一種脈沖噴射式泡沫浮選的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明脈沖噴射式泡沫浮選機(jī)，包括入料管、脈沖空氣反應(yīng)器、儲(chǔ)氣隔離管、下沖管、礦漿分配器、浮選機(jī)槽體、尾礦管，其中入料管、脈沖空氣反應(yīng)器、儲(chǔ)氣隔離管、下沖管和礦漿分配器五者自上而下相連通，礦漿分配器位于槽體內(nèi)底部中央，尾礦管與浮選槽的外底相連用于分選尾礦的排出。本發(fā)明在較小的泵壓下產(chǎn)生足夠大的礦漿噴射流速，減少了泵和管網(wǎng)的壓力也降低了能耗和材料成本，同時(shí)也增加了吸氣量間接增加了浮選機(jī)的處理能力;由于脈沖流體所特有的高沖擊性使得礦漿攪拌效果更好;脈沖與礦漿浮選的結(jié)合產(chǎn)生了一種新作用即由于空化作用使微小氣泡富集于礦粒表面，這正是浮選工作所追求的，對(duì)進(jìn)一步提高浮選指標(biāo)有很大的提升作用。
【專利說明】一種脈沖噴射式泡沬浮選機(jī)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種在脈沖狀態(tài)下完成礦物分選和收集的脈沖噴射泡沫浮選機(jī)。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]泡沫浮選是一種將細(xì)小物料從懸浮液中分離出來的方法。利用泡沫浮選的浮選機(jī)有攪拌式浮選機(jī)和噴射式浮選機(jī)，其中噴射式浮選機(jī)是利用礦漿噴射產(chǎn)生負(fù)壓的原理強(qiáng)制吸入空氣，形成氣化礦漿產(chǎn)生泡沫來進(jìn)行浮選，由于它不需要空氣壓入設(shè)備，所以具有處理量大、能耗小的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]脈沖射流是非連續(xù)射流，脈沖射流發(fā)生的原理是通過一定的裝置將動(dòng)力源提供的能量?jī)?chǔ)存起來，間斷地傳遞給水，使水獲得巨大的能量經(jīng)過噴嘴射出，形成類似于炮彈的脈沖射流。使得噴射浮選停滯在連續(xù)水噴射浮選這一層次。噴射式浮選機(jī)代表機(jī)型是中國(guó)發(fā)明專利92229333.3公開了的一種“噴射式浮選機(jī)”，該浮選機(jī)用噴射式攪拌裝置取代了傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌裝置，同時(shí)將槽體側(cè)壁開設(shè)流通孔，并增加入料箱，從而使浮選機(jī)生產(chǎn)能力大大提高，也將低了生產(chǎn)消耗。中國(guó)專利號(hào)為200720062289.5的“短柱射流浮選機(jī)”由于在反射板與礦化管之間增加了 T型螺紋調(diào)節(jié)器連接，使礦漿浮選更穩(wěn)定、礦化更充分。
[0006]上述兩種浮選機(jī)各有不足但歸根到底由于現(xiàn)在所有的噴射浮選機(jī)都是采用連續(xù)水噴射，因此具有一下缺點(diǎn):第一需要高功率、高強(qiáng)度的礦漿泵來輸送礦漿，在礦漿形成射流時(shí)需要很大的壓力，這就對(duì)礦漿泵的要求很高。第二浮選機(jī)噴射嘴過小使礦漿處理量偏低，由于噴射嘴增大會(huì)使礦漿充氣量減少不能滿足浮選要求，也就是說充氣量不足。第三浮選機(jī)配套設(shè)施如管網(wǎng)等設(shè)備成本太大，由于對(duì)礦漿壓力要求大所必須用高強(qiáng)度的管道來運(yùn)輸?shù)V漿。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的噴射式浮選機(jī)在形成射流時(shí)所需泵壓過高、運(yùn)送礦漿管網(wǎng)壓力大、生產(chǎn)中能耗較大、礦漿充氣量相對(duì)較小等不足，提供一種采用脈沖原理的新式浮選機(jī)，以脈沖高壓水噴射代替普通連續(xù)水噴射降低了對(duì)礦漿泵壓力的要求，降低管網(wǎng)的成本和維修次數(shù)，同時(shí)也降低能耗。