采用螺旋转子的浮选方法及装置和用途

1.一种采用螺旋转子的浮选方法，其特征是：在起浮装置内设有螺旋转子，螺旋转子转动产生螺旋气场；入流矿浆在流经螺旋通道的过程中，与螺旋气场进行一次以上气液混合；出流矿浆以不可逆流动方式流出起浮装置；所述的螺旋气场是这样形成的：在螺旋转子的竖直中心区域设有空心转子轴；在空心转子轴下段轴的外表面设有至少一个空心螺旋叶片，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔；在螺旋叶片外围设有定子；
在螺旋叶片顶部设有转子顶盖；在转子顶盖以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔；
在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气；当螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔进入螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔向外喷出，在螺旋通道内和外形成螺旋气场；所述螺旋通道内的螺旋气场，至少是由径向排布于螺旋通道底面的一排以上叶片气孔向上喷射压缩空气形成的排柱式螺旋气场；所述螺旋通道外的螺旋气场，至少是由排布于螺旋叶片端面的一个以上叶片气孔朝定子径向喷射压缩空气形成的圆筒式螺旋气场。
2.如权利要求1所述的采用螺旋转子的浮选方法，其特征是：所述的入流矿浆，是含有浮选药剂的从浮选槽体外部流入起浮装置的待浮选矿浆，包括常规入流矿浆或施加超声波能量的入流矿浆。
3.如权利要求1所述的采用螺旋转子的浮选方法，其特征是：所述的出流矿浆，是在起浮装置内完成设定的气液混合过程后，以不可逆流动方式从定子流出、进入出流矿浆分离区的矿浆，出流矿浆流出浮选槽体的过程，包括常规出流过程或施加超声波能量场的出流过程。
4. 一种采用螺旋转子的浮选装置，包含浮选槽体和起浮装置，起浮装置设于浮选槽体内的下部中心区域，其特征是：在起浮装置内设有螺旋转子；入流矿浆从螺旋转子下部进入，在流经螺旋通道的过程中，与螺旋气场进行一次以上气液混合，并趋向定子不可逆流出；所述的螺旋转子，在其竖直中心区域设有空心转子轴，在空心转子轴下段轴的外表面设有螺旋叶片，在螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔，在螺旋叶片外围设有定子，在螺旋叶片顶部设有转子顶盖，在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气；螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔进入螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔向外喷出，在螺旋通道内和外形成螺旋气场。
5.如权利要求4所述的浮选装置，其特征是：所述的空心转子轴，在转子顶盖以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔。
6.如权利要求4所述的浮选装置，其特征是：所述的螺旋叶片，为空心结构，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔；设置叶片气孔的表面是螺旋叶片顶面和远离空心转子轴的螺旋叶片端面；叶片气孔出口朝上或径向布置，形成朝上或径向的气流冲力；所述的螺旋叶片，螺距为20-600mm；螺旋叶片端面垂直轴向投影直径为30-600mm。
7.如权利要求4所述的浮选装置，其特征是：所述的转子顶盖，至少包括板式顶盖或碟形顶盖；转子顶盖外径≥定子垂直轴向投影内径，转子顶盖内径与空心转子轴外径重合。
