Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ． ４１０ Ａｕｇｕｓｔꢀ ２０１０ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ２０总１０第年 ４第１０８期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ＭＥＴＡＬ ＭＩＮＥ 混合充填旋流 － 静态微泡浮选柱３ 的选铜效果 １ ２ 张 ꢀ 敏 ꢀ 石 常 省 ꢀ 刘 炯 天 （ １． 广 西 大 学 ； ２． 华 北 科 技 学 院 ； ３． 中 国 矿 业 大 学 ） 摘 ꢀ 要 ꢀ 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 混 合 充 填 是 在 筛 板 充 填 的 基 础 上 引 入 蜂 窝 管 充 填 的 一 种 充 填 模 式 ， 目 的 是 比 筛 板 充 填 进 一 步 弱 化 旋 流 力 场 对 柱 分 选 的 负 面 影 响 。 采 用 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 和 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 在 云 南 某 硫 化 铜 进 行 半 工 业 分 流 试 验 ， 结 果 显 示 ， 两 者 都 可 以 大 大 简 化 工 艺 流 程 和 节 省 药 剂 用 量 ， 但 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 铜 精 矿 品 位 和 回 收 率 比 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 分 别 高 ２． ２８ 和 １． １８ 个 百 分 点 ， 从 而 证 明 了 混 合 充 填 的 有 效 性 。 关 键 词 ꢀ 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 ꢀ 混 合 充 填 ꢀ 选 铜 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｍｉｘｅｄ Ｐａｃｋｉｎｇ Ｃｙｃｌｏｎｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ １ ２ ３ Ｚｈａｎｇ Ｍｉｎ ꢀ Ｓｈｉ Ｃｈａｎｇｓｈｅｎｇ ꢀ Ｌｉｕ Ｊｉｏｎｇｔｉａｎ （ １． Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ； ２． Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ３． Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔꢀ Ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｃｙｃｌｏｎｉｃ ｓｔａｔｉｃ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ ｉｓ ａ ｐａｃｋｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｔｕｂｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｅｖｅ ｐｌａｔｅ ｐａｃｋｉｎｇ， ａｒｍｉｎｇ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｗｅａｋｅｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｆｉｅｌｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｅｖｅ ｐｌａｔｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｃｙｃｌｏｎｉｃ ｓｔａｔｉｃ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ Ｙｕｎｎａｎ ｃｏｐｐｅｒ ｓｕｌｆｉｄｅ ｉｎ ａ ｓｅｍｉｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｔｅｓｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ｃｏｕｌｄ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｓａｖｅ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｉｎ ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｂｙ ２． ２８ ａｎｄ １． １８ ％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓꢀ Ｃｙｃｌｏｎｉｃ ｓｔａｔｉｃ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ， Ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ， Ｃｏｐｐｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ꢀ ꢀ 浮 选 柱 充 填 的 思 路 来 自 于 化 工 方 面 广 泛 应 用 的 分 。 旋 流 分 选 包 括 按 密 度 的 重 力 分 离 以 及 在 旋 流 力 场 背 景 下 的 旋 流 浮 选 ； 管 流 矿 化 利 用 了 射 流 原 理 ， 通 过 引 入 气 体 并 将 其 粉 碎 成 泡 ， 在 管 流 中 形 成 循 环 中 矿 的 气 固 液 三 相 体 系 并 实 现 高 度 紊 流 矿 化 ４５］ 。 但 是 ， 在 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 分 选 过 程 中 ， 由 于 旋 流 场 的 上 移 和 扩 展 ， 柱 浮 选 段 的 矿 浆 和 气 泡 在 上 升 的 同 时 ， 将 不 可 避 免 地 发 生 旋 转 并 由 此 引 起 较 强 烈 的 紊 流 ， 从 而 使 柱 浮 选 段 的 静 态 化 分 离 过 程 遭 到 一 定 程 度 的 破 坏 。 柱 浮 选 段 静 态 化 分 离 的 要 求 与 旋 流 场 产 生 的 高 强 度 紊 流 间 的 矛 盾 已 成 为 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 发 展 的 关 键 技 术 障 碍 ， 而 解 决 这 一 矛 盾 的 途 径 就 是 在 浮 选 柱 中 进 行 充 填 。 塔 器 设 备 ， 其 特 点 为 ： ① 可 改 变 并 控 制 浮 选 柱 内 流 体 的 流 动 状 态 ， 实 现 浮 选 过 程 的 “ 塞 流 ： ； ② 可 强 化 浮 选 柱 内 三 相 体 系 之 间 的 能 量 交 换 ， 是 提 高 柱 浮 选 逆 流 碰 撞 与 矿 化 效 率 的 一 条 有 效 途 径 ； ③ 气 泡 在 升 浮 过 程 中 不 易 兼 并 ； ④ 充 填 对 泡 沫 层 有 支 撑 作 用 ， ［ ［ １］ 。 使 分 选 过 程 更 稳 定 以 往 的 浮 选 柱 充 填 方 式 主 要 有 填 料 充 填 和 筛 板 充 填 。 但 填 料 充 填 在 工 业 应 用 中 存 在 一 些 问 题 ， 而 筛 板 充 填 对 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 中 流 体 性 质 的 改 善 不 够 理 想 。 笔 者 针 对 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 曾 提 出 了 一 种 将 蜂 窝 管 与 筛 板 相 结 合 的 混 合 充 填 方 ［ ２３］ 。 本 研 究 考 察 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 １ ． １ꢀ 填 料 充 填 式 填 料 充 填 通 过 把 柱 体 隔 断 成 若 干 个 上 下 分 布 的 柱 对 云 南 某 硫 化 铜 矿 石 的 选 别 效 果 。 １ ꢀ 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 充 填 方 式 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 特 有 的 梯 级 优 化 分 选 结  广 西 大 学 科 研 基 金 项 目 （ 编 号 ： ＸＢ２１００１６０） 。 