CN113695068B - 一种磨浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨浮装置，包括：传动部件、支撑架部件、螺旋搅拌机构、筒体部件和微泡生成系统；所述传动部件通过所述支撑架部件与所述筒体部件连接，所述螺旋搅拌机构与所述传动部件连接，并设置在所述筒体部件内；所述微泡生成系统设置在所述筒体部件上。本发明突出边磨边选工艺的优点，提高了设备的稳定性、可靠性和经济性，实现了贫、细、杂矿物应收尽收，从而提高了矿产资源的综合利用率。

Description

一种磨浮装置

技术领域

本发明涉及金属矿和非金属矿再磨技术领域，尤其是涉及一种磨浮装置。

背景技术

我国矿产资源中高品位、易选矿石经过几十年的开采已经消耗殆尽，现存矿石禀赋差，贫、细、杂现象日益突出，为了满足国民经济发展对矿产资源的巨大需求，国内矿山企业的生产规模成倍增加，甚至某些选厂的日处理矿石量达到十万吨级，阶段磨阶段选工艺在选厂得到广泛应用。以非金属矿中石墨选矿为例，需要十几段磨矿作业与浮选作业配合才能得到高品位的石墨精矿，而在金属矿选矿领域，粗精矿再磨再选，中矿再磨再选，尾矿再磨再选工艺已经屡见不鲜，将磨矿作业和浮选作业及时衔接，既有利于避免已解离的单体矿物出现过磨现象，又能及时得到回收，降低后续选矿作业的处理量，提高有用矿物的回收率，确保有限的矿产资源得到高效利用。

目前国内选厂的边磨边浮工艺流程中需要磨矿设备、搅拌设备和浮选设备共同作业，磨矿设备将矿物颗粒尺寸减小，单体得到解离；搅拌设备用于调制矿浆，添加必要的药剂使得有用矿物被矿化，随后进入浮选设备进行高品位的富集并汇聚成精矿产品。工艺流程复杂，使用设备较多，投资大、运行维护成本较高。此外，传统的卧式球磨机仍是磨矿作业中的主力设备，该类设备在选矿厂应用已有上百年的历史，结构简单、便于操作和维护。用于一段磨矿作业粉碎粗粒级矿物时效率高，但随着入磨物料粒度变细，能耗高、占地面积大、易过磨等问题日益突出。

现有的工艺技术与装备已经应用许多，但是仍存在一些缺点：

1)传统的卧式球磨机磨矿效率低，能耗高，尤其是在再磨和细磨作业表现明显，有用矿物的过磨和欠磨现象突出；

2)磨矿设备、搅拌设备和浮选设备共同作业，流程长、设备规格大，辅助设备多，一旦设备选型和匹配不畅时易出现跑冒滴漏现象；

3)三种设备共同作业，设备多、占地大，投资大，设备的运行维护成本高，设备的故障点较多。

发明内容

本发明致力于解决边磨边选工艺技术与装备的设计和使用问题，突出边磨边选工艺的优点，提高设备的稳定性、可靠性和经济性，实现贫、细、杂矿物应收尽收，提高矿产资源的综合利用率。

本发明提供一种磨浮装置，包括：传动部件、支撑架部件、螺旋搅拌机构、筒体部件和微泡生成系统；所述传动部件通过所述支撑架部件与所述筒体部件连接，所述螺旋搅拌机构与所述传动部件连接，并设置在所述筒体部件内；所述微泡生成系统设置在所述筒体部件上。

进一步，所述传动部件包括：电机、减速机部件和第一传动轴；所述电机与所述减速机部件连接，所述第一传动轴一端与所述减速机部件连接，另一端与所述螺旋搅拌机构连接。

进一步，所述减速机部件包括：减速机和油站润滑系统，所述油站润滑系统与所述减速机连接。

进一步，所述电机与所述减速机部件直联或采用中间皮带过渡连接。

进一步，所述螺旋搅拌机构包括：第二传动轴、螺旋板组件和轴端保护层；所述第二传动轴的顶部与所述第一传动轴连接；所述螺旋板组件设置在所述第二传动轴上；所述轴端保护层设置在所述第二传动轴底部。

进一步，所述螺旋板组件包括：螺旋翼板、螺旋衬板、连接螺栓套件和端部衬板；所述螺旋衬板与所述螺旋翼板采用连接螺栓套件连接固定；所述端部衬板与所述螺旋翼板的末端连接。