8.如权利要求4所述的浮选装置，其特征是：所述的螺旋气场，至少包括设于螺旋通道内的排柱式螺旋气场和设于螺旋通道外，即螺旋叶片端面外围的圆筒式螺旋气场；所述的排柱式螺旋气场，至少是由径向排布于螺旋通道底面的一排以上叶片气孔向上喷射压缩空气形成的，且相邻两排叶片气孔采用错位排布；所述的圆筒式螺旋气场，至少是由排布于螺旋叶片端面的一个以上叶片气孔朝定子径向喷射压缩空气形成的，且叶片气孔是采用内置方式设于螺旋叶片的空心夹层之内。

采用螺旋转子的浮选方法及装置和用途\n所属技术领域\n[0001] 本发明涉及一种矿物浮选方法及装置和用途，尤其是一种采用螺旋转子的浮选方法及装置和用途，属浮选技术领域。\n背景技术\n[0002] 众所周知的浮选方法，气泡矿化过程主要是在气泡上浮过程中完成的，即是在出流矿浆分离区内完成的，出流矿浆部分返流起浮装置与入流矿浆混合起浮。起浮装置的功能目标，是产生气泡并完成气泡初始矿化过程。较有代表性的专利包括：\n[0003] 4078026号美国专利提出的一种起浮装置，其转子有各自独立的矿浆通道和气体通道。这种结构的主要思路是让转子产生动态压力来补偿随着转子高度而增加的液体静压力，使矿浆施加到分散面上的总压力能均匀地施加在该分散面上。这种结构的主要类型称为OK转子，其垂直截面形状是向下渐缩的，转子垂直叶片的设置形式能形成相互隔离的矿浆通道和气体通道。空气通过中空的转子轴鼓入气体通道。在转子叶片上设有一块水平盖板，它可以迫使矿浆和气流改变流向，使它们沿着水平方向流出通道。定子叶片是竖直安装的，可以消除转子出流矿浆中的漩涡。\n[0004] 4800017号美国专利提出的一种起浮装置，它与上述装置类似，但通道功能不同。\n转子本体包括一块水平顶盖和一些垂直安装的转子叶片，这些叶片形成了泵室。空气被送进每一个泵室，以便给浮选槽中的矿浆充气。定子叶片的上部朝外弯折，而下部仍是垂直的。转子出流矿浆的流向主要是水平的。但定子安装了一个变流叶片，它能有效地迫使流体以大约15°的倾角朝下流动。\n[0005] 844911号欧洲专利提出的一种起浮装置，则是在起浮装置的转子泵室中部设置了一个水平障碍物，使朝上和朝下流动的转子入流矿浆沿水平方向流出。\n[0006] 6772885号美国专利提出的一种起浮装置，在转子顶盖下方构造出一些转子凹腔，凹腔的上面部分从凹腔外缘开始向下倾斜，与水平面形成5-70°的角度，直到凹腔的中心部位；在转子顶盖上，构造出从转子轴开始向斜上方倾斜、与水平面形成5-70°角度的上表面。通过对转子内部和转子顶盖进行改进，使转子出流矿浆以上行方式流过定子。这种转子结构，改善了大比重粗粒颗粒在浮选槽中的悬浮性能。\n[0007] CN2322686提出的一种起浮装置，是在鼓形转子顶盖和底部设有通孔，给出流矿浆营造上下循环返流起浮装置的通道。\n[0008] CN201239664提出的一种起浮装置，通过在槽底设置假底和稳流板，引导出流矿浆返流起浮装置。\n[0009] 在先浮选方法存在的主要缺陷是：\n[0010] 1)出流矿浆部分返流起浮装置，形成出流矿浆与入流矿浆“一锅煮”，导致入流矿浆处理量及其目标颗粒浓度降低，进而导致浮选效率降低。\n[0011] 2)起浮装置气液混合效率较低。起浮装置气场，或为转子叶片端面气道旋转产生的下收敛曲面气场，或为转子泵室气场。在下收敛曲面气场环境下，入流矿浆是在穿越曲面气场过程中完成气液混合；在转子泵室气场环境下，入流矿浆是在转子泵室气场完成气液混合。这两种气液混合方式均为一次性混合，且混合时间很短，因而气液混合效率较低，导致浮选效率较低。\n[0012] 由于上述缺陷，在先的浮选方法，浮选过程时间较长，需要浮选槽槽腔具有较大的\n3 3 3 3\n容积。公知的浮选槽单槽容积已由10m 增大到50m、150m、甚至300m。随着矿产资源的赋存形态趋向品位贫化和成分复杂化，中小型储量的矿产资源比重不断攀升，由在先浮选方法主导的浮选槽越作越大，则是误导浮选装备制造产业盲目朝着大型化方向发展。因此，针对矿产资源的赋存趋势和在先浮选方法存在的问题，研究开发效率更高、消耗更低、耗材更少的浮选方法及装备，很有必要。