CN113843051B - 一种多段搅拌循环调浆设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多段搅拌循环调浆设备与方法，属于矿物浮选搅拌调浆技术领域，解决了现有技术中调浆设备和方法难以满足对微细矿粒所需的高分散、高强化、高效碰撞接触的要求的问题。本发明包括调浆桶，调浆桶内设有导流圆盘桨和搅拌叶轮，所述导流圆盘桨将所述调浆桶内自上而下分为多段强制搅拌调浆区，所述搅拌叶轮设于所述强制搅拌调浆区内，且各所述强制搅拌调浆区内的所述搅拌叶轮的半径梯度化设置。本发明采用多段搅拌循环调浆，搅拌叶轮的半径呈梯度化设置，实现能量的梯度化输入，调浆效果好。

Description

一种多段搅拌循环调浆设备与方法

技术领域

本发明涉及矿物浮选搅拌调浆技术领域，尤其涉及一种多段搅拌循环调浆设备与方法。

背景技术

浮选是针对煤炭与矿物资源最经济有效的分选方法，尤其对细粒与微细粒低品质煤及战略矿产资源中有价组分的规模化回收具有突出贡献。浮选过程是根据颗粒的表界面性质进行的，表面疏水性好的颗粒易与气泡附着作为精矿上浮，亲水的脉石颗粒则留在矿浆中作为尾矿排出。随着机械化开采与重介质选矿工艺的普遍应用，入浮煤泥量多、微细颗粒与连生体含量大、有效分选范围窄等问题日渐突显，对煤泥浮选过程提出了更高的要求。部分选煤厂浮选设备与工艺难以应对煤质资源的恶化，被迫通过牺牲处理量来保证浮选指标合格，造成大量优质煤炭资源损失，因此开发高性能浮选设备是解决煤炭清洁利用难题的关键举措。

调浆是浮选工艺的重要环节之一，其主要目的是增大不同矿物颗粒间的表面性质差异，促进浮选高效分离。浮选前混合调浆能够改善和强化矿物颗粒表面性质，促进浮选药剂的乳化和分散，增加药剂与颗粒间的充分混合和碰撞，强化粘附和吸附过程，以扩大颗粒间表面疏水性差异，从而为进一步的浮选分离提供良好的作用条件，改善矿物浮选效果。因此浮选前的高效调浆是细粒、微细粒矿物浮选分离的先决条件。

由于微细矿物同时具有低密度和高比表面积的性质特点，在浮选过程中易黏附在精煤表面，降低煤颗粒与浮选药剂间的相互作用，对煤表面性质产生影响。现有调浆设备和方法难以满足对微细矿粒所需的高分散、高强化、高效碰撞接触的要求，仅起到一定混合作用且调浆时间短。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种多段搅拌循环调浆设备与方法，用以解决现有调浆设备和方法难以满足对微细矿粒所需的高分散、高强化、高效碰撞接触的要求的问题。

一方面，本发明提供了一种多段搅拌循环调浆设备，包括调浆桶，调浆桶内设有导流圆盘桨和搅拌叶轮，所述导流圆盘桨将所述调浆桶内自上而下分为多段强制搅拌调浆区，所述搅拌叶轮设于所述强制搅拌调浆区内，且各所述强制搅拌调浆区内的所述搅拌叶轮的半径梯度化设置。