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種脈沖噴射式泡沫浮選機(jī)，該浮選機(jī)包括槽體和脈沖充氣攪拌裝置，其特征在于，所述槽體的上部為圓柱狀下部為錐狀，槽體的頂端是一個(gè)向上漸縮的圓錐狀的溢流堰，所述溢流堰的四周設(shè)有導(dǎo)流槽傾斜環(huán)繞，所述導(dǎo)流槽傾斜角度為10-20度之間；所述導(dǎo)流槽較低端處向下開孔接管道形成精礦管；所述槽體的底部設(shè)置用于排除尾礦的尾礦管，所述槽體與溢流堰、導(dǎo)流槽、精礦管和尾礦管通過焊接方式連接；
所述脈沖浮選機(jī)充氣攪拌裝置由入料管、下沖管、礦漿分配器、上噴嘴、脈沖管、下噴嘴、儲(chǔ)氣隔管和進(jìn)氣孔構(gòu)成；
其中，所述入料管、上噴嘴、脈沖管和下噴嘴為從上到下依次同軸安裝，連接方式是螺栓緊密連接，所述上噴嘴、脈沖管和下噴嘴構(gòu)成一個(gè)空間，此空間成為脈沖室；
所述儲(chǔ)氣隔管上端與所述下噴嘴的下端連接，所述儲(chǔ)氣隔管下部四周均勻開有若干用于管內(nèi)外空氣交換的進(jìn)氣孔；
所述下沖管為一個(gè)由上到下直徑漸縮的圓管，所述下沖管的上端伸入到所述儲(chǔ)氣隔管內(nèi)，但頂部不與所述下噴嘴的末端接觸留空隙，所述儲(chǔ)氣隔管的末端與所述下沖管的中部通過螺紋連接，所述儲(chǔ)氣隔管與所述下沖管所述之間留有空隙形成儲(chǔ)氣室，所述儲(chǔ)氣室與進(jìn)氣孔和下沖管內(nèi)部空間相通；所述下沖管的下端伸入到所述槽體內(nèi)，所述下沖管的末端與置于所述槽體內(nèi)中心位置的所述礦漿分配器相連通，所述礦漿分配器的上端面均勻開有兩層8?16個(gè)礦漿分配孔。
[0009]進(jìn)一步，所述上噴嘴中央和下噴嘴中央各有一個(gè)通孔，所述上噴嘴由倒立錐狀孔與一個(gè)小圓柱狀孔連接而成，所述倒立錐的錐角為120°?150° ;所述下噴嘴整體為中空的類錐體結(jié)構(gòu)，其錐角為110°?130°，所述下噴嘴的上部錐形突起部分與噴孔上端有一個(gè)過度角，過度角的角度在30°?70°。
[0010]進(jìn)一步，所述入料管的直徑為D，所述上噴嘴的噴嘴直徑為Dl ;所述脈沖管的直徑為D0、高度為L(zhǎng) ;所述下噴嘴直徑為D2，且D0/D1〈4 ；L/D<2 ；D2>D1 ；D1/D0=0.25?0.3。
[0011]下沖管是一個(gè)從入口端到出口端內(nèi)徑逐漸增加的圓管，下沖管上端內(nèi)徑較小的一段圓管形成混合室，脈沖礦漿流在此完成與空氣的混合，下端內(nèi)徑較大圓管形成擴(kuò)散室，完成充氣的礦漿經(jīng)過擴(kuò)散室氣體從礦漿液相中析出成為空氣微泡，空氣微泡與此前在混合室形成的較大氣泡共同構(gòu)成了良好的浮選氣泡體系。
[0012]下沖管上頂端不與下噴嘴接觸，留有一小段縫隙形成半開放空間，用于儲(chǔ)氣室氣體進(jìn)入混合室，但是下沖管頂端一般高度不低于環(huán)形噴嘴底端高度。
[0013]礦漿分配器呈圓餅狀，內(nèi)部空心且上部中心與下沖管下端連通，中心四周均勻開有內(nèi)外兩層相間的共8?16個(gè)出口朝上的噴嘴孔用來分配礦漿給浮選槽。
[0014]槽體中間主體是圓柱狀，圓柱狀主槽體能用最少材料完成要求的浮選體積且礦漿分散最均勻；浮選槽上部分是一個(gè)向上漸縮的正立圓錐狀溢流堰，浮選泡沫在溢流堰中上升的過程中形成二次富集現(xiàn)象，利于合格精礦的富集和收集，對(duì)于提高泡沫精礦品味有很大意義；下部分是倒立圓錐狀利于尾礦的收集排出。