张 ꢀ 敏 （ １９７８— ） ， 广 西 大 学 资 源 与 冶 金 学 院 ， 副 教 授 ， 博 士 ， ５３０００４ 广 西 南 宁 市 大 学 路 １００ 号 。 构 使 其 在 我 国 的 矿 物 加 工 领 域 得 到 了 成 功 应 用 。 梯 级 优 化 分 选 分 为 柱 浮 选 、 旋 流 分 选 、 管 流 矿 化 ３ 部 · １３７· 总 第 ４１０ 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ２０１０ 年 第 ８ 期 狭 窄 空 间 ， 使 矿 浆 与 气 泡 形 成 上 下 贯 通 的 塞 流 通 道 ， 明 显 改 善 气 泡 在 柱 内 的 径 向 分 布 ， 从 而 克 服 空 塔 式 浮 选 柱 气 泡 兼 并 严 重 、 返 混 强 烈 、 操 作 不 稳 定 等 缺 点 ， 提 高 浮 选 柱 操 作 的 稳 定 性 。 但 是 填 料 充 填 造 价 高 ， 安 装 和 维 护 工 作 量 大 ， 填 料 通 道 易 堵 塞 。 此 外 ， 对 于 垂 直 方 向 的 大 尺 度 涡 旋 ， 波 纹 充 填 不 能 有 效 遏 制 。 １ ． ２ꢀ 筛 板 充 填 Ｔ． Ｃ． 埃 塞 尔 证 明 了 用 平 阻 板 能 防 止 轴 向 混 合 ， 减 少 气 泡 兼 并 。 平 阻 板 可 以 改 善 气 泡 的 径 向 扩 散 和 矿 浆 沿 柱 轴 方 向 的 快 速 流 出 ， 形 成 近 似 的 塞 流 ， 从 而 提 高 分 选 效 果 ６］ 。 ［ 在 煤 炭 分 选 中 ， 充 填 筛 板 （ 见 图 １） 可 抑 制 大 涡 旋 与 大 气 泡 的 出 现 。 该 充 填 模 式 的 特 点 是 ， 筛 板 把 浮 选 柱 沿 柱 高 分 割 成 若 干 个 小 的 分 选 空 间 ， 在 每 个 分 选 空 间 内 ， 仍 存 在 小 尺 度 的 涡 旋 ， 流 体 的 紊 流 度 随 着 远 离 柱 体 底 部 而 显 著 降 低 。 图 ２ꢀ 蜂 窝 管 结 构 图 １ꢀ 筛 板 平 面 结 构 但 在 用 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 分 选 硫 化 铜 矿 石 的 试 验 中 发 现 ， 仅 采 用 筛 板 充 填 来 改 善 分 选 过 程 还 不 够 理 想 。 因 为 筛 板 位 置 若 距 离 旋 流 太 近 ， 则 会 大 幅 降 低 旋 流 能 量 ， 弱 化 浮 选 中 矿 的 强 化 回 收 ， 放 置 太 远 又 不 能 抑 制 径 向 旋 流 作 用 。 图 ３ꢀ 混 合 充 填 与 筛 板 充 填 效 果 对 比 ꢀ 选 铜 试 验 采 用 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 在 云 南 某 ２ 硫 化 铜 矿 选 矿 厂 进 行 半 工 业 分 流 试 验 ， 考 察 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 选 铜 效 果 ， 并 与 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 选 铜 效 果 及 现 场 浮 选 机 的 生 产 指 标 进 行 对 比 。 １ ． ３ꢀ 混 合 充 填 针 对 填 料 充 填 和 充 填 筛 板 的 缺 陷 及 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 结 构 特 点 ， 笔 者 提 出 了 一 种 联 合 采 用 筛 板 和 蜂 窝 管 的 混 合 充 填 方 式 ２３］ 。 “ 蜂 窝 管 ” 是 增 大 厚 度 和 开 孔 率 后 的 筛 板 演 绎 ， 如 同 很 多 形 状 统 一 、 尺 寸 一 定 的 直 管 捆 绑 一 起 ， 似 蜂 窝 状 ， 见 图 ２。 混 合 充 填 模 式 的 特 点 是 ： 在 柱 体 底 部 旋 流 上 方 利 用 蜂 窝 管 降 低 涡 流 强 度 ， 减 轻 射 流 气 泡 的 径 向 分 散 ； 筛 板 位 于 蜂 窝 管 底 部 ， 一 方 面 对 蜂 窝 管 起 支 撑 作 用 ， 另 一 方 面 可 以 削 弱 矿 浆 的 轴 向 混 合 ， 减 少 气 泡 兼 并 。 ２ ． １ꢀ 矿 石 性 质 ［ 云 南 某 硫 化 铜 矿 矿 石 中 硫 化 矿 物 以 黄 铜 矿 为 主 ， 其 次 是 斑 铜 矿 ， 有 微 量 的 铜 蓝 和 孔 雀 石 ； 铁 矿 物 以 磁 铁 矿 为 主 ， 其 次 为 赤 铁 矿 ， 有 微 量 的 褐 铁 矿 ； 脉 石 矿 物 以 黑 云 母 、 斜 长 石 、 白 云 石 、 石 英 为 主 ， 有 少 量 绿 泥 石 、 方 解 石 等 。 原 矿 的 化 学 多 元 素 分 析 结 果 如 表 １ 所 示 。 可 见 ， 原 矿 含 铜 ０． ７８％ ， 属 于 中 低 品 位 铜 矿 石 。 图 ３ 对 空 塔 浮 选 柱 、 筛 板 充 填 浮 选 柱 、 混 合 充 填 浮 选 柱 中 矿 浆 和 气 泡 的 流 态 进 行 了 模 拟 。 可 以 看 出 ， 混 合 充 填 比 筛 板 充 填 进 一 步 减 轻 了 紊 流 和 返 混 现 象 ， 有 利 于 形 成 平 稳 的 品 位 梯 度 ， 提 高 选 择 性 。 表 １ꢀ 原 矿 化 学 多 元 素 分 析 结 果 ％ Ａｇ 成 分 Ｃｕ Ｆｅ Ｓ ＳｉＯ ２ Ａｌ ２ Ｏ ３ ＣａＯ ＭｇＯ Ａｕ 含 量 ０． ７８ ２３． ２１ ０． ７５ ３２． ６３ ４． １３ ２． ８５ １． ３８ ０． １７ ４． ３７ ꢀ ꢀ 注 ： Ａｕ 和 Ａｇ 的 含 量 单 位 为 ｇ／ ｔ。 · １３８· ꢀ ꢀ ꢀ 张 ꢀ 敏 等 ： 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 选 铜 效 果 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ２０１０ 年 第 ８ 期 表 ２ꢀ 药 剂 用 量 ｇ／ ｔ ２ ． ２ꢀ 充 填 介 质 药 剂 用 量 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 中 采 用 １ 层 筛 药 剂 种 类 混 合 充 填 柱 筛 板 充 填 柱 浮 选 机 板 和 １ 副 蜂 窝 管 。 筛 板 筛 孔 直 径 １８ ｍｍ， 板 厚 ３ ｍｍ， 开 孔 率 ６０％ ～ ７５％ ； 蜂 窝 管 壁 厚 １． ０ ｍｍ， 高 生 石 灰 调 ｐＨ ＝ ８ ～ １０ Ｎａ２ Ｓ 丁 基 黄 药 ６００ １２ ６００ １２ ９００ ２５ ５５ ３ ００ ｍｍ， 开 孔 率 大 于 ９０％ 。 筛 板 和 蜂 窝 管 可 根 据 浮 选 柱 内 径 任 意 切 割 ， 以 方 便 置 于 柱 体 内 。 筛 板 放 在 旋 流 上 方 ， 蜂 窝 管 放 在 筛 板 上 。 松 醇 油 ４５ ４５ 表 ３ꢀ 平 均 选 别 指 标 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ％ 矿 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 中 采 用 与 混 合 充 填 相 同 的 筛 板 ， 共 ４ 层 。 原 ꢀ 矿 精 矿 指 标 尾 ꢀ 指 标 来 源 铜 品 位 ０． ７３９ ０． ７５８ ０． ７３７ 产 率 铜 品 位 铜 回 收 率 铜 品 位 ２ ． ３ꢀ 试 验 流 程 混 合 充 填 柱 试 验 筛 板 充 填 柱 试 验 浮 选 机 生 产 ２． ５０ ２． ７６ ２． ６６ ２７． ６０ ２５． ３２ ２５． ６６ ９３． ３７ ９２． １９ ９２． ６１ ０． ０５０ ０． ０６２ ０． ０５７ 现 场 浮 选 机 按 二 粗 一 扫 三 精 工 艺 流 程 进 行 生 产 ， 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 半 工 业 试 验 则 采 用 图 ４ 所 示 一 粗 一 精 工 艺 流 程 ， 其 中 粗 选 浮 选 柱 规 格 为 泡 浮 选 柱 的 分 选 效 率 远 远 高 于 浮 选 机 。  ７５ ｍｍ × ２ ０００ ｍｍ， 精 选 浮 选 柱 规 格 为  ５０ ｍｍ × ０００ ｍｍ。 浮 选 柱 半 工 业 试 验 的 入 选 物 料 分 流 自 现 （ ２） 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 与 筛 板 充 ２ 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 相 比 ， 精 矿 铜 品 位 和 回 收 率 分 别 提 高 ２． ２８ 和 １． １８ 个 百 分 点 ， 证 明 采 用 混 合 充 填 进 一 步 提 高 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 浮 选 性 能 效 果 显 著 。 