进一步地，所述调浆桶内设有搅拌轴，所述导流圆盘桨和所述搅拌叶轮间隔设于所述搅拌轴上，所述搅拌叶轮的直径自上而下按比例增大。

进一步地，所述调浆桶内最上端最下端均为所述搅拌叶轮。

进一步地，所述调浆桶内的多个所述搅拌叶轮为直叶式、折叶式、双正弦圆盘涡轮和螺旋面叶式中的一种或多种。

进一步地，所述导流圆盘桨上均匀开有多个圆弧形剪切口。

进一步地，所述调浆桶内还设有水平放置的环形挡板，所述环形挡板与所述导流圆盘桨的高度对应。

进一步地，所述环形挡板与所述导流圆盘桨之间留有间隙。

进一步地，所述调浆桶内还设有多个竖向放置的导流板，所述导流板沿所述调浆桶的内壁周向均匀分布。

进一步地，所述调浆桶的一侧上端设有矿浆出料口，另一侧下端设有矿浆入料口，所述矿浆出料口与矿浆入料口之间通过管道和循环泵连通。

另一方面，本发明提供了一种多段搅拌循环调桨方法，采用上述的多段搅拌循环调浆设备，步骤包括：

S1：搅拌调浆开始前关闭矿浆出料口、加药管、事故放料口和矿浆循环管道上的流量调节阀，启动电机，待搅拌稳定后，依次打开矿浆出料口、加药管和矿浆入料口处的阀门；

S2：启动超声波发生器，矿浆通过加压泵由矿浆入料口射流给入，冲击高速转动的搅拌叶轮，形成逆流碰撞，剪切分散矿浆，搅拌叶轮搅拌后的矿浆向上运动，通过环形挡板和导流圆盘桨形成的强制剪切调浆区；

S3：矿浆经梯级搅拌叶轮和导流圆盘桨多段调浆后，经矿浆出料口排出，当细泥含量多时，增大循环量减小入料量，增大调浆时间；当细泥含量低时，减小循环量增大入料量，增大设备处理能力。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明采用梯度化搅拌叶轮设计和超声波的引入，用以控制搅拌过程能量梯级输入，提高搅拌过程能量利用率，通过机械搅拌和高频振动提高矿浆湍流耗散率，强化调浆效果。

(2)本发明调浆桶底部采用大尺寸、大直径叶轮实现高能量输入，一方面用以突破颗粒表面水化斥力，实现颗粒与药剂之间有效吸附；另一面擦除粗颗粒表面罩盖细泥避免浮选夹带，同时促进微细颗粒疏水团聚，提高浮选颗粒尺寸，为后续的分选作业提供合适的分选粒度；中部采用中间直径和尺寸叶轮实现较高的能量输入，巩固表面擦洗后的颗粒与微细颗粒和药剂分子的碰撞概率，并保证疏水微粒的絮凝团聚效果；而搅拌槽顶部采用小尺寸、小直径叶轮实现低能量输入，用以悬浮调浆后颗粒，维持浮选矿浆浓度稳定。

(3)在搅拌叶轮高速剪切搅拌的基础上，通过超声波实现颗粒和药剂分子的高频振动，有利于颗粒表面罩盖的高灰细泥脱除和药剂分子的乳化分散，进而强化疏水颗粒与药剂分子的碰撞吸附。

(4)采用多段强制搅拌，延长调浆时间。搅拌叶轮高速搅拌形成负压区，捕收剂与起泡剂分子在压力作用下自吸式进入，在高剪切矿浆流场内分散，解决了传统非极性捕收剂在矿浆中分散性差的难题，提高了颗粒与药剂分子的碰撞接触概率，特别是强化了药剂分子在疏水性微细颗粒表面的吸附。

(5)导流圆盘桨和搅拌叶轮间隔构筑多段强制搅拌区，使得由调浆桶底部上升的矿浆与搅拌叶轮形成逆流对撞，并被挤压通过导流圆盘浆和环形挡板间的间隔，提高矿浆紊流度的同时延长调浆时间，有利于实现对高灰煤泥颗粒表面细泥的剪切脱除，暴露出新鲜表面与药剂分子碰撞接触，强化调浆效果，减少后续浮选过程细泥夹带与罩盖，提高精矿产品质量，同时有利于提高疏水微粒的絮凝团聚效果，增加浮选颗粒尺寸，提高浮选效果。

(6)本发明采用梯度化搅拌叶轮的设计不是将叶轮和转子等关键部件简单的几何尺寸增加，而是充分考虑搅拌桶的内部的矿浆的动力学特性，并根据入料性质和现场生产需要，通过控制强制搅拌区域层数来保证调浆效果质量与稳定，梯度化比例的设置，实现搅拌过程能量的梯度化调整，有利于搅拌调浆桶的大型化发展，提高搅拌设备的单位处理能力，降低搅拌过程单位费用。

(7)本发明对调浆后产品采用射流循环，有效提高了调浆桶的物料适应性与产品稳定性，可根据实际生产过程中煤泥性质波动调节矿浆循环量，提高矿浆调浆时间，当细泥含量多时，应增大循环量减小入料量，增大调浆时间；当细泥含量低时，应减小循环量增大入料量，增大设备处理能力。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为具体实施例1的三层强制搅拌循环调浆设备结构示意图；