[0015]導(dǎo)流槽傾斜環(huán)繞在溢流堰的周圍，導(dǎo)流槽較低端向下開孔連接管道用于精礦產(chǎn)品的流出。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:由于采用上述技術(shù)方案，該裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、工藝簡(jiǎn)單，礦漿通過脈沖空氣反應(yīng)器后相比普通浮選機(jī)在壓力、截面積相同的情況下，由于脈沖方式對(duì)射流能量的利用率比連續(xù)射流的利用率高18%左右，脈沖射流速度有了很大的提高，使浮選機(jī)的工作效率大幅增加，這樣設(shè)備尤其是泵的成本、能耗成本相比普通噴射浮選機(jī)有所下降。
[0017]由于脈沖空氣反應(yīng)器產(chǎn)生的脈沖噴射所特有的間隔沖擊攪拌作用，使得脈沖噴射浮選機(jī)對(duì)礦漿的攪拌作用更強(qiáng)。
[0018]在礦漿通過空氣反應(yīng)器時(shí)反應(yīng)器空腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣漩渦，這些漩渦增加了礦漿流的卷切作用，脈沖噴射浮選機(jī)的卷切作用比普通噴射浮選機(jī)的卷切作用強(qiáng)32%，卷且作用的增強(qiáng)使礦漿裹挾了更多的氣體，增大了礦漿的充氣量。
[0019]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將脈沖空氣反應(yīng)器運(yùn)用到礦漿浮選時(shí)出現(xiàn)了附加的新生成的有利于浮選的獨(dú)特效果，這種效果是在其他應(yīng)用脈沖的領(lǐng)域所沒有的，礦漿是由固液兩相混合而成，而且礦物顆粒的粒度一般在一定的特定范圍內(nèi)，由于礦漿在脈沖反應(yīng)器腔內(nèi)的空化作用，微小氣泡不僅進(jìn)入礦漿而且能夠較大程度的富集于目標(biāo)礦物顆粒上，這正是浮選作業(yè)所缺乏的，這種新的現(xiàn)象優(yōu)化了礦漿氣化作用和浮選效率，對(duì)于精礦回收率的提升有推動(dòng)作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的脈沖充氣攪拌裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是圖1中A2-A2向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是圖1中Al-Al向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1、入料管，2、下沖管，3、脈沖充氣攪拌裝置，31、上噴嘴，32、脈沖管，33、下噴嘴，34、儲(chǔ)氣隔管，35、進(jìn)氣孔，36、脈沖室，37、儲(chǔ)氣室，4、礦漿分配器，41、礦漿分配孔，5、槽體，51、溢流堰，52、導(dǎo)流槽，53、精礦管，54、尾礦管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本 發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0026]參見圖1、2、3、4，脈沖浮選機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1中所示，包括入料管1、下沖管2、礦漿分配器4、脈沖充氣攪拌裝置3和槽體5 ；
其中，槽體5上部為圓柱狀下部為錐狀，槽體5最上面是一個(gè)向上漸縮的圓錐裝溢流堰51，溢流堰51的四周有導(dǎo)流槽52傾斜環(huán)繞，導(dǎo)流槽52傾斜角度一般在10-20度之間；導(dǎo)流槽52較低端處向下開孔接管道形成精礦管53 ;槽體5的底部通過尾礦管54排除尾礦，槽體5各部分之間通過焊接方式連接。