\n发明内容\n[0013] 本发明的目的之一，是提出一种采用螺旋转子的浮选方法。该浮选方法具有小型化的浮选槽，能更好地适应贫矿和复杂难选矿的高效浮选，且耗材更少，能耗、磨耗及药剂消耗更低。\n[0014] 本发明的目的之二，是提出一种螺旋转子，使起浮装置的气液混合效果更好，实现在起浮装置内完成浮选主体过程的目的。\n[0015] 本发明的目的之三，是提出上述浮选方法及装置的用途。\n[0016] 本发明所采取的技术方案是：一种采用螺旋转子的浮选方法，在起浮装置内设有螺旋转子，螺旋转子转动产生螺旋气场；入流矿浆在流经螺旋通道的过程中，与螺旋气场进行一次以上气液混合；出流矿浆以不可逆流动方式流出起浮装置。\n[0017] 所述的螺旋气场是这样形成的：在螺旋转子的竖直中心区域设有空心转子轴；在空心转子轴下段轴的外表面设有至少一个空心螺旋叶片，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔；在螺旋叶片外围设有定子；在螺旋叶片顶部设有转子顶盖；在转子顶盖以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔；在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气；当螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔进入螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔向外喷出，在螺旋通道内和外形成螺旋气场。所述螺旋通道内的螺旋气场，至少可以是由径向排布于螺旋通道底面的一排以上叶片气孔向上喷射压缩空气形成的排柱式螺旋气场；所述螺旋通道外的螺旋气场，至少可以是由排布于螺旋叶片端面的一个以上叶片气孔朝定子径向喷射压缩空气形成的圆筒式螺旋气场。\n[0018] 所述的入流矿浆，是含有浮选药剂的从浮选槽体外部流入起浮装置的待浮选矿浆，包括常规入流矿浆和施加超声波能量的入流矿浆。\n[0019] 所述的出流矿浆，是在起浮装置内完成设定的气液混合过程后，以不可逆流动方式从定子流出、进入出流矿浆分离区的矿浆，出流矿浆流出浮选槽体的过程，包括常规出流过程和施加超声波能量场的出流过程。\n[0020] 一种采用螺旋转子的浮选装置，包含浮选槽体和起浮装置，起浮装置设于浮选槽体内的下部中心区域，其特征是：在起浮装置内设有螺旋转子；入流矿浆从螺旋转子下部进入，在流经螺旋通道的过程中，与螺旋气场进行一次以上气液混合，并趋向定子不可逆流出。所述的螺旋转子，在其竖直中心区域设有空心转子轴，在空心转子轴下段轴的外表面设有至少一个螺旋叶片，在螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔，在螺旋叶片外围设有定子，在螺旋叶片顶部设有转子顶盖，在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气；螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔进入螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔向外喷出，在螺旋通道内和外形成螺旋气场。\n[0021] 所述的空心转子轴，在转子顶盖以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔。\n[0022] 所述的螺旋叶片，为空心结构，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔；设置叶片气孔的表面，最好是螺旋叶片顶面和远离空心转子轴的螺旋叶片端面；叶片气孔出口朝上或径向布置，形成朝上或径向的气流冲力；所述的螺旋叶片，螺距为\n20-600mm；螺旋叶片端面垂直轴向投影直径为30-600mm。