CN103638844A - 双轴强制剪切调浆装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双轴强制剪切调浆装置及方法，包括调浆桶，调浆桶内壁设有挡板，侧壁安装有出料缓冲箱，调浆桶顶部对称安装有两个调频电机，调频电机连接搅拌轴，每根搅拌轴上设有双层高剪切组合叶轮，安装在搅拌轴上不同高度位置，下层叶轮排出流方向向上，上层叶轮排出流方向向下，构建了双层叶轮双轴搅拌构型，实现了调浆桶内水平和垂直两个方向的强剪切对流碰撞的叠加。本装置可用于选煤和选矿的浮选入料调浆和矿泥分散，同时兼有表面改性的功能，尤其对微细粒难选矿物的高效调浆具有良好的效果。

Description

双轴强制剪切调浆装置及方法

技术领域

本发明涉及一种双轴强制剪切调浆装置及方法，尤其是一种适用于微细粒以及难浮矿物颗粒调浆的装置及方法。

背景技术

随着微细粒矿物分选技术的发展，浮选调浆被赋予更多的内涵与要求。浮选调浆不仅要实现难溶性药剂以及矿物颗粒分散和粗颗粒悬浮，而且要完成药剂在矿物颗粒表面的铺展，特别是微细粒以及难浮矿物颗粒的铺展。调浆过程强化对整个矿物分选，特别是微细粒以及难浮矿物的分选具有十分重要意义。

微细颗粒具有粒度细、质量小的基本特征，与粗颗粒调浆不同的是，微细粒调浆过程中容易随着流体一起运动，形成相对固定的运动轨迹。目前选矿工业上调浆设备以搅拌桶为主，搅拌方式简单，但对微细粒以及难分选矿物的调浆未能取得令人满意的效果，经常出现药剂用量大、药剂作用时间滞后和分选回收率低等问题，因此要实现微细粒的高效调浆，就需要根据微细粒的基本性质，构建强制剪切的流体环境，提高颗粒与流体之间的速度差，来促进微细粒在调浆过程中的高效矿化。

发明内容

本发明的目的是针对微细粒及难浮矿物调浆作业存在的突出问题，提供一种微细粒高效调浆方法和装置，其结构简单，设计合理，能有效克服现有调浆设备对微细粒及难浮矿物调浆效率低的问题，提高微细粒的调浆和浮选效果。

本发明的双轴强制剪切调浆装置，包括调浆桶，调浆桶顶部对称安装有两个调频电机，调频电机分别连接有搅拌轴，搅拌轴上分别安装有上下双层高剪切组合叶轮，调浆桶的内壁设有四块挡板，中上部安装有隔板，隔板上开有出料孔，调浆桶侧壁安装有出料缓冲箱，调浆桶底部安装有给料管，顶部开有溢流口，溢流物料进入出料缓冲箱，出料缓冲箱底部设有出料管。

所述的双层高剪切组合叶轮，同一轴上的双层叶轮其叶片角度相反，不同轴上同一层叶轮的叶片角度相反，双轴搅拌时，搅拌方向相反。

所述隔板为双半圆盘状，水平固定在搅拌桶侧壁上。

本发明的双轴强制剪切调浆方法：将矿浆和药剂一起从给料管给入，在下层搅拌叶轮的提升作用下向上运动，受到上层搅拌叶轮向下的压制，矿物颗粒和药剂在双层叶轮之间形成强烈的碰撞，双层叶轮之间作用后的矿浆由于受到上下层叶轮排出流的抑制将发生横向运动，由于双轴搅拌方向相反，横向的矿浆运动也将发生强制剪切，在搅拌流场纵向双层叶轮和横向双轴之间的强制剪切作用下，颗粒与药剂将发生多次强制剪切与碰撞，调浆后的矿浆从隔板出料孔流出，经过溢流口，进入出料缓冲箱，经出料管稳定流出。

本发明与现有技术相比具有以下优点：通过流场特性的模拟与优化，构建了双层叶轮双轴搅拌构型，实现了搅拌槽内水平和垂直两个方向的强剪切对流碰撞的叠加，提高了搅拌槽调浆效率。采用双轴搅拌一方面扩大了搅拌叶轮的作用范围，同时在搅拌调浆过程中可减小叶轮直径，提高叶轮转速，在产生更高的剪切应力的同时降低搅拌电机的功率消耗，更重要的是在双轴搅拌下形成了不规则的搅拌流场，有利于打破微细颗粒搅拌调浆过程中由于跟随性较好而形成的相对固定的运动轨迹，提高搅拌过程中微细颗粒与药剂的碰撞和吸附概率。搅拌桶上方设置的隔板可有效防止调浆过程中由于叶轮高速旋转吸入空气，造成的调浆效率降低的情况。本调浆装置结构简单，设计合理，能有效克服现有调浆设备对微细粒及难浮矿物调浆效率低的问题，提高微细粒的调浆和浮选效果，对金属矿、非金属矿和煤炭的浮选调浆具有广泛的适用性。

附图说明

附图为本发明的双轴强制剪切调浆装置结构示意图。

图中：1、2—调频电机；3、4—搅拌轴；5、6—上层搅拌叶轮；7、8—下层搅拌叶轮；9—隔板；10—挡板；11—调浆桶；12—出料缓冲箱；13—给料管；14—出料孔；15—溢流口；16—出料管。

