【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦物浮選，具體涉及一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置及調漿方法。
技術介紹
1、浮選是分選細粒礦物的有效方法，在能源、資源、化工等行業得到了廣泛應用。浮選是以氣泡作為載體，基于顆粒表面疏水性差異在復雜的氣-液-固三相體系中實現有用礦物與脈石礦物的分離。在浮選前，通過調漿預處理可以實現礦物顆粒與藥劑的分散均質化，促使藥劑在顆粒表面的吸附，提高目的礦物和非目的礦物的表面疏水性差異，從而實現顆粒表面改性，為浮選過程創造良好的界面條件，提高浮選回收效率與能力。
2、低品質礦物資源一般具有“貧、細、雜”的共性特征，其表面性質復雜，疏水性差，導致其難以有效浮選分離，其表面改性作用越發重要。通過強化顆粒與藥劑的相互作用，為貧細雜難選礦物浮選提供良好的界面和礦化條件，是實現低品質礦物高效分選的前提和必要條件。大量研究表明在一定條件下，浮選調漿過程中存在流體尺度效應，即湍流越強，湍流耗散越強，湍流渦尺度越小，越有利于強制藥劑在微細顆粒表面發生碰撞吸附，微細顆粒調漿效果越好。
3、因此，需要亟需設計一種新型強湍流強化浮選調漿裝置，實現微細粒礦物的表面高效改質，提高微細粒礦物浮選回收效率與能力。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術的目的之一在于提供一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置。
2、本專利技術采用以下技術方案：
3、一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，包括調漿器本體，所述調漿器本體內部具有調漿筒體，所述調漿筒體的底部側壁
4、優選的，該裝置還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置設置在調漿筒體內部，攪拌裝置具有用于攪拌的調漿葉輪，所述調漿葉輪設置在進口管路間對撞流路徑的上方。
5、優選的，所述進口管路與調漿筒體的連接處設置小直徑的內襯射流管，所述內襯射流管穿過調漿筒體的側壁向調漿筒體內部延伸設定距離，以強化對撞。
6、優選的，所述小直徑的內襯射流管具體為：內襯射流管的管徑為進口管路管徑的1/4～3/4。
7、優選的，所述礦漿分配管的內壁上還間隔布置有螺旋葉片，所述螺旋葉片的寬度為礦漿分配管管徑的1/4～1/2，單個螺旋葉片的高度為螺旋葉片寬度的1/2。
8、優選的，所述調漿筒體內部具有水平布置的圓環形板，所述圓環形板的邊緣與調漿筒體內壁緊密連接，圓環形板的中心孔用于礦漿流動；若干圓環形板將調漿筒體分隔為連通的區室以適配調漿筒體內部礦物顆粒與浮選藥劑間的混合吸附調漿過程的不同階段。
9、優選的，第一圓環形板設置在進礦口與調漿葉輪之間，第一圓環形板與調漿筒體底部形成對撞流調漿室；第二圓環形板靠近出礦口設置在出礦口下方，第二圓環形板與調漿筒體頂部形成礦漿排料室。
10、優選的，在第二圓環形板與調漿葉輪之間，還設置中心圓環形板，中心圓環形板與第二圓環形板之間形成分散循環調漿室，與第一圓環形板之間形成渦流強制調漿室。
11、優選的，所述調漿葉輪為半開式徑向葉輪，其葉片豎直設置，使得流體被攪動后呈橫平面運動。
12、優選的，攪拌裝置還包括分散循環葉輪，分散循環葉輪設置在分散循環調漿室內。
13、優選的，所述分散循環葉輪為開式軸向下壓流葉輪，即葉片傾斜設置，攪拌為流體提供軸向動能。
14、優選的，所述第一圓環形板的中心孔直徑小于或等于調漿葉輪進口的直徑，所述中心圓環形板和第二圓環形板的中心孔直徑均大于調漿葉輪葉片直徑和分散循環葉輪葉片直徑。
15、優選的，所述第一圓環形板的上表面、第二圓環形板的下表面均設置有擋板，若干個所述的擋板在圓環形板的中心孔周側呈放射狀布置，擋板的一側長邊貼合調漿筒體的內壁，擋板的寬度短于圓環形板的圓環環寬。
16、優選的，所述第一圓環形板的上表面設置的擋板向上延伸至超過所述調漿葉輪頂面位置，所述第二圓環形板的下表面設置的擋板向下延伸至超過所述分散循環葉輪底面位置。
17、優選的，所述中心圓環形板的上表面和下表面均設置襯板，所述襯板在中心圓環形板的中心孔周側呈放射狀布置，襯板的一側長邊貼合調漿筒體的內壁，襯板的寬度短于中心圓環形板的圓環環寬。
18、優選的，所述擋板環繞圓環形板的中心孔均勻設置4～8塊。
19、優選的，所述襯板環繞圓環形板的中心孔均勻設置4～8塊。
20、優選的，所述調漿筒體的頂端由密封蓋板密封，調漿筒體的底部還設置放礦管用于排出殘留礦漿。
21、優選的，所述渦流調漿器還連接動力裝置，所述動力裝置與渦流調漿器中攪拌裝置電連接。
22、優選的，所述動力裝置為驅動電機，驅動電機設置在調漿筒體頂端的密封蓋板上。
23、本專利技術的目的之二在于提供上述一種基于受限空間的渦流調漿裝置的調漿方法，該方法包括以下步驟：
24、s1.調漿開始時，關閉放礦管，礦物顆粒和浮選藥劑共同自進礦口經進口管路以對撞流形式進入調漿筒體內部，待調漿筒體內礦漿達到設定液位后，打開攪拌裝置，使礦物顆粒和浮選藥劑混合，得到混合礦漿；
