浮選柱的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及方法

1、浮選柱的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及方法本研究屮采用的水平介質(zhì)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(zhì)為透明仃機(jī)玻璃。考慮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(cái)料，員光耀1對其進(jìn)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(shè)計(jì)萬徑為D-lQcm.浮選林試驗(yàn)系統(tǒng)分為浮選林柱休水路系統(tǒng)、氣挖系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采樂訂弼機(jī)系統(tǒng)四個(gè)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(shù)抬標(biāo)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(jì)（以下流fit計(jì)肉為玻

3、璃轉(zhuǎn)齊流艮計(jì)）型號LZB-10；公稱亙栓x010mm）工作壓力0.6MPa；M本謀左限：±2.5%；范側(cè)度：h余姚市很環(huán)流Q儀農(nóng)仃限公同生產(chǎn).用星測量充氣H10：測捷范國：16160L/HMl4實(shí)臉宅用今氣斥縮機(jī)功機(jī)MKW：電Hu38OV：工作壓力*0.5MPa.WE-0.8/I0型空氣圧縮機(jī)長沙機(jī)電設(shè)備有BI公呵制適用于浮選柱的引氣制迄系統(tǒng).用*產(chǎn)生斥綿空氣安裝Wlabview軟件，與多5T業(yè)計(jì)算機(jī)宏基EX-5620G功能數(shù)據(jù)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(shù)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(guān)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(dǎo)探針的信號主契用于測星內(nèi)部的局部7單頭電導(dǎo)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(yáng)f?：10nu吸12：2m：14510-0.25m3/h溫州機(jī)電設(shè)珞有限公刖制覽用于浮選柱的給料型號LZB-I5；公稱Afft：9轉(zhuǎn)子漁童計(jì)（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(nóng)有限公用生產(chǎn)測N液體滾總)0桶K寸為0200x500mm2f?U：I5L主耍在實(shí)杯礦石浮妹時(shí).攪持獷漿用.型號I2BS公稱直衿】

5、06mm：11液體轉(zhuǎn)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(shí)的噴淋水補(bǔ)加i&iiiftAM礦品位13沿柱側(cè)的05mm共開冇6個(gè)孔.柏郛仇間距離為30cm.主耍用作氣仟申測JE和電導(dǎo)探針的女裝!浮選柱2r泡發(fā)生;3.氣體轉(zhuǎn)了it量計(jì)久0.5MP*宇氣Jk縮機(jī)5. i也機(jī)6. 數(shù)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(zhuǎn)了it量計(jì)久0.5MP*宇氣Jk縮機(jī)14.

6、 i也機(jī)15. 數(shù)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(zhì)是根據(jù)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，其基木結(jié)構(gòu)見右圖23制作材質(zhì)為不銹鋼型材，尺寸為DxlI=98x|0mm.充填介質(zhì)的安裝方式為山柱體匕部往下第二個(gè)柱體連接處至發(fā)泡器上方第一個(gè)連接處之.間（第二柱體連接處以上部分不充填）安裝，數(shù)邑逐漸增加，均勻距離充填。#、0/*.M圖2-3充境介展結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-3Confi

7、gurationschematicdiagramofPackedmedium試驗(yàn)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(shí)際礦石使用的藥劑農(nóng)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(chǎn)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(xué)試劑廠NazSiO,分析純天泮市人茂化學(xué)試劑廠CtHlsO化學(xué)純株洲選礦藥劑廠生產(chǎn)混合藥劑T.業(yè)純K沙明大分離技術(shù)有限公可2.2試驗(yàn)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(yàn)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(cè)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(diǎn)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(zhì)對浮選林花含率的彩響，研究中采用單頭電導(dǎo)探針法測吊浮選林徑向氣含率分布。電導(dǎo)探針法是根據(jù)探針與氣相和液相相接觸時(shí)會(huì)衣導(dǎo)電性能上產(chǎn)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(zhuǎn)化成電信號，然后利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄和處理所得的信號，根據(jù)信號響應(yīng)時(shí)間的長短來估算柱內(nèi)某點(diǎn)的氣含率。一套完整的電導(dǎo)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(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。研究中所采用的電導(dǎo)探頭結(jié)構(gòu)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(zhì)的絕緣材料，探針末端連接

