CN219232696U - 一种同步浮选试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同步浮选试验系统，系统包括浮选装置、补气装置和补水装置；浮选装置至少设置有两套，浮选装置包括浮选管和气泡发生组件，浮选管设置有溢流口和补水口，补水口通过液体导管与补水装置相连接；气泡发生组件设置在浮选管底部，且气泡发生组件通过气体导管与补气装置相连接。本实用新型的装置可实现在单一因素批量试验中同步进行多组次试验以及浮选试验过程精准调控，避免试验过程中人为因素干扰，减少了重复性操作工作量。

Description

一种同步浮选试验系统

技术领域

本实用新型涉及矿物分离科学与工程领域，具体涉及一种同步浮选试验系统。

背景技术

在矿物分离科学与工程领域，纯矿物浮选试验是解析矿物自身特性的直接试验方法，也是分析不同矿物之间分离可行性的最普遍技术手段。通过纯矿物浮选试验，可以探究药剂作用机理，为实际矿的浮选提供理论基础，指导实际矿的浮选发展方向。因此纯矿物的浮选试验的稳定、数据可靠性尤为重要。

纯矿物浮选试验一般在试验室中进行，通常借助挂槽式浮选机，采用人工手动刮出浮选产品的方式操作进行，在纯矿物浮选试验过程中，经常存在人为因素和环境因素影响浮选试验结果，比如判断试验进程的标准、技术人员操作手法、试验外部环境变化等等，同时，由于在批量进行平行条件试验时，仅对某一个变量进行梯度设定，其他因素进行保持不变，需要进行大量重复性的人工操作，费时费力。

现有技术意图通过对试验设备的改进寻求对上述问题的改善和解决方案，比如中国专利CN210815743U公开了一种试验室纯矿物用浮选设备，借助增力搅拌装置和充气系统以较低成本简化了CN205966189U专利公开的纯矿物浮选设备，再比如，中国专利CN203648713U公开了一种多功能小浮选试验装置，通过并联两组小型浮选柱，直接观察并方面进行对比性试验。虽然这些相关专利在一定程度上的确有助于解决纯矿物试验的准确性问题，但由于其试验设备装置存在单台限制性和操作干扰性，在精细过程控制方面主要依靠操作人员的主观判断。因此上述相关专利无法从根本上克服人为因素对试验过程的影响以及平行条件下批次试验的准确问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种同步浮选试验系统，用以解决目前现有浮选装置在进行对比试验时存在的误差大、受人为因素影响大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种同步浮选试验系统，包括浮选装置、用于向所述浮选装置输送气体的补气装置和用于向所述浮选装置输送液体的补水装置；所述浮选装置至少设置有两套，浮选装置包括浮选管和气泡发生组件，所述浮选管设置有溢流口和补水口，所述补水口通过液体导管与补水装置相连接；所述气泡发生组件设置在浮选管底部，且所述气泡发生组件通过气体导管与补气装置相连接。

上述技术方案的设计思路在于，本技术方案通过设置多组互相独立的浮选装置形成了对比试验的基础机制，并通过设置补气、补水装置，使得操作者可通过对应装置控制补气、补水进程，一方面控制了浮选装置间的变量变化，另一方面减少了人工操作的内容，将其转化为设备操作，保证了操作的可靠性和稳定性，减少了人工因素对试验结果的不良影响。

作为上述技术方案的进一步优选，所述浮选管内设置有搅拌组件，所述搅拌组件为磁力搅拌器。搅拌组件可以保证在试验准备及试验过程中，矿浆呈较为稳定的悬浊液状态，避免因矿浆状态的变化对试验结果产生的误差，同时搅拌组件还可保证气泡发生组件产生气泡的均匀性，进一步减小误差。

作为上述技术方案的进一步优选，所述补水装置包括储水组件、蠕动泵和液体流量计，所述蠕动泵和液体流量计的设置数量与浮选装置数量相同，每一个蠕动泵控制一套浮选装置与储水组件之间的液体输送，每一个液体流量计用于测量一套浮选装置与储水组件之间液体导管内液体的流量。本优选方案针对每套浮选装置均配备了对应的补水装置，从而实现对多个平行条件下的浮选试验过程的精准调控，保证对比试验变量的有效控制，避免试验过程中人为因素干扰。

作为上述技术方案的进一步优选，所述补气装置包括储气组件、电磁阀和气体流量计，所述电磁阀和气体流量计的设置数量与浮选装置数量相同，每一个电磁阀控制一套浮选装置与储气组件之间的气体输送，每一个液体流量计用于测量一套浮选装置与储气组件之间气体导管内气体的流量。本优选方案针对每套浮选装置均配备了对应的补气装置，从而实现对多个平行条件下的浮选试验过程的精准调控，保证对比试验变量的有效控制，避免试验过程中人为因素干扰。

