CN113952777A - 一种固液浆料均化过滤装置及缩分方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及选矿实验室装置及方法，尤其涉及一种固液浆料均化过滤装置及缩分方法。包括分配锥、分配锥套筒、给料斗、布氏漏斗与抽滤瓶；布氏漏斗固接在抽滤瓶顶部，并与其内部相通，分配锥套筒设置在布氏漏斗顶部，并与其内部相通，给料斗与分配锥套筒相连通；分配锥设置在分配锥套筒内部，分配锥与电机相连，电机带动分配锥旋转。能够方便、快速、准确地对固液浆料进行一分多，满足研究、生产及检测需要。

Description

一种固液浆料均化过滤装置及缩分方法

技术领域

本发明涉及选矿实验室装置及方法，尤其涉及一种固液浆料均化过滤装置及缩分方法。

背景技术

在选矿及相关行业科研及生产实践中，经常需要将固液浆料进行均化缩分，以满足研究、生产及检测需要。目前，正在使用的湿式分样器有：1、湿式二分器，即一分为二的湿式分样器。湿式二分器在进行缩分时，由于固液浆料给入分样器存在不均匀现象会影响分样的均匀性；另外，如果要将样品一分多时，湿式二分器存在反复操作，复杂且效率低的缺点。2、一分多的旋转分样器，此类分样器由带有排矿口的搅拌桶及多个接料槽组成，接料槽在搅拌桶周围等间隔等半径分布，搅拌桶等速旋转，物料从排料口给入相应位置的接料槽。存在缺点是：a、搅拌桶旋转给料，随着物料排出，搅拌桶内固液浆料量、液面变化，排料口排出物料速度也会变化，固液浆料流不稳定，影响分样的均匀性；b、搅拌桶旋转给料，给料口与接料口间有距离，固液浆料易飞溅；c、沉积在排料口及搅拌桶内物料较多，若冲洗后分样，对固液浆料性质影响较大，且也存在分配不均匀的情况；3、一分多的分样锥，搅拌均匀的固液浆料经分样锥均匀分配。要求分样锥锥面光滑，锥底面水平，固液浆料给矿正对锥顶，且沿锥面周向均匀。存在的缺点是固液浆料正对锥顶给入，且实现沿锥面周向均匀分布难度很大，即存在要求高，操作复杂等问题；4、一分多的搅拌桶配合分样板，存在的缺点是要求高，操作复杂等问题。以上4种方法均存在分样不够准确的问题。

综上所述，现有的湿式分样器存在操作不便、操作不稳定、分样均匀性差、误差大、分样时间长等缺点，且均为1分多，不能在保证代表性要求的前提下，灵活获取缩分后的样品量，影响了其在科研及生产中的应用。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种固液浆料均化过滤装置及缩分方法，能够方便、快速、准确地对固液浆料进行一分多，满足研究、生产及检测需要。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种固液浆料均化过滤装置，包括分配锥、分配锥套筒、给料斗、布氏漏斗与抽滤瓶；布氏漏斗固接在抽滤瓶顶部，并与其内部相通，分配锥套筒设置在布氏漏斗顶部，并与其内部相通，给料斗与分配锥套筒相连通；分配锥设置在分配锥套筒内部，分配锥与电机相连，电机带动分配锥旋转。

