CN107971144B - 一种高效气泡发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效气泡发生装置，属于矿物分离与环境科学技术领域。本发明所述装置包括矿化气泡外排管、筛板、筒体、矿浆给矿管、高压进气管、介质颗粒；矿浆给矿管设置在筒体的侧壁上并与筒体连通，矿浆经矿浆给矿管沿筒体的切线方向进入筒体；高压进气管位于矿浆给矿管的对侧，固定在筒体的侧壁上并与筒体连通，空气经高压进气管沿筒体的切线方向进入筒体，空气的旋流方向与矿浆旋流方向相反；筒体的顶部设有矿化气泡外排管，筒体与矿化气泡外排管通过法兰盖密封连接，矿化气泡外排管的下端设有筛板，筒体的内部充填有介质颗粒。本发明所述装置适宜于回收低浓度下的微细粒级有价矿物。

Description

一种高效气泡发生装置
技术领域
本发明涉及一种高效气泡发生装置，属于矿物分离与环境科学技术领域。
背景技术
矿浆充气和气泡矿化是浮选的两个主要过程，也是评定浮选机工作效率的主要因素，目前，矿物浮选设备主要分为搅拌式和充气式浮选机。
在现有技术中，机械搅拌式浮选机存在充气量较小，电耗高，磨损较大等问题，从而导致了矿物颗粒未能充分与空气碰撞，使一些有价矿物流失于浮选尾矿中。现有技术中的充气式浮选机，典型的以浮选柱为代表，其特点是结构简单,容易制造,但因缺少搅拌装置，使其浮选效果受到一定影响，而且充气器易结钙，不利于空气弥散。改进后的浮选柱中设置搅拌装置，该装置也可以防止尾矿固体在浮选柱底部沉积不能排出，但是，这种带有搅拌装置的浮选柱由于对物料的混合效果较差，不仅增加了能耗，而且使得精矿浮选程度不高，效率较低。此外，除去浮选机自身的影响因素，矿浆浓度及矿物颗粒的粒度大小也严重影响着浮选结果。当矿浆浓度过低、矿物颗粒粒度过细时，矿物颗粒与空气接触的机会就越小，有价矿物难以上浮，这样也导致了有价矿物的流失。
综上所述，浮选过程中往往会损失部分有价矿物，这部分有价矿物粒度细，浓度低，常规的浮选装置很难将其浮选出来，究其原因，还是因为这部分有价矿物质量小，比表面积大，表面能高，动能较小，导致其未能充分与气泡接触。因此，研究一种能增加矿物颗粒与空气的接触概率的气泡发生装置，对低浓度下微细粒矿物的浮选有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种高效的气泡发生装置，该装置通过高压供矿供气以及外加介质的方法强制性的增大气泡与矿物颗粒的接触概率，解决了低浓度下微细粒矿物与气泡难接触的问题，特别适宜于回收低浓度下的微细粒级有价矿物。
本发明通过以下技术方案实现：
一种高效气泡发生装置，包括矿化气泡外排管1、筛板3、筒体4、矿浆给矿管7、高压进气管8、介质颗粒9；矿浆给矿管7设置在筒体4的侧壁上并与筒体4连通，矿浆经矿浆给矿管7沿筒体4的切线方向进入筒体；高压进气管8位于矿浆给矿管7的对侧，固定在筒体4的侧壁上并与筒体4连通，空气经高压进气管8沿筒体4的切线方向进入筒体，空气的旋流方向与矿浆旋流方向相反；筒体4的顶部设有矿化气泡外排管1，筒体4与矿化气泡外排管1通过法兰盖2密封连接，矿化气泡外排管1的下端设有筛板3，筒体4的内部充填有介质颗粒9。
优选的，本发明所述筒体4的截面为圆形，筒体的顶部敞开；筒体4通过支架5支撑，筒体4与支架5之间为活动连接，筒体4可沿支架5倾斜一定的角度。
优选的，本发明所述筒体4内部充填的介质颗粒9体积小于筒体的1/2，且其粒度大于筛板3的筛孔，介质密度为0.8~2.5g/cm3。
