CN107202747B - 矿物颗粒混凝程度测试仪及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿物颗粒混凝程度测试仪及其方法，包括脉石分散系统、混凝发生系统、脉石颗粒计数系统，脉石分散系统包括磁力搅拌器、磁转子、脉石容器，脉石容器填充有脉石悬浮液；混凝发生系统包括蠕动泵、放置有有用矿物的有用矿物容器，蠕动泵通过管路与脉石容器连接，且其连接管路上设置有第一阀门，蠕动泵的另一端通过管路依次连接有入料缓冲槽、有用矿物容器、出料缓冲槽，出料缓冲槽通过管路与脉石容器连接；脉石颗粒计数系统包括颗粒计数器，颗粒计数器通过管路与脉石容器连接。本发明具有以下优点：适用范围广，适用于所有矿物之间混凝的研究；工作原理简单，操作简便，短时间内可得到结果；系统简单，可拆卸，故障率低。

Description

矿物颗粒混凝程度测试仪及其方法

技术领域

本发明涉及一种定量表征微细矿物颗粒之间混凝程度的设备，适用于微细矿物浮选分离的理论研究，也适用于矿物颗粒表面性质的研究。

背景技术

浮选是微细粒矿物分选的主要手段，随着高品位易选矿石的逐渐消耗，我国各种金属矿物“贫、细、杂”的特点日益突出，即入选原矿的“品位低、勘布粒度细、组成复杂”。因此，在浮选过程中，无用的脉石矿物对有用矿物的污染变得十分严重，难以保证较高的浮选精矿品位。众多研究表明，在范德华力和双电层引力的作用下，部分脉石矿物会粘附到有用矿物颗粒表面，并与其发生混凝，然后伴随着有用矿物一起进入到浮选精矿中，这是导致浮选精矿品位降低的重要原因。因此，非常有必要对不同的脉石矿物和有用矿物之间的混凝程度进行研究，这有助于人们了解不同矿物对有用矿物的污染程度，并提出相应的解决措施。但目前，对矿物混凝的研究仍停留在定性阶段，人们只能通过zeta电位分布、光学显微镜、扫描电镜等手段定性分析不同矿物之间混凝的发生与否，而无法定量表示混凝的程度。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿物颗粒混凝程度测试仪及其方法，以定量表征微细矿物混凝程度，为研究矿物浮选过程中的不同脉石矿物在不同条件下对有用矿物的污染程度具有重要意义，并有助于针对性地改善浮选过程中的脉石污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种矿物颗粒混凝程度测试仪，包括脉石分散系统、混凝发生系统、脉石颗粒计数系统，其中：

所述脉石分散系统包括磁力搅拌器、磁转子、脉石容器，脉石容器置于磁力搅拌器上，脉石容器内放置有磁转子，并填充有脉石悬浮液；

所述混凝发生系统包括蠕动泵、放置有有用矿物的有用矿物容器，蠕动泵通过管路与脉石容器连接，且其连接管路上设置有第一阀门，蠕动泵的另一端通过管路依次连接有入料缓冲槽、有用矿物容器、出料缓冲槽，入料缓冲槽与有用矿物容器之间、有用矿物容器与出料缓冲槽之间分别设置有筛网，筛网的筛孔孔径大于有用矿物的粒径，出料缓冲槽通过管路与脉石容器连接；

所述脉石颗粒计数系统包括颗粒计数器，颗粒计数器通过管路与脉石容器连接，且其连接管路上设置有第二阀门，颗粒计数器上方通过循环管道与脉石容器连接。

进一步的，所述有用矿物容器为一个垂直放置的圆柱桶；有用矿物容器的下方连接设置有入料缓冲槽，上方连接有出料缓冲槽。

进一步的，所述的有用矿物容器的下底面为筛网，下部的筛网固定在有用矿物容器的底部，上部的筛网与有用矿物容器的上部可拆卸式连接；有用矿物容器与入料缓冲槽、出料缓冲槽之间可拆卸式连接。

进一步的，所述入料缓冲槽和出料缓冲槽均为漏斗状，且其较大开口的一端均朝向有用矿物容器。

进一步的，所述入料缓冲槽和出料缓冲槽由透明有机玻璃制成；有用矿物容器的侧面由透明有机玻璃制成。

进一步的，所述筛网为金属丝筛网，筛孔尺寸为125μm、74μm、45μm或38μm。

一种利用上述的测试仪进行矿物颗粒混凝程度测试的方法，包括如下步骤：

步骤I，通过磁力搅拌器和磁转子对脉石容器中的脉石悬浮液进行搅拌，使脉石处于分散状态，然后打开第二阀门，使脉石悬浮液进入到颗粒计数仪中测试脉石悬浮液的固体个数浓度，并通过循环管道从脉石容器上方返回到脉石分散系统；

