CN108283996B - 一种多相混合矿化装置及混合方法 - Google Patents
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Abstract
一种多相混合矿化装置及混合方法，尤其适用于易浮微细粒矿物的快速混合矿化过程。包括球形多相混合矿化器，其中第一管式调浆器和第二管式调浆器相对设置，管式微泡发生器和管式矿化器相对设置，其中管式微泡发生器上设有用于发泡的纳米微孔陶瓷用于强化矿物颗粒与浮选药剂间的相互作用；管式微泡发生器内设有纳米微孔陶瓷，用于产生纳米级气泡；球形多相混合矿化器用于矿物颗粒、浮选药剂、纳米微泡的强烈混合及预矿化；管式矿化器为变径式管路，用于进一步强化微细粒矿物颗粒与纳米微泡的碰撞和粘附。其结构简单，在一个装置中实现了易浮微细粒矿物颗粒与浮选药剂的快速混合和颗粒与气泡的高效矿化，混合矿化效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种多相混合矿化装置及混合方法，尤其适用于易浮微细粒矿物的快速混合矿化过程中使用。
背景技术
浮选过程中颗粒与气泡的矿化是实现矿物分离的基本条件。矿化过程的本质就是颗粒与气泡碰撞后能否有效粘附的过程，其中碰撞过程是流体运动过程。不同流动状态下，浮选体系中气-液-固三相及相间存在复杂的相互作用，质量、动量、能量的传递规律以及能量的耗散特征也不一致。气-液在湍流场下的相互作用表现为气泡的兼并与破裂；固-液在湍流反应动力学作用下的相互作用表现为颗粒的聚团与分散；气-固在湍流反应动力学作用下的相互作用表现为颗粒与气泡的碰撞、粘附与脱附。对于微细矿物颗粒，由于质量小、动能小，惯性力小，沿流线运动，随水性强，与气泡碰撞和粘附的概率低，即使其表面疏水也难以高效回收，需要获取更大的动能，实现高效的碰撞与混合；对于表面水化性能较强的难浮矿物颗粒，其矿化能垒较高，能量的强化是突破颗粒表面水化膜促进药剂在颗粒表面吸附的主要动力，湍流场下的表界面效应主要体现为颗粒表面水化膜的薄化和药剂在颗粒表面的吸附，进而实现对矿物颗粒的表面改质。因此，设计开发一种结构简单、混合矿化效率高的多相混合矿化装置，对于实现易浮微细粒矿物颗粒与浮选药剂的快速混合和颗粒与气泡的高效矿化具有重要意义。
发明内容
技术问题：针对上述技术问题，提供一种结构简单，使用方便，有效实现易浮微细粒矿物颗粒与浮选药剂的快速混合和颗粒与气泡的高效矿化，提高易浮微细粒矿物混合矿化效率的多相混合矿化装置及混合方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明的多相混合矿化装置，包括球形多相混合矿化器，球形多相混合矿化器在同一平面上的四个方向周壁上分别设有开孔，其中两个相对设置的开孔上分别设有第一管式调浆器和第二管式调浆器，另两个相对设置的开孔上分别设有管式微泡发生器和管式矿化器，其中管式微泡发生器上设有用于发泡的纳米微孔陶瓷，第一管式调浆器与球形多相混合矿化器之间设有变径式最小直径管段Ⅰ，第二管式调浆器与球形多相混合矿化器之间设有变径式最小直径管段Ⅱ，管式矿化器与球形多相混合矿化器之间设有变径式最小直径管段Ⅲ。
所述变径式最小直径管段Ⅰ和变径式最小直径管段Ⅱ中允许进入的矿浆流速相同，变径式最小直径管段Ⅲ允许排出的矿浆流速大于变径式最小直径管段Ⅰ或变径式最小直径管段Ⅱ。
