一種脈沖噴射式泡沫浮選的制造方法
【專利摘要】本實用新型一種脈沖噴射式泡沫浮選機，包括入料管、脈沖空氣反應器、儲氣隔離管、下沖管、礦漿分配器、浮選機槽體、尾礦管，其中入料管、脈沖空氣反應器、儲氣隔離管、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。本實用新型在較小的泵壓下產(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，同時也增加了吸氣量間接增加了浮選機的處理能力;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，對進一步提高浮選指標有很大的提升作用。
【專利說明】一種脈沖噴射式泡沬浮選機
【技術領域】
[0001]本實用新型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?！颈尘凹夹g】
[0002]泡沫浮選是一種將細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有攪拌式浮選機和噴射式浮選機，其中噴射式浮選機是利用礦漿噴射產(chǎn)生負壓的原理強制吸入空氣，形成氣化礦漿產(chǎn)生泡沫來進行浮選，由于它不需要空氣壓入設備，所以具有處理量大、能耗小的優(yōu)點。 [0003]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力源提供的能量儲存起來，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。噴射式浮選機代表機型是中國發(fā)明專利92229333.3公開了的一種“噴射式浮選機”，該浮選機用噴射式攪拌裝置取代了傳統(tǒng)的機械攪拌裝置，同時將槽體側壁開設流通孔，并增加入料箱，從而使浮選機生產(chǎn)能力大大提高，也將低了生產(chǎn)消耗。中國專利號為200720062289.5的“短柱射流浮選機”由于在反射板與礦化管之間增加了 T型螺紋調節(jié)器連接，使礦漿浮選更穩(wěn)定、礦化更充分。
[0004]上述兩種浮選機各有不足但歸根到底由于現(xiàn)在所有的噴射浮選機都是采用連續(xù)水噴射，因此具有一下缺點:第一需要高功率、高強度的礦漿泵來輸送礦漿，在礦漿形成射流時需要很大的壓力，這就對礦漿泵的要求很高。第二浮選機噴射嘴過小使礦漿處理量偏低，由于噴射嘴增大會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。第三浮選機配套設施如管網(wǎng)等設備成本太大，由于對礦漿壓力要求大所必須用高強度的管道來運輸?shù)V漿。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的噴射式浮選機在形成射流時所需泵壓過高、運送礦漿管網(wǎng)壓力大、生產(chǎn)中能耗較大、礦漿充氣量相對較小等不足，提供一種采用脈沖原理的新式浮選機，以脈沖高壓水噴射代替普通連續(xù)水噴射降低了對礦漿泵壓力的要求，降低管網(wǎng)的成本和維修次數(shù)，同時也降低能耗。
[0006]本實用新型的技術方案是:一種脈沖噴射式泡沫浮選機，該浮選機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，槽體的頂端是一個向上漸縮的圓錐狀的溢流堰，所述溢流堰的四周設有導流槽傾斜環(huán)繞，所述導流槽傾斜角度為10-20度之間；所述導流槽較低端處向下開孔接管道形成精礦管；所述槽體的底部設置用于排除尾礦的尾礦管，所述槽體與溢流堰、導流槽、精礦管和尾礦管通過焊接方式連接;
[0007]所述脈沖浮選機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、儲氣隔管和進氣孔構成；
[0008]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、脈沖管和下噴嘴構成一個空間，此空間成為脈沖室；
[0009]所述儲氣隔管上端與所述下噴嘴的下端連接，所述儲氣隔管下部四周均勻開有若干用于管內外空氣交換的進氣孔；
[0010]所述下沖管為一個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氣隔管內，但頂部不與所述下噴嘴的末端接觸留空隙，所述儲氣隔管的末端與所述下沖管的中部通過螺紋連接，所述儲氣隔管與所述下沖管所述之間留有空隙形成儲氣室，所述儲氣室與進氣孔和下沖管內部空間相通；所述下沖管的下端伸入到所述槽體內，所述下沖管的末端與置于所述槽體內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個礦漿分配孔。
[0011]進一步，所述上噴嘴中央和下噴嘴中央各有一個通孔，所述上噴嘴由倒立錐狀孔與一個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構，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過度角，過度角的角度在30°?70°。
[0012]進一步，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 ;所述下噴嘴直徑為D2，且D0/D1〈4 ；L/D<2 ；D2>D1 ；D1/D0=0.25?0.3。
[0013]下沖管是一個從入口端到出口端內徑逐漸增加的圓管，下沖管上端內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，下端內徑較大圓管形成擴散室，完成充氣的礦漿經(jīng)過擴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成了良好的浮選氣泡體系。
[0014]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，用于儲氣室氣體進入混合室，但是下沖管頂端一般高度不低于環(huán)形噴嘴底端高度。
[0015]礦漿分配器呈圓餅狀，內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外兩層相間的共8?16個出口朝上的噴嘴孔用來分配礦漿給浮選槽。
[0016]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。
[0017]導流槽傾斜環(huán)繞在溢流堰的周圍，導流槽較低端向下開孔連接管道用于精礦產(chǎn)品的流出。
[0018]本實用新型的有益效果是:由于采用上述技術方案，該裝置的結構緊湊、工藝簡單，礦漿通過脈沖空氣反應器后相比普通浮選機在壓力、截面積相同的情況下，由于脈沖方式對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，使浮選機的工作效率大幅增加，這樣設備尤其是泵的成本、能耗成本相比普通噴射浮選機有所下降。
[0019]由于脈沖空氣反應器產(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對礦漿的攪拌作用更強。
