CN108325493A - 一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法，尤其适用于微细矿物颗粒与浮选药剂相互作用的调浆过程。循环泵进口管与混合反应槽底部出口相连，循环泵出口管与混合反应器第一管式混合反应器进口和第二管式混合反应器进口相连；第三管式混合反应器与喷射管相连；喷射管出口设置在混合反应槽底部喷射挡板上方；混合反应槽内的矿浆一部分由溢流口排出进入后续作业，另一部分矿浆由底流口排出进入循环泵进口管，与原矿浆和浮选药剂一起，再次进入混合反应系统多次循环。其结构简单，装置紧凑，无需另设搅拌装置，可在强湍流环境下提高微细矿物颗粒与浮选药剂相互作用的频次，强化浮选药剂在微细矿物颗粒表面的吸附。

Description

一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法，尤其适用于一种矿物浮选调浆使用的一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法。
背景技术
调浆作业是实现微细粒矿物有效矿化和分离的前提和保障。常规调浆作业是将矿浆和药剂用管路一起给入搅拌桶中，在搅拌叶轮的搅拌下，实现矿物颗粒和药剂的分散于混合，促进药剂在矿物颗粒表面的吸附。该过程为一开放式搅拌过程，矿物颗粒和药剂间的相互作用效果差，碰撞与吸附概率低，且搅拌桶内矿浆循环不充分，容易存在矿浆短路等问题。因此，设计一种基于强湍流循环的混合反应系统，通过在强湍流环境下提高微细矿物颗粒与浮选药剂相互作用的频次，强化浮选药剂在微细矿物颗粒表面的吸附，对于推动传统混合调浆系统的技术进步具有重要意义。
发明内容
技术问题：为实现上述技术目的，提供一种结构简单，使用效果好，有效高微细矿物颗粒与浮选药剂相互作用的频次，强化浮选药剂在微细矿物颗粒表面的吸附效果的基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统及方法。
针对上述技术问题，本发明的基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统，包括相互连接的混合反应槽和循环泵，混合反应槽包括混合反应槽溢流口F和混合反应槽底流口，循环泵包括循环泵入口管和循环泵出口管，混合反应槽上设有混合反应器；所述混合反应器包括球型混合反应器，球型混合反应器的周边同一平面的三个方向分别设有第一管式混合反应器、第二管式混合反应器和第三管式混合反应器，第一管式混合反应器上设有第一管式混合反应器进口，第二管式混合反应器上设有第二管式混合反应器进口，其中第一管式混合反应器和第二管式混合反应器左右相对设置，第三管式混合反应器与第一管式混合反应器或第二管式混合反应器之间同平面垂直设置，第一管式混合反应器与球型混合反应器之间设有第一管式混合反应器变径式最小直径管段，第二管式混合反应器与球型混合反应器之间设有第二管式混合反应器变径式最小直径管段，第三管式混合反应器与球型混合反应器之间设有第三管式混合反应器变径式最小直径管段，第三管式混合反应器变径式最小直径管段上设有垂直伸入混合反应槽的喷射管，喷射管的终端设有喷射管出口，混合反应槽中部设有均布开孔的封板，底部设有喷射挡板喷射管穿过封板设置在底部喷射挡板上方；循环泵的循环泵入口管通过管路与混合反应槽的混合反应槽底流口相连接，循环泵的循环泵出口管通过管路分别与混合反应器的第一管式混合反应器进口和第二管式混合反应器进口相连接。
所述的第一管式混合反应器、第二管式混合反应器、第三管式混合反应器均为文丘里管结构的变径式管路；第一管式混合反应器变径式最小直径管段和第二管式混合反应器变径式最小直径管段中矿浆的流速不低于m/s，第三管式混合反应器变径式最小直径管段中矿浆的流速不低于m/s。
一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用方法，其步骤如下：
a、将原矿浆和浮选药剂接入循环泵进口管中；
b、启动循环泵，原矿浆和浮选药剂在循环泵离心叶轮吸啜力的作用下，经快速混合后由循环泵出口管经管路分别给入第一管式混合反应器的第一管式混合反应器进口和第二管式混合反应器的第二管式混合反应器进口；
d、原矿浆和浮选药剂经第一管式混合反应器和第二管式混合反应器混合后在球型混合反应器内对撞在一起剧烈混合形成浮选矿浆；