\n[0023] 所述的转子顶盖，至少包括板式顶盖和碟形顶盖；转子顶盖外径≥定子垂直轴向投影内径，转子顶盖内径与空心转子轴外径重合。\n[0024] 所述的螺旋气场，至少包括设于螺旋通道内的排柱式螺旋气场和设于螺旋通道外(即螺旋叶片端面)的圆筒式螺旋气场。所述的排柱式螺旋气场，至少可以是由径向排布于螺旋通道底面的一排以上叶片气孔向上喷射压缩空气形成的，且相邻两排叶片气孔采用错位排布；所述的圆筒式螺旋气场，至少可以是由排布于螺旋叶片端面的一个以上叶片气孔朝定子径向喷射压缩空气形成的，且叶片气孔是采用内置方式设于螺旋叶片的空心夹层之内。\n[0025] 采用螺旋转子的浮选方法及装置的用途，包括应用于所有固体物料的浮选过程，所述的固体物料至少包括有色金属矿、黑色金属矿和非金属矿，尤其是贫矿和复杂难选矿。\n[0026] 本发明的技术原理及工作过程是：在浮选槽体内下部中心位置设置起浮装置，在起浮装置内设置螺旋转子，对应螺旋转子设置入流矿浆入口；螺旋转子经空心转子轴提供压缩空气，在转动过程中形成螺旋气场。入流矿浆在流经螺旋通道的过程中，与螺旋气场进行一次以上气液混合，直至完成气泡矿化过程。完成气泡矿化过程的出流矿浆，在螺旋通道制导下，以不可逆流动方式流出起浮装置。由此实现在起浮装置内完成浮选主体过程。\n[0027] 本发明的优点是：\n[0028] 1)入流矿浆在起浮装置内进行多次气液混合，使残留目标颗粒和浮选药剂趋向不可逆减少，目标颗粒得到最大化捕集，浮选药剂得到最大化利用。\n[0029] 2)出流矿浆不可逆流出起浮装置，浮选过程为不可逆过程，克服入流矿浆目标颗粒浓度被稀释的缺陷，使矿化气泡质量提高。\n[0030] 3)气泡矿化过程集中在起浮装置内完成，浮选过程时间大幅缩短，浮选槽容积大幅减少。\n[0031] 4)螺旋转子没有泵室效应，使用寿命大幅延长。\n[0032] 5)螺旋转子旋转产生螺旋提升力，使入流矿浆的入槽通畅性大为改善。\n附图说明\n[0033] 图1为本发明一个实施例的结构示意图；\n[0034] 图2为本发明另一个实施例的结构示意图。\n[0035] 图1中，1、出流矿浆分离区；2、矿浆液面；3、矿化气泡富集区；4、压缩空气；5、转子顶盖；6、出流矿浆；7、泡沫精矿浆出口；8、泡沫精矿浆；9、起浮装置；10、定子；11、螺旋转子；12、螺旋叶片；13、叶片气孔；14、入流矿浆入口；15、入流矿浆；16、空心转子轴；17、转子轴气孔；18、螺旋通道；19、排柱式螺旋气场；20、圆筒式螺旋气场；21、螺旋气场；22、粗粒尾矿浆；23、粗粒尾矿浆出口；24、细粒尾矿浆；25、细粒尾矿浆出口；26、浮选槽体；27、泡沫精矿浆溜槽。\n[0036] 图2中，28、超声波装置；29、超声波装置。\n具体实施方式\n[0037] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不局限于实施例所描述的范围。\n[0038] 从图1可以看出，本发明是采用螺旋转子的浮选方法，在起浮装置9内设有螺旋转子11，螺旋转子转动产生螺旋气场21；入流矿浆15在流经螺旋通道18的过程中，与螺旋气场21进行一次以上气液混合；出流矿浆6以不可逆流动方式流出起浮装置9。\n[0039] 螺旋气场21是这样形成的：在螺旋转子11的竖直中心区域设有空心转子轴16；\n在空心转子轴下段轴的外表面设有至少一个螺旋叶片12，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔13；在螺旋叶片外围设有定子10；在螺旋叶片顶部设有转子顶盖5；\n在转子顶盖以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔17；在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气4；当螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔进入空心螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔向外喷出，在螺旋通道18内和外形成螺旋气场21。