在矿物资源加工分选工艺中,泡沫浮选是应用范围最广工艺之一。本文系统地总结了不同类型的浮选机和浮选柱,并对二者进行了比较,认为浮选柱能够有效提高矿物加工分选效率和资源综合利用率,降低分选能耗,并有着广阔的应用前景。归纳整理了柱浮选中颗粒与气泡的作用理论,讨论了现有浮选柱的优缺点,阐明了新型高效浮选柱研制的理论依据,将气液分离过程中的常用的规整填料应用于浮选过程,提出了多级规整填料浮选柱的概念并设计、制造、安装、调试了小型实验装置并进行了初步的研究。本文着重地讨论了多级规整填料浮选柱的充气性能:气含率随着进气量和起泡剂浓度的增大而增大;气泡直径随着进气量的减小和起泡剂浓度的增大而减小,在最优试验条件下气泡的直径不超过1.3mm,且分布均匀;采用了激光多普勒测速仪研究了柱内液体循环速度,其大小随着进气量和起泡剂浓度的增大而增大,并且在进气量不超过0.5m3/h和起泡剂浓度为100ppm时液体循环速度可以达到0.11m/s。采用多级规整填料浮选柱对司家营赤铁矿进行了浮选试验研究。试验结果表明采用多级规整填料浮选柱浮选赤铁矿可以获得精矿品位为52.9%尾矿品位26.45%,与采用机械搅拌式浮选机一粗、一精、两扫的浮选指标(精矿品位65.61%、尾矿品位18.51%)还有一定的差距。分析了气泡性能试验和赤铁矿分选试验的结果,认为在多级规整填料浮选柱中气泡发生器的使用非常必要,同时柱体的其它结构以及浮选停留时间的确定都需要不断优化。柱内流体的流动,数学模型以及放大等都需要深入研究,从而开发出新型高效以及低能耗的浮选设备。