CN110614168A - 一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体是涉及一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机。该搅拌式浮选机包括浮选槽、进料机构、驱动机构，进料机构的主体结构设置在浮选槽的内部，驱动机构上连接有喷射叶轮，喷射叶轮位于进料机构的主体结构的下方，该搅拌式浮选机还包括循环机构，循环机构的进料口设置在喷射叶轮的下方，循环机构连通喷射叶轮的内部。喷射叶轮包括轮盘、设置在轮盘边缘的收缩段、与收缩段端部相连接的扩散段，轮盘、收缩段、扩散段三者的内部连通；收缩段用于增强空气与矿浆的混合矿化效率，扩散段则降低矿浆流速，减小湍流度，控制浮选槽内流场稳定。本发明结构简单，能够有效增大精矿回收率以及提高浮选效率。

Description

一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机

技术领域

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体是涉及一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机。

背景技术

搅拌式浮选机主要用于复杂难选矿物浮选技术领域。应用领域主要包括煤泥，石英矿物等。机械搅拌式浮选机利用叶轮搅拌吸气，叶轮的高速旋转产生离心力，具有很好的自吸性，同时在浮选槽内产生涡流，在涡流作用下，空气弥散成微小气泡并与矿物颗粒碰撞黏附，形成矿化气泡，上升至液面形成泡沫层被刮出。

但是近年来，随着矿物开采程度的加大以及机械化采矿技术的发展，矿物品质越来越复杂，复杂难选矿物的分选成为行业内的技术难题，如何增大精矿的回收率以及提高浮选效率是矿物浮选技术领域所亟待解决的技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机，能够增大精矿回收率以及提高精矿的浮选效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机，该搅拌式浮选机包括浮选槽、进料机构、驱动机构，所述进料机构的主体结构设置在浮选槽的内部，所述驱动机构上连接有喷射叶轮，用于驱动喷射叶轮旋转，所述喷射叶轮位于进料机构的主体结构的下方；该搅拌式浮选机还包括循环机构，所述循环机构的进料口设置在喷射叶轮的下方，且循环机构连通喷射叶轮的内部；

所述喷射叶轮包括轮盘、设置在轮盘边缘的收缩段、与收缩段外端部相连接的扩散段，所述轮盘、收缩段、扩散段三者依次连通，且轮盘上设置有进气点；所述收缩段用于增强空气与矿浆的混合矿化效率，所述扩散段用于降低矿浆流速，减小湍流度，控制浮选槽内流场稳定；

当进料机构的矿浆流向喷射叶轮外部形成的搅拌区域，此时浮选出矿浆中的精矿，其余下沉的矿浆通过循环机构进入到喷射叶轮的内部，进行循环浮选。

进一步，所述收缩段为空腔管状，所述扩散段为空腔圆台，所述扩散段的内直径沿矿浆的流向依次增大，所述收缩段的内直径小于轮盘的内部高度，所述收缩段的内直径小于等于扩散段的最小内直径。

进一步优选的，所述轮盘的进气点为其外部设置的第三进气管。

进一步，所述循环机构包括依次连通的循环矿浆排放筒、循环管、喷嘴，所述循环矿浆排放筒的进料口设置在喷射叶轮的下方，所述循环管连通循环泵，所述喷嘴设置在驱动机构的底端，且喷嘴位于轮盘的内部，所述循环管通过喷嘴的喷孔与喷射叶轮的内部连通。

进一步，所述驱动机构包括转轴以及驱动转轴转动的电机，所述转轴的外部转动设置有套筒组，所述套筒组上设置进气单元；

所述转轴的上端设置有转接头，且转轴相对转接头转动，所述转轴和转接头均为空腔状；

所述转轴的下端和套筒组的下端均贯穿进料机构的主体结构而伸出在主体结构的下方；

所述喷嘴和喷射叶轮均设置在转轴的底端，所述循环管、转接头、转轴、喷嘴依次连通。

进一步，所述进料机构包括筒状的分配槽、连接在分配槽上的进料管、设置在分配槽底端的盖板，其中，分配槽为进料机构的主体结构，所述进料管的进料管口延伸至浮选槽的外部，所述盖板上设置有出料口，所述喷射叶轮位于盖板的下方。