所述螺旋通道内的螺旋气场，至少可以是由径向排布于螺旋通道底面的一排以上叶片气孔向上喷射压缩空气形成的排柱式螺旋气场19；所述螺旋通道外的螺旋气场，至少可以是由排布于螺旋叶片端面的一个以上叶片气孔朝定子径向喷射压缩空气形成的圆筒式螺旋气场20。\n[0040] 入流矿浆15是含有浮选药剂的从浮选槽体26外部流入起浮装置9的待浮选矿浆，包括常规入流矿浆和施加超声波能量的入流矿浆。\n[0041] 出流矿浆6是在起浮装置9内完成设定的气液混合过程后，以不可逆流动方式从定子10流出、进入出流矿浆分离区1的完成浮选主体过程的矿浆，出流矿浆流出浮选槽体\n26的过程，包括常规出流过程和施加超声波能量场的出流过程。\n[0042] 实施例一：一种螺旋转子起浮装置\n[0043] 图1所示的浮选槽，采用螺旋转子起浮装置。起浮装置9设于浮选槽体26内下部中央区域，包含螺旋转子11和定子10。定子10为常规定子。螺旋转子11由螺旋叶片12和空心转子轴16构成。其中，螺旋叶片12的个数(或头数)为1；直径300mm；螺距50mm；\n空心夹层厚度2mm；其顶面叶片气孔13孔径1mm，采取N排×每排M个径向排列方式设置；\n顶部设有碟形转子顶盖5，顶盖外径400mm；其端面叶片气孔13为内置式气孔，由设于空心夹层内的管式通道形成。空心转子轴16由螺旋叶片12包裹的轴段，其空心轴壁上设有一个以上孔径2mm的转子轴气孔17。\n[0044] 当螺旋转子11转动，并通入压缩空气4，在螺旋通道18内形成向上喷射气流的排柱式螺旋气场19，在螺旋通道18外(即螺旋叶片端面)形成朝定子10径向喷射气流的圆筒式螺旋气场20。\n[0045] 本发明的工作原理是：入流矿浆15在螺旋提升力作用下，经入流矿浆入口14进入螺旋通道18，每穿过一排气柱，即进行一次气液混合；当入流矿浆流到转子顶盖5处时，即已穿过N排气柱，气液混合次数亦为N次。每次气液混合生成的气泡瞬间矿化，成为矿化气泡，在螺旋通道18制导下，矿化气泡趋向穿过圆筒式螺旋气场20，再次进行气液混合，经定子10导向和稳流，以不可逆流动方式流出起浮装置9。随着入流矿浆15穿越排柱式螺旋气场19，入流矿浆15中的目标颗粒趋向不可逆减少，气泡矿化趋向进行完全。由此实现入流矿浆在起浮装置内完成浮选主体过程。\n[0046] 实施例二：另一种螺旋转子起浮装置\n[0047] 图2所示的浮选槽，是实施例一的一种改进型结构，基本结构与实施例一是一样的，采用螺旋转子起浮装置。起浮装置9设于浮选槽体26内下部中央区域，包含螺旋转子\n11和定子10。其特点在于：在起浮装置入口处设有超声波装置29，超声波装置29与浮选\n6 2\n槽体26为一体式结构，超声波频率为20kHz-1×10kHz、声强为0.5-200w/cm。入流矿浆15是经超声波装置29施加超声波能量后进入起浮装置9内的。\n[0048] 本发明的工作原理是：当入流矿浆15经入流矿浆入口14进入超声波装置29时，因受设定的超声波能量场作用，固体颗粒被高效清洗，浮选药剂被高效分散，目标颗粒被浮选药剂充分包裹。经超声波能量处理的入流矿浆，在螺旋提升力作用下进入螺旋通道18，每穿过一排气柱，即进行一次气液混合；当入流矿浆流到转子顶盖5处时，即已穿过N排气柱，气液混合次数亦为N次。每次气液混合生成的气泡瞬间矿化，成为矿化气泡，在螺旋通道18制导下，矿化气泡趋向穿过圆筒式螺旋气场20，再次进行气液混合，经定子10导向和稳流，以不可逆流动方式流出起浮装置9。随着入流矿浆穿越排柱式螺旋气场19，入流矿浆中的目标颗粒趋向不可逆减少，气泡矿化趋向进行完全。由此实现施加超声波能量的入流矿浆在起浮装置内完成浮选主体过程。