[0027]入料管I與外部礦漿泵相連用于給入礦漿；入料管1、上噴嘴31、脈沖管32和下噴嘴33為同軸安裝，連接方式是螺栓緊密連接，上噴嘴31、脈沖管32和下噴嘴33構(gòu)成一個(gè)空間，此空間成為脈沖室36。與下噴嘴33下部相連的是儲(chǔ)氣隔管34，儲(chǔ)氣隔管34下部四周均勻開有2飛個(gè)進(jìn)氣孔35用于管內(nèi)外空氣交換，下沖管36是一個(gè)由上到下直徑漸縮的圓管，下沖管36上端伸入到儲(chǔ)氣隔管34內(nèi)，但頂部不與下噴嘴33接觸留有一定空隙；儲(chǔ)氣隔管34的下端與下沖管36的中部通過螺紋連接，兩者之間留有空隙形成儲(chǔ)氣室37，儲(chǔ)氣室37與進(jìn)氣孔35和下沖管內(nèi)部空間相通。礦漿分配器4與下沖管36相連通，如圖5礦漿分配器4朝上面均勻開有兩層8~16個(gè)礦漿分配孔41。脈沖攪拌裝置除礦漿分配器4和下沖管2下部位于槽體5內(nèi)，其余部分位于槽體5的中央上方。
[0028]每個(gè)反應(yīng)器配備一臺(tái)礦漿泵，在射流速度保持在15~25m/s范圍內(nèi)入料管5直徑D、上噴嘴31中心噴嘴直徑D1、脈沖管32直徑DO高度L、下噴嘴33直徑D2的大小是由處理量大小決定，但是需滿如下條件:
D0/DK4, L/D<2, D2>D1, D1/D0=0.25~0.3上噴嘴是倒立錐狀孔與一個(gè)小圓柱狀孔連接而成，圓錐錐角為120-150度起到導(dǎo)流降低流體能量損失的作用；下噴嘴整體是中空的類錐體結(jié)構(gòu)錐角為110-130度，下噴嘴上部錐形突起部分起碰撞體作用與噴孔上端有一個(gè)過度角，角度在30-70度利于高速礦漿全部通過下噴嘴。
[0029]本發(fā)明的工作過程如下:
工作時(shí)，將制備好的礦漿由礦漿泵在0.25、.30MPa的壓力下送入入料管1，礦漿進(jìn)入到入料管I之后由于整流體2的作用，礦漿保持穩(wěn)定流動(dòng)減少了渦流作用。沿入料管I礦漿到達(dá)上噴嘴31處，上噴嘴31的錐形結(jié)構(gòu)使礦漿在較小阻力情況下進(jìn)入上噴嘴31的中心噴嘴并完成增壓過程。礦漿經(jīng)過上噴嘴31高速射入由脈沖管32圍成的脈沖室中，由于脈沖室內(nèi)部空腔的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和高速礦漿流的作用，脈沖室內(nèi)形成了周期性轉(zhuǎn)動(dòng)的空氣渦流，而這個(gè)周期性空氣渦流使脈沖室內(nèi)空氣壓力分布不均勻，進(jìn)而對(duì)高速礦漿流體產(chǎn)生周期性的阻隔作用，最終形成環(huán)空流體吸入式脈沖射流。脈沖礦漿流經(jīng)過下噴嘴33進(jìn)入到由下沖管36上部圍成的混合室，此時(shí)礦漿流體速度為15~20m/s之間，高速的礦漿流在混合室內(nèi)形成了最大負(fù)壓為0.6^0.SMPa的負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓區(qū)的出現(xiàn)使空氣由進(jìn)氣孔35大量進(jìn)入到混合室，而此時(shí)進(jìn)氣道35和貯氣室的特殊結(jié)構(gòu)使整個(gè)吸氣過程處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。由于高速的脈沖射流對(duì)空氣的裹卷和剪切作用使空氣分散成小氣泡而實(shí)現(xiàn)礦漿的初步氣化，初步氣化的礦漿又經(jīng)過下沖管2處的收放結(jié)構(gòu)作用下使氣泡在礦漿中進(jìn)一步分散并伴有微泡析出，最終形成均勻礦化的微泡。