CN202398432U - 一种射流剪切微孔发泡与矿化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射流剪切微孔发泡与矿化装置。装置由矿浆分配室、浆体喷头、微孔部件、矿化腔、挡板、连接件、反射板、压风管组成。射流剪切微孔发泡与矿化装置使矿浆在矿浆分配室经过浆体喷头在一定的压力下射流到由浆体喷头、微孔部件和挡板内壁构成的开放式矿化腔，将从压风管输送空气到微孔部件气腔后冒出的微孔部件表面的小气泡剪切成更微小的气泡，并在由浆体喷头、微孔部件和挡板内壁构成的开放式矿化腔内产生高紊流浆体实现矿浆与气泡迅速混合发生矿化，浆体随后在反射板的作用下溅射至各个方向再实现颗粒与气泡的二次碰撞矿化。矿化后的矿浆从矿化腔直接喷入浮选柱。本射流剪切微孔发泡与矿化装置结构简单，不易堵塞，容易更换，维修方便，耐磨，使用寿命长，气泡小，矿化效果好。

Description

一种射流剪切微孔发泡与矿化装置

技术领域

本实用新型涉及浮选、曝气设备的装置，具体是一种射流剪切微孔发泡与矿化装置。

背景技术

矿物加工和水处理领域广泛使用浮选技术，其中的关键装备就是浮选柱或浮选机，而浮选柱或浮选机的核心装置就是气泡发生器，它既影响到有价物质回收率的高低，同时显著影响到加工过程的能耗和生产成本。

浮选柱是一种基于浮选技术的新型理想浮选设备，具有结构简单, 无机械搅拌、高效节能、操控稳定、选别指标优越等特点，与传统的浮选机在结构、操作有很大区别，其优势逐步得到人们的重视，目前有些领域已经实现了全浮选柱分选流程，具有取代浮选机的趋势。浮选柱的应用范围具有越来越广的趋势，逐步拓宽到有色金属、黑色金属及非金属矿等微细粒物料分选行业，废水处理、纸浆脱墨和离子浮选等新领域；处理粒度范围也从中、细粒拓展到粗粒、微细粒。众所周知，浮选装备（浮选柱、浮选机、浮选槽）等的核心是气泡发生装置，如浮选柱的喷枪、射流矿化管、微孔发泡管等和浮选机的转子、定子以及浮选槽的溶气浮选等。但浮选柱对于金属（有价矿物）的回收率相比不如浮选机，尤其是在资源品位越来越低和资源越来越少的情况下，要求进一步提高资源回收率和综合利用率。由于回收率低和对于不同矿物的适应性差的问题，大量科技工作者围绕新型浮选柱和气泡发生装置展开了大量研究。专利96223879.1提供了一种浮选柱用节能微泡发生器，并且在煤矿、铜矿、铝土矿、镍矿的选矿上进行了大量工业试验，但这类气泡发生器存在磨损严重和能耗高的问题，目前的应用受到很多挑战。专利00207258.0提供了一种微泡浮选机矿化器，并同样在很多选煤厂进行了工业试验和应用，同样的，这类气泡发生器存在磨损和堵塞的问题，而且喷嘴存在严重的磨损，尤其是应用到铝土矿、铁矿石等浮选领域，且浮选操作平稳性差，指标波动较大。

近年来常用的气泡发生方式主要有以下几种：

（一）、剪切接触发泡。高速流动的矿浆和气体以适当方式接触, 如通过金属网或充填介质产生气泡。剪切接触发泡是利用气、液混合过程把气体粉碎成气泡, 其气泡大小主要取决于液体紊流度、持续混合时间, 并最终达到与体系能量状态相匹配的气泡临界尺寸。

（二）、微孔发泡。气体通过微孔塑料、橡胶、帆布、尼龙、微孔陶瓷管或卵石层发泡。由于微孔发泡易堵塞, 使得微孔材料不能充分发挥作用， 而且充气量(压力)增大会直接造成气泡尺寸增大， 因此，目前该法采用较少。