场 浮 选 机 给 矿 ， 其 细 度 为 － ２００ 目 占 ９５％ 左 右 。 在 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 浮 选 段 充 填 筛 板 的 目 的 ， 是 利 用 筛 板 进 行 整 流 ， 使 柱 体 内 形 成 上 下 密 度 和 空 隙 度 均 一 的 流 化 床 层 ， 便 于 气 泡 在 从 下 向 上 运 动 的 过 程 中 更 好 地 与 矿 物 颗 粒 进 行 接 触 、 矿 化 ； 而 在 此 基 础 上 引 入 蜂 窝 管 进 行 混 合 充 填 ， 可 使 “ 塞 流 ” 和 微 泡 与 矿 物 颗 粒 的 逆 流 碰 撞 矿 化 得 到 加 强 ， 从 而 进 一 步 提 高 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 分 选 效 率 。 ３ ꢀ 结 ꢀ 论 （ １） 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 混 合 充 填 是 将 蜂 窝 管 充 填 与 筛 板 充 填 相 结 合 的 一 种 充 填 模 式 ， 可 以 比 筛 板 充 填 进 一 步 弱 化 旋 流 力 场 对 柱 分 选 的 负 面 影 响 ， 从 而 使 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 达 到 更 高 的 分 选 效 率 。 图 ４ꢀ 浮 选 柱 半 工 业 试 验 工 艺 流 程 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 试 验 和 现 场 浮 选 机 生 产 一 样 ， 以 生 石 灰 水 溶 液 为 ｐＨ 调 整 剂 （ 试 纸 测 定 ） 、 （ ２） 与 采 用 常 规 浮 选 机 选 别 云 南 某 硫 化 铜 矿 石 Ｎａ Ｓ 为 电 位 调 整 剂 、 丁 基 黄 药 为 捕 收 剂 、 松 醇 油 为 ２ 起 泡 剂 。 浮 选 柱 试 验 中 药 剂 全 部 添 加 在 粗 选 ； 生 产 相 比 ， 采 用 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 和 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 都 可 以 大 大 简 化 工 艺 流 程 和 节 省 药 剂 用 量 ， 但 混 合 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 铜 精 矿 品 位 和 回 收 率 比 筛 板 充 填 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 分 别 高 ２． ３２ 和 １． ３６ 个 百 分 点 ， 证 明 混 合 充 填 比 筛 板 充 填 更 为 优 越 。 上 生 石 灰 水 溶 液 和 Ｎａ Ｓ 添 加 在 粗 选 ， 丁 基 黄 药 和 松 ２ 醇 油 添 加 在 粗 选 和 扫 选 。 ２ ． ４ꢀ 试 验 结 果 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 半 工 业 试 验 和 浮 选 机 生 产 的 药 剂 用 量 见 表 ２， 平 均 选 别 指 标 见 表 ３。 从 表 ２ 和 表 ３ 可 以 看 到 ： 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 （ １） 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 可 以 在 大 大 简 化 工 ［ １］ ꢀ 刘 炯 天 ． 旋 流 － 静 态 微 泡 柱 分 选 方 法 及 应 用 （ 之 二 ） ： 柱 分 离 过 程 的 静 态 化 及 其 充 填 方 式 ［ Ｊ］ ． 