CN112391526A - 一种矿用多功能超声波预处理装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用多功能超声波预处理装置，包括箱体，分别设置在的左下方箱体和右上方，并与箱体内外相通的进浆管和出浆管，所述的箱体的上方设置有四周通过螺栓与箱体密闭盖合的盖板；所述的盖板上设置有多个受电气控制柜5控制的超声波振动棒；所述的超声波振动棒的分别紧固在箱体分割成的多级腔体上方，并分别伸入至各个腔体内。本发明利用超声波的强空化作用对矿浆进行预处理或促进处理过程，绿色节能无污染；各腔室均带有温控装置，根据物料情况选择矿浆处理温度，温度自动控制；工作参数调整快捷方便，设备运转可靠，结构简单，操作安全；该装置可与搅拌槽或浸出槽连接配合使用，连续循环处理矿浆；也可单独应用，间断式处理矿浆。

Description

一种矿用多功能超声波预处理装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及各类矿浆的超声波处理领域，具体为一种矿用多功能超声波预处理装置及其使用方法。

背景技术

目前，我国金矿企业在含金硫化矿提金过程中大量应用预氧化处理工艺及全泥氰化工艺。大量研究工作表明，含金硫化矿氧化预处理及氰化浸金过程中普遍存在钝化现象。钝化产生的原因是金矿的预处理及氰化过程都是在强碱性环境中进行的，黄铁矿、毒砂等载金硫化矿在碱性氧化过程中会生成Fe(OH)₃胶粒，这些胶粒会逐渐吸附到硫化矿或金粒的表面，形成一层Fe(OH)₃薄膜，从而阻碍了硫化矿继续氧化溶解和金的浸出。

针对含金硫化矿预处理及氰化浸出等过程中的钝化问题，一般采取的处理方法主要有：一是添加化学药剂（如CMC或磷酸盐等）来消除或降低钝化；二是采用球磨机磨剥擦洗消除钝化。但是这两种方法都有缺点，添加化学药剂容易造成环境污染，且会大幅增加处理成本；球磨擦洗增加了工艺复杂程度，也同样会造成成本大幅增加。

目前超声波已广泛应用于污垢清洗、废水处理、食品剪切、无纺布焊接等领域。本发明将超声波应用拓展到矿业领域。由于超声波在液体介质中的形成空化效应时会产生声波压力和热效应，同时超声波具有强烈的乳化作用，并能起到均匀搅拌、研磨粉碎和加速化学反应的作用，因此，利用超声波对液体中硫化矿氧化表面进行清洗，不仅可以用来消除硫化矿氧化及金溶出过程中的钝化现象，而且能进一步促使矿物粒度变细，有利于硫化矿氧化反应的进行和金的溶解，能有效提高金的回收率。超声波具有优质、省力、高效和无污染等显著特点，将来会得到更加广泛的应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种运转可靠，结构简单，操作方便安全，且能够快速对矿浆或液体进行超声处理的装置及其使用方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种矿用多功能超声波预处理装置，包括箱体9，分别设置在的左下方箱体9和右上方，并与箱体9内外相通的进浆管1和出浆管11，其特征在于：所述的箱体9的上方设置有四周通过螺栓与箱体9密闭盖合的盖板13；所述的盖板13上设置有多个受电气控制柜5控制的超声波振动棒；所述的超声波振动棒的分别紧固在箱体9分割成的多级腔体上方，并分别伸入至各个腔体内；

所述的出浆管11上设置有取样阀10；

所述的箱体9内通过交错分布的下隔板6和上隔板7分割成多个腔体组成的多腔体；每个腔体上方的盖板13上均设置有一个对应的超声波振动棒；

所述的盖板13上设置有与电气控制柜5连接，并受其控制的加热棒8；所述的加热棒固定在的盖板13上，下部伸入至箱体9的腔体内；

超声波振动棒包括与电气控制柜5连接，并受其控制的换能器4，所述的换能器4下端通过连接法兰3固定有伸入箱体9的腔体内的工具头2；

所述的盖板13的上面靠近边缘处设置有盖板拉手12；

所述的下隔板6一端与箱体9的底板固定连接，上端与盖板13之间预留有液体通过的空间；所述的上隔板7的上端与盖板13固定连接，下端与箱体的底板之间预留有液体通过的空间；所述的下隔板6和上隔板7交错分布，使得箱体9内形成多个相通、且液体需要呈波形通过的多腔体；

