CN205683947U - 一种细粒物料分散预处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种细粒物料分散预处理装置，包括外筒体和内循环筒，内循环筒安装在外筒体内，外筒体下部设有矿浆入口，外筒体上部设有矿浆出口，矿浆入口上设有乳化药剂加入口，外筒体上安装有多个超声波发生器，内循环筒中下部设有多个矿浆循环孔，内循环筒上安装有循环剪切搅拌机，循环剪切搅拌机包括电机、搅拌轴和轴向剪切叶片，搅拌轴上端与电机输出轴固连，轴向剪切叶片安装在搅拌轴上，轴向剪切叶片位于内循环筒内，搅拌轴转动安装在内循环筒上。本实用新型使得颗粒在体系中受到机械力的分散作用、超声波复合场的空化作用和乳化药剂的乳化作用，颗粒在受到三方面的耦合作用后可快速形成均一的分散体系，耗能和药剂消耗都有很大减少。
Description
技术领域
本实用新型属于矿浆预处理技术领域，具体是涉及一种细粒物料分散预处理装置。
背景技术
研究发现细粒物料(粒级为200～600目)属于微观粒子和宏观物体的过渡颗粒，具有特殊的光、电、磁特性。由于细粒物料的粒径小、比表面积大、表面聚合能处于极不稳定状态，因而具有相互吸引而降低颗粒表面能的倾向，使粒子产生团聚而影响其应用效果。特别是在矿物加工行业，细颗粒物料的团聚最终会影响到精矿品位，精矿回收率等重要指标，而且对前期的粉磨段作业也造成不小的影响。分散性较差的细粒物料在实际使用中甚至完全丧失了其原有的重要特性，最终会影响产品质量。细粒物料在生产、应用过程中都会考虑到其分散的问题。
事实证明，颗粒的分散过程会受到两大类基本作用的影响，即颗粒与环境介质(体系)的作用；颗粒与颗粒之间的相互作用。颗粒间的静电力和范德华力，由于作用力较弱可通过一些化学作用或施加机械能的方式来消除影响，利用机械力把颗粒聚团打散的必要条件是机械力应大于颗粒间的固着力。大多数分散机械的有效作用体积仅为总体积的1％～10％，而机械所产生的能量传输给团聚体的效率也只有1％，能量浪费严重，用于分散的能量部分微乎其微。与此同时，机械分散具有一定的可逆性，一旦机械力消失细颗粒又会重新粘连在一起。此外，高强度的机械力作用也容易使分散机械产成磨蚀从而削弱机械力的作用。
化学分散可通过药剂的作用使颗粒表面的静电斥力增大，形成吸附层增大空间位阻，提高颗粒界面的水化膜结构从而使得颗粒在体系中分散。但是单纯的化学分散对药剂的使用量有严格的要求，部分分散药剂会影响颗粒后续加工的工艺性质。
由于细粒物料的粒径远远大于胶体分散系中分散剂的粒径，细颗粒在分散过程中会形成“软团聚”而增加颗粒分散的难度。细颗粒的尺寸效应也会影响颗粒在悬浮液中的分散行为。迄今为止，应用于矿物加工行业细粒物料分散作业中行之有效的分散预处理装置仍鲜有报道。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种细粒物料分散预处理装置，其利用机械力、超声波复合场和乳化药剂，使得颗粒在体系中受到机械力的分散作用、超声波复合场的空化作用和乳化药剂的乳化作用，颗粒在受到三方面的耦合作用后可快速形成均一的分散体系，而且在耗能和药剂消耗方面都有很大的减少。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：包括外筒体和内循环筒，所述内循环筒安装在外筒体内，所述外筒体的下部设置有矿浆入口，所述外筒体的上部设置有矿浆出口，所述矿浆入口上设置有与其连通的乳化药剂加入口，所述外筒体上安装有多个超声波发生器，所述内循环筒的中下部设置有多个矿浆循环孔，所述内循环筒上安装有循环剪切搅拌机，所述循环剪切搅拌机包括电机、搅拌轴和轴向剪切叶片，所述搅拌轴的上端与电机的输出轴固定连接，所述轴向剪切叶片安装在搅拌轴上，所述轴向剪切叶片的数量为多个，相邻两个所述轴向剪切叶片之间留有距离，所述轴向剪切叶片位于内循环筒内，所述搅拌轴转动安装在内循环筒上。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述外筒体上设置有用于监测矿浆浓度的浓度传感器。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述超声波发生器的数量为四个，其中两个所述超声波发生器位于外筒体的左侧，另两个所述超声波发生器位于外筒体的右侧，且位于左侧的所述超声波发生器与位于右侧的所述超声波发生器相对设置。