[发明专利]浮选分离装置和方法

说明书

背景技术

浮选分离器被广泛地应用于矿产工业中以分离和回收泥浆中的组 成物质。泥浆是液体(通常是水)和具有不同程度疏水性的各种物质的混 合物。所述的物质可以是不溶性的颗粒物质，例如煤、金属、黏土、 沙子等；或者可以是可溶性成分，或者溶解状态的混合物。浮选分离 器的工作原理是泥浆中的各种物质与泥浆中形成的气泡有差别地发生 相互作用。进入泥浆中的气泡通过物理或化学的方式附着到一种或多 种泥浆的疏水物质上。气泡-疏水物质团具有足够大的浮力来浮起并脱 离其它的组成物质，并且其为了进一步的处理以集中及回收所附着的 物质而被排出。典型地，用于实现这个过程的各种方法需要大量的能 量将气体注入到泥浆中并且形成气泡分散体。

发明内容

一种浮选分离系统，其用于分离包括能够附着到形成于泥浆中的 气体气泡上的疏水物质的泥浆。该浮选分离系统包括：浮选分离室， 其包括喷头单元和分离罐。所述的喷头单元具有接收泥浆的泥浆入口 和接收气体的气体入口，所述气体通过至少足够的压力使得气泡在喷 头单元之中的泥浆中形成。所述喷头单元包括喷射机构，其设置成在 泥浆中分散气体气泡。所述喷射机构喷射气体气泡以形成气泡分散体 从而使得疏水物质基本上在所述喷头单元中附着到气体气泡上，同时 引起所述喷射机构中的大约10磅/平方英寸或者更小的压力下降。所述 喷头单元包括泥浆出口，该泥浆出口将所述泥浆和气泡分散体释放到 所述分离罐中。所述分离罐具有足够的容量来允许所述气泡分散体在 所述分离罐的顶部形成泡沫。所述浮选分离系统的各个实施例可以包 括中心井，该中心井包围所述喷射单元。

在一个实施例中，喷头单元的喷射机构包括高剪切元件，该元件 有助于将泥浆中形成的气泡剪切成气泡分散体。所述的高剪切元件可 以包括旋转高剪切元件或者旋转及静态高剪切元件的结合。旋转高剪 切元件可以包括沿着所述喷射单元的长度串联的旋转元件。所述的高 剪切元件可以可选地包括一系列带槽圆盘，他们被压在一起以形成从 气体入口到泥浆的通道，使得气体通过该通道到达泥浆。其它可能的 实施例和变化将在本申请中更详细讨论。

本领域中的一般技术人员应认识到：本发明能够具有不同于所示 的实施例的其它实施例，并且设备和方法的细节能够在不脱离本发明 的范围下变化为不同的形式。因此，附图和说明书被视为包括这些不 脱离本发明的精神和范围的等效的实施例。

附图说明

想要更加全面地了解和理解本发明及其众多优点，可以参考下面 结合附图而做出的具体实施方式部分。

图1是具有一个喷头单元的浮选分离室的立体图；

图2是具有三个喷头单元的浮选分离室的立体图；

图3是喷头单元的实施例；

图4是示出了喷射机构的旋转高剪切元件的喷头单元的实施例的 视图；

图5是示出了喷射机构的旋转及静止高剪切元件的喷头单元的实 施例的视图；

图6A是喷头单元的实施例的视图，其中喷射机构具有沿其长度方 向的气体入口；

图6B是图6A的喷头单元的喷射机构的视图；

图6C是图6A的气体入口的止回阀的特写；

图6D是图6A的气体入口；

图6E是图6D的气体入口的不同视图；

图7A是未使用电动机的喷头单元的实施例；

图7B是图7A的喷头单元的视图，其示出了具有包括一系列带槽 圆盘的高剪切元件的喷射机构；

图7C是图7B的高剪切元件的视图；

图7D是不具有带槽圆盘的图7B的高剪切元件的视图；

图7E是图7B的带槽圆盘的视图；

图8是图7B的带槽圆盘的可选实施例的视图；

图9A是具有喷射单元的清洁系统的喷头单元的实施例；

图9B是不具有带槽圆盘的图9A的喷头单元的特写；

图9C是图9A的喷头单元的拆分视图；

图10是喷头单元，其中喷射机构是高频线性位移装置；

图11是喷头单元的实施例的视图，示出了具有多个堆叠的旋转高 剪切元件的喷头机构；

图12是浮选分离室的控制系统的部分组件的表示；

图13示出了包括一系列模块化的竖直布置的浮选分离室的浮选分 离系统；