CN101721932B - 微泡发生器及用该发生器生成微泡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微泡发生器，包括其壁上开有微孔、其两端分别带喷嘴和扩散口的液体内管，其特征在于液体内管外设有其内带空腔、其上带进气口的外壳，且液体内管的微孔管段置于外壳空腔内，管段上的微孔与外壳空腔贯通。用所述微泡发生器生成微泡的方法是：矿浆高速喷射到带微孔的内管中形成射流，同时在内管中产生负压；空气经进气管进到外壳的空腔内，在负压作用下经微孔进入内管后即刻在内管的流体中生成微泡，同时再次被射流剪切粉碎，形成均匀的不同尺寸的微泡。不仅结构简单，还能有效防止微孔的堵塞。适用于金属矿山、非金属矿山、煤炭、造纸、废纸脱墨、工业废水处理等多种领域。
Description
技术领域
本发明涉及矿物加工中微泡浮选的微泡生成装置和微泡生成法，适用于金属与非金属选矿、废水处理、废纸脱墨等多种领域。
背景技术
微泡浮选是对具有100多年历史的浮选的巨大革新，目前被广泛应用于金属与非金属选矿、废水处理、废纸脱墨等多种领域。微泡浮选是根据不同的固体矿物的表面性质差异，通过对矿浆中液体和气体的作用不同而实现分选的。微泡的大小将直接影响其携带矿粒的能力。较小的微泡其单位体积的表面积较大，每单位空气携带的矿粒也较多，而且有利于提高粘性碰撞概率和惯性碰撞概率。但并不是越小的微泡其带矿能力就越强，过小的微泡在浮选密度较大的矿粒时，可能会造成浮力不够等不利因素。微泡浮选的重要关键技术就在于如何获得尺寸、数量、分布、流型合理的微泡。常用的微泡制造方法主要有剪切发泡、微孔发泡、电解发泡和射流发泡等。剪切发泡虽然分选速度快，但是微泡尺寸严重分散，浮选效果很不理想；微孔发泡由于堵塞使得微孔材料不能充分发挥作用；电解发泡，能源消耗量较大，运行费用高，而且微泡与矿粒的碰撞与吸附概率不高；作为微泡制造技术的一大变革，射流发泡技术能耗低、噪声小，但仍然在一定程度上存在生成的微泡尺寸和分布上不均匀、尺寸不够小等问题，这将影响微泡浮选的效果。
发明内容
为了克服现有射流发泡技术生成的微泡在尺寸和分布上不均匀等问题，本发明提供一种微泡发生器，同时提供用该发生器产生微泡的方法。该方法结合射流发泡技术与微孔发泡技术，通过外部供气，使射流发泡均匀充分，并解决了微孔易堵塞的问题，而且利用射流产生的湍流，进一步粉碎气泡，从而得到细密而均匀的微泡。
本发明提供的微泡发生器包括其壁上开有微孔、其两端分别带喷嘴和扩散口的液体内管，其特征在于液体内管外设有其内带空腔、其上带进气口的外壳，且液体内管的微孔管段置于外壳空腔内，管段上的微孔与外壳空腔贯通，以便气体经进气口进入外壳空腔后，再经内管壁上的微孔进入内管，以在内管的液体中形成微泡。
所述外壳设为两端小中间大的锥形体，且在两端口分别设置端盖，使之形成封闭空腔。
所述锥形外壳上的进气口沿周向均匀分布三个，在每个进气口上设置与外壳表面相垂直的进气管。
所述外壳上的进气管上设有空气流量控制器，以使外壳空腔内能够获得足量均匀、稳定的空气流，以保证对微孔管的均匀供气。
所述内管管壁上的微孔孔径为2～50μm，具体孔径视实际生产需要确定，即可根据实际生产需要设置成不同微孔孔径的多根内管。
本发明提供的微泡生成方法包括以下步骤：
A、矿浆高速喷射到带微孔的内管中形成射流，同时在内管中产生负压；
B、空气经进气管进到外壳的空腔内，在负压作用下经内管管壁上的微孔进入内管后即刻在内管的流体中生成微泡，同时再次被射流剪切粉碎，形成更小的微泡。
所述步骤B可通过更换不同微孔孔径的内管，来获得不同尺寸的微泡。
同现有技术相比，本发明有如下优点和积极效果：
1、通过在微孔内管外设置带空腔的外壳，使气体先进入空腔内，并均匀充满空腔，之后在内管射流形成的负压作用下，使空腔内的气体均匀地从各个微孔进入内管，并在内管中的液体中产生微泡，因此，不仅结构简单，微泡的形成较为均匀，而且由于气体是由内管的外部进入内管中的，因此可有效防止微孔的堵塞。适用于金属矿山、非金属矿山、煤炭、造纸、废纸脱墨、工业废水处理等多种领域。
