CN118022995A - 一种微细粒级矿物溶气浮选装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微细粒级矿物溶气浮选装置，包括浮选装置本体、动力装置、叶轮装置、分配装置以及释放装置，浮选装置本体包括槽体和泡沫槽壳体，槽体的上端开口设置于泡沫槽壳体内；动力装置包括中空轴以及与中空轴的上端驱动连接的驱动机构，中空轴与第一高压空气通道相连；叶轮装置包括叶轮以及安装在叶轮上的气泡发生器；分配装置包括连接管、设置于连接管底部的叶轮腔以及呈环状分布于叶轮腔外周的多个分配管，叶轮装置设置于叶轮腔内；释放装置包括与分配管相连的释放室以及与释放室相配合的反射盘，释放室与反射盘之间形成释放缝隙。本发明能够使微细粒级矿物在高湍流环境下发生碰撞矿化、析出矿化，实现对微细粒级矿物的高效回收。

Description

一种微细粒级矿物溶气浮选装置

技术领域

本发明涉及浮选设备技术领域，尤其是涉及一种微细粒级矿物溶气浮选装置。

背景技术

世界上90％的有色金属、50％的黑色金属和关键的非金属矿(石英、萤石、磷、锂云母等)都采用浮选法分离和富集，浮选设备是实现浮选法工艺的最重要支撑。从资源本身的特点来看，随着开采资源量的增大，禀赋差的贫细杂资源占比增大，细粒级和微细粒级嵌布的矿物越来越多。常规的矿物单体解离度一般为-74微米，而细粒级和微细粒级矿物的解离要到-37微米，甚至-10微米以下，因此微细颗粒矿物的高效分选需要创造更加强烈的紊流动力学分选环境，然而传统的浮选设备无法为微细颗粒矿物提供高湍流环境，为了取得较好的技术指标，采用传统的浮选设备进行微细粒级矿物的浮选，则必须消耗大量的能耗，经济指标变差。也即，采用传统的浮选设备已经不能进行微细颗粒矿物的高效分离和富集。

因此，设计出一种适合于细粒或者微细粒动力学环境的浮选设备，从而在提高经济技术指标的同时节省能源消耗，实现微细颗粒的高效回收，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微细粒级矿物溶气浮选装置，能够使微细粒级矿物在高湍流环境下发生碰撞矿化、析出矿化，实现对微细粒级矿物的高效回收。

本发明提供一种微细粒级矿物溶气浮选装置，包括：

浮选装置本体，包括槽体和泡沫槽壳体，所述槽体的上端开口设置于所述泡沫槽壳体内；

动力装置，包括中空轴以及与所述中空轴的上端驱动连接的驱动机构，所述中空轴的下端伸入至所述槽体的下部，所述驱动机构设有第一高压空气通道，所述中空轴与所述第一高压空气通道相连通；

叶轮装置，安装于所述中空轴的下端，所述叶轮装置包括叶轮以及安装在所述叶轮上的气泡发生器；

分配装置，包括连接管、设置于所述连接管底部的叶轮腔以及呈环状分布于所述叶轮腔外周的多个分配管，各所述分配管分别与叶轮腔相连通，所述中空轴的下端穿过所述连接管伸入至所述叶轮腔中，且所述叶轮装置设置于所述叶轮腔内；

释放装置，与所述分配管一一对应设置，所述释放装置包括与所述分配管相连的释放室以及与所述释放室相配合的反射盘，所述释放室与所述反射盘之间形成释放缝隙。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，在所述叶轮腔的底部固设有安装板，在所述安装板上设有导流孔，在所述导流孔处连接有导流管，所述导流管的上端设有与所述安装板相对应的安装法兰，所述安装法兰与所述安装板连接固定；其中所述导流管为上小下大的锥形管。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，在所述槽体的侧壁底部分别设有给矿口和尾矿出口，所述给矿口和所述尾矿出口分别位于所述槽体的相对两侧。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，在所述泡沫槽壳体的底部设有泡沫出口，所述泡沫出口与所述槽体的上端开口相连通。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，在所述槽体的上端设有泡沫开拓板，所述泡沫开拓板为上大下小的锥形结构。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，所述叶轮包括叶轮端板，在所述叶轮端板的下表面中心处设有导流锥，在所述叶轮端板的下表面设有多个叶片，多个所述叶片分别设置于所述导流锥的外围；在所述叶轮端板的上端中心处设有分配器，所述分配器与所述中空轴固定连接；在所述叶轮端板的上表面设有多个呈放射状布置的第二高压空气通道，各所述第二高压空气通道的内端分别与所述分配器相连，各所述第二高压空气通道的外端分别设有所述气泡发生器。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，所述气泡发生器包括依次连接的圆柱段、渐缩短、射流段和扩气倒角，所述射流段的直径与所述圆柱段的直径比不大于3/1，所述渐缩短的锥角为20～45度，所述扩气倒角设置在所述射流段的末端，所述扩气倒角的倒角角度为30度；所述气泡发生器通过锁母与所述第二高压空气通道的外端相连。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，在所述泡沫槽壳体的顶板上设有供所述中空轴穿过的安装孔，在所述顶板的下表面上对应所述安装孔的位置处设有安装座，所述连接管的上端通过连接法兰与所述安装座连接固定。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，各所述分配管均包括水平管段和向下弯曲的弯管段，所述水平管段的一端与所述叶轮腔相连，所述释放室与所述弯管段相连。

