CN115634780A - 一种实验室密闭式充气浮选设备及其浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种实验室密闭式充气浮选设备及其浮选方法，包括钢架，钢架顶面固接有密闭浮选组件，密闭浮选组件包括与钢架顶面固接的真空箱，真空箱内固接有集矿槽，真空箱内底部固接并连通有浮选管，浮选管的底部固接有搅拌部，搅拌部位于钢架内，真空箱的一侧固接并连通有目标气体调配组件，目标气体调配组件分别与真空箱和浮选管连通，真空箱远离目标气体调配组件的一端固接并连通有调控组件。本发明的密闭式充气浮选设备，可通过精确调整不同进气气体的组分，探究气体对矿物浮选的影响以及开展相关机理的研究，且具有全方位可视、操作便捷、调控精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及选矿技术领域，特别是涉及一种实验室密闭式充气浮选设备及其浮选方法。
背景技术
浮选是应用最广泛的选矿方法之一，而充气作为浮选过程的重要环节，对浮选效果影响很大。不同的气体，对矿物浮选，特别是硫化矿浮选，具有明显的影响。由于试验条件苛刻，常规浮选设备无法满足高气密性、目标气体高精度调配及供给等条件，使相关研究难以有效进行。因此，亟待一种高密封性的充气浮选设备及其浮选方法，以精确研究不同气体对不同矿物浮选的影响机理。
发明内容
本发明的目的是提供一种实验室密闭式充气浮选设备及其浮选方法，以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种实验室密闭式充气浮选设备，包括钢架，所述钢架顶面固接有密闭浮选组件，所述密闭浮选组件包括与所述钢架顶面固接的真空箱，所述真空箱内固接有集矿槽，所述真空箱内底部固接并连通有浮选管，所述浮选管的底部固接有搅拌部，所述搅拌部位于所述钢架内，所述真空箱的一侧固接并连通有目标气体调配组件，所述目标气体调配组件分别与所述真空箱和所述浮选管连通，所述真空箱远离所述目标气体调配组件的一端固接并连通有调控组件。
优选的，所述浮选管包括浮选管上段、浮选管中段和浮选管底段，所述集矿槽位于所述浮选管上段的底部，所述浮选管上段位于所述真空箱内且与所述浮选管中段的顶面固接并连通，所述浮选管上段与所述调控组件连通，所述浮选管中段依次贯穿所述真空箱的底面和所述钢架的顶面，所述浮选管中段的底面与所述浮选管底段的顶面固接，所述浮选管底段的底面与所述搅拌部固接，所述浮选管底段与所述目标气体调配组连通。
优选的，所述浮选管底段内底面设有磁力转子，所述浮选管底段靠近所述目标气体调配组件的一端安装有气泡石，所述气泡石与所述目标气体调配组件连通。
优选的，所述搅拌部包括与地面固接的升降台，所述升降台的顶面固接有磁力搅拌器，所述磁力搅拌器与所述浮选管底段的底面固接。
优选的，所述目标气体调配组件包括固接在所述钢架一侧的气体搅拌罐，所述气体搅拌罐的顶面分别安装有进气阀和出气阀，所述进气阀连通有储气钢瓶，所述气体搅拌罐的顶面安装有第一压力表，所述出气阀分别与所述真空箱和所述气泡石连通。
优选的，所述调控组件包括真空泵、流量调节部和进给部，所述进给部与所述真空箱的顶部一侧固接并连通，所述进给部与所述浮选管上段连通，所述气泡石和所述出气阀之间设有所述流量调节部，所述流量调节部包括与所述出气阀连通的气体流量阀，所述气体流量阀与所述气泡石之间连通有气体流量计。
优选的，所述真空箱的顶面分别安装有第二压力表和抽气阀，所述抽气阀与所述出气阀连通，所述抽气阀还连通有所述真空泵。
优选的，所述真空箱的侧壁分别安装有加水阀、加药阀和通气阀，所述进给部包括分别与所述真空箱固接并连通的给水瓶和给药漏斗，所述浮选管上段的顶面设有补给口，所述给水瓶通过第一导流管依次与所述加水阀和所述补给口连通，所述给药漏斗通过第二导流管依次与所述加药阀和所述补给口连通。
一种实验室密闭式充气浮选设备的浮选方法，包括以下步骤：
a、预制目标气体，通过气体搅拌罐预制目标气体；
b、样品放置并组装浮选管，将目的矿物放入浮选管底段将浮选管组装，并将真空箱中抽真空；
c、进行浮选，向真空箱中通入目的气体，向浮选管中加入水和药物，并通过磁力搅拌器进行搅拌；
d、收集浮选产品，打开通气阀平衡气压，卸下浮选管组件，收集浮选产品。