[0020]在礦漿通過空氣反應器時反應器空腔內會產(chǎn)生強烈的空氣漩渦，這些漩渦增加了礦漿流的卷切作用，脈沖噴射浮選機的卷切作用比普通噴射浮選機的卷切作用強32%，卷且作用的增強使礦漿裹挾了更多的氣體，增大了礦漿的充氣量。[0021]經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)將脈沖空氣反應器運用到礦漿浮選時出現(xiàn)了附加的新生成的有利于浮選的獨特效果，這種效果是在其他應用脈沖的領域所沒有的，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，由于礦漿在脈沖反應器腔內的空化作用，微小氣泡不僅進入礦漿而且能夠較大程度的富集于目標礦物顆粒上，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，對于精礦回收率的提升有推動作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0023]圖2是本實用新型的脈沖充氣攪拌裝置結構示意圖。
[0024]圖3是圖1中A2-A2向的剖視結構示意圖。
[0025]圖4是圖1中Al-Al向的剖視結構示意圖。
[0026]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、儲氣隔管，35、進氣孔，36、脈沖室，37、儲氣室，4、礦漿分配器，41、礦漿分配孔，5、槽體，51、溢流堰，52、導流槽，53、精礦管，54、尾礦管。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0028]參見圖1、2、3、4，脈沖浮選機整體結構如圖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 ；
`[0029]其中，槽體5上部為圓柱狀下部為錐狀，槽體5最上面是一個向上漸縮的圓錐裝溢流堰51，溢流堰51的四周有導流槽52傾斜環(huán)繞，導流槽52傾斜角度一般在10-20度之間；導流槽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。
[0030]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構成一個空間，此空間成為脈沖室36。與下噴嘴33下部相連的是儲氣隔管34，儲氣隔管34下部四周均勻開有2飛個進氣孔35用于管內外空氣交換，下沖管36是一個由上到下直徑漸縮的圓管，下沖管36上端伸入到儲氣隔管34內，但頂部不與下噴嘴33接觸留有一定空隙；儲氣隔管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氣室37，儲氣室37與進氣孔35和下沖管內部空間相通。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，其余部分位于槽體5的中央上方。
[0031]每個反應器配備一臺礦漿泵，在射流速度保持在15~25m/s范圍內入料管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:
[0032]D0/DK4, L/D<2, D2>D1, D1/D0=0.25~0.3
[0033]上噴嘴是倒立錐狀孔與一個小圓柱狀孔連接而成，圓錐錐角為120-150度起到導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構錐角為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過度角，角度在30-70度利于高速礦漿全部通過下噴嘴。
[0034]本實用新型的工作過程如下:
[0035]工作時，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)定流動減少了渦流作用。沿入料管I礦漿到達上噴嘴31處，上噴嘴31的錐形結構使礦漿在較小阻力情況下進入上噴嘴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，由于脈沖室內部空腔的獨特結構和高速礦漿流的作用，脈沖室內形成了周期性轉動的空氣渦流，而這個周期性空氣渦流使脈沖室內空氣壓力分布不均勻，進而對高速礦漿流體產(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進入到由下沖管36上部圍成的混合室，此時礦漿流體速度為15~20m/s之間，高速的礦漿流在混合室內形成了最大負壓為0.6^0.SMPa的負壓區(qū)，負壓區(qū)的出現(xiàn)使空氣由進氣孔35大量進入到混合室，而此時進氣道35和貯氣室的特殊結構使整個吸氣過程處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。由于高速的脈沖射流對空氣的裹卷和剪切作用使空氣分散成小氣泡而實現(xiàn)礦漿的初步氣化，初步氣化的礦漿又經(jīng)過下沖管2處的收放結構作用下使氣泡在礦漿中進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入礦漿分配器完成浮選過程，精礦泡沫經(jīng)過溢流堰51進入到導流槽52之中，導流槽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收集之后在進行下一步處理。
【權利要求】
1.一種脈沖噴射式泡沫浮選機，該浮選機包括入料管(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)的頂端是一個向上漸縮的圓錐狀的溢流堰(51)，所述溢流堰(51)的四周設有導流槽(52)傾斜環(huán)繞，所述導流槽(52)傾斜角度為10-20度之間；所述導流槽(52)較低端處向下開孔接管道形成精礦管(53);所述槽體(5)的底部設置用于排除尾礦的尾礦管(54)，所述槽體(5)與溢流堰(51)、導流槽(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)、儲氣隔管(34)和進氣孔(35)構成； 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)構成一個空間，此空間成為脈沖室(36)； 所述儲氣隔管(34)上端與所述下噴嘴(33)的下端連接，所述儲氣隔管(34)下部四周均勻開有若干用于管內外空氣交換的進氣孔(35)； 所述下沖管(2)為一個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氣隔管(34)內，但頂部不與所述下噴嘴(33)的末端接觸留空隙，所述儲氣隔管(34)的末端與所述下沖管(36)的中部通過螺紋連接，所述儲氣隔管(34)與所述下沖管(2)所述之間留有空隙形成儲氣室(37)，所述儲氣室(37)與進氣孔(35)和下沖管內部空間相通；所述下沖管(2) 的下端伸入到所述槽體(5)內，所述下沖管(2)的末端與置于所述槽體(5)內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個礦漿分配孔(41)。
2.根據(jù)權利要求1所述的脈沖噴射式泡沫浮選機，其特征在于，所述上噴嘴(31)中央和下噴嘴(33)中央各有一個通孔，所述上噴嘴(31)由倒立錐狀孔與一個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(33)整體為中空的類錐體結構，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過度角，過度角的角度為30°~70°。
3.根據(jù)權利要求1所述的脈沖噴射式泡沫浮選機，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 ;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】B03D1/02GK203508213SQ201320603963
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】段旭琴, 宋猛, 祁偉超 申請人:北京科技大學