进一步，所述螺旋翼板设置有两块，且两块所述螺旋翼板的相位角为180°；所述端部衬板也设置有两块，分别设置在两块所述螺旋翼板的末端。

进一步，所述筒体部件包括：筒体本体、给料口、泡沫溢流调节环、泡沫冲洗水组件、排料口、V型格栅板、加球口和卸球口；所述给料口设置在所述筒体本体下部，所述排料口设置在所述筒体本体上部；所述加球口设置在所述筒体本体上部，所述卸球口设置在所述筒体本体下部；所述泡沫溢流调节环与所述筒体本体活动连接，所述泡沫冲洗水组件与所述泡沫溢流调节环连接；所述V型格栅板设置在所述筒体本体内部。

进一步，所述给料口上设置有药剂添加口。

进一步，所述微泡生成系统包括：微泡发生枪以及设置在所述微泡发生枪内的微泡发生器；所述微泡发生器包括：气泡生成腔体、气泡进口和气泡出口，所述气泡进口和所述气泡出口分别位于所述气泡生成腔体的两端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：集搅拌、细磨、自分级和浮选等多种功能于一身，通过微泡生成系统提供气泡，通过螺旋搅拌机构的搅拌作用可以使药剂充分分散均匀，加速药剂、气泡和矿物颗粒间的矿化过程，螺旋搅拌机构驱使磨矿介质在筒体部件内作多维运动，实现矿物粒度减小，单体解离；筒体部件中部聚集了大量的细粒矿物，而粗颗粒则自然下沉到筒体部件下部，细粒矿物在此处与微小气泡碰撞、黏附，甚至脱落，实现矿化过程；矿化后的气泡-颗粒则上升至筒体部件上部，形成了稳定的泡沫区，并进行二次矿化富集，提高有用矿物的品位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例磨浮装置结构示意图；

图2为本发明实施例螺旋搅拌机构结构示意图；

图3为本发明实施例V型格栅板截面图；

图4为本发明实施例微泡发生器结构示意图。

附图标记说明：

1：电机；2：减速机部件；3：支撑架部件；4：第一传动轴；5：螺旋搅拌机构；5-1：第二传动轴；5-2：螺旋翼板；5-3：螺旋衬板；5-4：连接螺栓套件；5-5：端部衬板；5-6：轴端保护层；6：筒体部件；7：微泡生成系统；8：给料口；9：泡沫溢流调节环；10：泡沫冲洗水组件；11：排料口；12：V型格栅板；13：加球口；14：磨矿介质；15：卸球口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明提供了一种磨浮装置，包括：传动部件、支撑架部件3、螺旋搅拌机构5、筒体部件6和微泡生成系统7。传动部件通过支撑架部件3与筒体部件6连接，螺旋搅拌机构5与传动部件连接，并设置在筒体部件6内。微泡生成系统7设置在筒体部件6上。传动部件包括：电机1、减速机部件2和第一传动轴4。电机1与减速机部件2直联或采用中间皮带过渡连接，电机1的堵转扭矩为额定扭矩的2.2-2.6倍。第一传动轴4一端与减速机部件2连接，另一端与螺旋搅拌机构5采用法兰连接，便于拆装。减速机部件2包括：减速机和油站润滑系统，油站润滑系统与减速机连接。

螺旋搅拌机构5在传动部件的带动下作低速旋转运动，磨矿介质14在螺旋搅拌机构5的作用下作螺旋式上升和下降的多维循环运动，在磨矿介质14间，磨矿介质14和螺旋搅拌机构5之间的物料被挤压、研磨，从而实现物料粒度的减小。

如图2所示，在一个更优选的实施例中，螺旋搅拌机构5包括：第二传动轴5-1、螺旋板组件和轴端保护层5-6。第二传动轴5-1的顶部与第一传动轴4连接。螺旋板组件焊接在第二传动轴5-1上。轴端保护层5-6设置在第二传动轴5-1底部。

螺旋板组件包括：螺旋翼板5-2、螺旋衬板5-3、连接螺栓套件5-4和端部衬板5-5。螺旋衬板5-3与螺旋翼板5-2采用连接螺栓套件5-4连接固定。端部衬板5-5与螺旋翼板5-2的末端连接。螺旋翼板5-2设置有两块，且两块螺旋翼板5-2的相位角为180°。端部衬板5-5也设置有两块，分别设置在两块螺旋翼板5-2的末端，其末端呈楔子型，在磨浮机转动时减小了与磨矿介质14的接触面积，降低设备的启动阻力，便于设备启动。其中螺旋翼板5-2和螺旋衬板5-3的螺距、直径、数量等参数随着设备规格、物料类型及给排粒度等参数的变化而适当调整。连接螺栓套件5-4采用特质耐磨防腐螺栓，底部采用双耐磨材质螺母，实现螺栓和衬板的等寿命。