10、在應(yīng)徑0.1mm的信號線炸接套筒上。為了減小探頭任測蛍時(shí)對整個(gè)氣泡流場的影響，探針連接部分采用簷徑為2mm的微細(xì)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(gè)帶有90度彎頭的塑鋼套筒中，以保證整個(gè)測雖探頭在柱內(nèi)不會(huì)被流體運(yùn)動(dòng)l;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbel;ig.2-5SchematicdiagramofConductivityProbeE2-6電導(dǎo)探針結(jié)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(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瑞，并將采集的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中記錄。探針安裝時(shí)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(dāng)探針的針尖完全處于液相中時(shí)，整個(gè)電路將處于通路狀態(tài)，采集卡將采集到高頻電壓，當(dāng)有氣泡通過探針針尖時(shí)，流體的導(dǎo)電性會(huì)改變，電路中電阻總值改變，外接電陰的電壓會(huì)發(fā)生改變，這時(shí)數(shù)據(jù)釆集卡采集到的是低頻信號.根據(jù)這兩種狀態(tài)響應(yīng)的時(shí)間不同，電路會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖倡號。在實(shí)際測量中所得到實(shí)際信號由于受到齊種噪音以及氣泡尺寸的影響而響應(yīng)滯后，必須通過設(shè)定合理的閥值將測屋到的原始信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，見圖27由于

12、氣液相電導(dǎo)率的差別，會(huì)表現(xiàn)為氣相接觸針尖時(shí)為低電平倍號，液相接觸針尖時(shí)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(shí)間占整個(gè)測量時(shí)間的比例，公式如下，20右（廠）=牛（21砒匚為氣泡接觸針尖的時(shí)間，/為總的測量時(shí)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(jì)算可轉(zhuǎn)化為整體氣含率(2-4)&為測屋點(diǎn)位背的圓周氣含率.-為測量點(diǎn)的位置的圓周長。+(2-5)空為測雖點(diǎn)的截面氣含率.耳測雖點(diǎn)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(gè)

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(jīng)驗(yàn)公式法，這些方法在準(zhǔn)確性方而各右優(yōu)劣卩嘰近年來萌著莊計(jì)算科學(xué)的進(jìn)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(shí)能較楮確地應(yīng)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(shí)對于實(shí)際礦漿浮選中，山丁所測屋的礦漿濃度、粘度的變化，會(huì)使預(yù)先設(shè)邑的值存在一定的偏差，故會(huì)對氣泡尺寸值產(chǎn)牛影響，但是在實(shí)際中主嬰關(guān)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(yīng)用該方法時(shí).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(shè)氣泡在氣液逆流的兩相體系中的相對移動(dòng)速度為：Jj=丄+丄一(2-6)則氣泡在無窮大的體系中的最終運(yùn)動(dòng)速度Ut與Usb相關(guān)聯(lián)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(shù)值為3.在此基礎(chǔ)上可以利用卜式計(jì)弊出一個(gè)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(shù)。由上可知，我們計(jì)算雷諾數(shù)時(shí)需要?dú)馀莩叽?，但是求須氣泡尺寸時(shí)又必須有雷諾數(shù)，這址個(gè)矛盾的過程，因此同時(shí)我們需要設(shè)計(jì)程序利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)來求解

15、該方程，其基本邏紺順序如下：1、假設(shè)初始?xì)馀莩叽鐬?.1mm;2、利用公式34計(jì)算”腫3、利用公式35計(jì)算S；4、計(jì)算氣泡群雷諾數(shù)Re”；5、利用公式36計(jì)算氣泡尺寸g6、巫復(fù)15的過程直到叫值無變化.這些反復(fù)的過程可以很方便地轉(zhuǎn)化成程序，同時(shí)利用已有的成熟的測雖技術(shù)，可以連續(xù)測量浮選柱工作時(shí)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(jì)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(yàn)的過程為了能利用浮選林進(jìn)行實(shí)際礦石的實(shí)驗(yàn)室條件試驗(yàn).我們將浮選村:流稈設(shè)計(jì)成如圖29所示，操作步驟如下.I、稱4X1.5kg樣品.用髀機(jī)分批次攜至要求細(xì)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(diào)整至要求的攪拌濃度，適時(shí)加藥。3、打開空氣壓縮機(jī)，調(diào)整充氣