本发明公开了以下技术效果：集矿槽用于收集浮选产品，浮选管用于进行浮选，本申请的实验室密闭式充气浮选设备，能形成相对独立、密封良好的可视化浮选空间，有效排除了浮选过程非目的气体对浮选研究的干扰；同时，浮选调控全程由真空箱外的调控组件完成，调控组件对真空箱内浮选的调控进度、调控效果及浮选过程的实验现象全程多角度可视，使不同气体组分对浮选影响的实验研究得以有效进行。
本申请的实验室密闭式充气浮选设备，配套形成了密封良好、运转高效、操作便捷的气体调配组件，能根据研究需求即时重复性的快速调配出混合均匀的目标气体，使不同气体组分对浮选影响的实验研究得以有效进行。
本发明的密闭式充气浮选设备，可通过精确调整不同进气气体的组分，探究气体对矿物浮选的影响以及开展相关机理的研究，且具有全方位可视、操作便捷、调控精度高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明一种实验室密闭式充气浮选设备的结构示意图；
图2为真空箱的俯视图；
其中，1、真空泵；2、升降台；3、钢架；4、磁力搅拌器；5、浮选管底段；6、磁力转子；7、集矿槽；8、真空箱；9、给水瓶；10、给药漏斗；11、第二压力表；12、抽气阀；13、补给口；14、浮选管上段；15、浮选管中段；16、气泡石；17、气体流量计；18、气体搅拌罐；19、气体流量阀；20、储气钢瓶；21、出气阀；22、进气阀；23、第一压力表；24、加水阀；25、加药阀；26、通气阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1-2，本发明提供一种实验室密闭式充气浮选设备，包括钢架3，钢架3顶面固接有密闭浮选组件，密闭浮选组件包括与钢架3顶面固接的真空箱8，真空箱8内固接有集矿槽7，真空箱8内底部固接并连通有浮选管，浮选管的底部固接有搅拌部，搅拌部位于钢架3内，真空箱8的一侧固接并连通有目标气体调配组件，目标气体调配组件分别与真空箱8和浮选管连通，真空箱8远离目标气体调配组件的一端固接并连通有调控组件。
集矿槽7用于收集浮选产品，浮选管用于进行浮选，本申请的实验室密闭式充气浮选设备，能形成相对独立、密封良好的可视化浮选空间，有效排除了浮选过程非目的气体对浮选研究的干扰；同时，浮选调控全程由真空箱8外的调控组件完成，调控组件对真空箱8内浮选的调控进度、调控效果及浮选过程的实验现象全程多角度可视，使不同气体组分对浮选影响的实验研究得以有效进行。
本申请的实验室密闭式充气浮选设备，配套形成了密封良好、运转高效、操作便捷的气体调配组件，能根据研究需求即时重复性的快速调配出混合均匀的目标气体，使不同气体组分对浮选影响的实验研究得以有效进行。
本发明的密闭式充气浮选设备，可通过精确调整不同进气气体的组分，探究气体对矿物浮选的影响以及开展相关机理的研究，且具有全方位可视、操作便捷、调控精度高的优点。
真空箱8及浮选管都为亚克力材质；真空箱8及浮选管呈透明色，便于观察试验过程。
真空箱8呈正方体型；真空箱8正对实验操作员的一侧箱体板作为箱体门可开合；箱体门通过轴承、螺栓等与真空箱8连接。
进一步优化方案，浮选管包括浮选管上段14、浮选管中段15和浮选管底段5，集矿槽7位于浮选管上段14的底部，浮选管上段14位于真空箱8内且与浮选管中段15的顶面固接并连通，浮选管上段14与调控组件连通，浮选管中段15依次贯穿真空箱8的底面和钢架3的顶面，浮选管中段15的底面与浮选管底段5的顶面固接，浮选管底段5的底面与搅拌部固接，浮选管底段5与目标气体调配组连通。
进一步优化方案，浮选管底段5内底面设有磁力转子6，浮选管底段5靠近目标气体调配组件的一端安装有气泡石16，气泡石16与目标气体调配组件连通。
进一步优化方案，搅拌部包括与地面固接的升降台2，升降台2的顶面固接有磁力搅拌器4，磁力搅拌器4与浮选管底段5的底面固接。
进一步优化方案，目标气体调配组件包括固接在钢架3一侧的气体搅拌罐18，气体搅拌罐18的顶面分别安装有进气阀22和出气阀21，进气阀22连通有储气钢瓶20，气体搅拌罐18的顶面安装有第一压力表23，出气阀21分别与真空箱8和气泡石16连通。