根据本发明提供的一种微细粒级矿物溶气浮选装置，所述反射盘为向上凹陷的弧形盘，所述反射盘安装于支撑柱的上端，所述支撑柱的下端与所述槽体的相连；所述释放室的末端设有与所述反射盘的弧度相一致的弧形板，所述弧形板位于所述反射盘内，所述弧形板与所述反射盘之间的间隙为5～10mm。

本发明提供的微细粒级矿物溶气浮选装置，通过设置浮选装置本体、动力装置、叶轮装置、分配装置以及释放装置，其中浮选装置本体包括槽体和泡沫槽壳体，动力装置包括中空轴以及与中空轴的上端驱动连接的驱动机构，叶轮装置包括叶轮以及安装在叶轮上的气泡发生器，分配装置包括连接管、设置于连接管底部的叶轮腔以及呈环状分布于叶轮腔外周的多个分配管，释放装置与分配管一一对应设置，释放装置包括与分配管相连的释放室以及与释放室相配合的反射盘，释放室与反射盘之间形成释放缝隙；在工作时，矿浆从浮选装置本体的给矿口给入，通过叶轮旋转泵吸至叶轮腔中，同时高压空气从中空轴上部压入，并从叶轮的气泡发生器喷射出形成气泡，以使矿浆和气泡在叶轮腔内初步混合形成有压含气矿浆，然后再从分配管导流到由释放室与反射盘形成的释放区域内，有压含气矿浆从释放室与反射盘之间狭小的释放缝隙中低压释放，在释放过程中，小气泡直接在疏水性微细颗粒矿物表面析出，从而形成矿化气泡，随后矿化气泡在浮力作用在槽体内上浮形成泡沫层，泡沫进入泡沫槽壳体达到回收的目的。由此，本发明提供的微细粒级矿物溶气浮选装置，通过高压矿浆下增加空气的溶解度，在常压槽体内释放，利用气泡析出的第一性原理，强化气泡从疏水性微细颗粒矿物上直接析出分选环境，使微细粒级矿物在高湍流环境下发生碰撞矿化、析出矿化，实现对微细粒级矿物的高效回收。

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为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置的结构示意图；

图2为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中分配装置的主视图；

图3为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中分配装置的俯视图；

图4为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中叶轮装置的结构示意图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中叶轮装置的工作原理图；

图7为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中叶片安装示意图；

图8为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中气泡发生器的结构示意图；

图9为本发明微细粒级矿物溶气浮选装置中释放装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、槽体；101、给矿口；102、尾矿出口；2、泡沫槽壳体；201、泡沫出口；3、中空轴；4、驱动机构；5、第一高压空气通道；6、高压空气输送管道；7、气泡发生器；701、圆柱段；702、渐缩短；703、射流段；704、扩气倒角；8、连接管；9、叶轮腔；10、分配管；11、释放室；12、反射盘；13、释放缝隙；14、安装板；15、导流管；16、安装法兰；17、泡沫开拓板；18、叶轮端板；19、导流锥；20、叶片；21、分配器；22、第二高压空气通道；23、锁母；24、安装座；25、连接法兰；26、支撑柱；27、弧形板。

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9所示，本发明实施例的微细粒级矿物溶气浮选装置，包括浮选装置本体、动力装置、叶轮装置、分配装置以及释放装置。

其中，浮选装置本体包括槽体1和泡沫槽壳体2，槽体1的上端开口设置于泡沫槽壳体2内。

其中，动力装置包括中空轴3以及与中空轴3的上端驱动连接的驱动机构4，中空轴3的下端伸入至槽体1的下部，驱动机构4设有第一高压空气通道5，中空轴3与第一高压空气通道5相连通。

其中，叶轮装置安装于中空轴3的下端，叶轮装置包括叶轮以及安装在叶轮上的气泡发生器7。也即，通过驱动机构4能够驱动中空轴3转动，进而带动叶轮旋转。

其中，分配装置包括连接管8、设置于连接管8底部的叶轮腔9以及呈环状分布于叶轮腔9外周的多个分配管10，各分配管10分别与叶轮腔9相连通，中空轴3的下端穿过连接管8伸入至叶轮腔9中，且叶轮装置设置于叶轮腔9内。

