天津市大茂化學試劑廠NazSiO,分析純天泮市人茂化學試劑廠CtHlsO化學純株洲選礦藥劑廠生產混合藥劑T.業(yè)純K沙明大分離技術有限公可2.2試驗方法氣含率的測定本研究中測就氣含率的方法采用液位上升法和壓差法，壓差

8、法試驗裝置示總圖如圖2-4所示。液位上升法主要用作測雖浮選柱的整體氣含率。將浮選柱側部開孔，測屋相鄰孔之間的壓差，可以得到局部氣含率(軸向)，將所有相鄰孔間的壓差測量出來后，可以得到浮選柱的軸向氣含率分布狀況。整體氣含率測隼位賈為位于最上面和垠下面的測雖孔。液位上升法：£g=X100%(2-1)f-整體氣含率Z-充氣前后柱液面高度差Z充氣前液面(水柱)的高度壓差法：f=xlOO%(2-2)*Hf局部氣含率A/7-充氣前后管液面育度差H-相鄰檢測點間的高度ooc圖2-4壓星法測氣含率示意圖Fig.2-4SchematicdiagramofgasholdupwithPressureDif

9、JcrcnccMethod徑向氣含率的測定為了考察水平介質對浮選林花含率的彩響，研究中采用單頭電導探針法測吊浮選林徑向氣含率分布。電導探針法是根據探針與氣相和液相相接觸時會衣導電性能上產生差異，再利用與探針系統(tǒng)柿連接的測邑電路將這些雄異轉化成電信號，然后利用計算機系統(tǒng)記錄和處理所得的信號，根據信號響應時間的長短來估算柱內某點的氣含率。一套完整的電導探針測呈系統(tǒng)如圖2-5所示，包括測量探針、信號放大電路、多功能數據采集卡和計算機系統(tǒng)。研究中所采用的電導探頭結構如圖26所示，自制工藝如下：取一根直徑為0.15mm的1C鎳鋸合金探針做電極.除針尖部分以外，表面均鍍有特氟隆材質的絕緣材料，探針末端連接

10、在應徑0.1mm的信號線炸接套筒上。為了減小探頭任測蛍時對整個氣泡流場的影響，探針連接部分采用簷徑為2mm的微細不銹鋼套筒，探針與鋼套Z間填仃為了絕緣的防水油漆，然后在不銹徊套簡固定在一個帶有90度彎頭的塑鋼套筒中，以保證整個測雖探頭在柱內不會被流體運動l;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbel;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbeE2-6電導探針結枸圖Fig.2-6StructuralgraphofConductivityProbe在測量電路中，探針針尖必須與測屋電路的陰極相連接，不銹鋼外簡與電路的陽

11、極相連接，以口止探針尖部發(fā)生電化學反應而氧化。數據采集卡連接于外接電路的電阻兩瑞，并將采集的信號轉化為數字信號，傳輸到計算機中記錄。探針安裝時需針尖朝正方下，以便氣泡在上升過程中能與探針的針尖正常接觸。當探針的針尖完全處于液相中時，整個電路將處于通路狀態(tài)，采集卡將采集到高頻電壓，當有氣泡通過探針針尖時，流體的導電性會改變，電路中電阻總值改變，外接電陰的電壓會發(fā)生改變，這時數據釆集卡采集到的是低頻信號.根據這兩種狀態(tài)響應的時間不同，電路會產生相應的脈沖倡號。在實際測量中所得到實際信號由于受到齊種噪音以及氣泡尺寸的影響而響應滯后，必須通過設定合理的閥值將測屋到的原始信號轉換成模擬信號，見圖27由于

12、氣液相電導率的差別，會表現為氣相接觸針尖時為低電平倍號，液相接觸針尖時為高電平信號，故局部氣含率表現為氣相與探針針尖的接觸時間占整個測量時間的比例，公式如下，20右（廠）=牛（21砒匚為氣泡接觸針尖的時間，/為總的測量時間。(2-3)圖2-7測童所得原始倡號和棋擬信號Fig.2-7RawsignalandAnalogsignalmeasuredinExperiments局部氣含率町以通過計算可轉化為整體氣含率(2-4)&為測屋點位背的圓周氣含率.-為測量點的位置的圓周長。+(2-5)空為測雖點的截面氣含率.耳測雖點所在的截面枳.2.23氣泡尺寸的測定浮選柱氣泡尺寸是研究浮選柱性能的一個

13、朿耍方血。目前的測戢方法很多，常見的有光、卅、電以及漂移通錄分析法(Driftfluxanalysis)和經驗公式法，這些方法在準確性方而各右優(yōu)劣卩嘰近年來萌著莊計算科學的進步，漂移通量分析法常被用作在浮選柱系統(tǒng)中測員氣泡的尺寸和浮選柱的性能。該方法目前被證實能較楮確地應用于含有醇類起泡劑的氣液相體系，如M1BC、止辛醇等図判，同時對于實際礦漿浮選中，山丁所測屋的礦漿濃度、粘度的變化，會使預先設邑的值存在一定的偏差，故會對氣泡尺寸值產牛影響，但是在實際中主嬰關辻的是氣泡的相對變化怙況，而非氣泡尺寸的絕對值.故在應用該方法時.可以忽略其誤差的彫響。本研究中將使用漂移通杲分析法測蚩浮選柱氣泡尺寸。

14、木研究中所采用的漂移通雖分析的基本原理如卜：假設氣泡在氣液逆流的兩相體系中的相對移動速度為：Jj=丄+丄一(2-6)則氣泡在無窮大的體系中的最終運動速度Ut與Usb相關聯于以F公式。人、Jl和冬分表表示氣體麥觀速度，液體表觀速度和整體氣含率。一U、h(2-7)此處m作為修正系數值為3.在此基礎上可以利用卜式計弊出一個氣泡貢徑db(2-8)這其中“門分別表示礦漿(液體)的粘度，礦漿相(液相)的密度和氣相的密度，R"=dSP/Q-g為氣泡群的雷諾數。由上可知，我們計算雷諾數時需要氣泡尺寸，但是求須氣泡尺寸時又必須有雷諾數，這址個矛盾的過程，因此同時我們需要設計程序利用現代計算機技術來求解

15、該方程，其基本邏紺順序如下：1、假設初始氣泡尺寸為0.1mm;2、利用公式34計算”腫3、利用公式35計算S；4、計算氣泡群雷諾數Re”；5、利用公式36計算氣泡尺寸g6、巫復15的過程直到叫值無變化.這些反復的過程可以很方便地轉化成程序，同時利用已有的成熟的測雖技術，可以連續(xù)測量浮選柱工作時的氣含率、表觀液速和表觀氣速，綜合在-起即可方便得到氣泡尺寸值。程序邏輯見圖28所示.已知初始條件J.和s否.將*返冋計算5圖2-8漂移通量分析程序邏輯圖Fig.2-8ProgramlogicdiagramofDriftFluxAnalysis2.2,4柱浮選條件試驗的過程為了能利用浮選林進行實際礦石的實驗室條件試驗.我們將浮選村:流稈設計成如圖29所示，操作步驟如下.I、稱4X1.5kg樣品.用髀機分批次攜至要求細度.毎次500g2、配制好要求的藥劑。將礦漿倒入攪拌桶中，開啟攪拌桶，調整至要求的攪拌濃度，適時加藥。3、打開空氣壓縮機，調整充氣