\n[0049] 从图2可以看出，对入流矿浆在进入螺旋通道前施加超声波能量，可显著增强目标颗粒被浮选药剂包裹的效果，从而进一步提高起浮效率和气泡矿化效果。\n[0050] 实施例三：另一种螺旋转子起浮装置\n[0051] 从图2可以看出，超声波装置29还可以采用分体式方式设置。当入流矿浆15进行超声波处理的时间需要较长时，例如1-2分钟，采用分体式方式设置超声波装置29，具有更大的优越性。\n[0052] 本发明人在研究过程中发现，某些矿物(如石英型金矿、分化型硅酸盐金矿)采用螺旋转子起浮装置，即可获得非常高的目标颗粒回收率；某些矿物(如超细颗粒型金矿、高泥型低品位氧化锌矿)采用常规浮选方法，目标颗粒回收率非常低，而采用螺旋转子起浮装置的情况下，对入流矿浆施加设定的超声波能量处理1-30秒钟，可以显著提高目标颗粒回收率，并大幅降低浮选药剂消耗；某些矿物(如氰化浸金尾矿、常规浮选尾矿)由于颗粒表面残留浸出产物或浮选药剂包层，对新的浮选药剂捕集目标颗粒往往产生负面干扰作用，需要进行较长时间的超声波处理，这种情况下，对入流矿浆采用分体式超声波装置进行处理，尤其是采用本发明人发明的螺旋盘管式超声波装置进行处理，可以取得更好的浮选效果。\n[0053] 从常规浮选过程可以知道，在入流矿浆进入浮选槽前，通常设置一道调浆工序，目的是让浮选药剂充分包裹目标颗粒。为使目标颗粒被浮选药剂更充分包裹，很多浮选厂在磨矿工序就开始加入某些浮选药剂。实施例二、尤其是本实施例三对入流矿浆采用超声波装置施加超声波能量进行处理，目的在于获得更高的浮选效果。例如，入流矿浆在不可逆流经设有超声波能量场的螺旋盘管过程中，目标颗粒被浮选药剂包裹的过程为不可逆包裹过程，不被浮选药剂包裹的目标颗粒数量趋向为零；由于浮选药剂充分包裹目标颗粒的过程时间极短，可有效克制某些浮选药剂因氧化而降低药效。显然，采用螺旋转子的浮选过程大幅缩短，为开发高效浮选药剂开辟了更加广阔的领域。\n[0054] 实施例四：一种采用螺旋转子的浮选槽\n[0055] 图1和图2所示为一种采用螺旋转子的浮选槽，由浮选槽体26、起浮装置9和设于浮选槽体底部的超声波装置29组成。浮选槽体26是边数≥4的正多边形槽体或圆形槽体，其构成包括泡沫精矿浆溜槽27和设于矿浆液面2以下的浮选槽体外壁的超声波装置\n28；在靠近并低于矿浆液面2的槽壁上设有细粒尾矿浆出口25，在靠近槽底的槽壁上设有粗粒尾矿浆出口23，在对应螺旋转子11的槽体底部设有入流矿浆入口14，在设于槽体上部的泡沫精矿浆溜槽27的最低处设有泡沫精矿浆出口7，泡沫精矿浆溜槽环绕浮选槽体上部设置。\n[0056] 起浮装置9设于浮选槽体26内的下部中心区域，在起浮装置内设有螺旋转子11；\n入流矿浆15从螺旋转子下部进入，在流经螺旋通道18的过程中，与螺旋气场21进行一次以上气液混合，并趋向定子10不可逆流出。螺旋转子11在其竖直中心区域设有空心转子轴16，在空心转子轴下段轴的外表面设有至少一个螺旋叶片12，在螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴的叶片气孔13，在螺旋叶片外围设有定子10，在螺旋叶片顶部设有转子顶盖5，在空心转子轴的空心轴腔内充满压缩空气4；螺旋转子转动时，空心转子轴内的压缩空气经转子轴气孔17进入螺旋叶片腹腔内，再经叶片气孔13向外喷出，在螺旋通道18内和外形成螺旋气场21。\n[0057] 空心转子轴16在转子顶盖5以下的空心轴壁上设有一个以上转子轴气孔17。\n[0058] 螺旋叶片12为空心结构，螺旋叶片表面设有一个以上连通空心转子轴16的叶片气孔13；设置叶片气孔13的表面，最好是螺旋叶片顶面和远离空心转子轴的螺旋叶片端面；叶片气孔13出口朝上或径向布置，形成朝上或径向的气流冲力；螺旋叶片12的螺距为\n20-600mm；螺旋叶片端面垂直轴向投影直径为30-600mm。