所述的一种矿用多功能超声波预处理装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1）、首先设备控制系统通电，从后至前逐级启动各腔室的超声波振动棒，并确定设备运转均处于良好工作状态；

步骤2）、将磨矿制备好的矿浆给入第一搅拌槽，搅拌均匀后由第一搅拌槽的上部出浆口流入超声波处理装置的进浆管1；

步骤3）、矿浆通过进浆管1逐级流入并充满各级腔室，最后从出桨管12流出；加热装置需在矿浆充满箱体后才能开启；

步骤4）、从超声波处理装置的出桨管流出的矿浆可以进入第二级搅拌槽，或用砂泵将矿浆打回第一搅拌槽，进行循环处理，直至满足要求。

积极有益效果：本发明的矿用多功能超声波预处理装置，具有如下优点：（1）利用超声波的强空化作用对矿浆进行预处理或促进处理过程，绿色节能无污染；（2）各腔室均带有温控装置，可根据物料情况选择矿浆处理温度，温度自动控制；（3）整个装置无需传动系统，依靠长棒型工具头的强超声作用促使矿浆循环；（4）自下而上的进浆方式能有效避免矿浆短路，确保处理效果；（5）超声作用方式可以通过PLC自行设定工作时间及模式，工作模式有连续工作、间断工作及交替工作等多种模式，自动化程度高；（6）工作参数调整快捷方便，设备运转可靠，结构简单，操作安全。（7）该装置可与搅拌槽或浸出槽连接配合使用，连续循环处理矿浆；也可单独应用，间断式处理矿浆。

附图说明

图1为本发明的矿用多功能超声波预处理装置结构示意图；

图2为超声波振动棒结构示意图；

图3为本发明矿用多功能超声波预处理装置在工业上与搅拌槽联合应用示意图；

图中为：进浆管1、 工具头2 、连接法兰3、换能器4 、电气控制柜5、下隔板6、上隔板7、加热棒8、箱体9、取样阀门10、出桨管11、盖板拉手12、盖板13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步的说明：

如图1、图2所示，一种矿用多功能超声波预处理装置，包括箱体9，分别设置在的左下方箱体9和右上方，并与箱体9内外相通的进浆管1和出浆管11，其特征在于：所述的箱体9的上方设置有四周通过螺栓与箱体9密闭盖合的盖板13；所述的盖板13上设置有多个受电气控制柜5控制的超声波振动棒；所述的超声波振动棒的分别紧固在箱体9分割成的多级腔体上方，并分别伸入至各个腔体内；

所述的出浆管11上设置有取样阀10；

所述的箱体9内通过交错分布的下隔板6和上隔板7分割成多个腔体组成的多腔体；每个腔体上方的盖板13上均设置有一个对应的超声波振动棒；

所述的盖板13上设置有与电气控制柜5连接，并受其控制的加热棒8；所述的加热棒固定在的盖板13上，下部伸入至箱体9的腔体内；

超声波振动棒包括与电气控制柜5连接，并受其控制的换能器4，所述的换能器4下端通过连接法兰3固定有伸入箱体9的腔体内的工具头2；

所述的盖板13的上面靠近边缘处设置有盖板拉手12；

所述的下隔板6一端与箱体9的底板固定连接，上端与盖板13之间预留有液体通过的空间；所述的上隔板7的上端与盖板13固定连接，下端与箱体的底板之间预留有液体通过的空间；所述的下隔板6和上隔板7交错分布，使得箱体9内形成多个相通、且液体需要呈波形通过的多腔体。

如图3所示，所述的一种矿用多功能超声波预处理装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1）、首先设备控制系统通电，从后至前逐级启动各腔室的超声波振动棒，并确定设备运转均处于良好工作状态；