图2为具体实施例1的四层强制搅拌循环调浆设备结构示意图；

图3为具体实施例1的超声空化与强制调浆段结构示意图；

图4为具体实施例1的双正弦圆盘涡轮结构示意图；

图5为具体实施例2的调浆桶结构示意图；

图6为具体实施例3的调浆桶结构示意图；

图7为具体实施例4的调浆桶结构示意图；

图8为具体实施例5的调浆桶结构示意图；

图9为具体实施例6的调浆桶结构示意图。

附图标记：

1-传动组件；2-减速器；3-电机；4-搅拌轴；5-加药管；6-矿浆出料口；7-环形挡板；71-超声波发生器；8-导流板；9-导流圆盘桨；10-矿浆入料口；11-搅拌叶轮；12-事故放料口；13-循环泵。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个具体实施例，如图1所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，包括调浆桶，调浆桶内设有导流圆盘桨9和搅拌叶轮11，导流圆盘桨9将调浆桶内自上而下分割为多段强制搅拌调浆区，搅拌叶轮11设于强制搅拌调浆区内，且各强制搅拌调浆区内的搅拌叶轮11的半径梯度化设置。

与现有技术相比，本实施例提供的基于能量调控的多段强制搅拌循环调浆设备，在搅拌调浆桶内设置半径梯度化的搅拌叶轮，用以控制搅拌过程能量梯级输入，提高搅拌过程能量利用率，有利于颗粒悬浮和药剂分散，强化调浆效果。

调浆桶由中空的圆柱段和中空的圆锥段组成，圆柱段设于圆锥段的上方，圆柱段的上方设有动力单元，动力单元包括传动组件1、减速器2和电机3，减速器2和电机3之间通过传动组件1连接，传动组件1可以为带传动组件、链传动组件或者齿轮传动组件，优选地，传动组件1为带传动组件，包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，第一皮带轮与电机3的输出轴通过键连接，第二皮带轮与减速器2的输入轴通过键连接，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮，通过带传动将电机3的动力传递给减速器2。

调浆桶内设有搅拌轴4，搅拌轴4的一端与减速器2连接，电机3的动力经过传动组件1、减速器2输送到搅拌轴4，导流圆盘桨9和搅拌叶轮11间隔设于搅拌轴4上，搅拌叶轮11的直径自上而下按比例增大。

具体地，搅拌叶轮11搅拌时的动力消耗主要用于克服矿浆阻力和吸入矿浆及将矿浆甩出搅拌叶轮区，调浆桶底部的强制搅拌调浆区设置大尺寸(搅拌叶轮11的高度)、大直径的搅拌叶轮11，中部的强制搅拌调浆区设置中间尺寸、中间直径的搅拌叶轮11，顶部的强制搅拌调浆区设置小尺寸、小直径的搅拌叶轮11，即调浆桶内搅拌叶轮11的高度和/或半径均自下而上按比例减小。

本实施例中，调浆桶底部采用大高度、大直径的搅拌叶轮实现高能量输入，一方面用以突破物料颗粒表面水化斥力，实现物料颗粒与药剂之间有效吸附；另一方面擦除粗颗粒表面罩盖细泥避免浮选夹带，同时促进微细颗粒疏水团聚，提高浮选颗粒尺寸，为后续的分选作业提供合适的分选粒度；调浆桶中部采用中间高度和直径的搅拌叶轮实现较高的能量输入，巩固表面擦洗后的颗粒与微细颗粒和药剂分子的碰撞概率，并保证疏水微粒的絮凝团聚效果；调浆桶顶部采用小高度、小直径的搅拌叶轮实现低能量输入，用以悬浮调浆后颗粒，维持浮选矿浆浓度稳定。

值得注意的是，调浆桶内最上端和最下端均为搅拌叶轮11。搅拌叶轮11为直叶式、折叶式、双正弦圆盘涡轮和螺旋面叶式中的一种或多种，优选地，如图4所示，搅拌叶轮11自上而下均为双正弦圆盘涡轮，具体地，搅拌叶轮11的叶片呈波浪形。