\n[0059] 转子顶盖5至少包括板式顶盖和碟形顶盖；转子顶盖外径≥定子10垂直轴向投影内径，转子顶盖内径与空心转子轴16外径重合。\n[0060] 螺旋气场21至少包括设于螺旋通道18内的排柱式螺旋气场19和设于螺旋通道\n18外(即螺旋叶片12端面)的圆筒式螺旋气场20。排柱式螺旋气场19至少可以是由径向排布于螺旋通道18底面的一排以上叶片气孔13向上喷射压缩空气4形成的，且相邻两排叶片气孔采用错位排布；圆筒式螺旋气场20至少可以是由排布于螺旋叶片12端面的一个以上叶片气孔13朝定子10径向喷射压缩空气4形成的，且叶片气孔13是采用内置方式设于螺旋叶片的空心夹层之内。\n[0061] 浮选槽的工作原理及过程是：入流矿浆15经入流矿浆入口14进入超声波装置\n29，经设定超声波能量处理，目标颗粒被高效清洗，并被高效分散的浮选药剂充分包裹，成为憎水颗粒。经受超声波处理的入流矿浆15，在入流矿浆入口14处被螺旋转子11螺旋提升，进入螺旋通道18，与设于螺旋通道中的排柱式螺旋气场19进行不可逆气液混合，生成大量气泡和矿化气泡。矿化气泡受螺旋通道制导，优先流出螺旋通道；残留的目标颗粒和浮选药剂，在螺旋通道中继续进行气液混合，直至气泡生成与气泡矿化过程进行完全。流出螺旋通道的矿化气泡，经过圆筒式螺旋气场20时，再次进行气液混合，进一步强化气泡矿化过程并提高矿化气泡质量，最后经定子10导向稳流，不可逆流出起浮装置9，进入出流矿浆分离区1。出流矿浆6为单向螺旋流态。矿化气泡借助螺旋提升力，快速浮出矿浆液面2，进入矿化气泡富集区3，经过重组富集，产出泡沫精矿浆8。泡沫精矿浆经泡沫精矿浆溜槽\n27汇流，从泡沫精矿浆出口7流出。未被气泡吸附的细粒颗粒与粗粒颗粒，在螺旋流动过程中借助自身重力实现粗细分离，形成细粒尾矿浆24经细粒尾矿浆出口25潜流出槽，形成粗粒尾矿浆22螺旋沉降到槽体底部，经粗粒尾矿浆出口23潜流出槽。由于矿浆粘滞力的磨削作用，矿化气泡表面吸附的目标颗粒，在上浮过程中可能发生部分脱附。出流矿浆6中的脱附目标颗粒及残留浮选药剂，在超声波装置28提供的超声波能量场作用下，目标颗粒得到高效清洗，浮选药剂得到高效分散，浮选药剂充分包裹脱附的目标颗粒；被浮选药剂充分包裹的脱附目标颗粒，被圆筒式螺旋气场20提供的大量富余气泡捕集，生成矿化气泡浮出矿浆液面2。由此实现采用螺旋转子的浮选槽的浮选过程。\n[0062] 从图1和图2可以看出，采用螺旋转子的浮选方法及浮选槽具有以下优点：\n[0063] 1)对入流矿浆设置施加超声波能量的超声波装置，使浮选药剂充分包裹目标颗粒，为入流矿浆在起浮装置内闪速完成浮选过程创造了充分必要条件。\n[0064] 2)在螺旋通道底面设置N排径向设置的气孔，使入流矿浆在不可逆流动过程中进行N次气液混合。这种螺旋气场的设置方式，在强化气液混合过程的同时，增强了气液混合过程的有序性和可控性。理论上可以使入流矿浆在螺旋通道流动过程中完成完全的气泡矿化过程。\n[0065] 3)螺旋通道及其气孔的设置，在提高入流矿浆上升力和定向流动方式的同时，给矿化气泡提供了一种切向流出螺旋通道的惯性力。气液高效混合产生的气泡及其矿化气泡，因体积瞬间膨胀，趋向螺旋通道敞口流出。圆筒式螺旋气场的惯性运行方向与螺旋通道出流矿浆及矿化气泡的惯性流动方向反向，有利于强化出流矿浆的气液混合效果。而螺旋通道的敞口设置，可有效消除在先转子结构存在的气蚀缺陷。\n[0066] 4)出流矿浆以不可逆流动方式流出起浮装置，入流矿浆以单向流动方式流入起浮装置，有效克服入流矿浆的目标颗粒浓度被目标颗粒浓度更低的出流矿浆稀释的不足，从而有效防止矿化气泡质量降低，使浮选槽单位体积处理能力大幅提高，处理时间大幅缩短，浮选药剂、磨球消耗、能耗和浮选槽体用材消耗大幅降低。\n[0067] 5)在出流矿浆分离区设置设定频率和声强的超声波能量场，使出流矿浆中脱附的目标颗粒和残留浮选药剂被出流矿浆中的富余气泡充分捕集，又利用气泡对超声空化泡粒子流的高效阻尼特性和弹性变形，进一步加快矿化气泡的上浮速度。