在一个更优选的实施例中，筒体部件6包括：筒体本体、给料口8、泡沫溢流调节环9、泡沫冲洗水组件10、排料口11、V型格栅板12、加球口13和卸球口15。筒体本体直径为D，泡沫溢流调节环9直径为D0，螺旋搅拌机构5大径为d。三者的关系是D＞D0＞d，d＝(0.6-0.8)*D。

筒体部件6是磨浮装置的主要功能部件，给料口8设置在筒体本体下部，用于下部给料便于矿物颗粒与磨矿介质14充分接触提高粉碎效率，另外给料口8上设计有药剂添加口用于给磨浮装置内添加选矿用化学药剂，通过底部给料口8添加药剂有利于药剂充分混合并分散，增加浆料和药剂的作用时间，提高物料的矿化效果。加药口设计有单向阀，可避免矿浆或者磨矿介质倒灌及堵塞，浮选药剂通过药剂输送泵高压给入，药剂输送泵可选用离心泵或者螺杆泵等。排料口11设置在筒体本体上部。泡沫溢流调节环9与筒体本体活动连接，泡沫溢流调节环9可以上下调节，进而调整筒体部件6内浆料高度，提高矿化后颗粒的回收率。泡沫溢流调节环9的高度H7可在100-300mm间调节，泡沫槽斜板的夹角α＝30-50°。

泡沫冲洗水组件10与泡沫溢流调节环9连接，泡沫冲洗水组件10用于加速矿物泡沫的破碎速度，提高物料的流速，避免冒槽现象。V型格栅板12设置在筒体本体内部，用于调节浆料的流通速度，提高破碎后细粒级物料的上升速度，并将上部的泡沫层和下方的矿浆层分开，降低运动的矿浆对泡沫层的影响，减小富集后的有用矿物颗粒从气泡的脱落概率。

加球口13设置在筒体本体上部，卸球口15设置在筒体本体下部。加球口13用于及时补加磨矿介质14，确保磨浮机内磨矿介质14始终处于一个稳定的状态，利于磨矿效率最大化。磨矿介质14填充高度H1＝(0.3-0.65)*H。卸球口15用于检修和更换易损件前排出磨矿介质14。磨矿介质14一般为钢球或者陶瓷球，通常是1-3种规格相混合，介质比例需结合给排料粒度确定。

筒体部件6是磨矿过程和浮选过程发生的载体，自下而上分为高强磨矿区、自分级与矿化区和泡沫层区，高强度磨矿区的高度为H1+H2，此区域内磨矿介质14作多维循环运动，矿物颗粒被强烈研磨和挤压，实现矿物由粗变细、至单体解离的过程；自分级与矿化区的高度范围是H3，H3＝(0.3-0.4)*H，此区域内粗物料下沉到高强度磨矿区，细粒物料继续上升，同时细粒物料和微气泡以及化学药剂共同作用，使得单体解离的细粒级物料吸附在气泡表面，快速进入泡沫层区；泡沫层区的高度范围是H4，H4在500-1500mm之间调节，该区域主要形成稳定的泡沫层，有利于有用物料的二次富集，并通过泡沫溢流调节环9进入泡沫槽内，泡沫经泡沫冲洗水组件10消泡后从筒体部件6的排料口11排出。排出的高品位浆料可以作为精矿产品或经分级后进入其他浮选设备中继续富集，进一步提高品位。

如图3所示为筒体部件6内部的V型格栅板12的截面图，通过调节V型格栅板12中角钢大小和数量可以调节V型格栅板12的开孔面积，进而改变矿浆的流通速度，从而缩短矿化后的细粒物料在高强磨矿区的驻留时间，避免细粒物料从矿化气泡上脱落，下沉至磨矿区而出现过磨现象。通过调节V型格栅板12高度，可以改变自分级与矿化区和泡沫层区的高度比例，用于精矿浮选前的细磨时可以适当增加泡沫层区的高度，形成更加稳定的泡沫层，有利于细粒级物料的二次矿化富集，提高精矿的品位。图3中a为角钢投影宽度，b为角钢的截面宽度，c为相邻角钢的间距。

如图4所示，在一个更优选的实施例中，微泡生成系统7包括：微泡发生枪以及设置在微泡发生枪内的微泡发生器。微泡生成系统的微泡发射枪与磨矿介质14的高差H2＝200-500mm，系统高压空气的压力为400-700kPa，充气速度为0.5-1.8m/min。微泡发生器包括：气泡生成腔体、气泡进口和气泡出口，气泡进口和气泡出口分别位于气泡生成腔体的两端。气泡进口的直径为d2，气泡出口的直径为d1，d1＜d2。气泡生成腔体的总长度为L，其中，气泡出口腔体段的长度为l。改变气泡进口直径d2、气泡出口直径d1，气泡出口腔体段的长度l，气泡生成腔体的总长度L的尺寸，能够形成不同的微泡群。微泡发生器装在微泡发射枪内部，方便更换，微泡发射枪的数量根据磨浮装置大小，浆料性质及气体需求量等实时调整。微泡生成系统7是磨浮装置的重要一部分，微泡发生器可以产生微小气泡，用于携带和富集有用矿物颗粒，形成的小直径气泡数量越多，越有利于有用矿物颗粒的收集，矿物单体解离度越高，越利于被收集。