完成氣泡礦化的礦漿最后進(jìn)入礦漿分配器完成浮選過程，精礦泡沫經(jīng)過溢流堰51進(jìn)入到導(dǎo)流槽52之中，導(dǎo)流槽52將收集好的精礦產(chǎn)品靠重力流入精礦管53中，而浮選的尾礦經(jīng)尾礦管54 收集之后在進(jìn)行下一步處理。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖噴射式泡沫浮選機(jī)，該浮選機(jī)包括入料管(I)、下沖管(2)、礦漿分配器(4)、脈沖充氣攪拌裝置(3)和槽體(5)，其特征在于，所述槽體(5)的上部為圓柱狀下部為錐狀，，所述槽體(5)的頂端是一個(gè)向上漸縮的圓錐狀的溢流堰(51)，所述溢流堰(51)的四周設(shè)有導(dǎo)流槽(52)傾斜環(huán)繞，所述導(dǎo)流槽(52)傾斜角度為10-20度之間；所述導(dǎo)流槽(52)較低端處向下開孔接管道形成精礦管(53);所述槽體(5)的底部設(shè)置用于排除尾礦的尾礦管(54)，所述槽體(5)與溢流堰(51)、導(dǎo)流槽(52)、精礦管(53)和尾礦管(54)通過焊接方式連接； 所述脈沖充氣攪拌裝置(3)由上噴嘴(31)、脈沖管(32)、下噴嘴(33)、儲(chǔ)氣隔管(34)和進(jìn)氣孔(35)構(gòu)成； 其中，所述入料管(I)、上噴嘴(31)、脈沖管(32)和下噴嘴(33)為從上到下依次同軸安裝，連接方式是螺栓緊密連接，所述上噴嘴(31)、脈沖管(32)和下噴嘴(33)構(gòu)成一個(gè)空間，此空間成為脈沖室(36)； 所述儲(chǔ)氣隔管(34)上端與所述下噴嘴(33)的下端連接，所述儲(chǔ)氣隔管(34)下部四周均勻開有若干用于管內(nèi)外空氣交換的進(jìn)氣孔(35)； 所述下沖管(2)為一個(gè)由上到下直徑漸縮的圓管，所述下沖管(2)的上端伸入到所述儲(chǔ)氣隔管(34)內(nèi)，但頂部不與所述下噴嘴(33)的末端接觸留空隙，所述儲(chǔ)氣隔管(34)的末端與所述下沖管(36)的中部通過螺紋連接，所述儲(chǔ)氣隔管(34)與所述下沖管(36)所述之間留有空隙形成儲(chǔ)氣室(37)，所述儲(chǔ)氣室(37)與進(jìn)氣孔(35)和下沖管內(nèi)部空間相通；所述下沖管(2)的下端伸入到所述槽體(5)內(nèi)，所述下沖管(2)的末端與置于所述槽體(5)內(nèi)中心位置的呈圓餅狀的所述礦漿分配器(4)相連通，所述礦漿分配器(4)的上端面均勻開有兩層8~16個(gè)礦漿分配孔(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖噴射式泡沫浮選機(jī)，其特征在于，所述上噴嘴(33)中央和下噴嘴(31)中央各有一個(gè)通孔，`所述上噴嘴(33)由倒立錐狀孔與一個(gè)小圓柱狀孔連接而成，其中，倒立錐的錐角為120°~150° ;所述下噴嘴(31)整體為中空的類錐體結(jié)構(gòu)，其錐角為110°~130°，所述下噴嘴(31)的上部錐形突起部分與通孔上端有一個(gè)過度角，過度角的角度為30°~70°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖噴射式泡沫浮選機(jī)，其特征在于，所述入料管(I)的直徑為D，所述上噴嘴(31)的噴嘴直徑為Dl ;所述脈沖管(32)的直徑為D0、高度為L(zhǎng) ;所述下噴嘴(33)直徑為 D2，且 D0/D1〈4 ；L/D<2 ；D2>D1 ；D1/D0=0.25~0.3。
【文檔編號(hào)】B03D1/14GK103506227SQ201310452807
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】段旭琴, 宋猛, 祁偉超 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)