步骤2）、将磨矿制备好的矿浆给入第一搅拌槽，搅拌均匀后由第一搅拌槽的上部出浆口流入超声波处理装置的进浆管1；

步骤3）、矿浆通过进浆管1逐级流入并充满各级腔室，最后从出桨管12流出；加热装置需在矿浆充满箱体后才能开启；

步骤4）、从超声波处理装置的出桨管流出的矿浆可以进入第二级搅拌槽，或用砂泵将矿浆打回第一搅拌槽，进行循环处理，直至满足要求。

所述的矿浆自下而上流经每个腔室，主要目的是将需处理矿浆进行多级超声波作用，避免矿浆短路，以保证超声处理效果；

装置的外壳是由普通钢板焊接制成长方形壳体，顶部盖板与下部箱体通过上沿周边螺丝密闭连接，内部通过上隔板与下隔板分割成多级腔室，盖板对应于腔室中心的部位挖孔并焊接连接法兰，用于连接固定超声波振动棒。

超声波换能器和长棒型工具头通过内螺丝紧密连接为一体，与箱体通过连接法兰密闭连接；加热棒通过螺丝与箱体顶板密闭连接；生产过程中通过设置在出浆口的采样阀门10，进行处理后矿浆的样品采集，用于各种指标分析。

系统装置中的超声波工作模式与参数、加热棒温控参数等，均由电气控制柜统一集中控制；电气控制柜包含超声波发生器系统和温度控制器系统。

该装置壳体中的腔室数量可以根据实际处理矿浆的指标进行增加或减少；该装置可与搅拌槽或浸出槽连接配合使用，连续循环处理矿浆；也可单独应用，间断式处理矿浆。

实施例1

试验样品为含硫砷金精矿，其中硫含量25.34 %、砷含量8.72%、金品位47.78 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.038mm占95%，用自来水调配矿浆质量浓度为25 %，再加入烧碱调pH值为12～13；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通搅拌槽中进行氧化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氧化浸出。氧化浸出48小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氧化渣中的硫和砷的含量，计算硫和砷的氧化率，硫和砷的氧化率分别提高18.23%和11.57%。

实施例2

试验样品为含硫砷金精矿，其中硫含量33.79%、砷含量6.35%、金品位39.11 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.038mm占95%，用自来水调配矿浆质量浓度为25 %，再加入烧碱调pH值为12～13；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通搅拌槽中进行氧化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氧化浸出。氧化浸出48小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氧化渣中的硫和砷的含量，计算硫和砷的氧化率，硫和砷的氧化率分别提高14.63%和13.24%。

实施例3

试验样品为含硫砷金精矿，其中硫含量14.89 %、砷含量8.72%、金品位47.78 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.038mm占95 %，用自来水调配矿浆质量浓度为25%，再加入烧碱调pH值为12～13；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通搅拌槽中进行氧化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氧化浸出。氧化浸出48小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氧化渣中的硫和砷的含量，计算硫和砷的氧化率，硫和砷的氧化率分别提高9.11 %和10.95 %。

实施例4

试验样品为氧化型金矿石，金品位5.51 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.074mm占90%，用自来水调配矿浆质量浓度为40 %，再加入烧碱调pH值为10～11，再加入氰化钠保持其浓度在0.08～0.1 %；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通浸出槽中进行氰化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氰化浸出。氰化浸出24小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氰化渣中的金含量，计算金的浸出率，超声预处理装置的金浸出率较普通浸出槽提高3.57%。

实施例5

试验样品为氧化型金矿石，金品位11.82 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.074mm占90%，用自来水调配矿浆质量浓度为40 %，再加入烧碱调pH值为10～11，再加入氰化钠保持其浓度在0.08～0.1 %；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通浸出槽中进行氰化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氰化浸出。氰化浸出24小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氰化渣中的金含量，计算金的浸出率，超声预处理装置的金浸出率较普通浸出槽提高4.33%。