进一步优选的，该搅拌式浮选机还包括位于分配槽上部的循环筒，所述循环筒的上下两端均为开口状，且循环筒与分配槽相连通；

所述循环筒为圆台状，且循环筒的上筒口的直径大于分配槽的上槽口的直径。

进一步优选的，所述套筒组包括外套筒和位于外套筒内部的内套筒，所述进气单元包括设置在外套筒上的第一进气管、设置在内套筒上的第二进气管，所述外套筒与喷射叶轮的搅拌区域相连通，所述喷射叶轮转动设置在上内套筒的底端，所述喷射叶轮上的第三进气管位于内套筒的内侧；

所述盖板上的出料口包括位于外套筒外侧的内出料口、位于循环筒外侧的外出料口。

进一步优选的，所述盖板的下端面设置有定子，定子的倾斜角度为55℃～65℃，且定子的倾斜方向与喷射叶轮的旋转方向一致，所述搅拌区域位于定子围成区域的内部。

进一步优选的，所述循环矿浆排放筒为倒圆锥状，所述盖板上的内出料口和外出料口向循环矿浆排放筒投影，两者的投影均位于循环矿浆排放筒的内部。

本发明的有益效果如下：

(1)待浮选的矿浆从进料机构进入到搅拌式浮选机，之后从进料机构进入到喷射叶轮所在的搅拌区域，叶轮高速搅拌形成负压，空气从第一进气管吸入，在喷射叶轮的搅拌切割作用下，空气分散破裂成微小气泡与矿浆发生碰撞，完成矿化，之后矿浆在高速旋转的喷射叶轮作用下甩向浮选槽，粘附在气泡表面的矿物随着气泡上浮形成精矿。其余矿浆一部分下沉至循环机构内，流向喷射叶轮的内部，进行第二次强化浮选，另一部分由尾矿排放管排出。喷射叶轮的收缩段强制矿浆持续高压流动，在矿浆流体剪切力作用下，空气被撕裂分散成微小气泡，与矿物颗粒充分混合，强制提高矿化效率，从而提高精矿的浮选回收率。扩散段的出料口的口径大于其进料口的口径，用于降低矿浆流速，减小湍流度，保持浮选槽内的流场平稳，提高浮选的效率。

(2)收缩段为空腔管状，扩散段为空腔圆台，扩散段的内直径沿矿浆的流向依次增大，收缩段的内直径小于轮盘的内部高度，收缩段的内直径小于等于扩散段的最小内直径。进入到喷射叶轮内部的矿浆依次流经轮盘、收缩段、扩散段，其中收缩段的内部用于流通矿浆的通道最窄。

矿浆由喷嘴喷出形成高速射流，在轮盘内产生负压，空气由第二进气管吸入，经第三吸气管进入轮盘，空气与矿浆相互混合，在收缩段内，由于管径较小，射流流速较大，空气受到矿浆射流剪切力作用分割成微小气泡，与矿浆颗粒碰撞粘附混合，之后通过扩散段，射流速度逐渐降低，压力逐渐恢复，携带矿浆的气泡逐渐从矿浆中析出，之后进入浮选槽。矿浆射流喷射增加叶轮腔内的紊流强度，进一步促使气泡和颗粒分散，提高气泡和颗粒的碰撞概率，提高了矿化效率，从而提高了精矿的回收率。

(3)定子可以稳定矿浆液面，同时定子倾斜方向与喷射叶轮搅拌方向一致，减少喷射叶轮外矿浆的旋转，提高矿浆与气泡的混合效率，增加喷射叶轮搅拌的吸气能力。

(4)携带矿物颗粒的气泡在上浮的过程中，如果矿物颗粒从气泡上脱落下来，可以通过循环筒再次进入到分配槽中，以此再次进入到喷射叶轮的搅拌区域内，与气泡碰撞粘附，进行矿化，保证精矿的充分回收浮选。