其中，释放装置与分配管10一一对应设置，释放装置包括与分配管10相连的释放室11以及与释放室11相配合的反射盘12，释放室11与反射盘12之间形成释放缝隙13。

在工作时，矿浆从浮选装置本体的给矿口101给入，通过叶轮旋转泵吸至叶轮腔9中，同时高压空气从中空轴3上部压入，并从叶轮的气泡发生器7喷射出形成气泡，以使矿浆和气泡在叶轮腔9内初步混合形成有压含气矿浆，然后再从分配管10导流到由释放室11与反射盘12形成的释放区域内，有压含气矿浆从释放室11与反射盘12之间狭小的释放缝隙13中低压释放，在释放过程中，小气泡直接在疏水性微细颗粒矿物表面析出，从而形成矿化气泡，随后矿化气泡在浮力作用在槽体1内上浮形成泡沫层，泡沫进入泡沫槽壳体2达到回收的目的。

由此，本发明实施例的微细粒级矿物溶气浮选装置，通过高压矿浆下增加空气的溶解度，在常压的槽体1内释放，利用气泡析出的第一性原理，强化气泡从疏水性微细颗粒矿物上直接析出分选环境，使微细粒级矿物在高湍流环境下发生碰撞矿化、析出矿化，实现对微细粒级矿物的高效回收。

具体来说，第一高压空气通道5与高压空气输送管道6相连，用于向中空轴3内输入高压空气。

在本发明的一些实施例中，在叶轮腔9的底部固设有安装板14，在安装板14上设有导流孔，在导流孔处连接有导流管15，导流管15的上端设有与安装板14相对应的安装法兰16，安装法兰16与安装板14连接固定。其中，导流管15为上小下大的锥形管。也即，导流管15与叶轮下方形成半封闭区域，增强了叶轮的抽吸能力，同时对叶轮下方抽吸上来的矿浆进行导流，导流后矿浆集中进入叶轮腔9的下部中心区域。

在本发明的一些实施例中，在槽体1的侧壁底部分别设有给矿口101和尾矿出口102，给矿口101和尾矿出口102分别位于槽体1的相对两侧。其中，矿浆从给矿口101进入槽体1内。尾矿出口102用于将未回收的目的矿物和非目的矿物随矿浆进行排出。

在本发明的一些实施例中，在泡沫槽壳体2的底部设有泡沫出口201，泡沫出口201与槽体1的上端开口相连通。也即，泡沫进入泡沫槽壳体2后，通过泡沫出口201排出进行回收。

在本发明的一些实施例中，在槽体1的上端设有泡沫开拓板17，泡沫开拓板17为上大下小的锥形结构。通过设置泡沫开拓板17，从而在泡沫开拓板17所围合的区域内形成低截面积载荷的泡沫区，从而加强泡沫的运动和富集过程。

在本发明的一些实施例中，叶轮包括叶轮端板18，在叶轮端板18的下表面中心处设有导流锥19，在叶轮端板18的下表面设有多个叶片20，多个叶片20分别设置于导流锥19的外围。其中，叶片20为后弯型式。通过设置导流锥19，能够将抽吸过来的矿浆通过导流锥19导流分配到到各叶片20间，减少阻力损失。

其中，在叶轮端板18的上端中心处设有分配器21，分配器21与中空轴3固定连接。在叶轮端板18的上表面设有多个呈放射状布置的第二高压空气通道22，各第二高压空气通道22的内端分别与分配器21相连，在各第二高压空气通道22的外端分别设置气泡发生器7。

工作时，矿浆从叶轮的下部中心吸入，通过叶轮的叶片20加速流动，产生较高的压头。高压空气从分配器21经过第二高压空气通道22压入气泡发生器7，在气泡发生器7的作用下向外喷射，从而在叶轮端板18的边缘部分形成气泡。通过叶轮抽吸的矿浆沿周向向外射出，受到叶轮腔9内壁的约束作用，形成一定的压力环境，矿浆和空气混合物在一定压力下，进入叶轮腔9周边分布的各分配管10。

在本发明的一些实施例中，气泡发生器7包括依次连接的圆柱段701、渐缩短702、射流段703和扩气倒角704，射流段703的直径与圆柱段701的直径比不大于3/1，渐缩短702的锥角为20～45度，扩气倒角704设置在射流段703的末端，扩气倒角704的倒角角度为30度。气泡发生器7通过锁母23与第二高压空气通道22的外端相连。其中，高压空气通过气泡发生器7的圆柱段701稳流后进入渐缩段702对高压空气加速，加速后进入射流段703进一步加速，初步达到亚音速。根据激波效应，在射流段703的末端设计有扩气倒角704，加速亚音速的气流到超音速，从而为小气泡的形成创造条件。