本实施例中，调浆桶内设有3～4段强制搅拌调浆区，搅拌叶轮11的半径自上而下按比例增大，如图1所示，当调浆桶内为3段强制搅拌调浆区时，搅拌叶轮11自上而下比例为1：1.1：1.2；如图2所示，当调浆桶内为4段强制搅拌调浆区时，搅拌叶轮11自上而下比例为1：1.1：1.2：1.2。优选地，调浆桶内设有3段强制搅拌调浆区，对于高灰细泥含量大的低品质煤泥可设为4段强制搅拌调浆区。

如图3所示，为了增强对煤泥的剪切效果，导流圆盘桨9上均匀开有多个圆弧形剪切口，一般为4～12个，优选地，设有6个。设于搅拌叶轮11之间的导流圆盘桨9的直径相同。

调浆桶内还设有水平放置的环形挡板7，环形挡板7的外径与调浆桶的圆柱段的内径相等，环形挡板7与导流圆盘桨9的高度对应，且环形挡板7内径与导流圆盘桨9留有间隙，形成强制剪切调浆区，间隙为1mm～5mm，优选地，环形挡板7内径与导流圆盘桨9之间的间隙为4mm。

需要说明的是，环形挡板7和导流圆盘桨9的数量相同，搅拌叶轮11的数量多于环形挡板7数量1～2个，优选1个。

为了增强矿浆流体湍流度，进一步提高矿浆搅拌效果，调浆桶内还设有导流板8，导流板8竖向固定在调浆桶圆柱段内壁上，且沿调浆桶圆柱段周向均匀分布，用于阻碍矿浆惯性流动，提高矿浆湍流度。导流板8的数量为4～12个，优选地，调浆桶内周向设有8个导流板8。

为了进一步强化搅拌调浆效果，环形挡板7内设有超声波发生器71，实现搅拌过程超声能量场的输入。在搅拌叶轮11高速剪切搅拌矿浆的基础上，超声波实现颗粒和药剂分子的高频振动，有利于颗粒表面罩盖的高灰细泥脱除和药剂分子的乳化分散，进而有利于疏水颗粒与药剂分子的碰撞吸附。

调浆桶的圆柱段的一侧上端设有矿浆出料口6，另一侧下端设有矿浆入料口10，矿浆出料口6与矿浆入料口10之间通过管道和循环泵13连通，管道上设有流量调节阀。调浆桶的圆锥段底部与事故放料口12相连。调浆桶的一侧设有加药管5，加药管5设有多个与调浆桶内部连通的支管，每个支管上设有电动控制阀门，可根据实际工况需要调节电动控制阀门的开闭实现多点加药。

值得注意的是，加药管5的支管的出药口位于强制搅拌调浆区内且位于搅拌叶轮11的上方，高速转动的搅拌叶轮11会在其上方产生负压区，使得药剂被自发的吸入调浆桶内，同时药剂在搅拌叶轮11高速剪切作用下被分散乳化，提高药剂与矿物颗粒的碰撞接触概率，强化调浆效果和疏水微粒絮凝团聚效果。由于调浆桶内最上层搅拌叶轮11采用低能量输入，仅用于维持已完成调浆的矿浆浓度稳定，因此最上端的搅拌叶轮11的上方不设置加药支管。

在一个可选的实施例中，调浆桶的两侧均设有加药管5，加药管5设有多个与调浆桶内部连通的支管。

本实施例中通过采用梯度化搅拌叶轮设计与超声波的引入实现搅拌过程能量的梯级调控，同时采用导流圆盘浆和含内置超声波发生器的环形挡板构筑多段搅拌区延长矿浆通过时间实现强制搅拌，矿浆射流循环的结构设计提高了设备的物料适应性与产品稳定性，尤其适用于高灰细泥含量大的低品质难浮难选煤泥浮选前搅拌调浆。

本实施例中多段搅拌叶轮和导流圆盘桨产生的强紊流一方面有助于颗粒悬浮、药剂分散和清洗固体颗粒表面黏附的异质细泥，另一方面也可以加大细粒矿物与药剂的碰撞概率，使药剂更多地吸附在颗粒表面进行疏水活化；同时调浆后产品的射流循环延长了调浆时间，有效的提高了搅拌桶的物料适应性与产品稳定性，进而综合实现高效调浆的目的。

