CN110899003A - 一种新型纳米气泡可控浮选装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型纳米气泡可控浮选柱，其包括上部给料口、底部排料口、喷淋水组件、柱体和中矿循环系统，中矿循环系统由一种可控的纳米气泡发生装置及其配套装置组成；所述发生装置包括纳米气泡发生器本身和电路控制系统，具有产生纳米气泡稳定、尺寸小且结构简单；吸浆口为双向吸浆，提高了中矿浆的循环效率；所述浮选柱下部呈W形收缩形成两个斜锥筒部，斜锥筒部的底端开有两个尾矿排放口。该浮选柱能提高纳米级颗粒或矿物浮选效率。

Description

一种新型纳米气泡可控浮选装置

技术领域

本申请涉及浮选领域，具体涉及一种新型纳米气泡可控浮选装置。

背景技术

随着矿产资源的不断开发利用，矿石资源“贫”、“细”、“杂”趋势加剧，微细粒难选矿石浮选问题越来越引起人们的重视。柱式浮选装置具有结构简单、操作方便、维护容易、能耗低、易调节和占地面积小等优势，适于处理微细粒矿物，且分选精度高，成为今后新型、高效浮选设备发展的重要趋势之一。

近年来，随着在气泡发生器、给料方式与排料方式等方面研究取得较大的进展，以及浮选柱高度的逐渐降低，浮选柱已成为煤炭、钢铁、非金属矿、环保工程、化工行业等微细粒选矿或水处理的主要设备。现有的浮选柱多采用常规充气方式，即通过文丘里结构形成的低压区的负压引入气体或直接通入压缩空气，再通过高压区将溶气以气泡的形式释放到流体中。这种方式的缺点主要有两个方面：

（1）难以保证稳定的气泡产生量和气泡尺寸，气体吸入量很大程度上取决于负压的形成，具有一定的局限性。

（2）对微细粒浸染型嵌布有用矿物浮选效果不好，主要原因就是浸染型嵌布的矿物颗粒，有的达到纳米级，常规浮选柱产生的有效气泡和纳米级矿物颗粒尺寸的匹配性差。

国内外研究发现，在微细粒矿物浮选过程中，含有饱和空气或 CO₂ 的矿浆中易于产生大量微小纳米气泡，这些气泡可以起到“气桥”作用，增强颗粒间的相互作用力，因为当纳米气泡的数量和厚度增加时，导致全部的斥力变为更小的吸引力，加强范德华力之间的相互作用，同时由于纳米气泡的比表面积大、表面能高等特性导致其选择性比一般气泡更高。美国 University of Kentucky 的 Fan 等对粒径分别为0～75 μm、75～180 μm、180～355 μm、355～600 μm 的细颗粒煤进行一系列的浮选实验，结果表明，加入纳米气泡后可燃体回收率分别提高了18.3%、17.9%、24.7%和27.0%；且纳米气泡的存在将180～600μm 的粗样品煤泥浮选产品的平均粒径从250 μm 提高到325 μm，将0～180 μm 的细/超细煤浮选产品的平均粒径从103 μm 降低至69 μm，表明纳米气泡不仅能大大提高粗煤粒浮选回收率，还能显著提高细/超细煤粉颗粒的浮选回收率。

发明内容

本发明的目的就是针对现有浮选柱存在的问题，提供一种新型纳米气泡可控浮选装置，该浮选装置采用一种产生气泡更加均匀、微细的纳米气泡发生装置，即一种新型可控型纳米气泡发生装置（申请号：2018100681627），在保证浮选装置柱体机械强度的前提下能更好地实现纳米气泡在浮选装置内的均匀分布，加强了泡沫层的稳定性；气泡与矿浆中的微细粒在柱体内充分接触，从而提高浮选效率。此外，发泡装置还采用了控制电路，通过对出口压力的检测来控制气流量，保证气泡发生器的气融量处于最适状态。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种新型纳米气泡可控浮选装置，其包括上部给料口、底部排料口、精矿出口、喷淋水装置、溢流槽、柱体和中矿循环系统，其特征在于，柱体为空心筒体，其上部为圆柱形的筒部，下部呈W形收缩形成两个斜锥筒部，斜锥筒部的底端开有尾矿排放口；该浮选装置上部开有用于进料的给料口；顶部有精矿溢流槽和喷淋水组件，用于精矿排出。

所述的中矿循环系统由一种可控的纳米气泡发生装置及其配套装置组成，专利《一种新型可控型纳米气泡发生装置》（申请号：2018100681627），所述的中矿循环系统位于浮选装置下部。

