浮選柱實驗準(zhǔn)備及方法

1、浮選柱實驗準(zhǔn)備及方法本研究中采用的水平介質(zhì)浮選杜規(guī)格為（t>100x2000mm,分別用氣含率研究、氣泡尺J研究等理論研究和阿晦某鋁土礦和貴州某磷礦的選礦研究.社體財質(zhì)為透明有機玻璃?？紤]到不同物料対浮選柱的烏度娶求不同，評選杜分段組裝，氣泡發(fā)生器位于浮選柱底部，可靈活拆裝便于It換.本研究中所采用的氣泡發(fā)生器為微孔發(fā)泡材料.梵中平均孔徑為10pm的微孔材料.薊光糠【詞對其進(jìn)行fSEM打描分析，其SEM如圖2-1所示*發(fā)泡器呈棒狀，尺寸為山20x50mm.圖2-i孔發(fā)泡材卄敘大200倍（左）和500倍（右）SEM圖片，（螯光焙，2008）Fig.2-1Micro-porousMateri

2、antagnifled200timcs（Left）and500lirnes（Right）whhSEM（Huan&GX2t>0&）本試驗中浮選林設(shè)計口從為D-lOcnv浮選林試驗系統(tǒng)分為浮選tttt休7K路系統(tǒng)、氣粘系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集計畀機系統(tǒng)四個部分完整的裝置流程系統(tǒng)如圖2-2所示.圖2-2中的儀器說明如表2所示。A2-1試驗系統(tǒng)儀5及說明Tab.21ThetestsystemandInstrumentsusedinexperiments圖中編號儀器名稱技術(shù)指標(biāo)說明1柱體尺寸0100x2000mm自制2發(fā)泡戲尺寸為<l>20*50mni自制3氣體汛晝計以下流屆計均

3、為玻璃轉(zhuǎn)me計）型號LZB-I0：公<I>IOmm：工作壓力<0.6MPa；基本謀差限*±2.5%：范rm：1：余姚市很環(huán)流fit儀表有限公司生產(chǎn)用充氣10：測壓危國：16160L/h4實駿宅用空氣壓縮機功率：1IKW；電J仏J80V；工作壓力：0.5MPa.WF4）.X/IO型亨氣圧縮機長沙機電設(shè)備令陂公同制造用于浮選柱的引氣制適系統(tǒng)用*產(chǎn)生圧編空n.安裝有bbvkw軟件打多5工業(yè)計算機宏址EX-5620G功能數(shù)據(jù)采集匸相連接.用于記誡采集卡采棗到的電倍號6參功能數(shù)據(jù)采集卡8通分折凈為Mbits.采樣半為48KS/S.最人測益電汗范111:-lOVIOV.尖國國家

4、儀黔公司制適.型號為NIUSB4009,主要用I采集和記錄電導(dǎo)探針的佶號丄蔓用于利坯內(nèi)部的局閘7單頭電導(dǎo)探針氣食申.瓷本章后血將作H體介紹8循環(huán)斥力親功和375W：電斥*220V：揚g：10mx吸程:2m：漁量0-0.25m3/h溫州機電設(shè)備冇限公司制造用于浮選柱的給料.型兮LZB-I5；公稱丘於：9轉(zhuǎn)子漁晝計（液體）4>l5mmiT作JhJj<0.6MPai妙A(yù)i5泣Rh±1.5%：ffim：1：10：25-25OLl><余儀表令限公HJ生產(chǎn)液體漁總10給HlfiltM尺寸為02OO«5OOmm容tt：15L主蜜在實際礦石浮選時.攪打礦漿用.型乃L

5、ZB4：公稱直徑*<W>mm：II港體轉(zhuǎn)了流加汁（液體）工作斥力<0.6MPa：慕衣澄限±4%；!：10；測51范tth4（M（Xhnl/h.測眾液休澈啟12啖淋水啖頭用作“d浮選時的唄淋水補加.進(jìn)礦品位13沿柱側(cè)的05mm的檢測孔共開仃6個北.柏邙仇間更離為30cmo丄翌用作氣仃率測星和電導(dǎo)探針的安裝浮選柱2代泡發(fā)生器氣體HTiftft計3. 0.5MP“宇氣什編機計口機4. 數(shù)兀采塊E龜導(dǎo)探H8. 循環(huán)壓力泵液體流fiHI9. 給料投并桶液體滾升il12、畋淋水喰頭檢測孔圖2-2浮選柱試臉系統(tǒng)匡Fig.2-2TheTestsystemofFlotationCol