实施例2

本发明的一个具体实施例，如图5所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，与实施例1的区别在于，调浆桶内的搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的高度和/或半径自上而下依次递增，环形挡板7与导流圆盘桨9之间的间隙自上而下递减。

本实施例中，矿浆通过时间随间隙大小由下至上依次减小，底部环形挡板7与导流圆盘浆9之间的间隙小，形成湍流耗散度高，同时延长矿浆通过时间，有利于提高强制剪切调浆效果，强化颗粒表面细泥擦除与药剂分散，尤其适用于细泥含量大的物料类型。其他结构和有益效果与实施例1相同，在此不再一一赘述。

实施例3

本发明的一个具体实施例，如图6所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，与实施例1的区别在于，调浆桶内的搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的高度和/或半径自上而下依次递增，环形挡板7与导流圆盘桨9之间的间隙自上而下保持一致，即环形挡板7的内环半径自上而下依次增大。

本实施例中，调浆强度保持梯度化设置，矿浆通过时间自上至下保持相等，在保证调浆效果的基础上，提高了设备单位时间的调浆量，适用于细泥含量少的普通物料类型。其他结构和有益效果与实施例1相同，在此不再一一赘述。

实施例4

本发明的一个具体实施例，如图7所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，与实施例1的区别在于，调浆桶内同组搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的半径相同，搅拌叶轮11的半径自上而下依次递增，环形挡板7与导流圆盘桨9之间的间隙自上而下递减。

需要说明的是，调浆桶内最上端的搅拌叶轮11与其紧邻的导流圆盘桨9可视为同组，其他组依次向下划分，或最下端搅拌叶轮11与其紧邻的导流圆盘桨9视为同组，其他组依次向上划分。

本实施例中，调浆桶内同组搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的半径相同，降低了搅拌叶轮和导流圆盘浆间的转动惯量差异，在满足梯度化调浆的同时，减轻了主轴功耗。

本实施例中，矿浆通过时间随间隙大小由下至上依次减小，底部环形挡板7与导流圆盘浆9之间的间隙小，形成湍流耗散度高，同时延长矿浆通过时间，有利于提高强制剪切调浆效果，强化颗粒表面细泥擦除与药剂分散，尤其适用于细泥含量大的物料类型。其他结构和有益效果与实施例1相同，在此不再一一赘述。

实施例5

本发明的一个具体实施例，如图8所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，与实施例1的区别在于，调浆桶内同组搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的半径相同，搅拌叶轮11的半径自上而下依次递增，环形挡板7与导流圆盘桨9之间的间隙自上而下保持一致，即环形挡板7的内环半径自上而下依次增大。

需要说明的是，调浆桶内最上端的搅拌叶轮11与其紧邻的导流圆盘桨9可视为同组，其他组依次向下划分，或最下端搅拌叶轮11与其紧邻的导流圆盘桨9视为同组，其他组依次向上划分。

本实施例中，调浆桶内同组搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的半径相同，降低了搅拌叶轮和导流圆盘浆间的转动惯量差异，在满足梯度化调浆的同时，减轻了主轴功耗，适用于细泥含量少的普通物料类型。

本实施例中，调浆强度保持梯度化设置，矿浆通过时间自上至下保持相等，在保证调浆效果的基础上，提高了设备处理能力，适用于细泥含量少的普通物料类型。其他结构和有益效果与实施例1相同，在此不再一一赘述。

实施例6

本发明的一个具体实施例，如图9所示，公开了一种多段搅拌循环调浆设备，与实施例1的不同之处在于，调浆桶内的搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的半径自下而上依次递增，环形挡板7与导流圆盘桨9之间的间隙自下而上递减或保持一致。

本实施例中，调浆桶底部可采用小尺寸、小直径的搅拌叶轮实现颗粒低能量输入，用于颗粒分散和维持颗粒悬浮；中部采用中间直径和尺寸的搅拌叶轮实现较高的能量输入，实现颗粒表面罩盖细泥擦除、强化细泥分散，同时促进药剂乳化，提高矿物颗粒与药剂分子的碰撞黏附概率；顶部采用大尺寸、大直径的搅拌叶轮实现高能量输入，分别强化矿物颗粒表面细泥擦除概率和矿物颗粒与药剂分子的碰撞黏附概率。

