CN110286064B - 一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法，包括两端开口的柱形容器、加料斗、中空盖体、湿度传感器和雾化器，中空盖体密封盖合在柱形容器上端，中部密封安装有加料斗，湿度传感器安装在中空盖体内侧底部，雾化器通过管道连接到两端开口的柱形容器内，加料斗内端安装有机械式阀门，柱形容器下端搁置在底座上，中部安装有支架。本发明通过等体积，等粒度矿物吸水量直观表征矿物润湿性，可模拟在选矿过程中，矿物颗粒物相与水相在浮选过程中的接触过程，具有制样简单，能直接反映矿物被润湿的倾向性的特点，为后期的浮选分离提供指导。

Description

一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法，属于矿物润湿性测量设备技术领域。
背景技术
在矿物加工工程领域中，润湿性是决定矿物可选性最重要的性质之一，通常采用润湿角法、微量热法，但这两种方法进行测定过程繁琐，且只能测定矿物一点的润湿性，由于矿物表面的不均匀性和可能存在的污染而使结果存在一定的随机性，同时其对实验操作、样品制备的要求较高，所得结果也是对润湿性的间接表征，导致测定结果可能存在一定偏差。本发明只需对矿物进行磨矿并按照一定粒度进行筛分，制备窄粒级试样，根据试样吸水量定量表征矿物的润湿性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种矿物颗粒润湿性测量装置及其测量方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种矿物颗粒润湿性测量装置，包括两端开口的柱形容器、加料斗、中空盖体、湿度传感器和雾化器，中空盖体密封盖合在柱形容器上端，中部密封安装有加料斗，湿度传感器安装在中空盖体内侧底部，雾化器通过管道连接到两端开口的柱形容器内，加料斗内端安装有机械式阀门，柱形容器下端搁置在底座上，中部安装有支架。
优选的，上述底座设置有锥形槽，锥形槽中放置滤纸，柱形容器下端压在滤纸上。
优选的，上述机械式阀门包括阀板、摇臂、配重块和拉绳，阀板固定连接在摇臂的水平端部，摇臂为折弯结构，中部折弯处铰接在铰接座上，铰接座固定连接在中空盖体底部，摇臂另一端固定连接配重块和拉绳，拉绳绕过定滑轮后伸出中空盖体侧面并连接有限位把手，定滑轮固定连接在中空盖体上，摇臂在配重块加载下阀板密封加料斗下端，拉动拉绳能够将阀板打开。
优选的，上述湿度传感器连接到显示装置，显示装置固定连接在中空盖体侧面。
优选的，上述管道上安装有阀门。
一种矿物颗粒润湿性测量装置的测量方法，该方法包括以下步骤：
(1)将容积为2cm×2cm×2cm的方形容器称重，记其质量为g1；将磨好的窄粒级矿物样品装满容器中再次称重，记其质量为g2；
(2)取一张滤纸对其称重，记其质量为g3，再将其折叠为锥形状，放置于底座的锥形槽内；将两端开口的柱形容器下端放置于底座内，紧压滤纸；将中空盖体密封盖合柱形容器上端；
(3)用管道将柱形容器下端进气口与雾化器连接，并向雾化器中加入蒸馏水；
(4)将制得的样品倒入加料斗内；
(5)启动雾化器，打开阀门，通过显示装置观察两端开口的柱形容器内相对湿度大小，相对湿度达到100％时，关闭雾化器；
(6)拉动拉绳，矿物颗粒通过加料斗进入两端开口的柱形容器内，自由下落，被下方底座内的滤纸收集，从拉动拉绳开始到收集完毕共进行10s；10s后马上取下两端开口的柱形容器，取出底座内放置的收集了矿物颗粒的滤纸，将其放入天平内称重，记质量为g4；
(7)设置空白对照组：设置与步骤(1)-(9)相同的空白实验，测定在相同条件下不加入矿物颗粒，滤纸的吸水量，记质量为g5；
(8)颗粒总表面积计算：将与上述步骤所用相同粒级等体积的矿物颗粒利用BET法测定比表面积，比表面积乘以质量计算出颗粒总表面积为A；
(9)单位表面积吸水量计算，通过公式计算矿物表面单位面积吸水量Q：
Figure BDA0002155924460000031
取接触角为90度的标准矿物，重复步骤(1)-(9)测定其表面单位面积吸水量为Q标，通过计算矿物表面单位面积吸水量Q与Q标的比值，表征矿物的润湿性和可浮性指数I：
Figure BDA0002155924460000032
