CN107737666A - 一种混合颗料物料的水流气泡分选方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法和系统。本发明的方法包括物料按粒度的筛分、然后分别进入不同的上升水流气泡柱中,利用物料在水中重力、上升水流速度的调节、微型气泡的加入量进行调节控制分选。由于颗粒物料比重的不同,同时在水中注入大量微型气泡,与颗粒物料产生粘附,使物料的沉降速度产生不同,比重轻的产生上浮,由水流带走;比重大的下沉,从下方捞出。本发明能使两种或两种以上比重不同物料采用本方法进行分选,根据每小时处理量的多少,通过实时控制水流速度,并调节微小气泡量的多少,设计不同大小的分选容器,进行分选。基于本发明而研发的分选设备,高效环保,节约能源。

Description

一种混合颗料物料的水流气泡分选方法和系统
技术领域
[0001]本发明涉及矿山物料分选、再生资源选别及生活垃圾清洗选择别技术领域,特别 涉及一种颗料物料的水流气泡混合分选方法和系统。 ,
背景技术
[0002] 作为一般的选矿作业有重选、浮选、电选、拣选和化学选等。由于本发明与重选、浮 选两者之间有着相关联之处,故以重选与浮选作为背景技术。
[0003] 重选:在介质(主要是水流)中利用矿物原料颗粒比重的不同进行选别。有跳汰选、 摇床选、溜槽选等。重选是选别黑舆矿、锡石、砂金、粗粒铁和猛矿石的主要选矿方法;也普 遍应用于选别稀有金属砂矿。重选适用的粒度范围宽,从几百毫米到一毫米以下,选矿成本 低,对环境污染少。凡是矿物粒度在上述范围内并且组分间比重差别较大,用重选最合适。 有时,可用重选(主要是重介质选,跳汰选等)预选除去部分废石,再用其他方法处理,以降 低选矿费用。 ^0004]浮选:利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性)的差异进行选 另IJ,通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂,以增强欲浮出矿物的 疏水性;加入各种^整剂,以提高选择性;加入起泡剂并充气,产生气泡,使疏水性矿物颗粒 附于气泡,上浮分离。浮选通常能处理小于〇 •2〜〇. 3mm的物料,原则上能选别各种矿物原 •,是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子和处理废水 等。浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5〜10um)的一些新方法。例如选 择性絮凝-浮选,用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团,然后用浮选 (或脱泥)方法分离;剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌,使微细粒矿物形成絮团再 浮选,及载体浮选、油团聚浮选等。
[0005]综上两种选别方法已有多种设备可以应用到矿物选别中,但对目前城市矿产中的 物料选别仍表现出性能上的差异,比如废铅酸电池破碎分选塑料、铅栅;废铜电缆中分选塑 料、铜;因有些塑料比重大于水,如ABS、PC、树脂、硅橡胶等,破碎后颗料度在1〜60mm,单用 重选与浮选均不能分选彻底,尚效分选。
发明内容
[0006]为解决现有分选中的上述技术问题,本发明提供了一种分选不同颗粒物(比重不 同,均大于水)的方法和系统,主要通过对物料的筛分分级、利用物料在水流气泡分选装置 的沉降速度不同、物料输送系统进行物料分选,它具有分选效率高、设备运行安全、平稳无 噪音、环境友好等特点。适合应用于废铅酸电池的回收处理、废旧物品的破碎分选。
[0007]分选的基本原理基于流体力学中物体在流体中的沉降末速公式:
[0008] Us= (4dg (ps-p) /3pe) °'5-----------------(1)
[0009]其中:d物体直径;g重力加速度9.8米/秒2;
[0010] PS物体密度;p流体密度(一般指水的密度)
[0011] e物体形状指数
[0012] 比重不同的物体在不同速度的水力流场中所产的沉降速度不一样,同等体积的物 体比重大的沉降速度大;重量大的物体比重量小的沉降速度大。
[0013] 当流体向上流动时,物体在流场中的沉降速度:
[0014] U=Us-Uo--------------------(2)
[0015] Us物体沉降速度;Uo上升水速
[0016] 当u>0时,物体下沉;u〈o时,物体上浮;u=o时悬浮
[0017]当向上升水流中注入微小气泡,由于气泡粘附于密度小体积大的物体上,使轻物 体浮力增大,就可以促使密度小的物体上浮,从而达到分选物料的效果。
[0018] 本发明的技术方案为:
[0019] 一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法,包括如下步骤:
[0020] 密度不同的混合物料(此处所述轻物料密度为1.1〜3克/cm3,重物料的密度至少 大于轻物料密度3克/cm3),首先进入直线振动筛,直径d大于ds物料和直径d为ds以下的物料 分别进入不同的水动力分离器,然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选,浮 于上方的轻物料从水动力分离器上端进入振动滤水筛,滤水后进行收集,而沉降于下方的 重物料从水动力分离器底端进入螺旋输送机,向上输送至物料收集区。
[0021] 举例说明如下:
[0022]根据所要分选的两种物料的密度Pl、P2,按等沉降速度计算粒度比:
[0023] di :d2= (P2-p) / (Pi-p)
[0024] 例如铅栅密度ch: 11.2克/cm3;塑料密度d2:1.2克/cm3;则d 1: d2 = 51 [0025]例如铜密度cb: 8 • 9克/cm3;塑料密度d2:1 • 2克/cm3;则dl:d2 = 39.5
[0026]分选上述两种物料粒度的混和物时,粒度大的轻物质与粒度小的重物质的界限是 不明确的,虽然有微小气泡发生器产生气泡粘附轻物体上,产生上浮,但它们均被上升水流 带出;通过试验验证,分选的轻物料中含质量占比为2〜4%的小颗粒重物料。进行粒度筛分 后(按试验数值ds筛分)再进行浮选效果明显,分选的轻物料中含小颗粒重物料的质量占比 <0 • 2 %。对于其他密度混合物料可参考此方法,试验取得筛分粒度后进行分级。
[0027]密度不同的混合物料(此处所述轻物料密度为1 • 1〜3克/cm3,重物料的密度至少 大于轻物料密度3克/cm3),首先进入直线振动筛,直径d大于ds物料和直径d为4以下的物 料分别进入不同的水动力分离器,然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选, 浮于上方的轻物料从水动力分离器上端进入振动滤水筛,滤水后进行收集,而沉降于下方 的重物料从水动力分离器底端进入螺旋输送机,向上输送至物料收集区。
[0028]进一步地,ds 为 10mm。
[0029]进一步地,水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入,水流速度由上升 水流速度数控调节系统控制,该系统包括栗、速度感应器和电气系统,其由电气系统调节泵 的工作频率控制水速,通过流速感应器反馈水流速度,以实现水流的调节。
[0030]进一步地,气泡由压缩空气进入气泡发生器产生,气泡发生器与水动力分离器的 下部连接。
[0031]进一步地,压缩空气的流量由电气系统进行控制,通过压缩空气压力表反馈。
[0032] 一种用于上述方法的混合颗粒物料的水流气泡分选系统,包括直线振动筛、水动 力分离器I、水动力分离器n、气泡发生器I、气泡发生器n、振动滤水筛、及螺旋输送一一直 线振动筛底部连接水动力分离器I和水动力分离器n,水动力分离器I下部连接气泡发生器 I,水动力分离器n下部连接气泡发生器n,水动力分离器I和水动力分离器n的下部还均 与循环水管路连接,底部都连接螺旋输送机。
[0033] 进一步地,水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入,水流速度由上升 水流速度数控调节系统控制,该系统包括栗、流速传感器和电气系统,其由电气系统调节荥 的工作频率控制水的流速,通过流速传感器反馈水流速度,以实现水流的调节。
[0034] 进一步地,气泡由压缩空气进入气泡发生器产生,气泡发生器与水动力分离器的 下部连接。
[0035] 进一步地,压缩空气的流量由电气系统进行控制,通过压缩空气压力表反馈。
[0036] —种用于上述方法的混合物料的水流气泡分选系统,包括直线振动筛、水动力分 离器I、水动力分离器n、气泡发生器I、气泡发生器n、振动滤水筛、及螺旋输送一一直线振 动筛底部连接水动力分离器I和水动力分离器n,水动力分离器I下部连接气泡发生器I,水 动力分离器n下部连接气泡发生器n,水动力分离器I和水动力分离器n的下部还均与循 环水管路连接,底部都连接螺旋输送机。
[0037]进一步地,循环水管路设置泵和流速传感器,循环水的水速由电气系统调节栗的 工作频率控制。
[0038] 进一步地,气泡发生器连接压缩空气管路,压缩空气管路上设置压缩空气压力表, 压缩空气的流量由电气统进行控制。
[0039] 本发明的有益效果在于:
[0040] (1)本发明能够实现快速分离物料,全自动操作,水循环利用无外排;并具有物料 清洗功能,通过本发明的方法实现分选,不仅效率高,而且能耗少。