进一步优化方案，调控组件包括真空泵1，流量调节部和进给部，进给部与真空箱8的顶部一侧固接并连通，进给部与浮选管上段14连通，气泡石16和出气阀21之间设有流量调节部，流量调节部包括与出气阀21连通的气体流量阀19，气体流量阀19与气泡石16之间连通有气体流量计17。
进一步优化方案，真空箱8的顶面分别安装有第二压力表11和抽气阀12，抽气阀12与出气阀21连通，抽气阀12还连通有真空泵1。
进一步优化方案，真空箱8的侧壁分别安装有加水阀24、加药阀25和通气阀26，进给部包括分别与真空箱8固接并连通的给水瓶9和给药漏斗10，浮选管上段14的顶面设有补给口13，给水瓶9通过第一导流管依次与加水阀24和补给口13连通，给药漏斗10通过第二导流管依次与加药阀25和补给口13连通。
一种实验室密闭式充气浮选设备的浮选方法，包括以下步骤：
a、预制目标气体，关闭气体搅拌罐18出气阀21，打开储气钢瓶20的气阀及气体搅拌罐18进气阀22，提前将一种或多种气体按目标气体组分要求依次鼓入气体搅拌罐18中搅拌均匀，进行目标气体调配；
b、样品放置并组装浮选管，将磁力转子6置于浮选管底段5中，称取定量目的矿物，放入浮选管底段5中，通过螺丝和橡胶垫片依次将浮选上段、浮选管中段15、浮选管底段5组装连接，用第三导流管将气泡石16的进气端与气体流量计17的出气端连接，而后关闭真空箱8门，关闭加药阀25、加水阀24、通气阀26，用真空泵1对真空箱8抽真空；
c、进行浮选，待真空箱8内气体抽尽后，将目的气体从气体搅拌罐18由真空箱8顶部抽气阀12鼓入真空箱8，打开加水阀24，添加固定体积的超纯水，打开磁力搅拌器4进行搅拌调浆；打开加药阀25添加浮选药剂，同时打开气体流量阀19鼓入目标气体进行气体反应；
d、收集浮选产品，打开加水阀24匀速给入恒定体积的补加水收集浮选精矿；打开通气阀26平衡气压，卸下浮选管组件，收集浮选产品进行过滤、干燥。
以黄铁矿浮选为例，说明一种实验室密闭式充气浮选设备的浮选方法，浮选条件为：自然pH；捕收剂为丁基黄药，用量为6×10-5mol/L；起泡剂为2号油，用量为8mg/L；充气气体：100％N2。
操作步骤如下：
关闭气体搅拌罐出气阀21，打开储气钢瓶20的气阀及气体搅拌罐进气阀22，往气体搅拌罐18中充入N2至气体搅拌罐18内的压强为380Kpa并搅拌均匀，进行目标气体调配；
将磁力转子置于浮选管底段5中，称取37μm～74μm的2g黄铁矿纯矿物，放入浮选管底段5中，通过螺丝和橡胶垫片依次将浮选管上段14、浮选管中段15、浮选管底段5组装连接，用第三导流管将气泡石的进气端与气体流量计17的出气端连接，而后关闭真空箱8门，关闭加药阀25、加水阀24、通气阀26，用真空泵1将真空箱8中的压强抽至-70KPa；
将调配好的N2从气体搅拌罐18由箱体顶部抽气阀12鼓入真空箱8至真空箱8中的压强为-25KPa；
将深度脱气的去离子水转移至给水瓶9中，打开加水阀24向浮选管中加入40mL补加水，之后打开磁力搅拌器4进行搅拌调浆1min；
打开加药阀25添加浮选药剂自然pH；捕收剂为丁基黄药，用量为6×10-5mol/L；起泡剂为2号油，用量为8mg/L，加药完成后打开气体流量阀19充入调配好的N2并调节气体流量流量计示值为0.4L/min，气体作用3min亦即泡沫富集时间；
打开加水阀24匀速给入补加水收集浮选精矿；
打开通气阀26平衡气压，打开箱体门，卸下浮选管组件，收集浮选产品进行过滤、干燥；
过滤、干燥后计算得到黄铁矿浮选回收率为63.23％。
实施例2
将实施例1所用的纯N2气体组分替换为10％O2气体组分，其余浮选工艺与实施例1一致。在气体组分为10％O2时，得到黄铁矿浮选回收率为75.45％。
实施例3
将实施例1所用的纯N2气体组分替换为100％O2气体组分，其余浮选工艺与实施例1一致。在气体组分为100％O2时，得到黄铁矿浮选回收率为37.83％。
上述实施例证实了本发明达到开展实验室不同气体氛围浮选研究的条件，可实现不同气体对矿物浮选的影响以及开展相关机理的研究，实验研究效果良好。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：包括钢架(3)，所述钢架(3)顶面固接有密闭浮选组件，所述密闭浮选组件包括与所述钢架(3)顶面固接的真空箱(8)，所述真空箱(8)内固接有集矿槽(7)，所述真空箱(8)内底部固接并连通有浮选管，所述浮选管的底部固接有搅拌部，所述搅拌部位于所述钢架(3)内，所述真空箱(8)的一侧固接并连通有目标气体调配组件，所述目标气体调配组件分别与所述真空箱(8)和所述浮选管连通，所述真空箱(8)远离所述目标气体调配组件的一端固接并连通有调控组件。