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过等体积，等粒度矿物吸水量直观表征矿物润湿性，可模拟在选矿过程中，矿物颗粒物相与水相在浮选过程中的接触过程，具有制样简单，能直接反映矿物被润湿的倾向性的特点，为后期的浮选分离提供指导。
附图说明
图1是本发明的前视结构示意图；
图2是图1中A部放大结构示意图；
图3是本发明的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图3所示，一种矿物颗粒润湿性测量装置，包括两端开口的柱形容器1、加料斗2、中空盖体3、湿度传感器4和雾化器5，中空盖体3密封盖合在柱形容器1上端，中部密封安装有加料斗2，湿度传感器4安装在中空盖体3内侧底部，雾化器5通过管道11连接到两端开口的柱形容器1内，加料斗2内端安装有机械式阀门6，柱形容器1下端搁置在底座8上，中部安装有支架9。
优选的，上述底座8设置有锥形槽12，锥形槽12中放置滤纸，柱形容器1下端压在滤纸上，底座包括底板13和锥形槽12，锥形槽12通过支撑柱14固定连接在底板13上，支架9包括抱箍15、连接杆16和支撑腿17，抱箍15用于固定柱形容器，固定连接在连接杆16上，连接杆16另一端固定连接在支撑腿17上端，支撑腿17下端固定连接有支撑掌18。
优选的，上述机械式阀门6包括阀板601、摇臂602、配重块603和拉绳604，阀板601固定连接在摇臂602的水平端部，摇臂602为折弯结构，中部折弯处铰接在铰接座605上，铰接座605固定连接在中空盖体3底部，摇臂602另一端固定连接配重块603和拉绳604，拉绳604绕过定滑轮606后伸出中空盖体3侧面并连接有限位把手607，定滑轮606固定连接在中空盖体3上，摇臂602在配重块603加载下阀板601密封加料斗2下端，拉动拉绳604能够将阀板601打开。
优选的，上述湿度传感器4连接到显示装置7，显示装置7固定连接在中空盖体3侧面。
优选的，上述管道11上安装有阀门10。
实施例2：一种矿物颗粒润湿性测量装置的测量方法，该方法包括以下步骤：
(1)将容积为2cm×2cm×2cm的方形容器称重，记其质量为g1；将磨好的窄粒级矿物样品装满容器中再次称重，记其质量为g2；
(2)取一张滤纸对其称重，记其质量为g3，再将其折叠为锥形状，放置于底座的锥形槽内；将两端开口的柱形容器下端放置于底座内，紧压滤纸；将中空盖体密封盖合柱形容器上端；
(3)用管道(胶管)将柱形容器下端进气口与雾化器连接，并向雾化器中加入蒸馏水；
(4)将制得的样品倒入加料斗内；
(5)启动雾化器，打开阀门，通过显示装置观察两端开口的柱形容器内相对湿度大小，相对湿度达到100％时，关闭雾化器；
(6)拉动拉绳，矿物颗粒通过加料斗进入两端开口的柱形容器内，自由下落，被下方底座内的滤纸收集，从拉动拉绳开始到收集完毕共进行10s；10s后马上取下两端开口的柱形容器，取出底座内放置的收集了矿物颗粒的滤纸，将其放入天平内称重，记质量为g4；
(7)为了消除滤纸吸水造成的误差，设置空白对照组：设置与步骤(1)-(9)相同的空白实验，测定在相同条件下不加入矿物颗粒，滤纸的吸水量，记质量为g5；
(8)颗粒总表面积计算：将与上述步骤所用相同粒级等体积的矿物颗粒利用BET法测定比表面积，比表面积乘以质量计算出颗粒总表面积为A；
(9)单位表面积吸水量计算，通过公式计算矿物表面单位面积吸水量Q：
Figure BDA0002155924460000051
重复相同的步骤，分别计算出不同矿物在相同的环境下表面单位面积吸水量的多少，进行相互比较得出不同矿物润湿性的大小。
取接触角为90度的标准矿物，重复步骤(1)-(9)测定其表面单位面积吸水量为Q标，通过计算矿物表面单位面积吸水量Q与Q标的比值，表征矿物的润湿性和可浮性指数I：
Figure BDA0002155924460000061
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：包括两端开口的柱形容器（1）、加料斗（2）、中空盖体（3）、湿度传感器（4）和雾化器（5），中空盖体（3）密封盖合在柱形容器（1）上端，中部密封安装有加料斗（2），湿度传感器（4）安装在中空盖体（3）内侧底部，雾化器（5）通过管道（11）连接到两端开口的柱形容器（1）内，加料斗（2）内端安装有机械式阀门（6），柱形容器（1）下端搁置在底座（8）上，中部安装有支架（9），矿物颗粒润湿性测量装置的测量方法包括以下步骤：