6、umn木研究中所采用的充填介質(zhì)是根擁工業(yè)化的浮選柱中的充填介質(zhì)作同比例縮放制作而成，其基本結(jié)構(gòu)見右圖23制作材質(zhì)為不銹鋼空材，尺寸為DxH=98x|0mm«充填介質(zhì)的安裝方式為山柱體匕部往下第一個柱體連接處至發(fā)泡器匕方第-個連接處之間（第二柱體連接處以上部分不充填）安裝，數(shù)雖逐漸増加，均勻距離充填。、&圖2-3充填介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖Hig.2-3ConfigurationschematicdiagramofPackedmedium試驗藥劑本研究中用到的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衣22所示。表22試舷中所用藥刑Tab.2-2Chemicalreagentus

7、edinexperiments箱劑名稱分子式純度生產(chǎn)廠家碳酸鈉Na2CO3分析純天律市博辿化工有限公司六偏磷酸鈉(NaPO3)6分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠水玻璃Na2SiOA分析純?nèi)宿惺写竺瘜W(xué)試劑廠正辛醇CgHlsO化學(xué)純株洲選礦藥劑廠生產(chǎn)鋁土礦捕收劑混合藥劑工業(yè)純長沙明大分離技術(shù)有限公可2.2試驗方法氣含率的測定本研究中測雖氣含率的方法采用液位上升法和壓差法，壓差法試驗裝置示總圖如圖2-4所示。液位上升法上要用作測吊浮選柱旳整體氣含率。將浮選柱側(cè)部開孔，測量相鄰孔之間的壓湼，可以得到局部氣含率（軸向），將所有相鄰孔何的壓養(yǎng)測疑出來扳.可以得到浮選柱的軸向氣含率分布狀況。整體氣含率測蜃位習(xí)為

8、位于最上面和最卜面的測呈孔液位上升法：6=xlOO%xL6-整體氣含率AA-充氣前后柱液血高度差厶-充氣前液面（水柱）的高度壓差法：(2-1)£.=X100%xH6-局部氣含率-充氣前后管液面高度差相鄰檢測點間的高度(2-2)圖2-4壓差法測乞含豐示點圖Fig.2-4SchematicdiagramofgasholdupwithPressureDifferenceMethod徑向氣含率的測定為了考察水平介質(zhì)對浮選林氣含率的彫響，研究中采用單頭電導(dǎo)探針法測吊浮選柱徑向氣含率分布。電導(dǎo)探針法定根據(jù)探針與氣相和液相相接觸時會左導(dǎo)電性能上產(chǎn)生差異，再利用與探針系統(tǒng)相連接的測雖電路將這些差弄轉(zhuǎn)

9、化成電信號，然后利用計舜機系統(tǒng)記錄和處理所得的信號，根擁信兮響應(yīng)時間的長短來估算杜內(nèi)某點的氣含率。套完整的電導(dǎo)探針測址系統(tǒng)如圖2-5所示，包括測量探針、信號放大電路、多功能數(shù)據(jù)采集卡和訟尊機系統(tǒng)。研究中所采用的電導(dǎo)探頭結(jié)構(gòu)如圖26所示，向制工藝如下：取-根肓徑為0.15mm的IC銖銘合金探針做電極，除針尖部分以外，表面均鍍冇特氟隆材質(zhì)的絕緣材料，探針末端連接在點徑0.1mm的信號線炸接套筒上。為了減小探頭在測量時対格個氣泡流場的影響，探針連接部分采用管徑為2mm的微細(xì)不銹鋼套筒，探針與鋼套之間填有為了絕緣的防水油漆，然后在不銹創(chuàng)套筒固定在一個帶有90度彎頭的塑鋼套筒中，以保證密個測疑探頭在柱內(nèi)

10、不會被流體運動l;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbel;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbe02-6電導(dǎo)探針結(jié)枸圖Fig.2-6StruduralgraphofConductivityProbe在測量電路中，探針針尖必須與測邑電路的陰極相連接，不銹鋼外筒與電路的陽極相連接，以防止探針尖部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而氧化.數(shù)據(jù)采集卡連接于外接電路的電阻兩端，并將采集的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸?shù)接嬎銠C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。出探針的針尖完全處于液相中時，整個電路將