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述内循环筒通过安装杆安装在外筒体内，所述安装杆的一端与外筒体的内壁固定连接，所述安装杆的另一端与内循环筒的上端外壁固定连接。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述内循环筒的中下部为圆台形结构。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述圆台形结构的侧面与底面之间的夹角为30°～40°。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：多个所述轴向剪切叶片的外侧连线与内循环筒的底面之间的夹角为30°～40°。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述矿浆循环孔的形状为圆形，所述矿浆循环孔的直径为15mm～25mm。
上述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：多个所述矿浆循环孔均匀布设在内循环筒的中下部。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型利用复合力场和乳化作用进行有机耦合，加快了颗粒分散进程，与单一的机械搅拌式分散方式相比，多重作用的耦合会降低分散过程的能耗，减少甚至消除颗粒间发生粘连而产生“软团聚”的可能。
2、本实用新型采用乳化药剂在颗粒表面进行吸附，形成乳化薄膜，增加了空间位阻有利于颗粒分散。
3、本实用新型通过合理的流场控制减小能量消耗，微波场配合循环剪切流场，实现高效率的乳化附着物理化学效应。
4、采用本实用新型分散预处理装置对矿浆进行分散预处理，出料粒径均匀，颗粒粒度分布窄，主导粒级较小，大粒度团聚颗粒显著减少。
5、本实用新型适合于“贫、细、杂”矿物浮选前分散的同时，也适用于化工、造纸、环境、医药等行业的分散预处理过程中。
综上所述，本实用新型利用机械力与超声场的协同作用克服细粒物料间的范德华力，减小了介质体系中液化薄膜所产生的粘滞力，同时辅助以乳化药剂的作用使得细粒物料表面附着一层疏水乳化薄膜，增加了颗粒相互碰撞的能垒，杜绝了颗粒间发生“软团聚”的可能，且该装置可快速处理大量易团聚颗粒，分散效率高，操作简便，经济实用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—外筒体； 2—内循环筒； 2-1—矿浆循环孔；
3—轴向剪切叶片； 4—矿浆入口； 5—超声波发生器；
6—矿浆出口； 7—乳化药剂加入口； 8—电机；
9—搅拌轴； 10—安装杆； 11—浓度传感器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括外筒体1和内循环筒2，所述内循环筒2安装在外筒体1内，所述外筒体1的下部设置有矿浆入口4，所述外筒体1的上部设置有矿浆出口6，所述矿浆入口4上设置有与其连通的乳化药剂加入口7，所述外筒体1上安装有多个超声波发生器5，所述内循环筒2的中下部设置有多个矿浆循环孔2-1，所述内循环筒2上安装有循环剪切搅拌机，所述循环剪切搅拌机包括电机8、搅拌轴9和轴向剪切叶片3，所述搅拌轴9的上端与电机8的输出轴固定连接，所述轴向剪切叶片3安装在搅拌轴9上，所述轴向剪切叶片3的数量为多个，相邻两个所述轴向剪切叶片3之间留有距离，所述轴向剪切叶片3位于内循环筒2内，所述搅拌轴9转动安装在内循环筒2上。
如图1所示，所述外筒体1上设置有用于监测矿浆浓度的浓度传感器11，通过浓度传感器11监测的矿浆浓度，来调节超声波发生器5的能量密度。
如图1所示，所述超声波发生器5的数量为四个，其中两个所述超声波发生器位于外筒体1的左侧，另两个所述超声波发生器位于外筒体1的右侧，且位于左侧的所述超声波发生器与位于右侧的所述超声波发生器相对设置；超声波发生器5的能量密度可以调节。
如图1所示，所述内循环筒2通过安装杆10安装在外筒体1内，所述安装杆10的一端与外筒体1的内壁固定连接，所述安装杆10的另一端与内循环筒2的上端外壁固定连接。
如图1所示，所述内循环筒2的中下部为圆台形结构。