25、s2.混合礦漿由出礦口排出，收集并進行后續處理；
26、s3.調漿完成后，關閉攪拌裝置，停止入料給礦，打開放礦管，排空調漿筒體內殘留礦漿。
27、本專利技術的有益效果在于：
28、1)浮選藥劑和礦物顆粒進入渦流調漿器，渦流調漿器在流體的對撞以及葉輪的強攪拌作用下形成強湍流，湍流耗散進一步增強，誘導產生小尺度湍流微渦，促進浮選藥劑與礦物顆粒的分散混合以及浮選藥劑在礦物顆粒表面的吸附，實現微細顆粒的調漿。調漿在整個調漿筒體內沿調漿管線方向依次發生對撞流調漿和攪拌渦流調漿，對應的湍流耗散梯級增強，湍流渦尺度梯級減小，分別強化調漿過程中的顆粒-藥劑混合過程、強制吸附過程。
29、2)礦化分配管內設置若干螺旋葉片，產生螺旋剪切流，強化藥劑的剪切分散，促使大粒徑藥劑破裂分散成小粒徑藥劑，對后續的混合過程和藥劑吸附過程創造初始有利條件。
30、3)進口管路連接內襯射流管，內襯射流管通過向調漿筒體內延伸和減小直徑的方式提高對撞流強度；對撞流一方面能增強湍流耗散，誘導小尺度渦，強化微細粒礦物與藥劑混合以及碰撞；另一方面避免了礦漿在渦流調漿器底部形成堆積，影響工作效果。
31、4)渦流調漿器內通過三層圓環板分為四個室，由低到高依次為對撞流調漿室、渦流強制調漿室、分散循環調漿室和排料室；其中渦流強制調漿室通過半開式徑向葉輪高速旋轉攪拌，產生強湍流，誘導小尺度湍流微本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，包括調漿器本體，所述調漿器本體內部具有調漿筒體(10)，其特征在于，所述調漿筒體(10)的底部側壁設置進礦口(11)，頂部側壁設置出礦口(12)，形成調漿筒體(10)內自下而上的一路調漿管線；所述進礦口(11)包括至少兩個相對設置的進口管路，使得礦物礦漿以對撞流形式進入所述調漿筒體(10)；所述進礦口(11)的進礦端連接礦漿分配槽(40)，所述礦漿分配槽(40)為環繞調漿筒體(10)外側壁設置的封閉管道，礦漿分配槽(40)靠近出礦口(12)設置；礦漿分配槽(40)連接礦漿分配管(41)，礦漿分配管(41)數量與所述進口管路數量匹配，礦漿進入礦漿分配槽(40)后，通過礦漿分配管(41)流動至進口管路，以強化對撞。
2.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，該裝置還包括攪拌裝置(30)，所述攪拌裝置(30)設置在調漿筒體(10)內部，攪拌裝置(30)具有用于攪拌的調漿葉輪(31)，所述調漿葉輪(31)設置在進口管路間對撞流路徑的上方。
3.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，
4.如權利要求3所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述小直徑的內襯射流管(111)具體為：內襯射流管(111)的管徑為進口管路管徑的1/4～3/4。
5.如權利要求3所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述礦漿分配管(41)的內壁上還間隔布置有螺旋葉片(411)，所述螺旋葉片(411)的寬度為礦漿分配管(41)管徑的1/4～1/2，單個螺旋葉片(411)的高度為螺旋葉片(411)寬度的1/2。
6.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述調漿筒體(10)內部具有水平布置的圓環形板(50)，所述圓環形板(50)的邊緣與調漿筒體(10)內壁緊密連接，圓環形板(50)的中心孔(51)用于礦漿流動；若干圓環形板(50)將調漿筒體(10)分隔為連通的區室以適配調漿筒體(10)內部礦物顆粒與浮選藥劑間的混合吸附調漿過程的不同階段。
7.如權利要求6所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，第一圓環形板(50a)設置在進礦口(11)與調漿葉輪(31)之間，第一圓環形板(50a)與調漿筒體(10)底部形成對撞流調漿室；第二圓環形板(50b)靠近出礦口(12)設置在出礦口(12)下方，第二圓環形板(50b)與調漿筒體(10)頂部形成礦漿排料室。
8.如權利要求7所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，在第二圓環形板(50b)與調漿葉輪(31)之間，還設置中心圓環形板(50c)，中心圓環形板(50c)與第二圓環形板(50b)之間形成分散循環調漿室，與第一圓環形板(50a)之間形成渦流強制調漿室。
9.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述調漿葉輪(31)為半開式徑向葉輪。
10.如權利要求8所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，攪拌裝置(30)還包括分散循環葉輪(32)，分散循環葉輪(32)設置在分散循環調漿室內。
11.如權利要求10所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述分散循環葉輪(32)為開式軸向下壓流葉輪。