11、處于通路狀態(tài)，采集卡將采集到高頻電壓，當(dāng)有氣泡通過探針針尖時，流體的導(dǎo)電件會改變，電路中電阻總值改變，外接電阻的電壓會發(fā)生改變，這時數(shù)據(jù)采集卡采集到的是低頻信號。根捌這兩種狀態(tài)響應(yīng)的時間不同，電路會產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖倍號。在實際測量中所得到實際信號由于受到«種噪音以及氣泡尺寸的形響而響應(yīng)滯后，必須通過設(shè)定合理的閥值將測量到的原始倍號轉(zhuǎn)換成模擬信號，見圖2-7.山于氣液相電導(dǎo)率的差別，會表現(xiàn)為氣相接觸針尖時為低電平信號，液相接觸針尖時為高電平信號，故局部氣含率表現(xiàn)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，&£（尸）=旦一（21n）（2-3）gt&&

12、#163;（尸）=旦一（21n）（2-3）gt圖2-7測量所得原始信號和模擬信號Fig.2-7RawsignalandAnalogsignalmeasuredinExperiments局部氣含率可以通過計算可轉(zhuǎn)化為躺體氣含率。（2-4）6為測屋點位胃的圓周氣含率，為測就點的位起的圓周長。S|+S2+»（2-5）B為測量點的截面氣倉率.'測雖點所在的截面枳。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巫要方面。目前的測疑方法很多.常見的何光、卅、電以及漂移通雖分析法（Driflfluxanalysis）和經(jīng)驗公式法，這些方法在準(zhǔn)確性方而各何優(yōu)劣卩5近年來隨著在計算科學(xué)的進(jìn)

13、步，漂移通鍛分析法常被用作在浮選柱系統(tǒng)中測帛氣泡的尺寸和浮選柱的性能。該方法目前披iiE實能較梢確地應(yīng)用于含有醉類起泡劑的氣液相體系，如MIBC、正辛醇等同時對于實際P漿浮選中，山于所測呈的礦漿濃度、粘度的變化，會使預(yù)先設(shè)胃的值存在一定的偏差，故會對氣泡尺寸值產(chǎn)牛影響，但是在實際中上要關(guān)注的是氣泡的相對受化悄況，而I卜氣泡尺寸的絕対值，故在應(yīng)用該方法時,可以忽略其誤差的影響。本研究中將使用漂移通星分析法測園浮選柱氣泡尺寸。木研究中所采用的漂移通雖分析的早本原理如卜：假設(shè)氣泡在氣液逆流的兩相體系中的相對移動速度為：J兩相體系中的相對移動速度為：J(2-6)1昭“g（Pz一幾）(1+0.l5Re嚴(yán)

14、)(2-8)則氣泡在無窮大的體系中的最終運動速度Ur與U*相關(guān)聯(lián)于以卜公式。J“九和乞分農(nóng)表示氣體農(nóng)觀速度，液體表觀速度和整體氣含率。(2-7)此處m作為修正系數(shù)值為3.在此基礎(chǔ)匕町以和用卜式計笄出一個氣泡直這其中“廠P4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，Re.=%*）為氣泡群的雷諾數(shù)。b由上可知，我們計算雷諾數(shù)時需要氣泡尺寸，但是求鮒氣泡尺寸時又必須有雷諾數(shù)，這足個孑盾的過程，因此同時我們需要設(shè)計程序利用現(xiàn)代計算機技術(shù)來求解該方程，英基本邏輯順序如下：1、假設(shè)初始?xì)馀莩叽鐬?.1mm;2、利用公式34計算幾:3、利用公式35計算S4、計凳氣泡群雷諾數(shù)R"

15、；5、利用公式36計J?氣泡尺寸g6、張復(fù)15的過程直到“值無變化。這些反復(fù)的過程可以很方便地轉(zhuǎn)化成程序，同時利用已有的成熟的測雖技術(shù)，可以連續(xù)測雖浮選柱工作時的氣含率、表觀液速和農(nóng)觀氣速，綜合在一起即可方便得到氣泡尺寸值。程序邏輯見圖28所示.否.將心返冋計算Ut否.將心返冋計算Ut圖28漆移通量分析程序邏輯圖Fig.28ProgramlogicdiagramofDriftFluxAnalysis柱浮選條件試驗的過程為了能利用浮選林進(jìn)行實際礦石的實驗室條件試驗，我們將浮選柱流程設(shè)計成如圖29所示，操作步驟如下。1、稱取1.5kg樣品，用磨機分批次臂至要求細(xì)度，每次500g。2、配制好耍求的藥劑。將礦漿倒入攪拌桶中，開啟攪拌桶，調(diào)整至耍求的攪拌濃度，適時加藥。3、打開空氣壓縮機，調(diào)整充氣速率至預(yù)定值，打