(三)、降压或升温发泡。空气在水中的溶解度大约为2%, 当降低压力或升高温度时, 溶解的气体析出产生气泡。

(四)、射流发泡。受压气流喷入矿浆或矿浆喷入气流均可产生适合浮选的气泡。该法是先将液体变成分散相，然后随压力增大逐步成连续相,气体则由开始的连续相逐步分散成为微泡。射流成泡技术是气泡发生技术的一大变革。

(五)、电解水产生气泡。

(六)、超声波发泡。

在研究了浮选柱的优缺点之后，设计制造了一种新型浮选柱，这种浮选柱无论在理论上还是操作方便程度上都优于传统的浮选柱，分选指标比浮选机更有优势。

浮选柱的研究和工业应用虽已有了突破性的进展和广泛的成果，但是，其结构和分选效果仍有一定不足，如早期的气泡发生器易结垢堵塞、难以更换等导致的浮选柱不能正常运行，当前部分浮选柱主体仍然较高、有色金属、氧化矿等领域应用效果较差、射流浮选柱磨损严重等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供一种同时进行发泡和矿化的射流剪切发泡与矿化装置，进一步提高设备运转的稳定性和目的矿物回收率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种射流剪切微孔发泡与矿化装置，由矿浆分配室 、浆体喷头 、微孔部件、矿化腔、挡板、连接件、反射板和压风管组成；

各部件结构

矿浆分配室是为圆筒体；浆体喷头为带1～50个孔的喷头或环形喷头；微孔部件为微孔管或微孔板；挡板为多边形或圆形的筒体；反射板为中心开有孔的圆环板；连接件为圆筒或多边形筒；浆体喷头、微孔部件的外壁和挡板的内壁构成开放式矿化腔。

各部件连接

浆体喷头安装在矿浆分配室中或下端，浆体喷头的底端与微孔部件的顶端的相隔距离为0～1500mm；挡板跟矿浆分配室相接，将浆体喷头的喷嘴包围在矿化腔内；微孔部件固定在反射板上，插装在挡板中；压风管穿过反射板中心孔插装在微孔部件中；连接件将挡板与反射板连接固定。

上述浆体喷头是由耐磨材料做成的1～50个孔径3～100mm的带孔部件或做成环形缝隙宽度为3～100mm的带环形孔的部件，浆体喷头放置于矿浆分配室中或矿浆分配室的下端，将入选矿浆通过浆体喷头以0.2～25m/s的流速射流到矿化腔内。浆体喷头是由耐磨材料可以是氧化铝、碳化硅等为主的陶瓷体或聚丙烯、聚乙稀、聚四氟、聚氨酯的高分子材料。

上述的微孔部件为带有进气结构的由微孔材料做成的具有气腔的一组部件，微孔部件所使用的微孔材料自身的孔径为0.1～150微米的微孔管或微孔板。微孔材料可以采用陶瓷、金属、聚丙烯、聚乙稀、聚四氟、聚氨酯等为原料做成的微孔材料。

上述的矿化腔是浆体喷头下端表面、微孔部件外表面至其外侧0～500mm的范围内挡板的内表面组成的开放式腔体。本实用新型气泡发生与矿化装置工作时，矿化腔内的浆体呈紊流状态。

上述的挡板是可以是多边形或圆形筒体。

本实用新型的优点是：本实用新型射流剪切微孔发泡与矿化装置结构简单，不易堵塞，容易更换，维修方便，耐磨，使用寿命长，气泡小，矿化效果好，进一步提高设备运转的稳定性和目的矿物回收率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型微孔部件的剖面示意图。

图3是本实用新型矿浆分配室的俯视剖面示意图。

图4是本实用新型矿化腔的俯视剖面示意图。

图中：矿浆分配室 1，浆体喷头 2，微孔部件 3，矿化腔 4，挡板 5，连接件6，反射板7，压风管8。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

本实用新型的结构如图1所示， 

一种射流剪切微孔发泡与矿化装置，由矿浆分配室 1、浆体喷头 2、微孔部件 3、矿化腔4、挡板 5、反射板 7和压风管 8组成。

各部件结构

矿浆分配室1是为圆筒体，浆体喷头2为带1～50个孔的喷头或环形喷头；微孔部件3为微孔管或微孔板；挡板5为多边形或圆形的筒体；反射板7为中心开有孔的圆环板构成；连接件6为圆筒或多边形筒；浆体喷头2、微孔部件3和挡板5内壁构成开放式矿化腔4；