所述的中矿循环系统采用双向收集方式收集中矿浆，中矿浆在泵的作用下通过管路进入位于浮选装置下部的气泡发生装置中发生空化反应，从而形成纳米气泡混合物。

所述纳米气泡发生装置由控制电路控制，通过对出口压力的检测来控制气流量，保证气泡发生器的气融量处于最适状态。

本发明的有益效果：本发明的浮选装置中气泡发生装置为一种新型可控的纳米气泡发生装置，产生气泡稳定、尺寸小且结构简单，装置便于安装维护；吸浆口为双向吸浆，提高了中矿浆的循环效率，工艺性好。

附图说明

图1为本发明浮选装置的结构示意图。

图2为本发明浮选装置的下部放大图。

图3为本发明气泡发生装置的整体结构示意图。

图4为本发明气泡发生装置的结构示意图。

图中：1、喷淋水装置；2、溢流槽；3、精矿出口；4、入料口；5、柱体；6(1)、吸浆口1；6(2)、吸浆口2；7(1)、泵1；7(2)、泵2；8、尾矿出口；9、气泡发生装置；901、空化孔；902、进气管；903、电磁阀；904、气泵；905、控制电路；906、压力传感器；907、多孔盘；908、渐缩端；909、喉部；910、渐扩段；911、出口段。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明做详细阐述。

一种新型纳米气泡可控浮选装置，其特征在于，柱体为空心筒体，其上部为圆柱形的筒部，下部呈W形收缩形成两个斜锥筒部，斜锥筒部的底端分别开有尾矿排放口；浮选装置上部开有用于给料的入料口；顶部有精矿溢流槽，用于精矿排出；中矿循环系统由一种可控的纳米气泡发生装置及其配套装置组成，所述的中矿循环系统位于浮选装置底部。

结合图1，本发明的一种新型纳米气泡可控浮选装置，包括喷淋水装置1、溢流槽2、精矿出口3、入料口4、柱体5、吸浆口6、泵7、尾矿出口8、气泡发生装置9；其中，气泡发生装置9由进气管902；电磁阀903；气泵904；控制电路905；压力传感器906；多孔盘907；渐缩端908；喉部909；渐扩段910；出口段911。

上述纳米气泡浮选装置的工作过程如下：

矿浆由入料口4通入柱体5中进行分选，中矿浆在泵7的作用下由吸浆口6双向吸入中矿循环系统，在气泡发生装置9中发生空化反应，进而形成纳米气泡混合物；尾矿由尾矿出口8排出浮选装置；精矿收集到浮选装置上部溢流槽2中，由精矿出口3排出浮选装置。

所述的气泡发生装置中液体由吸浆管进入，利用渐缩段908和喉部909，使得通流面积逐渐减小，气体通过进气管902进入流体区域，在渐缩段908处形成大气泡混合物，大气泡混合物在喉部909的作用下，发生剧烈的空化，被粉碎成微气泡气液混合物，形成的微气泡气液混合物流经多孔盘907上的空化孔被再次空化粉碎，形成纳米气泡混合物。

所述的气泡发生装置进气口上端有电磁阀和气泵，压力传感器位于文丘里式气泡发生器的喉部出口处与控制电路输入端相连，压力传感器将压力信号传给控制电路，控制电路输出端与电磁阀相连，控制电磁阀的打开和闭合，从而实现控制气泵的进气量。

以上阐述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解的是，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，熟悉本领域的任何技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对前述实施例所记载的方案、技术以及外形特征做出等同的替换或更改，这些替换、修改或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型纳米气泡可控浮选装置，其包括上部给料口、底部排料口、喷淋水组件、柱体和中矿循环系统，其特征在于，所述的柱体为空心筒体，其上部为圆柱形的筒部，下部呈W形，收缩形成两个斜锥筒部；中矿循环系统由一种可控的纳米气泡发生装置及其配套装置组成，所述的中矿循环系统位于浮选装置下部。

2.根据权利要求1所述的一种新型纳米气泡可控浮选装置，其特征在于，所述浮选装置气泡发生装置是一种可控的、产生气泡更加均匀、微细的气泡发生装置；液体由文丘里式气泡发生器的前端进入，利用渐缩段和喉部，使得通流面积逐渐减小，气体通过进气孔进入流体区域，在渐缩段处形成大气泡混合物，大气泡混合物在喉部的作用下，发生剧烈的空化，被粉碎成微气泡气液混合物，形成的微气泡气液混合物流经多孔盘上的空化孔被再次空化粉碎，形成纳米气泡混合物。

3.根据权利要求1和2所述的一种新型纳米气泡可控浮选装置，其特征在于，气泡发生装置由压力传感器控制，压力传感器控制将喉部出口处的压力信号传递给控制电路，控制电路根据喉部出口处的压力大小情况，控制电磁阀的打开和闭合，进而达到控制气泵的进气量效果。

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