本实施例中，所述圆台形结构的侧面与底面之间的夹角为30°～40°。
本实施例中，多个所述轴向剪切叶片3的外侧连线与内循环筒2的底面之间的夹角为30°～40°。
如图1所示，所述矿浆循环孔2-1的形状为圆形，所述矿浆循环孔2-1的直径为15mm～25mm。
本实施例中，多个所述矿浆循环孔2-1均匀布设在内循环筒2的中下部。
本实用新型的工作原理为：乳化药剂经乳化药剂加入口7加入，矿浆从矿浆入口4进入外筒体1内，然后矿浆经矿浆循环孔2-1进入内循环筒2内，在外筒体1与内循环筒2之间实现循环搅拌，分散预处理后的矿浆从矿浆出口6流出。本实用新型中，采用剪切强度较高的循环剪切搅拌机对矿浆循环剪切预处理，使得易团聚颗粒在搅拌过程中逐渐减小颗粒微团的体积，整个分散过程在强度方面平滑延进，避免了粉碎强度过大所造成的物料二次粉碎。同时，乳化药剂的加入使得颗粒间的液膜变薄、液体桥连结合力变小，且颗粒间通过吸附一层乳化薄膜增加了颗粒间的空间位阻，颗粒间的范德华力急剧减小。超声波发生器5产生的超声波场尤其是中频超声波的加入与机械力场形成了复合力场，可有效减小颗粒重新发生“软团聚”的概率，同时复合力场与药剂的耦合作用也使得整个分散过程耗能降低，耗时缩短。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：包括外筒体(1)和内循环筒(2)，所述内循环筒(2)安装在外筒体(1)内，所述外筒体(1)的下部设置有矿浆入口(4)，所述外筒体(1)的上部设置有矿浆出口(6)，所述矿浆入口(4)上设置有与其连通的乳化药剂加入口(7)，所述外筒体(1)上安装有多个超声波发生器(5)，所述内循环筒(2)的中下部设置有多个矿浆循环孔(2-1)，所述内循环筒(2)上安装有循环剪切搅拌机，所述循环剪切搅拌机包括电机(8)、搅拌轴(9)和轴向剪切叶片(3)，所述搅拌轴(9)的上端与电机(8)的输出轴固定连接，所述轴向剪切叶片(3)安装在搅拌轴(9)上，所述轴向剪切叶片(3)的数量为多个，相邻两个所述轴向剪切叶片(3)之间留有距离，所述轴向剪切叶片(3)位于内循环筒(2)内，所述搅拌轴(9)转动安装在内循环筒(2)上。
2.按照权利要求1所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述外筒体(1)上设置有用于监测矿浆浓度的浓度传感器(11)。
3.按照权利要求1或2所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述超声波发生器(5)的数量为四个，其中两个所述超声波发生器位于外筒体(1)的左侧，另两个所述超声波发生器位于外筒体(1)的右侧，且位于左侧的所述超声波发生器与位于右侧的所述超声波发生器相对设置。
4.按照权利要求1或2所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述内循环筒(2)通过安装杆(10)安装在外筒体(1)内，所述安装杆(10)的一端与外筒体(1)的内壁固定连接，所述安装杆(10)的另一端与内循环筒(2)的上端外壁固定连接。
5.按照权利要求1或2所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述内循环筒(2)的中下部为圆台形结构。
6.按照权利要求5所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述圆台形结构的侧面与底面之间的夹角为30°～40°。
7.按照权利要求6所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：多个所述轴向剪切叶片(3)的外侧连线与内循环筒(2)的底面之间的夹角为30°～40°。
8.按照权利要求1或2所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：所述矿浆循环孔(2-1)的形状为圆形，所述矿浆循环孔(2-1)的直径为15mm～25mm。
9.按照权利要求1或2所述的一种细粒物料分散预处理装置，其特征在于：多个所述矿浆循环孔(2-1)均匀布设在内循环筒(2)的中下部。
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