步骤II，测试完脉石悬浮液的固体个数浓度后，关闭第二阀门，打开第一阀门并开启蠕动泵，将脉石悬浮液给入到入料缓冲槽中，脉石悬浮液逐渐上升并透过有用矿物容器下端的筛网进入到有用矿物容器中与其中的有用矿物接触后继续上升，并通过出料缓冲槽以及管路返回到脉石容器中，保持脉石悬浮液在脉石分散系统和混凝发生系统中循环5～15min；

步骤III，混凝完成后，反向开启蠕动泵，使残留在混凝发生系统和管路中的脉石悬浮液返回到脉石容器中，之后关闭第一阀门，重新打开第二阀门，开启颗粒计数仪，再次测试脉石悬浮液的固体个数浓度；

步骤IV，通过步骤I得到的混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，步骤III得到的混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，计算混凝程度。

步骤IV中，通过下式计算混凝程度：

其中，

V—悬浮液体积，单位为：L；

C₁—混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

C₂—混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

M—有用矿物的质量，单位为：g。

有益效果：本发明提供的矿物颗粒混凝程度测试仪及其方法，通过将分散的脉石悬浮液给入到有用矿物容器中，使脉石矿物与有用矿物接触并发生混凝，再通过颗粒计数仪测试混凝前后脉石悬浮液的固体浓度，进而计算与有用矿物发生混凝的脉石颗粒个数，从而定量表征矿物混凝的程度。并具有如下优点：适用范围广，适用于所有矿物之间混凝的研究，可用于研究矿物浮选过程中的不同脉石矿物在不同条件下对有用矿物的污染程度，并有助于针对性地提出改善浮选过程中脉石污染的方法；工作原理、简单，操作简便，短时间内可得到结果；系统简单，可拆卸，故障率低；能够定量地表征脉石矿物与有用矿物之间的混凝程度，填补了目前矿物混凝研究领域的空白。

附图说明

图1是本发明的矿物颗粒混凝程度测试仪的结构示意图；

图2是有用矿物容器及入料缓冲槽、出料缓冲槽的结构示意图；

图中：1-磁力搅拌器；2-磁转子；3-脉石容器；4-脉石悬浮液；5-第一阀门；6-蠕动泵；7-入料缓冲槽；8-筛网；9-有用矿物容器；10-有用矿物；11-出料缓冲槽；12-第二阀门；13-颗粒计数仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种矿物颗粒混凝程度测试仪，其包括脉石分散系统、混凝发生系统、脉石颗粒计数系统，其中：

脉石分散系统用于实现脉石矿物的分散，包括磁力搅拌器1、磁转子2、脉石容器3，脉石容器3置于磁力搅拌器1上，脉石容器3内放置有磁转子2，并填充有脉石悬浮液4。

混凝发生系统用于实现矿物颗粒的混凝，并将脉石悬浮液返回到脉石分散系统，包括蠕动泵6、放置有有用矿物10的有用矿物容器9，蠕动泵6通过管路与脉石容器3连接，且其连接管路上设置有第一阀门5，蠕动泵6的另一端通过管路依次连接有入料缓冲槽7、有用矿物容器9、出料缓冲槽11，入料缓冲槽7与有用矿物容器9之间、有用矿物容器9与出料缓冲槽11之间分别设置有筛网8，筛网8的筛孔孔径大于有用矿物10的粒径，出料缓冲槽11通过管路与脉石容器3连接。其中，作为优选技术方案，有用矿物容器9为一个垂直放置的圆柱桶；有用矿物容器9的下方连接设置有入料缓冲槽7，上方连接有出料缓冲槽11。有用矿物容器9的下底面为筛网8，下部的筛网8固定在有用矿物容器9的底部，上部的筛网8与有用矿物容器9的上部可拆卸式连接；有用矿物容器9与入料缓冲槽7、出料缓冲槽11之间可拆卸式连接，所采用的可拆卸连接方式可以是通过螺纹连接。

入料缓冲槽7和出料缓冲槽11均为漏斗状，且其较大开口的一端均朝向有用矿物容器9。入料缓冲槽7和出料缓冲槽11由透明有机玻璃制成；有用矿物容器9的侧面由透明有机玻璃制成，便于观察。有用矿物容器9地面上、下两个筛网8均为金属丝筛网，筛孔尺寸为125μm、74μm、45μm或38μm等多个规格。

脉石颗粒计数系统用于完成脉石悬浮液混凝前后固体个数浓度的测试，包括颗粒计数器13，颗粒计数器13通过管路与脉石容器3连接，且其连接管路上设置有第二阀门12，颗粒计数器13上方通过循环管道与脉石容器3连接。

利用本发明的测试仪进行矿物颗粒混凝程度测试的方法，包括如下步骤：

步骤I，通过磁力搅拌器1和磁转子2对脉石容器3中的脉石悬浮液4进行搅拌，使脉石处于分散状态，然后打开第二阀门12，使脉石悬浮液进入到颗粒计数仪13中测试脉石悬浮液的固体个数浓度，并通过循环管道从脉石容器3上方返回到脉石分散系统；

