CN108499746A - 一种纳米气泡浮选装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米气泡浮选装置，包括矩形管状壳体、废料收集排出斗和刮泡器；矩形管状壳体下部还设置有纳米泡沫发生器，所述纳米泡沫发生器包括腔体、水平隔板、锥形过滤板和微流管，所述微流管包括内管、外管、以及铜箔卷，内管的两端固定设置有防水轴承，防水轴承中设置由转轴，转轴的上端设置有对铜箔卷排出气流进行剪切的刀片。本纳米气泡浮选装置产生的纳米气泡的大小可通过控制微型气流槽道的直径和第一电机的转速控制，产生的纳米气泡的尺寸稳定，气泡量大，浮选效率高，矿物回收率高；且装置整体结构简单，制造成本低。

Description

一种纳米气泡浮选装置
技术领域
本发明涉及矿物浮选技术领域，特别涉及一种采用纳米气泡进行浮选的装置。
背景技术
泡沫浮选方法常常用来分选细小颗粒矿物，相对于摇床选矿法、高梯度磁选和石油聚集，气泡浮选具有更好的效率和更低的成本。浮选方法主要的原理是基于矿物和矿渣表面化学性质的不同，利用矿物颗粒表面的天然疏水性和矿渣的亲水性将矿物和杂质进行分选。
随着人类对地球上矿物资源的不断开发和消耗，富矿和易处理的矿石资源日趋减少，而金属材料的需求量却日益增加，所以不得不开采和分选贫、细、杂矿石。这类矿石必须要磨的很细才能使得有用矿物充分的单体解离，在某些情况下，达到单体解离意味着需要将物料磨细到小于10μm的粒度。然而，随着矿石粒度的减小，矿物颗粒的浮选行为会发生根本变化，常规浮选工艺只能处理那些可浮、易浮，对浮选药剂和浮选技术及浮选设备等没有特殊要求的矿物，却很难满足充分回收这些有用的微细粒级矿物的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种纳米气泡浮选装置，以实现对微细颗粒级矿物的回收。
本发明纳米气泡浮选装置，包括竖直布置的矩形管状壳体，所述壳体的下端连接有漏斗状的废料收集排出斗，所述矩形管状壳体的上端一侧设置有泡沫排出口，且矩形管状壳体的上端上还设置有将泡沫赶向泡沫排出口的刮泡器；所述矩形管状壳体的下端外侧还连接有支撑架；
所述矩形管状壳体下部还设置有纳米泡沫发生器，所述纳米泡沫发生器包括上部开口的腔体，所述腔体的中部设置有水平隔板，所述水平隔板将腔体分隔成上、下两部分，下部分为气腔，上部分为气液混合腔，所述腔体的上端还设置有锥形过滤板，所述过滤板用于阻止颗粒物掉入气液混合腔；
所述纳米泡沫发生器还包括均匀布置在水平隔板上的若干个微流管，所述微流管包括内管、外管、以及设置在内管与外管之间的铜箔卷，所述铜箔卷由表面上蚀刻有微型气流槽道的铜箔制成，所述微型气流槽道的直径在10-30um，所述铜箔卷的进气端位于气腔中，铜箔卷的排气端位于气液混合腔中；所述内管的两端固定设置有防水轴承，所述防水轴承中设置由转轴，所述转轴的上端设置有对铜箔卷排出气流进行剪切的刀片，所述气腔中设置有驱动转轴的第一电机；
所述纳米泡沫发生器还包括设置在支撑架上用于向气腔内注入空气的气泵和向气液混合腔内注水的水泵；
所述纳米泡沫发生器还包括水箱、设置在水箱上的进水管和排水管、设置在水箱下部的泡沫稳定剂加入口、以及设置在水箱上用于将泡沫稳定剂和水混合均的搅拌器，所述水泵的进水口和设置在水箱上的排水管连接；
所述矩形管状壳体的侧面上还设置有矿浆排入管，所述水平隔板的中部还设置有竖直布置的套管，所述套管的上端与锥形过滤板固定连接，所述套管中通过防水轴承连接有搅拌轴，所述搅拌轴的上端设置有对矿浆排出管排出的矿浆进行搅拌的搅拌叶，所述气腔内还设置有驱动搅拌轴的第二电机。