e、在球型混合反应器中剧烈混合后的浮选矿浆进入第三管式混合反应器继续混合；
f、经第三管式混合反应器混合后的浮选矿浆由喷射管给入到混合反应槽并喷射在混合反应槽底部喷射挡板上方；
g、喷射在喷射挡板上方的浮选矿浆部分在反作用力的作用下经混合反应槽的封板的开孔由溢流口溢出,另一部分的浮选矿浆从喷射挡板开口处经混合反应槽的混合反应槽底流口排出并经管路进入循环泵进口管，与原矿浆、浮选药剂一起，再次进入混合反应系统多次循环。
有益效果：该颗粒药剂作用系统结构简单，装置紧凑，与常规浮选调浆装置相比，无需另设搅拌装置，可在强湍流循环条件下提高微细矿物颗粒与浮选药剂相互作用的频次，特别是通过利用湍流过程中各种不同尺度旋转流动的湍流涡来实现颗粒与药剂的分散与混合，同时利用微观湍流涡的强制剪切作用来克服颗粒间的势垒，强化浮选药剂在微细矿物颗粒表面的吸附，提高目的矿物颗粒和非目的矿物颗粒表面疏水性差异，为后续浮选创造有利条件。
附图说明
图1是本发明基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统的结构示意图。
图2是本发明的混合反应器结构示意图。
图3是本发明的混合反应槽中上部封板示意图。
图4是本发明的混合反应槽底部喷射挡板示意图。
图中：1－混合反应槽，2－循环泵，3－混合反应器，4－第一管式混合反应器，5－第二管式混合反应器，6－球型混合反应器，7－第三管式混合反应器，8－喷射管，9－第一管式混合反应器变径式最小直径管段，10－第二管式混合反应器变径式最小直径管段，11－第三管式混合反应器变径式最小直径管段，12－喷射挡板，13－封板，A－循环泵入口管，B－循环泵出口管，C－第一管式混合反应器进口，D－第二管式混合反应器进口，E－喷射管出口，F－混合反应槽溢流口，G－混合反应槽底流口。
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：
如图1所示，基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统，包括相互连接的混合反应槽1和循环泵2，混合反应槽1包括混合反应槽溢流口F和混合反应槽底流口G，循环泵2包括循环泵入口管A和循环泵出口管B，如图2所示，混合反应槽1上设有混合反应器3；所述混合反应器3包括球型混合反应器6，球型混合反应器6的周边同一平面的三个方向分别设有第一管式混合反应器4、第二管式混合反应器5和第三管式混合反应器7，第一管式混合反应器4上设有第一管式混合反应器进口C，第二管式混合反应器5上设有第二管式混合反应器进口，其中第一管式混合反应器4和第二管式混合反应器5左右相对设置，第三管式混合反应器7与第一管式混合反应器4或第二管式混合反应器5之间同平面垂直设置，第一管式混合反应器4与球型混合反应器6之间设有第一管式混合反应器变径式最小直径管段9，第二管式混合反应器5与球型混合反应器6之间设有第二管式混合反应器变径式最小直径管段10，第三管式混合反应器7与球型混合反应器6之间设有第三管式混合反应器变径式最小直径管段11，第三管式混合反应器变径式最小直径管段11上设有垂直伸入混合反应槽1的喷射管8，喷射管8的终端设有喷射管出口E，如图3和图4所示，混合反应槽1中部设有均布开孔的封板13，底部设有喷射挡板12喷射管8穿过封板13设置在底部喷射挡板12上方；循环泵2的循环泵入口管A通过管路与混合反应槽1的混合反应槽底流口G相连接，循环泵2的循环泵出口管B通过管路分别与混合反应器的第一管式混合反应器进口C和第二管式混合反应器进口D相连接。
所述的第一管式混合反应器4、第二管式混合反应器5、第三管式混合反应器7均为均为文丘里管结构的变径式管路；第一管式混合反应器4变径式最小直径管段9和第二管式混合反应器5变径式最小直径管段10中矿浆的流速不低于15m/s，第三管式混合反应器7变径式最小直径管段11中矿浆的流速不低于20m/s。
一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用方法，其步骤如下：
a、将原矿浆和浮选药剂接入循环泵2进口管A中；
b、启动循环泵2，原矿浆和浮选药剂在循环泵2离心叶轮吸啜力的作用下，经快速混合后由循环泵出口管B经管路分别给入第一管式混合反应器4的第一管式混合反应器进口C和第二管式混合反应器5的第二管式混合反应器进口D；