选 煤 技 术 ， ２０００（ ２） ： １５． （ 下 转 第 １４３ 页 ） 艺 流 程 和 节 省 药 剂 用 量 的 情 况 下 ， 获 得 与 浮 选 机 相 当 或 比 浮 选 机 优 异 的 技 术 指 标 ， 说 明 旋 流 － 静 态 微 · １３９· ꢀ ꢀ ꢀ 王 志 斌 等 ： 基 于 高 速 摄 像 技 术 的 旋 流 器 空 气 柱 特 征 研 究 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ２０１０ 年 第 ８ 期 角 不 同 以 外 其 他 结 构 尺 寸 相 同 的 旋 流 器 而 言 ， 锥 角 越 大 ， 容 积 越 小 ， 液 体 充 满 整 个 空 间 并 形 成 稳 态 空 气 柱 所 需 时 间 也 就 越 少 。 上 会 形 成 如 图 ７ 所 示 的 “ 类 双 曲 线 ” 状 流 线 。 再 加 上 壁 面 效 应 等 因 素 的 影 响 ， 就 导 致 了 图 ６ 的 现 象 。 ４ꢀ 结 ꢀ 论 ３ ． ４ꢀ 溢 流 管 内 空 气 柱 的 特 征 （ １） 旋 流 器 内 空 气 柱 的 形 状 、 弯 扭 程 度 因 旋 流 器 锥 角 和 进 口 流 量 不 同 而 存 在 差 异 ， 单 纯 用 柱 状 、 麻 花 状 、 正 弦 曲 线 状 等 来 描 述 旋 流 器 空 气 柱 的 形 状 都 是 不 全 面 的 。 过 去 人 们 主 要 关 注 旋 流 器 主 体 空 间 内 空 气 柱 的 研 究 ， 而 对 旋 流 器 溢 流 管 内 空 气 柱 的 研 究 几 乎 未 涉 及 ， 本 试 验 采 用 高 速 摄 像 技 术 ， 捕 集 到 了 溢 流 管 内 空 气 柱 的 特 征 。 图 ６ 是 ２０°和 ３０°锥 角 旋 流 器 在 流 量 （ ２） 为 了 减 少 空 气 柱 对 旋 流 器 分 离 效 率 的 影 响 ， 旋 流 器 应 采 用 合 适 的 锥 角 及 与 之 相 匹 配 的 最 佳 进 口 流 量 。 ３ 为 ３ ｍ ／ ｈ 时 溢 流 管 内 空 气 柱 的 形 状 。 从 图 中 可 以 看 出 ， 溢 流 管 内 的 空 气 柱 呈 两 端 大 中 间 小 的 “ 葫 芦 ” 状 。 ３ 种 锥 角 的 旋 流 器 在 不 同 进 口 流 量 下 都 有 该 现 象 出 现 ， 并 且 “ 葫 芦 ” 状 空 气 柱 几 乎 出 现 在 溢 流 管 的 相 同 位 置 。 （ ３） 溢 流 管 内 的 空 气 柱 在 液 气 界 面 处 会 形 成 “ 类 双 曲 线 ” 状 的 流 线 ， 使 溢 流 管 内 的 空 气 柱 呈 “ 葫 芦 ” 状 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 ［ ［ １］ ꢀ 苗 ꢀ 青 ， 袁 惠 新 ， 王 跃 进 ． 水 力 旋 流 器 内 空 气 柱 的 形 成 规 律 初 探 ［ Ｊ］ ． 江 南 大 学 学 报 ： 自 然 科 学 版 ， ２００２， １（ ４） ： ３８０３８３． ２］ ꢀ Ｐｏｄｄ Ｆ Ｊ， Ｓｃｈｌａｂｅｒｇ Ｈ Ｉ， Ｈｏｙｌｅ Ｂ Ｓ． ． Ｍｏｄｅｌｂａｓｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａ ｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ ｔｈｅ Ａｉｒｃｏｒｅ［ Ｊ］ ． Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ， ２０００， ３８： ８０４ ８ ０８ ［ ［ ３］ ꢀ Ｄａｖｉｄｓｏｎ Ｍ Ｒ． ． Ａｎ ａｄａｐｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｉｒ ｃｏｒｅ ｄｉ ａｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ ｆｌｏｗ［ Ｊ］ ． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ， １９９５， ４３： １６７１７７． 图 ６ꢀ 不 同 锥 角 旋 流 器 溢 流 管 内 空 气 柱 形 状 液 体 进 入 溢 流 管 内 时 ， 除 切 向 旋 转 外 ， 还 以 较 大 的 速 度 作 轴 向 流 动 ， 但 却 没 有 径 向 流 动 ； 同 时 ， 空 气 柱 中 心 的 压 力 在 溢 流 管 下 端 最 低 ９］ ， 且 溢 流 管 上 端 与 大 气 相 通 。 