在本发明的一些实施例中，在泡沫槽壳体2的顶板上设有供中空轴3穿过的安装孔，在顶板的下表面上对应安装孔的位置处设有安装座24，连接管8的上端通过连接法兰25与安装座24连接固定。

在本发明的一些实施例中，各分配管10均包括水平管段和向下弯曲的弯管段，水平管段的一端与叶轮腔9相连，释放室11与弯管段相连。

其中，反射盘12为向上凹陷的弧形盘，反射盘12安装于支撑柱26的上端，支撑柱26的下端与槽体1的底板相连。释放室11的末端设有与反射盘12的弧度相一致的弧形板27，弧形板27位于反射盘12内，弧形板27与反射盘12之间形成的释放缝隙13的宽度b为5～10mm。

在工作时，高压空气和矿浆通过分配管10进入释放室11中，并通过弧形板27和反射盘12之间狭小的释放缝隙13向外流出，然后在槽体1内的常压下释放，以使小气泡在疏水性矿物颗粒表面加速析出，形成矿化效果。

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 (10)

1.一种微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，包括：

浮选装置本体，包括槽体和泡沫槽壳体，所述槽体的上端开口设置于所述泡沫槽壳体内；

动力装置，包括中空轴以及与所述中空轴的上端驱动连接的驱动机构，所述中空轴的下端伸入至所述槽体的下部，所述驱动机构设有第一高压空气通道，所述中空轴与所述第一高压空气通道相连通；

叶轮装置，安装于所述中空轴的下端，所述叶轮装置包括叶轮以及安装在所述叶轮上的气泡发生器；

分配装置，包括连接管、设置于所述连接管底部的叶轮腔以及呈环状分布于所述叶轮腔外周的多个分配管，各所述分配管分别与叶轮腔相连通，所述中空轴的下端穿过所述连接管伸入至所述叶轮腔中，且所述叶轮装置设置于所述叶轮腔内；

释放装置，与所述分配管一一对应设置，所述释放装置包括与所述分配管相连的释放室以及与所述释放室相配合的反射盘，所述释放室与所述反射盘之间形成释放缝隙。

2.根据权利要求1所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，在所述叶轮腔的底部固设有安装板，在所述安装板上设有导流孔，在所述导流孔处连接有导流管，所述导流管的上端设有与所述安装板相对应的安装法兰，所述安装法兰与所述安装板连接固定；其中所述导流管为上小下大的锥形管。

3.根据权利要求1所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，在所述槽体的侧壁底部分别设有给矿口和尾矿出口，所述给矿口和所述尾矿出口分别位于所述槽体的相对两侧。

4.根据权利要求1所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，在所述泡沫槽壳体的底部设有泡沫出口，所述泡沫出口与所述槽体的上端开口相连通。

5.根据权利要求1所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，在所述槽体的上端设有泡沫开拓板，所述泡沫开拓板为上大下小的锥形结构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，所述叶轮包括叶轮端板，在所述叶轮端板的下表面中心处设有导流锥，在所述叶轮端板的下表面设有多个叶片，多个所述叶片分别设置于所述导流锥的外围；在所述叶轮端板的上端中心处设有分配器，所述分配器与所述中空轴固定连接；在所述叶轮端板的上表面设有多个呈放射状布置的第二高压空气通道，各所述第二高压空气通道的内端分别与所述分配器相连，各所述第二高压空气通道的外端分别设有所述气泡发生器。

7.根据权利要求6所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，所述气泡发生器包括依次连接的圆柱段、渐缩短、射流段和扩气倒角，所述射流段的直径与所述圆柱段的直径比不大于3/1，所述渐缩短的锥角为20～45度，所述扩气倒角设置在所述射流段的末端，所述扩气倒角的倒角角度为30度；所述气泡发生器通过锁母与所述第二高压空气通道的外端相连。

8.根据权利要求1至5任一项所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，在所述泡沫槽壳体的顶板上设有供所述中空轴穿过的安装孔，在所述顶板的下表面上对应所述安装孔的位置处设有安装座，所述连接管的上端通过连接法兰与所述安装座连接固定。

9.根据权利要求1至5任一项所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，各所述分配管均包括水平管段和向下弯曲的弯管段，所述水平管段的一端与所述叶轮腔相连，所述释放室与所述弯管段相连。

10.根据权利要求9所述的微细粒级矿物溶气浮选装置，其特征在于，所述反射盘为向上凹陷的弧形盘，所述反射盘安装于支撑柱的上端，所述支撑柱的下端与所述槽体的相连；所述释放室的末端设有与所述反射盘的弧度相一致的弧形板，所述弧形板位于所述反射盘内，所述弧形板与所述反射盘之间的间隙为5～10mm。