实施例7

本发明的一个具体实施例，公开了一种多段搅拌循环调浆方法，采用实施例1-实施例7任一所述多段搅拌循环调浆设备，步骤包括：

S1：搅拌调浆开始前预先关闭调浆桶矿浆出料口6、加药管5、事故放料口12和矿浆循环管道上的流量调节阀，随后启动电机3，通过传动组件1和减速器2带动搅拌轴4上的多段导流圆盘桨9和搅拌叶轮11旋转，待搅拌稳定后，依次打开矿浆出料口6、加药管5和矿浆入料口10处的阀门。

在梯度化搅拌叶轮11和导流圆盘桨9的高速搅拌作用下，调浆桶内部形成多段梯度化强制搅拌区；搅拌叶轮11在高速搅拌中产生负压，加药管5中的药剂分子在压力的作用下自吸式进入矿浆，并被高转速搅拌叶轮11剪切分散，提高了药剂分子与颗粒的碰撞概率。

在调浆桶内部自底向上采用搅拌叶轮11和导流圆盘桨9交替排布，构筑多段独立搅拌区，一方面有利于阻碍矿浆流动延长调浆时间，另一方面有利于提高区域矿浆湍动能增强调浆效果。

其中捕收剂选用煤油、柴油或松油，优选柴油；用量为0.5～4kg/t，优选1kg/t；起泡剂选用仲辛醇、甲基异丁基甲醇、甲基戊醇或十二烷基三甲基溴化铵，优选仲辛醇；用量为0.2～2kg/t，优选0.5kg/t。

S2：启动超声波发生器71，矿浆通过加压泵由矿浆入料口10射流给入，冲击高速转动的搅拌叶轮11，形成逆流碰撞，剪切分散矿浆。搅拌叶轮11搅拌后的矿浆向上运动，通过环形挡板7和导流圆盘桨9形成的强制剪切调浆区，进一步提高矿浆的剪切分散效果。

搅拌叶轮11采用梯度化设计，实现了能量的梯度化引入，提高了能量利用率，降低生产成本。底部采用大尺寸、大直径的搅拌叶轮实现搅拌过程高能量输入，有利于对颗粒表面细泥擦洗、细颗粒与药剂碰撞和疏水微粒的絮凝团聚，强化调浆效果；中部采用中间直径和尺寸的搅拌叶轮实现较高的能量输入，巩固表面擦洗后的颗粒与微细颗粒和药剂分子的碰撞概率，并保证疏水微粒的絮凝团聚效果；顶部采用小尺寸、小直径的搅拌叶轮实现低能量输入，用于调浆后的颗粒悬浮，避免粗颗粒沉降，维持矿浆浓度稳定。

环形挡板7设有超声波发生器71，在搅拌叶轮11高速剪切搅拌的基础上，通过引入超声波实现颗粒和药剂分子的高频振动，有利于颗粒表面罩盖的高灰细泥脱除和药剂分子的乳化分散，进而有利于疏水颗粒与药剂分子的碰撞吸附。

S3：矿浆经梯级搅拌叶轮11和导流圆盘桨9多段调浆后，经矿浆出料口6排出。矿浆出料口6处与矿浆入料口10间通过管道和循环泵13连接，可根据实际生产过程中煤泥性质波动调节矿浆循环量，保证调浆效果稳定，当细泥含量多时，应增大循环量减小入料量，增大调浆时间；当细泥含量低时，应减小循环量增大入料量，增大设备处理能力。

值得注意的是，根据入料性质和现场生产需要，也可通过添加强制搅拌区层数来提高调浆效果。当煤泥性质浮杂难浮选时，如低阶煤和氧化煤等，应增大强制搅拌区域层数，选用四层强制搅拌调浆桶来增大调浆时间，强化调浆效果；当煤泥性质均一易浮选时，如无烟煤和焦肥煤等，常规三层强制搅拌调浆桶即可满足生产需要，降低生产成本。当设备出现故障或检修时，可通过矿浆排料口12放出调浆桶内矿浆进行检修操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多段搅拌循环调浆方法，其特征在于，采用多段搅拌循环调浆设备，所述多段搅拌循环调浆设备包括调浆桶，调浆桶内设有导流圆盘桨（9）和搅拌叶轮（11），所述导流圆盘桨（9）将所述调浆桶内自上而下分为多段强制搅拌调浆区，所述搅拌叶轮（11）设于所述强制搅拌调浆区内，且各所述强制搅拌调浆区内的所述搅拌叶轮（11）的半径梯度化设置；