本发明所述介质颗粒可以选用具有良好耐磨性和较好的化学稳定性的材料，优选橡胶材料。
优选的，本发明所述矿浆给矿管7、高压进气管8上均设有阀门6，可随意调节矿浆和空气流量，矿浆给矿管7、高压进气管8的入口方向相反。
优选的，本发明所述矿化气泡外排管1的直径为筒体直径的1/3~2/3，矿化气泡外排管1伸入筒体4内部的长度为筒体高度的1/5—2/5。
优选的，本发明所述矿化气泡外排管1与法兰盖为一体不可拆卸，且其位于法兰盖2的中心位置。
优选的，本发明所述矿化气泡外排管1与筛板3之间为可拆卸连接。
优选的，本发明所述矿浆给矿管7、高压进气管8安装在距离筒体底部三分之一处。
本发明的工作原理：在高压泵的作用下，矿浆经给矿管沿切线方向进入筒体，并形成旋流；同时，高压空气在另一侧经进气管沿切线进入筒体，其旋流方向与矿浆旋流方向相反；这两种对向旋流在筒体中强烈碰撞，从而使得矿物颗粒与空气有了初次碰撞。此外，筒体中的介质颗粒在两种对向旋流的作用下，处于一种混乱无序的高速运动状态中，处于这种状态的介质颗粒与矿物颗粒碰撞，强制性打破矿物表面的水化膜，并带动矿物颗粒与空气进行二次碰撞。矿物颗粒与高压空气经两次碰撞后形成了大量的矿化气泡，这些矿化气泡经筒体上部的管道排出。
本发明的具体有益效果如下：
（1）该装置采用特殊的充填介质。该介质具有良好耐磨性和较好的化学稳定性。采用该介质成功地解决了介质和浮选设备的磨损问题。
（2）溢流口设有筛板，其筛孔大小比介质颗粒的粒度小，该设计不仅解决了以往的介质流失问题，还防止了溢流口的堵塞问题。
（3）沿切线给入高压矿浆和高压气体为整个装置提供了动力，不仅可控性好，而且减少了机械搅拌的环节，从而达到节能降耗的目的。
（4）在传统的气泡发生装置中，气泡矿化机理大多是气体与矿物颗粒的碰撞，进而导致气泡的矿化，实践表明，在低浓度矿浆的情况下，部分微细粒矿物难以附着于气泡。本发明则通过加入充填介质的方法增加了两种碰撞，即介质与气体、介质与矿物颗粒的碰撞，介质不仅起到了增加矿浆浓度的作用，更重要的是剪切气体的作用，使得高压空气更好的弥散，有利于微细粒矿物的回收。
附图说明
图1为本发明的主视示意图。
图2为本发明的俯视示意图。
图中：1-矿化气泡外排管、2-法兰盖、3-筛板、4-筒体、5-支架、6-阀门、7-矿浆给矿管、8-高压进气管、9-介质颗粒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种高效气泡发生装置，包括矿化气泡外排管1、筛板3、筒体4、矿浆给矿管7、高压进气管8、介质颗粒9；矿浆给矿管7设置在筒体4的侧壁上并与筒体4连通，矿浆经矿浆给矿管7沿筒体4的切线方向进入筒体；高压进气管8位于矿浆给矿管7的对侧，固定在筒体4的侧壁上并与筒体4连通，空气经高压进气管8沿筒体4的切线方向进入筒体，空气的旋流方向与矿浆旋流方向相反；筒体4的顶部设有矿化气泡外排管1，筒体4与矿化气泡外排管1通过法兰盖2密封连接，矿化气泡外排管1的下端设有筛板3，矿化气泡外排管1与筛板3之间为固定连接。
所述筒体4的截面为圆形，筒体的顶部敞开；筒体4的内部充填有介质颗粒9，介质颗粒9体积小于筒体的1/2，且其粒度大于筛板3的筛孔，介质颗粒9的材质为橡胶材料；所述矿浆给矿管7、高压进气管8上均设有阀门6，可随意调节矿浆和空气流量，矿浆给矿管7、高压进气管8的入口方向相反；矿化气泡外排管1的直径为筒体直径的1/3，矿化气泡外排管1伸入筒体4内部的长度为筒体高度的1/5；所述矿浆给矿管7、高压进气管8安装在距离筒体底部三分之一处，如图1、2所示。