作为上述技术方案的进一步优选，同步浮选试验系统还包括用于固定所述浮选装置的固定组件，所述固定组件的数量与浮选装置的数量对应，每个固定组件上均安装有压敏传感器。本优选方案通过引入压敏传感器监控各套浮选装置中补水量是否合适，一方面可通过监控固定组件和浮选管在试验过程中的质量波动产生的压力变化，进而小范围自动控制蠕动泵的转速，维持浮选管中的液位稳定，实现试验过程补加水稳定可控；另一方面，还可通过不同压敏传感器之间的数据对比判断各套浮选装置是否需要增加或减小补水流量，保证液位一致，实现变量的有效控制；再一方面，还可通过单一压敏传感器的数据反馈判断各套浮选装置是否达到稳定浮选的状态，并据此判断何时终止浮选试验。

作为上述技术方案的进一步优选，同步浮选试验系统还包括控制装置，所述控制装置与压敏传感器、蠕动泵和电磁阀通讯连接，所述控制装置通过控制蠕动泵、电磁阀的开启状态调整液体或气体流量大小。本优选方案通过控制装置实现了压力信息的监控和接收，并通过控制装置可直接实现试验的同步操作，根据反馈的压力信息进行补水量的调节和试验终止时间的控制，可同步实现平行条件下的浮选试验过程精准调控，避免试验过程中人为因素干扰，并减少重复性操作工作量。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型公开了一种针对在多个平行条件下手动操作试验存在人为误差、大量重复操作等问题，用于纯矿物浮选试验的并行控制系统，克服了试验装置单台限制性和操作干扰性，解决了操作人员依靠主观判断进行精细过程控制的弊端，为实现了在单一因素批量试验中同步进行多组次试验以及浮选试验过程精准调控、避免试验过程中人为因素干扰的试验方法提供了硬件上的支持。

附图说明

图1为实施例1的同步浮选试验系统的结构示意图；

图2为实施例1的浮选管的结构示意图；

图3为实施例1的同步浮选试验方法的流程示意图。

图例说明：

1、浮选管；2、气泡发生组件；3、磁力搅拌器；4、储水组件；5、液体导管；6、储气组件；7、气体导管；8、蠕动泵；9、液体流量计；10、电磁阀；11、气体流量计；12、固定组件；13、压敏传感器；14、联网控制器；15、计算机；16、溢流口；17、补水口。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的同步浮选试验系统包括浮选装置、用于向浮选装置输送气体的补气装置和用于向浮选装置输送液体的补水装置，其中，浮选装置设置有两套，浮选装置包括浮选管1和气泡发生组件2；如图2所示，浮选管1内设置有磁力搅拌器3(磁力转子)，浮选管1设置有溢流口16和补水口17，补水口17通过液体导管5与补水装置相连接；气泡发生组件2设置在浮选管1底部，且气泡发生组件2通过气体导管7与补气装置相连接。补水装置包括储水组件4(本实施例为烧杯)、蠕动泵8和液体流量计9(二者集成在一个装置上)，蠕动泵8和液体流量计9设置有两套，与浮选装置对应，分别控制一套浮选装置与储水组件4之间的液体输送和液体流量监测；补气装置包括储气组件6(本实施例为气瓶)、电磁阀10和气体流量计11，电磁阀10和气体流量计11设置有两套，与浮选装置对应，分别控制一套浮选装置与储气组件6之间的液体输送和气体流量监测。浮选装置固定在固定组件12(本实施例为铁架台)上，固定组件12的数量与浮选装置的数量对应，每个固定组件12上均安装有压敏传感器13。压敏传感器13工作原理将由浮选管1重量变化引起的力矩转化为电信号；力矩计算公式为F×L。式中，L为压敏传感器13安装位置与浮选管1重心的间距，两套装置的L值相同且为固定值；F为浮选管1产生的重力，F＝mg，浮选管1重量m变化会导致F变化，最终引起压敏传感器13电信号变化。上述压敏传感器13、蠕动泵8和电磁阀10均与控制装置(本实施例为联网控制器14和计算机15)通讯连接，将信号经由联网控制器14上传至计算机15。