d、原矿浆和浮选药剂经第一管式混合反应器4和第二管式混合反应器5混合后在球型混合反应器6内对撞在一起剧烈混合形成浮选矿浆；
e、在球型混合反应器6中剧烈混合后的浮选矿浆进入第三管式混合反应器7继续混合；
f、经第三管式混合反应器7混合后的浮选矿浆由喷射管8给入到混合反应槽1并喷射在混合反应槽1底部喷射挡板12上方；
g、喷射在喷射挡板12上方的浮选矿浆部分在反作用力的作用下经混合反应槽1的封板13的开孔由溢流口F溢出,另一部分的浮选矿浆从喷射挡板12开口处经混合反应槽1的混合反应槽底流口G排出并经管路进入循环泵2进口管A，与原矿浆、浮选药剂一起，再次进入混合反应系统多次循环。

Claims (3)

1.一种基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统，包括相互连接的混合反应槽（1）和循环泵（2），混合反应槽（1）包括混合反应槽溢流口（F）和混合反应槽底流口（G），循环泵（2）包括循环泵入口管（A）和循环泵出口管（B），其特征在于：混合反应槽（1）上设有混合反应器（3）；所述混合反应器（3）包括球型混合反应器（6），球型混合反应器（6）的周边同一平面的三个方向分别设有第一管式混合反应器（4）、第二管式混合反应器（5）和第三管式混合反应器（7），第一管式混合反应器（4）上设有第一管式混合反应器进口（C），第二管式混合反应器（5）上设有第二管式混合反应器进口，其中第一管式混合反应器（4）和第二管式混合反应器（5）左右相对设置，第三管式混合反应器（7）与第一管式混合反应器（4）或第二管式混合反应器（5）之间同平面垂直设置，第一管式混合反应器（4）与球型混合反应器（6）之间设有第一管式混合反应器变径式最小直径管段（9），第二管式混合反应器（5）与球型混合反应器（6）之间设有第二管式混合反应器变径式最小直径管段（10），第三管式混合反应器（7）与球型混合反应器（6）之间设有第三管式混合反应器变径式最小直径管段（11），第三管式混合反应器变径式最小直径管段（11）上设有垂直伸入混合反应槽（1）的喷射管（8），喷射管（8）的终端设有喷射管出口（E），混合反应槽（1）中部设有均布开孔的封板（13），底部设有喷射挡板（12）喷射管（8）穿过封板（13）设置在底部喷射挡板（12）上方；循环泵（2）的循环泵入口管（A）通过管路与混合反应槽（1）的混合反应槽底流口（G）相连接，循环泵（2）的循环泵出口管（B）通过管路分别与混合反应器的第一管式混合反应器进口（C）和第二管式混合反应器进口（D）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统，其特征在于：所述的第一管式混合反应器（4）、第二管式混合反应器（5）、第三管式混合反应器（7）均为文丘里管结构的变径式管路；第一管式混合反应器（4）变径式最小直径管段(9)和第二管式混合反应器（5）变径式最小直径管段(10)中矿浆的流速不低于15m/s，第三管式混合反应器（7）变径式最小直径管段(11)中矿浆的流速不低于20m/s。
3.一种使用权利要求1的基于强湍流循环的颗粒药剂作用系统的作用方法，其特征在于步骤如下：
（A）、将原矿浆和浮选药剂接入循环泵（2）进口管（A）中；
（B）、启动循环泵（2），原矿浆和浮选药剂在循环泵（2）离心叶轮吸啜力的作用下，经快速混合后由循环泵出口管（B）经管路分别给入第一管式混合反应器（4）的第一管式混合反应器进口（C）和第二管式混合反应器（5）的第二管式混合反应器进口（D）；
（D）、原矿浆和浮选药剂经第一管式混合反应器（4）和第二管式混合反应器（5）混合后在球型混合反应器（6）内对撞在一起剧烈混合形成浮选矿浆；
（E）、在球型混合反应器（6）中剧烈混合后的浮选矿浆进入第三管式混合反应器（7）继续混合；
（F）、经第三管式混合反应器（7）混合后的浮选矿浆由喷射管（8）给入到混合反应槽（1）并喷射在混合反应槽（1）底部喷射挡板（12）上方；
（G）、喷射在喷射挡板（12）上方的浮选矿浆部分在反作用力的作用下经混合反应槽（1）的封板（13）的开孔由溢流口（F）溢出,另一部分的浮选矿浆从喷射挡板（12）开口处经混合反应槽（1）的混合反应槽底流口（G）排出并经管路进入循环泵（2）进口管（A），与原矿浆、浮选药剂一起，再次进入混合反应系统多次循环。
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