本发明的工作原理是：通过给料口8提供矿物颗粒，通过加球口13补充钢球或者陶瓷球，同时通过给料口8上的加药口添加药剂。启动电机1，电机1带动第一传动轴4旋转，第二转动轴5-1在第一传动轴4的带动下旋转，从而使磨矿介质14和螺旋翼板5-2之间的物料被挤压、研磨，实现物料粒度的减小。微泡生成系统7向筒体部件6内部提供微小气泡，用于携带和富集有用矿物颗粒。

本发明突出边磨边选工艺的优点，提高了设备的稳定性、可靠性和经济性，实现贫、细、杂矿物应收尽收，提高了矿产资源的综合利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种磨浮装置，其特征在于，包括：传动部件、支撑架部件（3）、螺旋搅拌机构（5）、筒体部件（6）和微泡生成系统（7）；所述传动部件通过所述支撑架部件（3）与所述筒体部件（6）连接，所述螺旋搅拌机构（5）与所述传动部件连接，并设置在所述筒体部件（6）内；所述微泡生成系统（7）设置在所述筒体部件（6）上；

所述筒体部件（6）包括：筒体本体、给料口（8）、泡沫溢流调节环（9）、泡沫冲洗水组件（10）、排料口（11）、V型格栅板（12）、加球口（13）和卸球口（15）；所述给料口（8）设置在所述筒体本体下部，所述排料口（11）设置在所述筒体本体上部；所述加球口（13）设置在所述筒体本体上部，所述卸球口（15）设置在所述筒体本体下部；所述泡沫溢流调节环（9）与所述筒体本体活动连接，所述泡沫冲洗水组件（10）与所述泡沫溢流调节环（9）连接；所述V型格栅板（12）设置在所述筒体本体内部，所述V型格栅板（12）的开孔面积通过调节所述V型格栅板（12）中角钢大小和数量实现，所述筒体部件（6）中的自分级与矿化区和泡沫层区的高度比例通过调节所述V型格栅板（12）的高度实现；

所述传动部件包括：电机（1）、减速机部件（2）和第一传动轴（4）；所述电机（1）与所述减速机部件（2）连接，所述第一传动轴（4）一端与所述减速机部件（2）连接，另一端与所述螺旋搅拌机构（5）连接；

所述螺旋搅拌机构（5）包括：第二传动轴（5-1）、螺旋板组件和轴端保护层（5-6）；所述第二传动轴（5-1）的顶部与所述第一传动轴（4）连接；所述螺旋板组件设置在所述第二传动轴（5-1）上；所述轴端保护层（5-6）设置在所述第二传动轴（5-1）底部。

2.根据权利要求1所述的磨浮装置，其特征在于，所述减速机部件（2）包括：减速机和油站润滑系统，所述油站润滑系统与所述减速机连接。

3.根据权利要求1所述的磨浮装置，其特征在于，所述电机（1）与所述减速机部件（2）直联或采用中间皮带过渡连接。

4.根据权利要求1所述的磨浮装置，其特征在于，所述螺旋板组件包括：螺旋翼板（5-2）、螺旋衬板（5-3）、连接螺栓套件（5-4）和端部衬板（5-5）；所述螺旋衬板（5-3）与所述螺旋翼板（5-2）采用连接螺栓套件（5-4）连接固定；所述端部衬板（5-5）与所述螺旋翼板（5-2）的末端连接。

5.根据权利要求4所述的磨浮装置，其特征在于，所述螺旋翼板（5-2）设置有两块，且两块所述螺旋翼板（5-2）的相位角为180°；所述端部衬板（5-5）也设置有两块，分别设置在两块所述螺旋翼板（5-2）的末端。

6.根据权利要求1所述的磨浮装置，其特征在于，所述给料口（8）上设置有药剂添加口。

7.根据权利要求1所述的磨浮装置，其特征在于，所述微泡生成系统（7）包括：微泡发生枪以及设置在所述微泡发生枪内的微泡发生器；所述微泡发生器包括：气泡生成腔体、气泡进口和气泡出口，所述气泡进口和所述气泡出口分别位于所述气泡生成腔体的两端。