具体实施方式

本发明的双轴强制剪切调浆装置具体实施方式如附图所示。主要包括调浆桶11，调浆桶11上通过支架在左右两侧对称安装有调频电机1和2，调频电机1和2上分别连接搅拌轴3和4，搅拌轴3和4上分别安装有上下两层高剪切组合叶轮，叶轮5与叶轮7之间的叶轮间距与叶轮6和叶轮8之间的叶轮间距相同，双轴上四个叶轮上下间隔分布，同一轴上的双层叶轮其叶片角度相反，不同轴上同一层叶轮的叶片角度也相反，调浆桶11的内壁均布有四块挡板10，调浆桶11的中上部安装有隔板9，隔板9上开有出料孔14，调浆桶11底部安装有给料管13，顶部开有溢流口15，侧壁安装有出料缓冲箱12，出料缓冲箱12底部设有出料管16。

调频电机1顺时针旋转，调频电机2逆时针旋转，使上层搅拌叶轮5和6的叶轮排出流方向向下，下层搅拌叶轮7和8的叶轮排出流方向向上，搅拌轴3和4上安装的双层叶轮也可以相互替换，替换后需同时将调频电机1和2的转向调整为与原旋转方向相反。

本发明的双轴强制剪切调浆方法：矿浆和药剂一起从给料管13给入调浆桶11，在下层搅拌叶轮7和8的叶轮排出流提升作用下向上运动，受到上层搅拌叶轮5和6向下的抑制，在双层叶轮之间形成强烈的碰撞，双层叶轮之间作用后的矿浆由于受到上下层叶轮排出流的抑制将发生横向运动，由于变频电机1和2的旋转方向相反，横向的矿浆运动也将发生强制剪切，在搅拌流场纵向双层叶轮和横向双轴之间的强制剪切作用下，颗粒表面将发生清洗和改质，药剂被分散乳化，促进药剂在颗粒表面的铺展和吸附。

以下为采用本发明的双轴强制剪切调浆装置的应用实例：

实例1  以河南登封地区某低品位铝土矿为研究对象（铝硅比在3.5±0.5），在相同药剂用量和浮选操作条件的情况下，采用本发明的双轴强制剪切调浆装置搅拌调浆，通过浮选机一次粗选，可以从细度为-0.038mm含量85%，铝硅比为3.31的铝土矿原矿中，获得精矿铝硅比为4.47，回收率为87.59%的分选指标，与普通单轴搅拌调浆装置相比，在精矿铝硅比基本相同的情况下，精矿三氧化二铝回收率增加了3.51个百分点。

实例2  以河南永城某选煤厂微细粒含量较高的煤泥为研究对象，采用本发明的双轴强制剪切调浆装置搅拌调浆，通过高效调浆加浮选柱分选，可从-0.074 mm含量为74.21%，灰分为19.51%的原煤中，获得精煤灰分为9.87%，可燃体回收率超过93%的分选指标，与现场分选指标相比，在药剂用量和分选工艺相同的情况下，精煤灰分基本相当，可燃体回收率提高6个以上百分点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的应用范围并不局限于此，任何根据本发明技术范围内所作的简单修改、变更或替换，均仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双轴强制剪切调浆装置，包括调浆桶（11），其特征在于，调浆桶（11）顶部对称安装有两个调频电机（1）和（2），调频电机（1）和（2）分别连接有搅拌轴（3）和（4），搅拌轴（3）和（4）上分别安装有上下双层高剪切组合叶轮，调浆桶（11）的内壁设有挡板（10），中上部安装有隔板（9），隔板（9）上开有出料孔（14），调浆桶（11）侧壁安装有出料缓冲箱（12），底部安装有给料管（13），顶部开有溢流口（15），出料缓冲箱（12）底部设有出料管（16）。

2.根据权利要求1所述的双轴强制剪切调浆装置，其特征在于：所述的叶轮搅拌轴（3）和（4）上安装的上下双层高剪切组合叶轮，叶轮的直径相等，四个叶轮间隔分布。

3.根据权利要求2所述的双轴强制剪切调浆装置，其特征在于：所述双层高剪切组合叶轮，同一轴上的双层叶轮其叶片角度相反，不同轴上同一层叶轮的叶片角度相反。

4.根据权利要求1所述的双轴强制剪切调浆装置，其特征在于：所述双轴搅拌时，搅拌方向相反。

5.根据权利要求1所述的双轴强制剪切调浆装置，其特征在于：所述挡板（10）垂直均匀安装在调浆桶（11）内壁，安装数目为四块。

6.根据权利要求1所述的双轴强制剪切调浆装置，其特征在于：所述隔板（9）为双半圆盘状，水平固定在搅拌桶（11）侧壁上。

7.一种权利要求1所述装置的强制剪切调浆方法，其特征在于：下层叶轮（7）和（8）的叶轮排出流方向向上，上层叶轮（5）和（6）的叶轮排出流方向向下，同一轴上的两层叶轮之间的流体形成强制剪切，搅拌轴（3）和（4）的搅拌方向相反，双轴之间的流体形成强制剪切，实现了调浆桶内水平和垂直两个方向的强剪切对流碰撞的叠加。

8.一种权利要求1所述装置的强制剪切调浆方法，其特征在于：矿浆和药剂一起从给料管（13）给入，在下层搅拌叶轮（7）和（8）的提升作用下向上运动，经调浆桶内水平和垂直两个方向的强制剪切调浆后，从搅拌桶（11）另一侧开的溢流口（15）流入出料缓冲箱（12），然后从出料缓冲箱（12）底部安装的出料管（16）稳定流出。

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