(5)套筒以及与套筒连通的进气管，能够使得外部的空气进入到搅拌区域和喷射叶轮内，采用叶轮搅拌吸气和射流喷射吸气两种吸气方法，保证浮选槽内的进气量，为浮选提供气泡载体。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的喷射叶轮的放大图；

图3为本发明的盖板上表面示意图。

图中标注符号的含义如下：

10-浮选槽 11-精矿溢流口 12-尾矿排放管 20-进料管 21-分配槽

22-盖板 221-外出料口 222-内出料口 30-外套筒 31-第一进气管

32-内套筒 33-第二进气管 34-转接头 35-转轴 36-第一轴承座

37-第一转动轴承 38-第二轴承座 39-第二转动轴承 40-循环筒

41-喷嘴 42-第三轴承座 43-第三转动轴承 44-喷射叶轮

441-第三进气管 442-收缩段 443-扩散段 444-轮盘 45-定子

50-电机 51-皮带 60-循环矿浆排放筒 61-循环管 62-循环泵

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种带喷射叶轮44的搅拌式浮选机，该搅拌式浮选机包括浮选槽10、进料机构、驱动机构、循环机构、喷射叶轮44。

如图1所示，进料机构包括底端为开口状的分配槽21、连接在分配槽21上的进料管20、设置在分配槽21底端的盖板22，其中，分配槽21、盖板22均位于浮选槽10的内部，进料管20的管口延伸至浮选槽10的外部。如图1所示，喷射叶轮44位于盖板22的下方，如图2所示，盖板22上设置有若干出料口，出料口包括环形设置的内出料口222和外出料口221。盖板22的中央开设有通气孔。盖板22的下端面环形设置有若干定子45，若干定子45的倾斜角度均为为55℃～65℃，且定子45的倾斜方向与喷射叶轮44的旋转方向一致，搅拌区域位于若干定子45围成区域的内部。

如图1所示，驱动机构包括转轴35、电机50、设置在转轴35和电机50之间的皮带51，转轴35的外部转动设置有套筒组，如图1所示，套筒组包括外套筒30和位于外套筒30内部的内套筒32，转轴35位于内套筒32的中轴线上。外套筒30伸出浮选槽10外部的部分连通有第一进气管31，内套筒32伸出浮选槽10外部的部分连通有第二进气管33。外套筒30的底部端口位于盖板22上的通气孔的外侧，使得外套筒30与喷射叶轮44的搅拌区域相连通，外部的空气能够通过外套筒30进入到搅拌区域内与矿物融合。喷射叶轮44固定安装在转轴35的底端，如图2所示，喷射叶轮44通过第三转动轴承43与内套筒32构成转动连接，第三转动轴承43安装在第三轴承座42上，使得喷射叶轮44伴随转轴35旋转的同时，相对的内套筒32静止。外套筒30的顶部和内套筒32的顶部均通过第一转动轴承37与转轴35构成转动连接，第一转动轴承37安装在第一轴承座36上。

如图2所示，喷射叶轮44包括轮盘444、设置在轮盘444边缘的收缩段442、与收缩段442端部相连接的扩散段443，轮盘444、收缩段442、扩散段443三者的内部连通；收缩段442用于增强空气与矿浆的混合矿化效率，扩散段443用于降低矿浆流速，减小湍流度，控制浮选槽10内流场稳定。喷射叶轮44的轮盘444上设置有第三进气管441，且第三进气管441位于内套筒32的内侧。

如图1所示，循环机构包括依次连通的循环矿浆排放筒60、循环管61、喷嘴41、下端位于分配槽21内部的循环筒40，循环筒40的上下两端均为开口状，循环筒40为圆台状，且循环筒40的上筒口的直径大于分配槽21的上槽口的直径。循环矿浆排放筒60的进料口设置在喷射叶轮44的下方，循环管61连通循环泵62，喷嘴41设置在转轴35的底端，且喷嘴41位于轮盘444的内部。转轴35的上方设置有转接头34，转接头34与转轴35两者的内部连通，且转轴35通过第二转动轴承39与转接头34构成转动，第二转动轴承39设置在第二轴承座38上。在工作时，转接头34不发生转动，转轴35在电机50的驱动下转动，如图1所示，循环管61、转接头34、转轴35、喷嘴41依次连通，且通过喷嘴41表面的喷孔与喷射叶轮44的内部连通。