步骤II，测试完脉石悬浮液的固体个数浓度后，关闭第二阀门12，打开第一阀门5并开启蠕动泵6，将脉石悬浮液给入到入料缓冲槽7中，脉石悬浮液逐渐上升并透过有用矿物容器9下端的筛网8进入到有用矿物容器9中与其中的有用矿物10接触后继续上升，并通过出料缓冲槽11以及管路返回到脉石容器3中，保持脉石悬浮液在脉石分散系统和混凝发生系统中循环5～15min；

步骤III，混凝完成后，反向开启蠕动泵6，使残留在混凝发生系统和管路中的脉石悬浮液返回到脉石容器3中，之后关闭第一阀门5，重新打开第二阀门12，开启颗粒计数仪13，再次测试脉石悬浮液的固体个数浓度；

步骤IV，通过步骤I得到的混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，步骤III得到的混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，

通过式(1)计算混凝程度：

其中，

V—悬浮液体积，单位为：L；

C₁—混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

C₂—混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

M—有用矿物的质量，单位为：g。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：包括脉石分散系统、混凝发生系统、脉石颗粒计数系统，其中：

所述脉石分散系统包括磁力搅拌器（1）、磁转子（2）、脉石容器（3），脉石容器（3）置于磁力搅拌器（1）上，脉石容器（3）内放置有磁转子（2），并填充有脉石悬浮液（4）；

所述混凝发生系统包括蠕动泵（6）、放置有有用矿物（10）的有用矿物容器（9），蠕动泵（6）通过管路与脉石容器（3）连接，且其连接管路上设置有第一阀门（5），蠕动泵（6）的另一端通过管路依次连接有入料缓冲槽（7）、有用矿物容器（9）、出料缓冲槽（11），入料缓冲槽（7）与有用矿物容器（9）之间、有用矿物容器（9）与出料缓冲槽（11）之间分别设置有筛网（8），筛网（8）的筛孔孔径大于有用矿物（10）的粒径，出料缓冲槽（11）通过管路与脉石容器（3）连接；

所述脉石颗粒计数系统包括颗粒计数器（13），颗粒计数器（13）通过管路与脉石容器（3）连接，且其连接管路上设置有第二阀门（12），颗粒计数器（13）上方通过循环管道与脉石容器（3）连接。

2.根据权利要求1所述的矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：所述有用矿物容器（9）为一个垂直放置的圆柱桶；有用矿物容器（9）的下方连接设置有入料缓冲槽（7），上方连接有出料缓冲槽（11）。

3.根据权利要求2所述的矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：所述的有用矿物容器（9）的下底面为筛网（8），下部的筛网（8）固定在有用矿物容器（9）的底部，上部的筛网（8）与有用矿物容器（9）的上部可拆卸式连接；有用矿物容器（9）与入料缓冲槽（7）、出料缓冲槽（11）之间可拆卸式连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：所述入料缓冲槽（7）和出料缓冲槽（11）均为漏斗状，且其较大开口的一端均朝向有用矿物容器（9）。

5.根据权利要求4所述的矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：所述入料缓冲槽（7）和出料缓冲槽（11）由透明有机玻璃制成；有用矿物容器（9）的侧面由透明有机玻璃制成。

6.根据权利要求1所述的矿物颗粒混凝程度测试仪，其特征在于：所述筛网（8）为金属丝筛网，筛孔尺寸为125 μm、74 μm、45 μm或38 μm。

7.一种利用权利要求1-6任一所述的测试仪进行矿物颗粒混凝程度测试的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤Ⅰ，通过磁力搅拌器（1）和磁转子（2）对脉石容器（3）中的脉石悬浮液（4）进行搅拌，使脉石处于分散状态，然后打开第二阀门（12），使脉石悬浮液进入到颗粒计数器（13）中测试脉石悬浮液的固体个数浓度，并通过循环管道从脉石容器（3）上方返回到脉石分散系统；

步骤Ⅱ，测试完脉石悬浮液的固体个数浓度后，关闭第二阀门（12），打开第一阀门（5）并开启蠕动泵（6），将脉石悬浮液给入到入料缓冲槽（7）中，脉石悬浮液逐渐上升并透过有用矿物容器（9）下端的筛网（8）进入到有用矿物容器（9）中与其中的有用矿物（10）接触后继续上升，并通过出料缓冲槽（11）以及管路返回到脉石容器（3）中，保持脉石悬浮液在脉石分散系统和混凝发生系统中循环5~15 min；

步骤Ⅲ，混凝完成后，反向开启蠕动泵（6），使残留在混凝发生系统和管路中的脉石悬浮液返回到脉石容器（3）中，之后关闭第一阀门（5），重新打开第二阀门（12），开启颗粒计数器（13），再次测试脉石悬浮液的固体个数浓度；

步骤Ⅳ，通过步骤Ⅰ得到的混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，步骤Ⅲ得到的混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，计算混凝程度；

步骤Ⅳ中，通过下式计算混凝程度：

其中，

V—悬浮液体积，单位为：L；

C ₁ —混凝发生前脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

C ₂ —混凝发生后脉石悬浮液的固体个数浓度，单位为：个/L；

M—有用矿物的质量，单位为：g。