所述调浆桶内设有搅拌轴（4），所述导流圆盘桨（9）和所述搅拌叶轮（11）间隔设于所述搅拌轴（4）上，所述搅拌叶轮（11）的直径自上而下按比例增大；

所述导流圆盘桨（9）上均匀开有多个圆弧形剪切口；所述调浆桶内还设有水平放置的环形挡板（7），所述环形挡板（7）与所述导流圆盘桨（9）的高度对应；所述环形挡板（7）的外径与调浆桶的圆柱段的内径相等，所述环形挡板（7）与所述导流圆盘桨（9）之间留有间隙，形成强制剪切调浆区，间隙为1mm～5mm；所述调浆桶内还设有多个竖向放置的导流板（8），所述导流板（8）沿所述调浆桶的内壁周向均匀分布；所述调浆桶的一侧上端设有矿浆出料口（6），另一侧下端设有矿浆入料口（10），所述矿浆出料口（6）与矿浆入料口（10）之间通过管道和循环泵（13）连通，矿浆通过矿浆入料口（10）射流给入；

搅拌叶轮（11）包括第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮；调浆桶底部的强制搅拌调浆区设置大高度、大直径的第一搅拌叶轮，中部的强制搅拌调浆区设置中间高度、中间直径的第二搅拌叶轮，顶部的强制搅拌调浆区设置小高度、小直径的第三搅拌叶轮；

环形挡板（7）内设有超声波发生器（71），超声波发生器（71）位于导流板（8）与导流圆盘桨（9）之间；调浆桶的外部设有加药管（5），加药管（5）设有多个与调浆桶内部连通的支管，每个支管上设有电动控制阀门，支管的出药口位于强制搅拌调浆区内，且位于搅拌叶轮的上方；高速转动的搅拌叶轮（11）的上方产生负压区，使得药剂被自发的吸入调浆桶，同时药剂在搅拌叶轮（11）高速剪切作用下被分散乳化；

调浆桶由中空的圆柱段和中空的圆锥段组成，圆柱段设于圆锥段的上方，圆柱段的上方设有动力单元，动力单元包括传动组件（1）、减速器（2）和电机（3），减速器（2）和电机（3）之间通过传动组件（1）连接，传动组件（1）为带传动组件，传动组件包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，第一皮带轮与电机（3）的输出轴通过键连接，第二皮带轮与减速器（2）的输入轴通过键连接，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮，通过带传动将电机（3）的动力传递给减速器（2）；

调浆桶内最上端和最下端均为搅拌叶轮（11）；第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮为双正弦圆盘涡轮；

所述多段搅拌循环调浆方法的步骤包括：

S1：搅拌调浆开始前关闭矿浆出料口（6）、加药管（5）、事故放料口（12）和矿浆循环管道上的流量调节阀，启动电机（3），待搅拌稳定后，依次打开矿浆出料口（6）、加药管（5）和矿浆入料口（10）处的阀门；

其中，捕收剂选用煤油、柴油或松油，用量为0.5~4kg/t，起泡剂选用仲辛醇、甲基异丁基甲醇、甲基戊醇或十二烷基三甲基溴化铵，用量为0.2~5kg/t；

S2：启动超声波发生器（71），矿浆通过加压泵由矿浆入料口（10）射流给入，冲击高速转动的第一搅拌叶轮，形成逆流碰撞，剪切分散矿浆，第一搅拌叶轮搅拌后的矿浆向上运动，通过环形挡板（7）和导流圆盘桨（9）形成的强制剪切调浆区；

S3：矿浆经梯级搅拌叶轮（11）包括第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮和导流圆盘桨（9）多段调浆后，经矿浆出料口（6）排出，当细泥含量多时，增大循环量减小入料量，增大调浆时间；当细泥含量低时，减小循环量增大入料量，增大设备处理能力。