（1）将容积为2cm×2cm×2cm的方形容器称重，记其质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；将磨好的窄粒级矿物样品装满容器中再次称重，记其质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
（2）取一张滤纸对其称重，记其质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，再将其折叠为锥形状，放置于底座的锥形槽内；将两端开口的柱形容器下端放置于底座内，紧压滤纸；将中空盖体密封盖合柱形容器上端；
（3）用管道将柱形容器下端进气口与雾化器连接，并向雾化器中加入蒸馏水；
（4）将制得的样品倒入加料斗内；
（5）启动雾化器，打开阀门，通过显示装置观察两端开口的柱形容器内相对湿度大小，相对湿度达到100%时，关闭雾化器；
（6）拉动拉绳，矿物颗粒通过加料斗进入两端开口的柱形容器内，自由下落，被下方底座内的滤纸收集，从拉动拉绳开始到收集完毕共进行10s；10s后马上取下两端开口的柱形容器，取出底座内放置的收集了矿物颗粒的滤纸，将其放入天平内称重，记质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
（7）设置空白对照组：设置与步骤（1）-（9）相同的空白实验，测定在相同条件下不加入矿物颗粒，滤纸的吸水量，记质量为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；
（8）颗粒总表面积计算：将与上述步骤所用相同粒级等体积的矿物颗粒利用BET法测定比表面积，比表面积乘以质量计算出颗粒总表面积为A；
（9）单位表面积吸水量计算，通过公式计算矿物表面单位面积吸水量Q：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
。
2.根据权利要求1所述的一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：底座（8）设置有锥形槽（12），锥形槽（12）中放置滤纸，柱形容器（1）下端压在滤纸上。
3.根据权利要求1所述的一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：机械式阀门（6）包括阀板（601）、摇臂（602）、配重块（603）和拉绳（604），阀板（601）固定连接在摇臂（602）的水平端部，摇臂（602）为折弯结构，中部折弯处铰接在铰接座（605）上，铰接座（605）固定连接在中空盖体（3）底部，摇臂（602）另一端固定连接配重块（603）和拉绳（604），拉绳（604）绕过定滑轮（606）后伸出中空盖体（3）侧面并连接有限位把手（607），定滑轮（606）固定连接在中空盖体（3）上，摇臂（602）在配重块（603）加载下阀板（601）密封加料斗（2）下端，拉动拉绳（604）能够将阀板（601）打开。
4.根据权利要求1所述的一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：湿度传感器（4）连接到显示装置（7），显示装置（7）固定连接在中空盖体（3）侧面。
5.根据权利要求1所述的一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：管道（11）上安装有阀门（10）。
6.根据权利要求1所述的一种矿物颗粒润湿性测量装置，其特征在于：取接触角为90度的标准矿物，重复步骤（1）-（9）测定其表面单位面积吸水量为Q标，通过计算矿物表面单位面积吸水量Q与Q标的比值，表征矿物的润湿性和可浮性指数I：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
。
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