2.根据权利要求1所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述浮选管包括浮选管上段(14)、浮选管中段(15)和浮选管底段(5)，所述集矿槽(7)位于所述浮选管上段(14)的底部，所述浮选管上段(14)位于所述真空箱(8)内且与所述浮选管中段(15)的顶面固接并连通，所述浮选管上段(14)与所述调控组件连通，所述浮选管中段(15)依次贯穿所述真空箱(8)的底面和所述钢架(3)的顶面，所述浮选管中段(15)的底面与所述浮选管底段(5)的顶面固接，所述浮选管底段(5)的底面与所述搅拌部固接，所述浮选管底段(5)与所述目标气体调配组连通。
3.根据权利要求2所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述浮选管底段(5)内底面设有磁力转子(6)，所述浮选管底段(5)靠近所述目标气体调配组件的一端安装有气泡石(16)，所述气泡石(16)与所述目标气体调配组件连通。
4.根据权利要求2所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述搅拌部包括与地面固接的升降台(2)，所述升降台(2)的顶面固接有磁力搅拌器(4)，所述磁力搅拌器(4)与所述浮选管底段(5)的底面固接。
5.根据权利要求3所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述目标气体调配组件包括固接在所述钢架(3)一侧的气体搅拌罐(18)，所述气体搅拌罐(18)的顶面分别安装有进气阀(22)和出气阀(21)，所述进气阀(22)连通有储气钢瓶(20)，所述气体搅拌罐(18)的顶面安装有第一压力表(23)，所述出气阀(21)分别与所述真空箱(8)和所述气泡石(16)连通。
6.根据权利要求5所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述调控组件包括真空泵(1)、流量调节部和进给部，所述进给部与所述真空箱(8)的顶部一侧固接并连通，所述进给部与所述浮选管上段(14)连通，所述气泡石(16)和所述出气阀(21)之间设有所述流量调节部，所述流量调节部包括与所述出气阀(21)连通的气体流量阀(19)，所述气体流量阀(19)与所述气泡石(16)之间连通有气体流量计(17)。
7.根据权利要求6所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述真空箱(8)的顶面分别安装有第二压力表(11)和抽气阀(12)，所述抽气阀(12)与所述出气阀(21)连通，所述抽气阀(12)还连通有所述真空泵(1)。
8.根据权利要求7所述的实验室密闭式充气浮选设备，其特征在于：所述真空箱(8)的侧壁分别安装有加水阀(24)、加药阀(25)和通气阀(26)，所述进给部包括分别与所述真空箱(8)固接并连通的给水瓶(9)和给药漏斗(10)，所述浮选管上段(14)的顶面设有补给口(13)，所述给水瓶(9)通过第一导流管依次与所述加水阀(24)和所述补给口(13)连通，所述给药漏斗(10)通过第二导流管依次与所述加药阀(25)和所述补给口(13)连通。
9.基于权利要求1-8任意一项所述的实验室密闭式充气浮选设备的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、预制目标气体，通过气体搅拌罐(18)预制目标气体；
b、样品放置并组装浮选管，将目的矿物放入浮选管底段(5)将浮选管组装，并将真空箱(8)中抽真空；
c、进行浮选，向真空箱(8)中通入目的气体，向浮选管中加入水和药物，并通过磁力搅拌器(4)进行搅拌；
d、收集浮选产品，打开通气阀(26)平衡气压，卸下浮选管组件，收集浮选产品。
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