实施例6

试验样品为氧化型金矿石，金品位11.82 g/t。取试验样品10公斤，磨细至-0.074mm占90%，用自来水调配矿浆质量浓度为40 %，再加入烧碱调pH值为10～11，再加入氰化钠保持其浓度在0.08～0.1 %；然后将矿浆在液体分样器中平均分为两份，一份装入普通浸出槽中进行氰化浸出，另一份装入多功能超声波处理装置中进行氰化浸出。氰化浸出24小时后，分别将两份试样过滤、洗涤、烘干、缩分取样，分析氰化渣中的金含量，计算金的浸出率，超声预处理装置的金浸出率较普通浸出槽提高3.41%。

针对本发明的矿用多功能超声波预处理装置及工艺方法，我们采用实验室小型装置进行了多个实施例的小型试验，小型试验的样品来自黄金企业的金精矿及全泥氰化碳浆厂产生的原矿。实施例获得的试验指标参数对比见下表1。

表1 金精矿预氧化及氰化过程的超声波处理试验结果

根据试验，超声波具有促进金精矿氧化的作用，能将硫和砷的氧化率提高10-20%之间；超声波也能促进金矿全泥氰化过程中金的浸出率，提高幅度一般在3-5%之间。

本发明的矿用多功能超声波预处理装置，具有如下优点：（1）利用超声波的强空化作用对矿浆进行预处理或促进处理过程，绿色节能无污染；（2）各腔室均带有温控装置，可根据物料情况选择矿浆处理温度，温度自动控制；（3）整个装置无需传动系统，依靠长棒型工具头的强超声作用促使矿浆循环；（4）自下而上的进浆方式能有效避免矿浆短路，确保处理效果；（5）超声作用方式可以通过PLC自行设定工作时间及模式，工作模式有连续工作、间断工作及交替工作等多种模式，自动化程度高；（6）工作参数调整快捷方便，设备运转可靠，结构简单，操作安全。（7）该装置可与搅拌槽或浸出槽连接配合使用，连续循环处理矿浆；也可单独应用，间断式处理矿浆。

以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种矿用多功能超声波预处理装置，包括箱体，分别设置在的左下方箱体和右上方，并与箱体内外相通的进浆管和出浆管，其特征在于：所述的箱体的上方设置有四周通过螺栓与箱体密闭盖合的盖板；所述的盖板上设置有多个受电气控制柜控制的超声波振动棒；所述的超声波振动棒的分别紧固在箱体分割成的多级腔体上方，并分别伸入至各个腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：所述的出浆管上设置有取样阀。

3.根据权利要求1所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：所述的箱体内通过交错分布的下隔板和上隔板分割成多个腔体组成的多腔体；每个腔体上方的盖板上均设置有一个对应的超声波振动棒。

4.根据权利要求1或3所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：所述的盖板上设置有与电气控制柜连接，并受其控制的加热棒；所述的加热棒固定在的盖板上，下部伸入至箱体的腔体内。

5.根据权利要求1所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：超声波振动棒包括与电气控制柜连接，并受其控制的换能器，所述的换能器下端通过连接法兰3固定有伸入箱体的腔体内的工具头。

6.根据权利要求3所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：所述的下隔板一端与箱体的底板固定连接，上端与盖板之间预留有液体通过的空间；所述的上隔板的上端与盖板固定连接，下端与箱体的底板之间预留有液体通过的空间；所述的下隔板和上隔板交错分布，使得箱体内形成多个相通、且液体需要呈波形通过的多腔体。

7.根据权利要求1所述的一种矿用多功能超声波预处理装置，其特征在于：所述的盖板的上面靠近边缘处设置有盖板拉手。

8.如权利要求1所述的一种矿用多功能超声波预处理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）、首先设备控制系统通电，从后至前逐级启动各腔室的超声波振动棒，并确定设备运转均处于良好工作状态；

步骤2）、将磨矿制备好的矿浆给入第一搅拌槽，搅拌均匀后由第一搅拌槽的上部出浆口流入超声波处理装置的进浆管；

步骤3）、矿浆通过进浆管1逐级流入并充满各级腔室，最后从出桨管流出；加热装置需在矿浆充满箱体后才能开启；

步骤4）、从超声波处理装置的出桨管流出的矿浆可以进入第二级搅拌槽，或用砂泵将矿浆打回第一搅拌槽，进行循环处理，直至满足要求。

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