2、本发明方法结合了微孔发泡和射流发泡两种技术，而且解决了微孔发泡易堵塞的问题；
3、本发明方法所需结构简单、充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸和分布均匀；
4、本发明方法可以根据实际情况更换微孔管和调整空气进入量来生成不同直径和数量的微泡。该方法的生成微泡的性能如表1所示，微孔直径为2μm，开孔率50％，生成的微泡86％的直径在10～30μm之间，具有较好的尺寸发布。
表1.微泡直径分布
附图说明
图1是本发明微泡发生器纵剖面构造图；
图2是图1的A-A视图；
图3是本发明的安装示意图。
具体实施方式
下面用实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明提供的微泡发生器12包括其壁上开有微孔61、其两端通过螺纹分别连接有喷嘴1和扩散口9的液体内管6，液体内管6外设有其内带空腔5、其上带进气口4的外壳3，且液体内管6的微孔管段置于外壳3的空腔5内，管段上的微孔与外壳3的空腔5贯通，其中，外壳3由两个锥形管焊接成两端小中间大的锥形体，在两端口分别焊接连接端盖31和32，内管6两端分别通过螺纹与端盖31、32相连，在喷嘴1、扩散口9与对应的端盖31、32之间的内管6外壁设有密封橡胶垫片2和8，外壳3上沿周向均匀分布三个进气口，每个进气口上设置与外壳表面相垂直的进气管4，外壳的空腔5为气室，内管6的内腔为微泡形成区7，外壳3上的进气管4上设有空气流量控制器，如图1、图2。
用上述结构的微泡发生器12生成微泡的方法是，矿浆经循环泵13加压后，从喷嘴1进入到内管6中形成射流，高速喷射的矿浆在内管6中产生负压；空气经进气管4进入外壳3的空腔5内，在内管6中负压作用下，经微孔61(孔径为10μm)进入内管6中，即刻在液体中生成微泡，接着再被射流剪切粉碎，形成不同尺寸微泡的矿浆，经扩散口9流出，送浮选柱10进行浮选工艺，如图3。
实施例2
和实施例1情况基本相同，只是其中的微孔管6的柱面上微孔段的微孔孔径为20μm。
实施例3
和实施例1情况基本相同，只是其中的微孔管6的柱面上微孔段的微孔孔径为2μm。
实施例4
和实施例1情况基本相同，只是其中的微孔管6的柱面上微孔段的微孔孔径为40μm。
实施例5
和实施例1情况基本相同，只是其中的微孔管6的柱面上微孔段的微孔孔径为50μm。
Claims (6)
1.一种微泡发生器，包括其壁上开有微孔、其一端带喷嘴的液体内管，设于液体内管外的其内带空腔、其上带进气口的外壳，其特征在于液体内管的微孔管段置于外壳空腔内，且管段上的微孔与外壳空腔贯通，液体内管的另一端设有扩散口，外壳设为两端小中间大的锥形体，外壳上的进气口沿周向均匀分布三个，在每个进气口上设置与外壳表面相垂直的进气管。
2.如权利要求1所述的微泡发生器，其特征在于所述外壳两端口分别设置端盖。
3.如权利要求1所述的微泡发生器，其特征在于所述外壳上的进气管上设有空气流量控制器。
4.如权利要求1所述的微泡发生器，其特征在于所述内管管壁上的微孔孔径为2～50μm，具体孔径视实际生产需要确定，即根据实际生产需要设置成不同微孔孔径的多根内管。
5.一种用权利要求1所述微泡发生器生成微泡的方法，其特征在于包括以下步骤：
A、矿浆高速喷射到带微孔的内管中形成射流，同时在内管中产生负压；
B、空气经进气管进到外壳的空腔内，在负压作用下经内管管壁上的微孔进入内管后即刻在内管的流体中生成微泡，同时再次被射流剪切粉碎，形成更小的微泡。
6.如权利要求5所述的生成微泡的方法，其特征是，所述步骤B可通过更换不同微孔孔径的内管，来获得不同尺寸的微泡。
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