12.如權利要求8所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述第一圓環形板(50a)的中心孔(51)直徑小于或等于調漿葉輪(31)進口的直徑，所述中心圓環形板(50c)和第二圓環形板(50b)的中心孔(51)直徑均大于調漿葉輪(31)葉片直徑和分散循環葉輪(32)葉片直徑。
13.如權利要求10所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述第一圓環形板(50a)的上表面、第二圓環形板(50b)的下表面均設置有擋板(52)，若干個所述的擋板(52)在圓環形板(50)的中心孔(51)周側呈放射狀布置，擋板(52)的一側長邊貼合調漿筒體(10)的內壁，擋板(52)的寬度短于圓環形板(50)的圓環環寬。
14.如權利要求13所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述第一圓環形板(50a)的上表面設置的擋板(52)向上延伸至超過所述調漿葉輪(31)頂面位置，所述第二圓環形板(33b)的下表面設置的擋板(52)向下延伸至超過所述分散循環葉輪(32)底面位置...
【技術特征摘要】
1.一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，包括調漿器本體，所述調漿器本體內部具有調漿筒體(10)，其特征在于，所述調漿筒體(10)的底部側壁設置進礦口(11)，頂部側壁設置出礦口(12)，形成調漿筒體(10)內自下而上的一路調漿管線；所述進礦口(11)包括至少兩個相對設置的進口管路，使得礦物礦漿以對撞流形式進入所述調漿筒體(10)；所述進礦口(11)的進礦端連接礦漿分配槽(40)，所述礦漿分配槽(40)為環繞調漿筒體(10)外側壁設置的封閉管道，礦漿分配槽(40)靠近出礦口(12)設置；礦漿分配槽(40)連接礦漿分配管(41)，礦漿分配管(41)數量與所述進口管路數量匹配，礦漿進入礦漿分配槽(40)后，通過礦漿分配管(41)流動至進口管路，以強化對撞。
2.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，該裝置還包括攪拌裝置(30)，所述攪拌裝置(30)設置在調漿筒體(10)內部，攪拌裝置(30)具有用于攪拌的調漿葉輪(31)，所述調漿葉輪(31)設置在進口管路間對撞流路徑的上方。
3.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述進口管路與調漿筒體(10)的連接處設置小直徑的內襯射流管(111)，所述內襯射流管(111)穿過調漿筒體(10)的側壁向調漿筒體(10)內部延伸設定距離，以強化對撞。
4.如權利要求3所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述小直徑的內襯射流管(111)具體為：內襯射流管(111)的管徑為進口管路管徑的1/4～3/4。
5.如權利要求3所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述礦漿分配管(41)的內壁上還間隔布置有螺旋葉片(411)，所述螺旋葉片(411)的寬度為礦漿分配管(41)管徑的1/4～1/2，單個螺旋葉片(411)的高度為螺旋葉片(411)寬度的1/2。
6.如權利要求1所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，所述調漿筒體(10)內部具有水平布置的圓環形板(50)，所述圓環形板(50)的邊緣與調漿筒體(10)內壁緊密連接，圓環形板(50)的中心孔(51)用于礦漿流動；若干圓環形板(50)將調漿筒體(10)分隔為連通的區室以適配調漿筒體(10)內部礦物顆粒與浮選藥劑間的混合吸附調漿過程的不同階段。
7.如權利要求6所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，第一圓環形板(50a)設置在進礦口(11)與調漿葉輪(31)之間，第一圓環形板(50a)與調漿筒體(10)底部形成對撞流調漿室；第二圓環形板(50b)靠近出礦口(12)設置在出礦口(12)下方，第二圓環形板(50b)與調漿筒體(10)頂部形成礦漿排料室。
8.如權利要求7所述的一種基于受限空間的渦流強制調漿裝置，其特征在于，在第二圓環形板(50b)與調漿葉輪(31)之間，還設置中心圓環形板(50c)，中心圓環形板(50c)與第二圓環形板(50b)之間形成分散循環調漿室，與第一圓環形板(50a)之間形成渦流強制調漿室。
9.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張海軍，霍育兵，王海楠，閆小康，李丹龍，邱燕琳，李臣威，李曉恒，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：
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