各部件连接

浆体喷头 2安装在矿浆分配室 1中或下端，浆体喷头 2的底端与微孔部件3的顶端的相隔距离为0～1500mm；挡板 5跟矿浆分配室相接，将浆体喷头的喷嘴包围在矿化腔 4内；微孔部件 2固定在反射板 7上，插装进挡板 5中；压风管8穿过反射板 7中心孔插装微孔部件 3上；连接件 6将挡板 5与反射板 7连接固定。

微孔部件 3的结构如图2所示，微孔部件 3为带有进气结构的由微孔材料做成的具有气腔的一组部件，微孔部件 3所使用的微孔材料自身的孔径为0.1～150微米的微孔管或微孔板。微孔材料可以采用陶瓷、金属、聚丙烯、聚乙稀、聚四氟、聚氨酯等为原料做成的微孔材料。

矿浆分配室 1的结构如图 3所示，矿浆分配室 1内有浆体喷头 2，浆体喷头有喷嘴，矿浆分配室 1的下端对应每个喷嘴开有孔，矿浆经过分配室后从浆体喷头的喷嘴射流到浆体喷头下端表面、微孔部件 3外表面和外侧挡板 5内壁组成的矿化腔 4。

矿化腔 4的结构图如图 4所示，矿化腔 4是由浆体喷头 2下端表面、微孔部件 3外表面至其外侧挡板 5内壁的范围内组成的开放式腔体。

本实用新型的实施：矿浆通过矿浆分配室 1以一定压力从浆体喷头 2的喷嘴射流到浆体喷头 2下端表面、微孔部件 3外表面和挡板 5内壁表面形成的矿化腔 4 剪切从微孔部件 3 的外表面冒出来的气泡，矿浆和气体的混合从而实现一次矿化，当喷射到反射板 7 后溅射到各方向，矿浆颗粒与气泡再次碰撞，实现二次矿化。

Claims (5)

1.一种射流剪切微孔发泡与矿化装置，其特征在于，由矿浆分配室、浆体喷头、微孔部件、矿化腔、挡板、连接件、反射板、压风管组成；

各部件结构

矿浆分配室是为圆筒体；浆体喷头为带1～50个孔的喷头或环形喷头；微孔部件为微孔管或微孔板；挡板为多边形或圆形的筒体；反射板为中心开有孔的圆环板；连接件为圆筒或多边形筒；浆体喷头、微孔部件的外壁和挡板的内壁构成开放式矿化腔；

各部件连接

浆体喷头安装在矿浆分配室中或下端，浆体喷头的底端与微孔部件的顶端的相隔距离为0～1500mm；挡板跟矿浆分配室相接，将浆体喷头的喷嘴包围在矿化腔内；微孔部件固定在反射板上，插装在挡板中；压风管穿过反射板中心孔插装在微孔部件中；连接件将挡板与反射板连接固定。

2.根据权利要求书1所述的射流剪切微孔发泡与矿化装置，其特征在于，所述浆体喷头是由耐磨材料做成的1～50个孔径3～100mm的带孔部件或做成环形缝隙宽度为3～100mm的带环形孔的部件，浆体喷头放置于矿浆分配室中或矿浆分配室的下端。

3.根据权利要求书1所述的射流剪切微孔发泡与矿化装置，其特征在于，所述的微孔部件为带有进气结构的由微孔材料做成的具有气腔的一组部件，微孔部件所使用的微孔材料自身的孔径为0.1～150微米的微孔管或微孔板。

4.根据权利要求书1所述的射流剪切微孔发泡与矿化装置，其特征在于：所述的矿化腔是浆体喷头下端表面、微孔部件外表面至其外侧0～500mm的范围内挡板的内表面组成的开放式腔体。

5.根据权利要求书1所述的射流剪切微孔发泡与矿化装置，其特征在于：所述的挡板是多边形或圆形的筒体，将浆体喷头的喷嘴包围在矿化腔中。

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