所述分配锥设有两级以上的锥面，分配锥套筒设有与之相应的两级以上的凸沿。

所述分配锥通过传动杆与电机相连，电机固接在电机架上，电机架固接在布氏漏斗上。

所述分配锥套筒固接在分配锥套筒支架上，分配锥套筒支架卡接在布氏漏斗上。

所述布氏漏斗内部设有过滤盘。

所述抽滤瓶的瓶口处设有抽滤瓶胶塞，抽滤瓶胶塞中心设有与布氏漏斗的漏斗嘴相应的开口。

所述抽滤瓶上部设有抽气口，抽滤瓶下部设有滤液排放口。

一种的固液浆料均化分配方法，具体包括如下步骤：

1)将抽滤瓶放置操作平台上，将抽滤瓶胶塞套入布氏漏斗的漏斗嘴根部，塞入抽滤瓶的瓶口；滤液排放口用胶塞塞紧，抽气口用耐压胶管连接真空泵；

2)将滤纸放在布氏漏斗过滤盘上，启动真空泵，使滤纸紧贴过滤盘；

3)启动电机，电机带动分配锥匀速旋转，将固液浆料S倒入给料斗；固液浆料由给料斗进入分配锥套筒，通过分配锥与分配锥套筒将固液浆料均化，并流到滤纸上；

4)经三次以上均化的固液浆料在滤纸上形成沿圆周方向均匀的滤饼；等滤饼中水分符合后续缩分要求时，关闭真空泵，静置；

5)取出滤饼；

6)打开抽滤瓶下部的滤液排放口，排出滤液。

一种缩分方法，具体包括如下步骤：

1)称出滤饼的质量m_g，设定样品质量为m₁，在圆形滤饼上截取圆心角度数为360/(m_g/m₁)°的扇形，并用天平称重调节，使其质量为m₁；

若质量小于m₁，沿径向截取圆形滤饼添加，直到质量为m₁；若质量大于m₁，沿径向截取去除部分扇形滤饼，直到其质量为m₁，即获得1份固态样品；

2)用天平称出滤液的质量m_y，从滤液中称取质量为m_y/(m_g/m₁)，与步骤1)固体样品对应的1份液体样品m₁′；

3)将m₁和m₁′混均，得到所需的固液浆料S₁，即从固液浆料浆取得了符合量和质要求的1份代表性样品S₁；

4)同理，重复步骤1)～3)即可获得相同质量或任意质量的多份样品，S₂……S_n。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明可将一个固液浆料分为多个在质量、浓度、粒度组成及化学成分上保持代表性的小试样；

2)能够方便、快速、准确地对固液浆料进行一分多，满足研究、生产及检测需要。

2)本发明结构简单，制造成本低、操作方便、分样均匀准确、可均分，可取样品总量以内的任意量、无需冲洗水；本发明实用性、适应性强，能够在科研及生产中广泛应用。

附图说明

图1是本发明结构示意主视剖视图；

图2是本发明固液浆料均化装置结构示意主视剖视图。

图中：1-电机2-电机支架3-传动杆4-给料斗5-分配锥套筒6-分配锥套筒支架7-分配锥8-布氏漏斗9-过滤盘10-抽滤瓶胶塞11-抽滤瓶12-抽气口13-滤液排放口14-滤液

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，一种固液浆料均化过滤装置，包括电机1、电机支架2、传动杆3、给料斗4、分配锥套筒5、分配锥套筒支架6、分配锥7、布氏漏斗8与抽滤瓶11。

抽滤瓶11的瓶口处设有抽滤瓶胶塞10，抽滤瓶胶塞10中心设有与布氏漏斗8的漏斗嘴相应的开口，布氏漏斗8的漏斗嘴根部能从开口插入抽滤瓶11中。抽滤瓶11上部设有抽气口12，抽滤瓶11下部设有滤液排放口13。

分配锥套筒5固接在分配锥套筒支架6上，分配锥套筒支架6下部为圆环底座，可置于布氏漏斗8上沿。

给料斗4固接在分配锥套筒5顶部，并且与分配锥套筒5内部相连通。分配锥套筒5内部与布氏漏斗8内部相连通。布氏漏斗8内部设有过滤盘9。

分配锥7安装在分配锥套筒5内部，分配锥7通过传动杆3与电机1相连，电机1固接在电机架2上，电机架2固接在布氏漏斗8与分配锥套筒支架6上。

分配锥7设有两级台阶型锥面，分配锥套筒5设有与之相应的两级台阶型的凸沿。

电机1、电机支架2、传动杆3、给料斗4、分配锥套筒5、分配锥套筒支架6与分配锥7组成固液浆料均化装置。

一种的固液浆料均化分配方法，具体包括如下步骤：

1、将抽滤瓶11放在稳固的操作平台上，将抽滤瓶胶塞10套入布氏漏斗8的漏斗嘴根部，塞入抽滤瓶11上口。滤液排放口13用胶塞塞紧，抽气口12用耐压胶管连接真空泵。

2、将滤纸放入布氏漏斗8过滤盘9上，必要时用水润湿，启动真空泵，使滤纸紧贴过滤盘9。一般情况，滤纸直径比过滤盘9略大一些，润湿的滤纸周边应翘起并紧贴漏斗壁，这样方便过滤完成后取出全部滤饼。