如图3所示，本实施例的同步浮选试验方法，采用本实施例的同步浮选试验系统进行，包括以下步骤：

S1、试验开始前，根据试验要求并行设置对比试验的数量，本实施例中浮选装置以及对应的其他组件套数为两套，对比试验数量为两组，记为系列一和系列二。

S2、预先按试验要求将纯矿物待测样品2-5g、浮选药剂和去离子水混匀后倒入浮选管1，调整浮选管1中液位，定容至50ml；将浮选管1装置在铁架台上，打开磁力搅拌借助磁力转子使浮选管1中的矿浆保持悬浊状态，完成试验准备工作。

S3、在线连接计算机15和联网控制器14，试验人员操作计算机15进行两组浮选装置对应的蠕动泵8和电磁阀10的开启和控制，控制两组对比试验中的浮选管1的补加水流量和补加气体流量，补加水量以0～15ml/min为宜，气体流量为10～20ml/min为宜，开始同步浮选试验。

S4、计算机15经联网控制器14接收压敏传感器13产生的信号，将其计量为浮选管1的重量m，两个对比试验系列一和系列二的信号分别为m₁和m₂，判断m₁/m₂大小，若m₁/m₂大于1，则增加系列二补加水量；若m₁/m₂小于1，则增加系列一补加水量；至系统自动调节两个系列的补加水量，使m₁/m₂等于1时，则进行两个系列的K值检验：K值定义为单位时间(△t)内浮选管1泡沫出口溢流出的矿浆重量(△m)，数学表达式为

两个对比试验系列一和系列二分别对应K1和K2；当检验K1值保持不变时，则系列一终止浮选试验；当检验K1值仍在变化时，则系列一浮选试验继续直至K1值保持不变。当检验K2值保持不变时，则系列二终止浮选试验；当检验K2值仍在变化时，则系列二浮选试验继续直至K2值保持不变。

(5)至两个对比试验系列一和系列二均终止浮选试验后，收集每组试验产出的溢流泡沫，依次进行过滤、烘干、称重、制样和化验分析工作。

(6)采用图1所述同步浮选试验系统及方法，使用单一黄铜矿、单一闪锌矿、黄铜矿混合石英(质量比1：1)和闪锌矿混合石英(质量比1：1)共计四种矿物样品进行试验，以浮选的溢流泡沫干重为计量标准，分析试验装置的运行稳定性，结果如表1所示。从试验结果看出两套浮选指标偏差率介于1％—3％。

表1：装置运行稳定性试验结果

序号	矿物名称	两套浮选指标偏差率	人工操作指标偏差率
				1	黄铜矿	±1.8％	±5.0％
2	闪锌矿	±2.2％	±5.4％
				3	黄铜矿混合石英(质量比1：1)	±2.1％	±6.0％
4	闪锌矿混合石英(质量比1：1)	±2.7％	±5.9％

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种同步浮选试验系统，其特征在于，包括浮选装置、用于向所述浮选装置输送气体的补气装置和用于向所述浮选装置输送液体的补水装置；所述浮选装置至少设置有两套，浮选装置包括浮选管(1)和气泡发生组件(2)，所述浮选管(1)设置有溢流口(16)和补水口(17)，所述补水口(17)通过液体导管(5)与补水装置相连接；所述气泡发生组件(2)设置在浮选管(1)底部，且所述气泡发生组件(2)通过气体导管(7)与补气装置相连接。

2.根据权利要求1所述的同步浮选试验系统，其特征在于，所述浮选管(1)内设置有搅拌组件，所述搅拌组件为磁力搅拌器(3)。

3.根据权利要求1所述的同步浮选试验系统，其特征在于，所述补水装置包括储水组件(4)、蠕动泵(8)和液体流量计(9)，所述蠕动泵(8)和液体流量计(9)的设置数量与浮选装置数量相同，每一个蠕动泵(8)控制一套浮选装置与储水组件(4)之间的液体输送，每一个液体流量计(9)用于测量一套浮选装置与储水组件(4)之间液体导管(5)内液体的流量。

4.根据权利要求3所述的同步浮选试验系统，其特征在于，所述补气装置包括储气组件(6)、电磁阀(10)和气体流量计(11)，所述电磁阀(10)和气体流量计(11)的设置数量与浮选装置数量相同，每一个电磁阀(10)控制一套浮选装置与储气组件(6)之间的气体输送，每一个液体流量计(9)用于测量一套浮选装置与储气组件(6)之间气体导管(7)内气体的流量。

5.根据权利要求4所述的同步浮选试验系统，其特征在于，还包括用于固定所述浮选装置的固定组件(12)，所述固定组件(12)的数量与浮选装置的数量对应，每个固定组件(12)上均安装有压敏传感器(13)。

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