所述第一管式调浆器的变径式最小直径管段Ⅰ和第二管式调浆器的变径式最小直径管段Ⅱ中矿浆的流速不低于15m/s，管式矿化器的变径式最小直径管段Ⅲ中矿浆的流速不低于20m/s。
所述的纳米微孔陶瓷滤芯的气孔率在90％以上，气孔孔径为纳米级；管式调浆器为文丘里管结构；球形多相混合矿化器的内部为球形空腔。
一种多相混合矿化装置的混合方法，其步骤为：
a、将管式微泡发生器与压缩空气源连接，将渣浆泵与第一管式调浆器第二管式调浆器分别连接；
b、通过渣浆泵将调配好的矿浆和浮选药剂混合物由管路给入第一管式调浆器的入口ⅠA和第二管式调浆器的入口ⅡB；通过管路向管式微泡发生器的入口ⅢC中充入压力为0.4～0.6MPa的压缩空气；
c、矿浆和浮选药剂混合物分别进入第一管式调浆器和第二管式调浆器进行强烈预调浆后冲入球形多相混合矿化器；
d、压缩空气经由管式微泡发生器中的纳米微孔陶瓷后，产生的纳米微泡注入球形多相混合矿化器；
e、矿物颗粒、浮选药剂和纳米微泡在球形多相混合矿化器中产生强烈的混合及预矿化；
f、经过球形多相混合矿化器混合后的多相矿浆给入管式矿化器，经再次混合矿化后，由管式矿化器的出口D排出，进入后续作业。
有益效果：管式调浆器的高速喷射过程强化了矿物颗粒与浮选药剂间的相互作用；同时在球形多相混合矿化器中，通过矿浆的正面冲击实现矿物颗粒、浮选药剂和纳米微泡的强烈混合及预矿化，最后通过管式矿化器进一步强化微细粒矿物颗粒与纳米微泡的碰撞和粘附。装置结构简单，可在一个装置中实现易浮微细粒矿物颗粒与浮选药剂的快速混合和颗粒与气泡的高效矿化，混合矿化效率高。
附图说明
图1是本发明多相混合矿化装置的结构示意图。
图中：1－第一管式调浆器，2－第二管式调浆器，3－管式微泡发生器，4－球形多相混合矿化器，5－管式矿化器，6－米微孔陶瓷，7－变径式最小直径管段Ⅰ，8－变径式最小直径管段Ⅱ，9－变径式最小直径管段Ⅲ，A-入口Ⅰ，B-入口Ⅱ，C-入口Ⅲ，D-出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
图1所示，一种多相混合矿化装置，包括球形多相混合矿化器4，球形多相混合矿化器4的内部为球形空腔,球形多相混合矿化器4在同一平面上的四个方向周壁上分别设有开孔，其中两个相对设置的开孔上分别设有第一管式调浆器1和第二管式调浆器2，另两个相对设置的开孔上分别设有管式微泡发生器3和管式矿化器5，其中管式微泡发生器3上设有用于发泡的纳米微孔陶瓷6，所述的纳米微孔陶瓷6滤芯的气孔率在90％以上，气孔孔径为纳米级；管式调浆器为文丘里管结构；第一管式调浆器1与球形多相混合矿化器4之间设有变径式最小直径管段Ⅰ7，第二管式调浆器2与球形多相混合矿化器4之间设有变径式最小直径管段Ⅱ8，管式矿化器5与球形多相混合矿化器4之间设有变径式最小直径管段Ⅲ9。所述变径式管段的作用主要在于通过交替改变管路中两相或三相矿浆的流速，以便进一步强化药剂在矿物颗粒表面的吸附及提高矿物颗粒在气泡表面的粘附概率。
所述变径式最小直径管段Ⅰ7和变径式最小直径管段Ⅱ8中允许进入的矿浆流速相同，变径式最小直径管段Ⅲ9允许排出的矿浆流速大于最小直径管段Ⅰ7或变径式最小直径管段Ⅱ8。所述第一管式调浆器1的变径式最小直径管段Ⅰ7和第二管式调浆器2的变径式最小直径管段Ⅱ8中矿浆的流速不低于15m/s，管式矿化器5的变径式最小直径管段Ⅲ9中矿浆的流速不低于20m/s。
一种多相混合矿化装置的混合方法，其步骤为：