进一步，所述刮泡器包括皮带、设置在皮带外侧面上的刮泡板、设置在矩形管状壳体上与皮带配合的主动带轮和从动带轮、以及驱动主动带轮旋转的第三电机。
进一步，所述第一电机为转速超过10000r/min的高速电机。
本发明的有益效果：
本发明纳米气泡浮选装置，其利用蚀刻有大量微型气流槽道的铜箔卷曲形成微流管，高压气体经过微流管形成大量的微细气流，微细气流被高速旋转的刀片剪切，从而在气液混合液腔中形成大量的纳米气泡，纳米气泡在高速旋转的刀片搅拌作用下快速分散在进入气液混合腔的水中，然后纳米气泡上升穿过过滤板进入上方的矿浆中，矿浆和纳米气泡在搅拌叶的搅拌作用下均匀混合，矿浆中的微细矿物被纳米气泡捕获并上浮至矩形管状壳体上端，然后被刮泡器刮出。本纳米气泡浮选装置产生的纳米气泡的大小可通过控制微型气流槽道的直径和第一电机的转速控制，产生的纳米气泡的尺寸稳定，气泡量大，浮选效率高，矿物回收率高；且装置整体结构简单，制造成本低。
附图说明
图1是本发明纳米气泡浮选装置的结构示意图；
图2为图1中P部的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例纳米气泡浮选装置，包括竖直布置的矩形管状壳体1，所述壳体的下端连接有漏斗状的废料收集排出斗2，所述矩形管状壳体的上端一侧设置有泡沫排出口3，且矩形管状壳体的上端上还设置有将泡沫赶向泡沫排出口的刮泡器4；所述矩形管状壳体的下端外侧还连接有支撑架5。
本实施例中所述刮泡器4包括皮带401、设置在皮带外侧面上的刮泡板402、设置在矩形管状壳体上与皮带配合的主动带轮403和从动带轮404、以及驱动主动带轮旋转的第三电机。本实施例中的刮泡器4利用循环转动的皮带带动刮泡板刮泡，刮泡效率高。且刮泡板与矩形管状壳体配合，刮泡无死角。
所述矩形管状壳体下部还设置有纳米泡沫发生器，所述纳米泡沫发生器包括上部开口的腔体5，所述腔体的中部设置有水平隔板6，所述水平隔板将腔体分隔成上、下两部分，下部分为气腔7，上部分为气液混合腔8，所述腔体的上端还设置有锥形过滤板9，所述过滤板用于阻止颗粒物掉入气液混合腔。
所述纳米泡沫发生器还包括均匀布置在水平隔板上的若干个微流管10，所述微流管包括内管101、外管102、以及设置在内管与外管之间的铜箔卷103，所述铜箔卷由表面上蚀刻有微型气流槽道的铜箔制成，所述微型气流槽道的直径在10-30um，所述铜箔卷的进气端位于气腔中，铜箔卷的排气端位于气液混合腔中；所述内管的两端固定设置有防水轴承11，所述防水轴承中设置由转轴12，所述转轴的上端设置有对铜箔卷排出气流进行剪切的刀片13，所述气腔中设置有驱动转轴的第一电机14。本实施例中，所述第一电机为转速超过10000r/min的高速电机。本实施例中，所述微型气流槽道通过光刻工艺蚀刻在铜箔表面上。
所述纳米泡沫发生器还包括设置在支撑架上用于向气腔内注入空气的气泵15和向气液混合腔内注水的水泵16。
所述纳米泡沫发生器还包括水箱17、设置在水箱上的进水管18和排水管19、设置在水箱下部的泡沫稳定剂加入口20、以及设置在水箱上用于将泡沫稳定剂和水混合均的搅拌器21，所述水泵的进水口和设置在水箱上的排水管连接。
所述矩形管状壳体的侧面上还设置有矿浆排入管22，所述水平隔板的中部还设置有竖直布置的套管23，所述套管的上端与锥形过滤板固定连接，所述套管中通过防水轴承连接有搅拌轴24，所述搅拌轴的上端设置有对矿浆排出管排出的矿浆进行搅拌的搅拌叶25，所述气腔内还设置有驱动搅拌轴的第二电机26。