3、启动电机1并由传动杆3带动分配锥7快速旋转，将固液浆料S慢慢匀速倒入给料斗4。

固液浆料S由给料斗进入分配锥套筒5上部时，在传动杆3带动下进行初步搅拌，呈螺旋流向下流动，由于旋转速度大于固液浆料S自然向下流速，因此，固液浆料S在分配锥套筒5上部可以实现圆周方向的初步混均。为防止固液浆料S沿分配锥套筒5壁未经均化直接流出，分配锥套筒5内设有两级凸沿，保证固液浆料S落在分配锥7锥面上。为保证固液浆料S沿圆周方向充分混匀，分配锥7设有两级锥面。固液浆料S从分配锥套筒5上部流下后，落在分配锥7上锥面上，由于锥面快速旋转以及固液浆料S的惯性作用，固液浆料S在锥面上首先进行周向分布，同时在离心作用下沿锥面向圆心外运动，并沿圆锥外沿切线方向分散在分配锥套筒5壁上。由于锥面的旋转速度远大于固液浆料自然向下流速，固液浆料S在锥面上和分配锥套筒5上均可实现均化，即便固液浆料S流量较大，分配锥7与分配锥套筒5无间隙的情况下依然可实现对固液浆料S的搅拌均化。固液浆料S沿分配锥套筒5壁流下至分配锥7下锥面上，同样，旋转的锥面再次将固液浆料S分散在分配锥套筒5下层内壁上，最后，经三次均化的固液浆料S流下至滤纸上，并在滤纸上形成沿圆周方向均匀的滤饼。

等滤饼中水分较少，符合后续缩分要求时，关闭真空泵，静置。

4、取下固液浆料均化装置，待空气穿过滤饼进入抽滤瓶11、负压减小、滤纸松动后，小心提起滤饼周边的滤纸，取出滤饼。如果滤饼较厚，无法直接提出，可将布氏漏斗8从抽滤瓶11口拔出，然后倒扣在清洁平整的工作台面上，向布氏漏斗8口吹气，滤饼连同滤纸即可落在工作台面上，轻轻揭下滤纸即可得到滤饼。

5、打开抽滤瓶11下部的滤液排放口13，倾斜抽滤瓶11，即可将滤液14全部排出。

6、整理过滤装置，过滤操作全部完成。

一种缩分方法，具体包括如下步骤：

1)称出滤饼的质量m_g，设定样品质量为m₁，在圆形滤饼上截取圆心角度数为360/(m_g/m₁)°的扇形，并用天平称重调节，使其质量为m₁；

若质量小于m₁，沿径向截取圆形滤饼添加，直到质量为m₁；若质量大于m₁，沿径向截取去除部分扇形滤饼，直到其质量为m₁，即获得1份固态样品；

2)用天平称出滤液的质量m_y，从滤液中称取质量为m_y/(m_g/m₁)，与步骤1)1固体样品对应的1份液体样品m₁′；

3)将m₁和m₁′合并混均，得到所需的固液浆料S₁，即从固液浆料浆取得了符合量和质要求的1份代表性样品S₁；

4)同理，重复步骤1)～3)即可获得相同质量或任意质量的多份样品，S₂……S_n。

其原理为：拟将固液浆料S分成质量相等或不等的S₁ S₂……S_n。首先将S均化过滤。再称出滤饼的质量m_g，按需要对圆形滤饼截取扇形，如需要滤饼样品质量为m_n克，截取扇形圆心角的度数为360/(m_g/m_n)°，用天平精确调控，使其质量为的m_n；称出滤液的质量m_y，从中称取质量m_n′为m_y/(m_g/m_n)。后将称取后的m_n克固相和m_n′克液相合并为得到所需的一份固液浆料S_n。

实施例：

从现场分级溢流取回矿浆1桶，用秤称量，其质量为2756.5g。

因试验需要4个样品，每份质量为200g。因此拟将该矿浆缩分为每份固体质量为200g的4个样品，余下部分用于化验分析或他用。

缩分步骤如下：

1、按上述实施方式，将该固液浆料搅拌分配过滤，获得圆形滤饼和滤液。

2、用天平称出圆形滤饼的质量，其质量为1069.8g。按滤饼中含水量约为干重的10％计，算出每份样品滤饼质量约为200×110％＝220(g)。

3、在圆形滤饼上截取圆心角度数约为74度，即360×220/1069.8＝74.03度的扇形，称重，若质量小于220g，在圆形滤饼沿径向截取添加，直到220g,若质量大于220g，在扇形沿径向截取去除，直到220g，即获得1份固相样品。