因 此 ， 在 溢 流 管 内 空 气 柱 的 液 气 界 面 ４］ ꢀ Ｄｙａｋｏｗｓｋｉ Ｔ， Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｒ Ａ． ． Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒｃｏｒｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｓｈａｐｅ ｉｎ ａ ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ［ Ｊ］ ． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ， １９９５， ４３： １１４ ［ ［ ５］ ꢀ Ｃｏｎｃｈａ Ｆ， Ｂａｍｅｎｔｏｓ Ａ， Ｍｏｎｔｅｒｏ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ａｉｒ ｃｏｒｅ ａｎｄ ｒｏｐｉｎｇ ｉｎ ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ［ Ｊ］ ． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ， １９９６， ４４４５： ７４３７４９． ［ ６］ ꢀ 徐 继 润 ， 罗 ꢀ 茜 ． 水 力 旋 流 器 ［ Ｍ］ ． 北 京 ： 科 学 出 版 社 ， １９９８． ７］ ꢀ 褚 良 银 ， 陈 文 梅 ， 李 建 明 ， 等 ． 水 力 旋 流 器 ［ Ｍ］ ． 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， １９９８． ［ ［ ［ ８］ ꢀ Ｄｙａｋｏｗｓｋｉ Ｔ， Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｒ Ａ． ． Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｆｌｏｗ ｗｉｔｈｉｎ ａ ｓｍａｌｌｄｉａｍｅｔｅｒ ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ ［ Ｊ］ ． Ｃｈｅｍ Ｅｎｇ Ｓｃｉ， １９９３， ４８ （ ６） ： １ １４３１１５２． ９］ ꢀ 王 志 斌 ， 陈 文 梅 ， 褚 良 银 ， 等 ． 应 用 数 值 模 拟 方 法 对 旋 流 器 空 气 柱 特 性 的 探 讨 ［ Ｊ］ ． 化 工 装 备 技 术 ， ２００５， ２６（ ６） ： １４１８． 图 ７ꢀ 溢 流 管 内 的 流 体 流 线 （ 收 稿 日 期 ꢀ ２０１００６１２） 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪［ 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ４］ ꢀ 张 ꢀ 敏 ， 刘 炯 天 ， 等 ． 柱 浮 选 充 填 及 工 业 应 用 ［ Ｊ］ ． 金 属 矿 山 ， （ 上 接 第 １３９ 页 ） ２］ ꢀ 张 ꢀ 敏 ． 柱 浮 选 优 化 充 填 及 动 力 学 分 析 ［ Ｄ］ ． 徐 州 ： 中 国 矿 业 大 学 ， ２００７． ２ ００８（ ７） ： ９６９９． ［ ［ ［ ５］ ꢀ 荣 国 强 ， 刘 炯 天 ， 刘 莉 君 ， 等 ． 旋 流 － 静 态 微 泡 浮 选 柱 液 位 自 动 控 制 系 统 设 计 ［ Ｊ］ ． 金 属 矿 山 ， ２００７（ ５） ： ６２６４． ［ ３］ ꢀ Ｚｈａｎｇ Ｍｉｎ， Ｌｉｕ Ｊｉｏｎｇｔｉａｎ， Ｚｈａｉ Ａｉｆｅｎｇ． Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂｔｕｂｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ｃｏｌｕｍｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ［ Ｊ］ ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００９， １９ （ ６） ： ７７５ ６］ ꢀ 埃 塞 尔 Ｔ Ｃ， 等 ． 在 浮 选 柱 工 作 时 平 阻 板 稳 定 性 的 研 究 ［ Ｊ］ ． 国 外 金 属 矿 选 矿 ， ２００２（ ６） ： ２４２６． ７７８． （ 收 稿 日 期 ꢀ ２０１００６１２） · １４３·