[發明專利]一種多相混合礦化裝置及混合方法

在審

• 申請號: 201810267496.7
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108283996A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 張海軍;劉炯天;徐明;閆小康;王永田;王利軍;李臣威;楊露
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B03D1/14
• 分類號: B03D1/14;B03D1/24;B03D103/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

一種多相混合礦化裝置及混合方法，尤其適用于易浮微細粒礦物的快速混合礦化過程。包括球形多相混合礦化器，其中第一管式調漿器和第二管式調漿器相對設置，管式微泡發生器和管式礦化器相對設置，其中管式微泡發生器上設有用于發泡的納米微孔陶瓷用于強化礦物顆粒與浮選藥劑間的相互作用；管式微泡發生器內設有納米微孔陶瓷，用于產生納米級氣泡；球形多相混合礦化器用于礦物顆粒、浮選藥劑、納米微泡的強烈混合及預礦化；管式礦化器為變徑式管路，用于進一步強化微細粒礦物顆粒與納米微泡的碰撞和粘附。其結構簡單，在一個裝置中實現了易浮微細粒礦物顆粒與浮選藥劑的快速混合和顆粒與氣泡的高效礦化，混合礦化效率高。

技術領域

本發明涉及一種多相混合礦化裝置及混合方法，尤其適用于易浮微細粒礦物的快速混合礦化過程中使用。

背景技術

浮選過程中顆粒與氣泡的礦化是實現礦物分離的基本條件。礦化過程的本質就是顆粒與氣泡碰撞后能否有效粘附的過程，其中碰撞過程是流體運動過程。不同流動狀態下，浮選體系中氣-液-固三相及相間存在復雜的相互作用，質量、動量、能量的傳遞規律以及能量的耗散特征也不一致。氣-液在湍流場下的相互作用表現為氣泡的兼并與破裂；固-液在湍流反應動力學作用下的相互作用表現為顆粒的聚團與分散；氣-固在湍流反應動力學作用下的相互作用表現為顆粒與氣泡的碰撞、粘附與脫附。對于微細礦物顆粒，由于質量小、動能小，慣性力小，沿流線運動，隨水性強，與氣泡碰撞和粘附的概率低，即使其表面疏水也難以高效回收，需要獲取更大的動能，實現高效的碰撞與混合；對于表面水化性能較強的難浮礦物顆粒，其礦化能壘較高，能量的強化是突破顆粒表面水化膜促進藥劑在顆粒表面吸附的主要動力，湍流場下的表界面效應主要體現為顆粒表面水化膜的薄化和藥劑在顆粒表面的吸附，進而實現對礦物顆粒的表面改質。因此，設計開發一種結構簡單、混合礦化效率高的多相混合礦化裝置，對于實現易浮微細粒礦物顆粒與浮選藥劑的快速混合和顆粒與氣泡的高效礦化具有重要意義。

發明內容

技術問題：針對上述技術問題，提供一種結構簡單，使用方便，有效實現易浮微細粒礦物顆粒與浮選藥劑的快速混合和顆粒與氣泡的高效礦化，提高易浮微細粒礦物混合礦化效率的多相混合礦化裝置及混合方法。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明的多相混合礦化裝置，包括球形多相混合礦化器，球形多相混合礦化器在同一平面上的四個方向周壁上分別設有開孔，其中兩個相對設置的開孔上分別設有第一管式調漿器和第二管式調漿器，另兩個相對設置的開孔上分別設有管式微泡發生器和管式礦化器，其中管式微泡發生器上設有用于發泡的納米微孔陶瓷，第一管式調漿器與球形多相混合礦化器之間設有變徑式最小直徑管段Ⅰ，第二管式調漿器與球形多相混合礦化器之間設有變徑式最小直徑管段Ⅱ，管式礦化器與球形多相混合礦化器之間設有變徑式最小直徑管段Ⅲ。

所述變徑式最小直徑管段Ⅰ和變徑式最小直徑管段Ⅱ中允許進入的礦漿流速相同，變徑式最小直徑管段Ⅲ允許排出的礦漿流速大于變徑式最小直徑管段Ⅰ或變徑式最小直徑管段Ⅱ。

所述第一管式調漿器的變徑式最小直徑管段Ⅰ和第二管式調漿器的變徑式最小直徑管段Ⅱ中礦漿的流速不低于15m/s，管式礦化器的變徑式最小直徑管段Ⅲ中礦漿的流速不低于20m/s。

所述的納米微孔陶瓷濾芯的氣孔率在90％以上，氣孔孔徑為納米級；管式調漿器為文丘里管結構；球形多相混合礦化器的內部為球形空腔。

一種多相混合礦化裝置的混合方法，其步驟為：

a、將管式微泡發生器與壓縮空氣源連接，將渣漿泵與第一管式調漿器第二管式調漿器分別連接；

b、通過渣漿泵將調配好的礦漿和浮選藥劑混合物由管路給入第一管式調漿器的入口ⅠA和第二管式調漿器的入口ⅡB；通過管路向管式微泡發生器的入口ⅢC中充入壓力為0.4～0.6MPa的壓縮空氣；

c、礦漿和浮選藥劑混合物分別進入第一管式調漿器和第二管式調漿器進行強烈預調漿后沖入球形多相混合礦化器；