4、重复3次，得到另3份质量为220g的样品。

5、称取滤液质量，其值为1670.6g。质量误差：1-(1670.6+1069.8)/2756.5＝0.6％，损失小于1％。符合要求。

6、称取质量为220×1670.6/1069.8＝343.55g的滤液4份

7、将每份滤饼与滤液混合，即得到4份每份物料质量为200g，浓度、粒度等性质相一致的矿浆样品。经试验后称重、分析确认，每份样品质量均为195～205g间，且代表性完全符合要求。

本发明可将一个固液浆料分为多个在质量、浓度、粒度组成及化学成分上保持代表性的小试样。能够方便、快速、准确地对固液浆料进行一分多，满足研究、生产及检测需要。本发明结构简单，制造成本低、操作方便、分样均匀准确、可均分，可取样品总量以内的任意量、无需冲洗水；本发明实用性、适应性强，能够在科研及生产中广泛应用。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于，包括分配锥、分配锥套筒、给料斗、布氏漏斗与抽滤瓶；布氏漏斗固接在抽滤瓶顶部，并与其内部相通，分配锥套筒设置在布氏漏斗顶部，并与其内部相通，给料斗与分配锥套筒相连通；分配锥设置在分配锥套筒内部，分配锥与电机相连，电机带动分配锥旋转。

2.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述分配锥设有两级以上的锥面，分配锥套筒设有与之相应的两级以上的凸沿。

3.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述分配锥通过传动杆与电机相连，电机固接在电机架上，电机架固接在布氏漏斗上。

4.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述分配锥套筒固接在分配锥套筒支架上，分配锥套筒支架卡接在布氏漏斗上。

5.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述布氏漏斗内部设有过滤盘。

6.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述抽滤瓶的瓶口处设有抽滤瓶胶塞，抽滤瓶胶塞中心设有与布氏漏斗的漏斗嘴相应的开口。

7.根据权利要求1所述的一种固液浆料均化过滤装置，其特征在于：所述抽滤瓶上部设有抽气口，抽滤瓶下部设有滤液排放口。

8.一种基于权利要求1～7任意一项所述固液浆料均化过滤装置的固液浆料均化分配方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)将抽滤瓶放置操作平台上，将抽滤瓶胶塞套入布氏漏斗的漏斗嘴根部，塞入抽滤瓶的瓶口；滤液排放口用胶塞塞紧，抽气口用耐压胶管连接真空泵；

2)将滤纸放在布氏漏斗过滤盘上，启动真空泵，使滤纸紧贴过滤盘；

3)启动电机，电机带动分配锥匀速旋转，将固液浆料S倒入给料斗；固液浆料由给料斗进入分配锥套筒，通过分配锥与分配锥套筒将固液浆料均化，并流到滤纸上；

4)经三次以上均化的固液浆料在滤纸上形成沿圆周方向均匀的滤饼；等滤饼中水分符合后续缩分要求时，关闭真空泵，静置；

5)取出滤饼；

6)打开抽滤瓶下部的滤液排放口，排出滤液。

9.一种基于权利要求8所述固液浆料均化分配方法的缩分方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)称出滤饼的质量m_g，设定样品质量为m₁，在圆形滤饼上截取圆心角度数为360/(m_g/m₁)°的扇形，并用天平称重调节，使其质量为m₁；

若质量小于m₁，沿径向截取圆形滤饼添加，直到质量为m₁；若质量大于m₁，沿径向截取去除部分扇形滤饼，直到其质量为m₁，即获得1份固态样品；

2)用天平称出滤液的质量m_y，从滤液中称取质量为m_y/(m_g/m₁)，与步骤1)固体样品对应的1份液体样品m₁′；

3)将m₁和m₁′混均，得到所需的固液浆料S₁，即从固液浆料浆取得了符合量和质要求的1份代表性样品S₁；

4)同理，重复步骤1)～3)即可获得相同质量或任意质量的多份样品，S₂……S_n。

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