搅拌式浮选机对矿浆进行浮选的工作过程如下：

待浮选的矿浆通过进料管20进入到分配槽21，喷射叶轮44随着转轴35同步转动，产生低压，将分配槽21中的矿浆通过外出料口221吸入到盖板22下侧喷射叶轮44所在的搅拌区域，同时，喷射叶轮44转动产生的低压使外部的空气通过第一进气管31被吸进外套筒30内，并进入到喷射叶轮44所在的搅拌区域，在喷射叶轮44的搅拌切割作用下，空气分散破裂成微小气泡与矿浆发生碰撞，完成矿化，之后矿浆在高速旋转的喷射叶轮44的作用下甩向浮选槽10，粘附在气泡表面的矿物上浮形成精矿，这部分精矿上浮至浮选槽10的精矿溢流口11，由外部的精矿收集设备在精矿溢流口11处收集精矿。定子45可以稳定矿浆液面，同时定子45方向与喷射叶轮44搅拌方向一致，减少喷射叶轮44外侧矿浆的旋转，提高矿浆与气泡的混合效率，增加喷射叶轮44搅拌的吸气能力。同时浮选槽10内悬浮的矿浆通过循环筒40被内出料口222再次吸入搅拌区域，强化其矿化过程。

若粘附在气泡表面的矿物在上浮的过程中与气泡分离，则这部分矿物会下沉，由于循环筒40的开口较大，这部分矿物会进入到循环筒40，进行二次矿化。

对于复杂难选的矿物，从分配槽21进入到搅拌区域的部分难选矿物难以矿化，会直接下沉至浮选槽10的底部，这部分难选矿物混合有部分低灰矿物，需要对这部分低灰矿物进行循环矿化，以浮选出其中混合的精矿，以此提高精矿的回收率。

该部分难选矿物下沉至循环矿浆排放筒60内，循环泵62将这部分难选矿物依次输送至循环管61、转接头34、转轴35，转轴35和转接头34相对转动，通过转轴35进入喷嘴41，在喷嘴41的收敛作用下形成高速射流矿浆，高速射流矿浆在喷射叶轮44内形成低压，将空气通过第二进气管33吸入内套筒32，由第三进气管441进入喷射叶轮44内，在喷嘴41产生的射流的裹卷剪切作用下，空气被粉碎成气泡被均匀分散在矿浆中。由于管状的收缩段442内直径小于轮盘444的内部高度，使得气泡与与矿物颗粒充分混合，强化其矿化效果。混合后的矿浆通过空腔圆台的扩散段443喷出，由扩散段443释放，射流内压力降低，溶入在矿浆内的气泡析出上浮，同时矿浆经过喷射叶轮44的高速旋转喷射，进一步增强浮选槽10内的紊流强度，强化该部分难选矿物与气泡的碰撞粘附效果，回收难选矿物。

最后形成的尾矿通过浮选槽10底部的尾矿排放管12排出，上浮的泡沫精矿利用喷嘴41喷洒出来的喷淋水消泡并清除夹带的高灰杂质，提高精矿品质后由精矿溢流口11收集。

Claims (10)

1.一种带喷射叶轮的搅拌式浮选机，该搅拌式浮选机包括浮选槽(10)、进料机构、驱动机构，所述进料机构的主体结构设置在浮选槽(10)的内部，其特征在于：所述驱动机构上连接有喷射叶轮(44)，用于驱动喷射叶轮(44)旋转，所述喷射叶轮(44)位于进料机构的主体结构的下方；该搅拌式浮选机还包括循环机构，所述循环机构的进料口设置在喷射叶轮(44)的下方，且循环机构连通喷射叶轮(44)的内部；