实施例2
本实施例结构和实施例1相同，不同在于矿化气泡外排管1的直径为筒体直径的2/3，矿化气泡外排管1伸入筒体4内部的长度为筒体高度的2/5。
筒体4通过支架5支撑，筒体4与支架5之间为活动连接，筒体4可沿支架5倾斜一定的角度。
实施例3
本实施结构和实施例1相同，不同在于矿化气泡外排管1与法兰盖为一体不可拆卸，且其位于法兰盖2的中心位置；矿化气泡外排管1与筛板3之间为可拆卸连接。
浮选时，矿浆与浮选药剂调和后，送入浮选机，在其中经搅拌和充气，使欲浮的目的矿物附着于气泡，形成矿化气泡，浮到矿浆表面，便形成矿化泡沫层。其中，矿浆充气和气泡矿化是浮选的两个主要过程，也是评定浮选机工作效率的主要因素；浮选槽中矿浆的充气程度，取决于单位矿浆体积内空气含量、气泡在矿浆中的分散程度及其在槽内分布的均匀度；气泡矿化的可能性，矿化速度及矿化程度，除与矿粒和药剂的物理化学性质有关外，也与浮选机中矿粒和气泡接触碰撞的条件相关，本发明就是通过高压供矿供气以及外加介质的方法强制性的增大气泡与矿物颗粒的接触概率，为后续的分离创造条件。

Claims (8)

1.一种高效气泡发生装置，其特征在于：包括矿化气泡外排管（1）、筛板（3）、筒体（4）、矿浆给矿管（7）、高压进气管（8）、介质颗粒（9）；矿浆给矿管（7）设置在筒体（4）的侧壁上并与筒体（4）连通，矿浆经矿浆给矿管（7）沿筒体（4）的切线方向进入筒体；高压进气管（8）位于矿浆给矿管（7）的对侧，固定在筒体（4）的侧壁上并与筒体（4）连通，空气经高压进气管（8）沿筒体（4）的切线方向进入筒体，空气的旋流方向与矿浆旋流方向相反；筒体（4）的顶部设有矿化气泡外排管（1），筒体（4）与矿化气泡外排管（1）通过法兰盖（2）密封连接，矿化气泡外排管（1）的下端设有筛板（3），筒体（4）的内部充填有介质颗粒（9）；
筒体（4）内部充填的介质颗粒（9）体积小于筒体的1/2，且其粒度大于筛板（3）的筛孔，介质密度为0.8~2.5g/cm3。
2.根据权利要求1所述高效气泡发生装置，其特征在于：筒体（4）的截面为圆形，筒体的顶部敞开；筒体（4）通过支架（5）支撑，筒体（4）与支架（5）之间为活动连接，筒体（4）可沿支架（5）倾斜一定的角度。
3.根据权利要求1所述高效气泡发生装置，其特征在于：介质颗粒的材质为橡胶。
4.根据权利要求1所述高效气泡发生装置，其特征在于：矿浆给矿管（7）、高压进气管（8）上均设有阀门（6），矿浆给矿管（7）、高压进气管（8）的入口方向相反。
5.根据权利要求1所述高效气泡发生装置，其特征在于：矿化气泡外排管（1）的直径为筒体直径的1/3~2/3，矿化气泡外排管（1）伸入筒体（4）内部的长度为筒体高度的1/5—2/5。
6.根据权利要求5所述高效气泡发生装置，其特征在于：矿化气泡外排管（1）与法兰盖为一体不可拆卸，且其位于法兰盖（2）的中心位置。
7.根据权利要求6所述的高效气泡发生装置，其特征在于：矿化气泡外排管（1）与筛板（3）之间为可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的高效气泡发生装置，其特征在于：矿浆给矿管（7）、高压进气管（8）安装在距离筒体底部三分之一处。
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