[發(fā)明專利]一種基于調(diào)控界面微納米氣泡的浮選調(diào)漿方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110232401.X
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113019713A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊思原;王李張政
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B03D1/16
• 分類號: B03D1/16;G06F30/18;G06F30/28;G06F113/14;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 丁倩

1.一種基于調(diào)控界面微納米氣泡的浮選調(diào)漿方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將礦漿和藥劑加入攪拌機構(gòu)中，使礦物均勻分散并與藥劑充分作用；

(2)將步驟(1)得到的混合物料輸入浮選槽中進行浮選；其中，在混合物料輸入過程中，調(diào)整不同輸送段的流體壓力以使得混合物料中礦物表面產(chǎn)生微納米氣泡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于調(diào)控界面微納米氣泡的浮選調(diào)漿方法，其特征在于，所述不同輸送段至少包括沿輸送方向依次排列的第一輸送段和第二輸送段，且所述第一輸送段的輸送管徑大于所述第二輸送段的輸送管徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于調(diào)控界面微納米氣泡的浮選調(diào)漿方法，其特征在于，所述第二輸送段的輸送長度按如下方法獲取：

(1)構(gòu)建模型，得到不同種類礦物表面產(chǎn)生的界面微納米氣泡表面積之差最大狀態(tài)下的微納米氣泡生成時間T以及壓差ΔP；

(2)結(jié)合步驟(1)得到的壓差A(yù)P和伯努利方程，得到所述第二輸送段內(nèi)的礦漿流速：

式中：P₁為第一輸送段內(nèi)流體的壓強，pa；P₂為第二輸送段內(nèi)流體的壓強，pa；v₁為第一輸送段內(nèi)流體的流速，m/s；v₂為第二輸送段內(nèi)流體的流速，m/s；ρ為流體密度，kg/m³；g為重力加速度，m/s²；ΔH為第一輸送段和第二輸送段的高度差，m；且ΔP＝P₁-P₂；

(3)根據(jù)步驟(1)得到的生成時間T和第二輸送段內(nèi)流體的流速v₂得到第二輸送段的長度：

L＝v₂T (2)

式中：L為第二輸送段的長度，m；T為礦漿經(jīng)過第二輸送段的時間，s。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于調(diào)控界面微納米氣泡的浮選調(diào)漿方法，其特征在于，所述步驟(1)中構(gòu)建模型的步驟如下：

(11)建立球冠狀氣泡表面積、氣泡生長過程中體積變化率、球冠狀氣泡的體積的初步公式：

球冠狀氣泡表面積為：

S＝2πRh＝2πR²(1+cosθ) (3)

氣泡生長過程中體積變化率為：

其中：

球冠狀氣泡的體積為：

式中：h為球冠狀氣泡的高，m；θ為氣泡接觸角，度；R為氣泡半徑，m；V為微納米氣泡的體積，m³；t為氣泡生長時間，s；D為溶解氣體擴散系數(shù)；ρ為礦物表面氣泡內(nèi)的氣體密度，Kg/m³；P是環(huán)境壓力，N/m²；σ是氣泡-液體界面張力，N/m；C_∞為氣泡無限遠處溶解氣體濃度，Kg/m³；C_s為溶解氣體濃度，Kg/m³；τ是無量綱時間；

(12)建立微納米氣泡的θ和R變化過程中不同階段的模型，所述不同階段包括恒定半徑生長的浮動階段、半徑和接觸角均變化的過渡階段以及恒定接觸角生長的膨脹階段：

由公式(4)(5)(6)得到恒定半徑生長的浮動階段中基于擴散理論的模型如下：

根據(jù)公式(4)、(5)、(6)式可得半徑及接觸角同時變化的過渡階段中基于擴散理論的模型如下：

由(4)、(5)、(6)式可得到恒定接觸角生長的膨脹階段中基于擴散理論的模型如下：

(13)結(jié)合亨利公式及公式(3)、(7)、(8)、(9)確定在不同壓差ΔP下，礦物表面產(chǎn)生的界面微納米氣泡的表面積S在不同時間點t的變化曲線，根據(jù)上述變化曲線得到不同種類礦物表面產(chǎn)生的界面微納米氣泡表面積之差最大狀態(tài)下的微納米氣泡生成時間T以及壓差ΔP，

亨利公式為：C_s＝K_HP₂，C_∞＝K_HP₁，ΔP＝P₁-P₂；

式中：K_H為亨利常數(shù)，其值受溫度和溶液性質(zhì)影響；C_∞為氣泡無限遠處溶解氣體濃度，Kg/m³；C_s為溶解氣體濃度，Kg/m³。