所述喷射叶轮(44)包括轮盘(444)、设置在轮盘(444)边缘的收缩段(442)、与收缩段(442)外端部相连接的扩散段(443)，所述轮盘(444)、收缩段(442)、扩散段(443)三者依次连通，且轮盘(444)上设置有进气点；所述收缩段(442)用于增强空气与矿浆的混合矿化效率，所述扩散段(443)用于降低矿浆流速，减小湍流度，控制浮选槽内流场稳定；

当进料机构的矿浆流向喷射叶轮(44)外部形成的搅拌区域，此时浮选出矿浆中的精矿，其余下沉的矿浆通过循环机构进入到喷射叶轮(44)的内部，进行循环浮选。

2.如权利要求1所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述收缩段(442)为空腔管状，所述扩散段(443)为空腔圆台，所述扩散段(443)的内直径沿矿浆的流向依次增大，所述收缩段(442)的内直径小于轮盘(444)的内部高度，所述收缩段(442)的内直径小于等于扩散段(443)的最小内直径。

3.如权利要求1或2所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述轮盘(444)的进气点为其外部设置的第三进气管(441)。

4.如权利要求3所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述循环机构包括依次连通的循环矿浆排放筒(60)、循环管(61)、喷嘴(41)，所述循环矿浆排放筒(60)的进料口设置在喷射叶轮(44)的下方，所述循环管(61)连通循环泵(62)，所述喷嘴(41)设置在驱动机构的底端，且喷嘴(41)位于轮盘(444)的内部，所述循环管(61)通过喷嘴(41)的喷孔与喷射叶轮(44)的内部连通。

5.如权利要求4所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述驱动机构包括转轴(35)以及驱动转轴(35)转动的电机(50)，所述转轴(35)的外部转动设置有套筒组，所述套筒组上设置进气单元；

所述转轴(35)的上端设置有转接头(34)，且转轴(35)相对转接头(34)转动，所述转轴(35)和转接头(34)均为空腔状；

所述转轴(35)的下端和套筒组的下端均贯穿进料机构的主体结构而伸出在主体结构的下方；

所述喷嘴(41)和喷射叶轮(44)均设置在转轴(35)的底端，所述循环管(61)、转接头(34)、转轴(35)、喷嘴(41)依次连通。

6.如权利要求5所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述进料机构包括筒状的分配槽(21)、连接在分配槽(21)上的进料管(20)、设置在分配槽(21)底端的盖板(22)，其中，分配槽(21)为进料机构的主体结构，所述进料管(20)的进料管口延伸至浮选槽(10)的外部，所述盖板(22)上设置有出料口，所述喷射叶轮(44)位于盖板(22)的下方。

7.如权利要求6所述的搅拌式浮选机，其特征在于：该搅拌式浮选机还包括位于分配槽(21)上部的循环筒(40)，所述循环筒(40)的上下两端均为开口状，且循环筒(40)与分配槽(21)相连通；

所述循环筒(40)为圆台状，且循环筒(40)的上筒口的直径大于分配槽(21)的上槽口的直径。

8.如权利要求7所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述套筒组包括外套筒(30)和位于外套筒(30)内部的内套筒(32)，所述进气单元包括设置在外套筒(30)上的第一进气管(31)、设置在内套筒(32)上的第二进气管(33)，所述外套筒(30)与喷射叶轮(44)的搅拌区域相连通，所述喷射叶轮(44)转动设置在上内套筒(32)的底端，所述喷射叶轮(44)上的第三进气管(441)位于内套筒(32)的内侧；

所述盖板(22)上的出料口包括位于外套筒(30)外侧的内出料口(222)、位于循环筒(40)外侧的外出料口(221)。

9.如权利要求6所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述盖板(22)的下端面设置有定子(45)，定子(45)的倾斜角度为55℃～65℃，且定子(45)的倾斜方向与喷射叶轮(44)的旋转方向一致，所述搅拌区域位于定子(45)围成区域的内部。

10.如权利要求8所述的搅拌式浮选机，其特征在于：所述循环矿浆排放筒(60)为倒圆锥状，所述盖板(22)上的内出料口(222)和外出料口(221)向循环矿浆排放筒(60)投影，两者的投影均位于循环矿浆排放筒(60)的内部。