a、将管式微泡发生器3与压缩空气源连接，将渣浆泵与第一管式调浆器1第二管式调浆器2分别连接；
b、通过渣浆泵将调配好的矿浆和浮选药剂混合物由管路给入第一管式调浆器1的入口Ⅰ和第二管式调浆器2的入口ⅡB；通过管路向管式微泡发生器3的入口ⅢC中充入压力为0.4～0.6MPa的压缩空气；
c、矿浆和浮选药剂混合物分别进入第一管式调浆器1和第二管式调浆器2进行强烈预调浆后冲入球形多相混合矿化器4；
d、压缩空气经由管式微泡发生器3中的纳米微孔陶瓷6后，产生的纳米微泡注入球形多相混合矿化器4；
e、矿物颗粒、浮选药剂和纳米微泡在球形多相混合矿化器4中产生强烈的混合及预矿化；
f、经过球形多相混合矿化器4混合后的多相矿浆给入管式矿化器5，经再次混合矿化后，由管式矿化器5的出口D排出，进入后续作业。
Claims (1)
1.一种多相混合矿化混合方法，其特征在于：使用的装置包括球形多相混合矿化器（4），球形多相混合矿化器（4）在同一平面上的四个方向周壁上分别设有开孔，其中两个相对设置的开孔上分别设有第一管式调浆器（1）和第二管式调浆器（2），另两个相对设置的开孔上分别设有管式微泡发生器（3）和管式矿化器（5），其中管式微泡发生器（3）上设有用于发泡的纳米微孔陶瓷（6），第一管式调浆器（1）与球形多相混合矿化器（4）之间设有变径式最小直径管段Ⅰ(7)，第二管式调浆器（2）与球形多相混合矿化器（4）之间设有变径式最小直径管段Ⅱ(8)，管式矿化器（5）与球形多相混合矿化器（4）之间设有变径式最小直径管段Ⅲ(9)；
混合方法步骤为：
a、将管式微泡发生器（3）与压缩空气源连接，将渣浆泵与第一管式调浆器（1）第二管式调浆器（2）分别连接；
b、通过渣浆泵将调配好的矿浆和浮选药剂混合物由管路给入第一管式调浆器（1）的入口Ⅰ和第二管式调浆器（2）的入口ⅡB；通过管路向管式微泡发生器（3）的入口ⅢC中充入压力为0.4~0.6MPa的压缩空气；
c、矿浆和浮选药剂混合物分别进入第一管式调浆器（1）和第二管式调浆器（2）进行强烈预调浆后冲入球形多相混合矿化器（4）正面冲击实现矿物颗粒、浮选药剂和纳米微泡的强烈混合及预矿化；
d、压缩空气经由管式微泡发生器（3）中的纳米微孔陶瓷（6）后，产生的纳米微泡注入球形多相混合矿化器（4）；
e、矿物颗粒、浮选药剂和纳米微泡在球形多相混合矿化器（4）中产生强烈的混合及预矿化；
f、经过球形多相混合矿化器（4）混合后的多相矿浆给入管式矿化器（5），通过管式矿化器（5）进一步强化微细粒矿物颗粒与纳米微泡的碰撞和粘附，由管式矿化器（5）的出口D排出，进入后续作业；
所述变径式最小直径管段Ⅰ(7)和变径式最小直径管段Ⅱ(8)中允许进入的矿浆流速相同，变径式最小直径管段Ⅲ(9)允许排出的矿浆流速大于最小直径管段Ⅰ(7)或变径式最小直径管段Ⅱ(8)；所述第一管式调浆器（1）的变径式最小直径管段Ⅰ(7)和第二管式调浆器(2)的变径式最小直径管段Ⅱ(8)中矿浆的流速不低于15m/s，管式矿化器(5)的变径式最小直径管段Ⅲ(9)中矿浆的流速不低于20m/s；所述的纳米微孔陶瓷（6）滤芯的气孔率在90%以上，气孔孔径为纳米级；管式调浆器为文丘里管结构；球形多相混合矿化器（4）的内部为球形空腔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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