本实施例纳米气泡浮选装置工作时，先通过水泵向气液混合腔中泵入加油气泡稳定剂的清水，然后通过气泵将洁净的空气泵入气腔中，同时开启第一电机驱动刀片旋转，高压气体经过微流管形成大量的微细气流，微细气流被高速旋转的刀片剪切，从而在气液混合液腔中形成大量的纳米气泡，纳米气泡在高速旋转的刀片搅拌作用下快速分散在进入气液混合腔的水中，然后纳米气泡随向上流过过滤板的清水进入到过滤板上方的空间中。通过水泵向气液混合腔中输入的高压清水将纳米气泡送入上方的矿浆中，可避免矿浆中的污物进入气液混合腔造成污染。
接着打开阀门26控制矿浆进入矩形管状壳体，同时开启第二电机26驱动搅拌轴及其上的搅拌叶旋转，使矿浆和纳米气泡在搅拌叶的搅拌作用下均匀混合，搅拌还加快了矿物与纳米气泡的碰撞。矿浆中的微细矿物被纳米气泡捕获后上浮至矩形管状壳体上端，然后被刮泡器刮出。
本实施例纳米气泡浮选装置产生的纳米气泡的大小可通过控制微型气流槽道的直径和第一电机的转速控制，产生的纳米气泡的尺寸稳定，气泡量大，浮选效率高，矿物回收率高；且装置整体结构简单，制造成本低。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种纳米气泡浮选装置，其特征在于：包括竖直布置的矩形管状壳体，所述壳体的下端连接有漏斗状的废料收集排出斗，所述矩形管状壳体的上端一侧设置有泡沫排出口，且矩形管状壳体的上端上还设置有将泡沫赶向泡沫排出口的刮泡器；所述矩形管状壳体的下端外侧还连接有支撑架；
所述矩形管状壳体下部还设置有纳米泡沫发生器，所述纳米泡沫发生器包括上部开口的腔体，所述腔体的中部设置有水平隔板，所述水平隔板将腔体分隔成上、下两部分，下部分为气腔，上部分为气液混合腔，所述腔体的上端还设置有锥形过滤板，所述过滤板用于阻止颗粒物掉入气液混合腔；
所述纳米泡沫发生器还包括均匀布置在水平隔板上的若干个微流管，所述微流微流管包括内管、外管、以及设置在内管与外管之间的铜箔卷，所述铜箔卷由表面上蚀刻有微型气流槽道的铜箔制成，所述微型气流槽道的直径在10-30um，所述铜箔卷的进气端位于气腔中，铜箔卷的排气端位于气液混合腔中；所述内管的两端固定设置有防水轴承，所述防水轴承中设置由转轴，所述转轴的上端设置有对铜箔卷排出气流进行剪切的刀片，所述气腔中设置有驱动转轴的第一电机；
所述纳米泡沫发生器还包括设置在支撑架上用于向气腔内注入空气的气泵和向气液混合腔内注水的水泵；
所述纳米泡沫发生器还包括水箱、设置在水箱上的进水管和排水管、设置在水箱下部的泡沫稳定剂加入口、以及设置在水箱上用于将泡沫稳定剂和水混合均的搅拌器，所述水泵的进水口和设置在水箱上的排水管连接；
所述矩形管状壳体的侧面上还设置有矿浆排入管，所述水平隔板的中部还设置有竖直布置的套管，所述套管的上端与锥形过滤板固定连接，所述套管中通过防水轴承连接有搅拌轴，所述搅拌轴的上端设置有对矿浆排出管排出的矿浆进行搅拌的搅拌叶，所述气腔内还设置有驱动搅拌轴的第二电机。
2.根据权利要求1所述的纳米气泡浮选装置，其特征在于：所述刮泡器包括皮带、设置在皮带外侧面上的刮泡板、设置在矩形管状壳体上与皮带配合的主动带轮和从动带轮、以及驱动主动带轮旋转的第三电机。
3.根据权利要求1所述的纳米气泡浮选装置，其特征在于：所述第一电机为转速超过10000r/min的高速电机。
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