[0041] (2)本发明的分选效果非常好,分选后轻物料中含小颗粒重物料的质量占比< 0_2%〇
附图说明
[0042]图1为本发明混合颗粒物料的水流气泡分选系统的结构示意图,其中:1.直线振动 筛,2•水动力分离器I,3.水动力分离器n,4.振动滤水筛,5.螺旋输送机,6.气泡发生器I, 7 •气泡发生器n,8 •压缩空气压力表,9•气阀,10.泵,11 •水阀,12.流速传感器,13.电气系 统。
具体实施方式
[0043]下面结合附图以及具体实施步骤对本发明进行详细说明:
[0044] 混合物料首先进入混合颗粒物料的水流气泡分选系统(以下简称分选系统)的直 线振动筛1进行选别,直径大于ds与小于等于ds物料(ds优选10mm)分别被选出,然后分别进 入水动力分离器12和水动力分离器n 3。
[0045] 水动力分离器12中的上升水流速度和微小气泡量(气泡由水动力分离器I 2下部 连接的气泡发生器ie产生)可以分别调节,大颗粒的混合物料(大于ds)在上升水流与气泡 两种介质中进行分选,比重大的物料下沉、比重小的物料上浮。
[0046] 水动力分离器n 3中的上升水流速度和微小气泡量(气泡由水动力分离器i n 3下 部连接的气泡发生器17产生)可以分别调节,小颗粒的混合物料(小于等于ds)在上升水流 与气泡两种介质中进行分选,比重大的物料下沉、比重小的物料上浮。
[0047]上述比重小的物料经水力管路运送至振动滤水筛4,滤水后至物料收集区。
[0048] 上述比重大的物料在水动力分离器12、水动力分离器113的管中下沉,由螺旋输送 机5送出至物料收集区。
[0049] 电气系统11在分选工艺参数上对压缩空气流量调节,流量通过压缩空气流量表8 反馈,以获取最佳的气泡量;同对栗9的水流量进行调节,通过流量传感器10反馈,以获取最 合适的水流速进行工作,取得分选工艺参数,并对系统中所涉及设备进行有效控制调节。

Claims (9)

1.一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于,包括如下步骤: 混合物料首先进入直接振动筛,d大于ds的物料和d为么以下的物料分别进入不同的水 动力分离器,然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选,浮于上方的轻物料从 水动力分离器上端进入振动滤水筛,滤水后进行收集,而沉降于下方的重物料从水动力分 离器底端进入螺旋输送机,向上输送至物料收集区。
2.根据权利要求1所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于,ds为10mm。
3.根据权利要求1所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于,轻物料密度 为1 • 1〜3克/cm3,重物料的密度大于3克/cm3。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于, 水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入,水流速度由上升水流速度数控调节系 统控制,该系统包括泵、速度感应器和电气系统,其由电气系统调节泵的工作频率控制水 速,通过流速感应器反馈水流速度,以实现水流的调节。
5. 根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于, 气泡由压缩空气进入气泡发生器产生,气泡发生器与水动力分离器的下部连接。
6. 根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法,其特征在于, 压缩空气的流量由电气系统进行控制,通过压缩空气压力表反馈。
7. —种用于权利要求1至6任一项所述的方法的混合颗粒物料的水流气泡分选系统,其 特征在于,包括直线振动筛、水动力分离器I、水动力分离器气泡发生器〗、气1 包发生器 n、振动滤水筛及螺旋输送机,直线振动筛底部连接水动力分离器1和水动力分离器11,土 动力分离器I下部连接气泡发生器1,水动力分离器n下部连接气泡发生器11,水动力分尚 器I和水动力分离器n下部还均与循环水管路连接,底部都连接螺旋細1送机。
8. 根据权利要求7所述的混合颗粒物料的水流气泡分选系统,其特征在于,循环水管路 设置泵和流速传感器,循环水的水流速由电气系统调节泵的工作频率控制。、、
9. 根据权利要求7所述的混合颗粒物料的水流气泡分选系统,其特征在于,气泡发生器 连接压缩空气管路,压缩空气管路上设置压缩空气压力表,压缩空气的流量由电气系统进 行控制。
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