[发明专利]一种基于射流混合的外循环式矿浆预处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿浆预处理装置及方法，尤其适用于煤泥、金属矿和其它非金属矿的矿浆预处理时使用的基于射流混合的外循环式矿浆预处理装置及方法。

背景技术

浮选是富集细粒物料中有用矿物的重要手段，它是借助于物料中颗粒之间的界面性质差异而实现分离的，目的矿物和非目的矿物之间的界面性质差异越大，浮选分离的效果就越好。浮选实践中，通常采用添加调整剂和捕收剂的方法来人为扩大颗粒之间的界面性质差异，这个过程一般是在矿浆预处理（即浮选作业之前的调浆）环节进行的。传统的矿浆预处理作业所采用的设备与方法以搅拌调浆为主，在煤炭浮选作业中，基于药剂乳化的矿浆准备器也有较为广泛的应用。搅拌调浆作为传统的矿浆预处理设备，通过搅拌槽内部的叶轮旋转实现矿浆的悬浮及颗粒与浮选药剂的相互作用，由于要实现矿浆的悬浮，通过叶轮输入的搅拌能量耗散率高，其叶轮形式也不能实现药剂在矿浆中的有效分散，从而导致搅拌调浆的作用效果受到影响；矿浆准备器的主要特点在于其对药剂的乳化作用，通过小功率电机带动雾化盘旋转，并将药剂切割甩出，进而喷洒在矿浆液面上，其缺点在于将药剂乳化过程与药剂作用过程分割开来，以致于弱化了乳化药剂与颗粒强制混合作用的关键环节，加之紊流槽和药剂喷嘴的清洗困难，实践中的许多选煤厂已将雾化盘停用，仅将矿浆准备器作为过流件使用。

射流混合是化工、环境、选矿等工程领域应用较为广泛的物料混合方式，其优点在于通过射流过程的强制剪切作用实现气-液-固三相或任意两相之间的分散和混合。浮选领域对射流混合方式的运用主要是强化气泡与颗粒之间的碰撞和粘附过程，即强化浮选过程中的矿化环节。例如，澳大利亚的Jameson浮选柱、中国的旋流-静态微泡浮选柱和喷射式浮选机等，这些浮选设备均是通过矿浆射流形成负压，吸入空气，在射流形成的紊流环境中将空气剪切成泡并实现气泡和颗粒的强制高速碰撞和粘附。例如，旋流-静态微泡浮选柱的射流段和管流矿化段能够使难浮的微细颗粒矿物得到较好的回收，这得益于射流段和管流矿化段气泡和颗粒的高效碰撞和粘附。

传统的矿浆预处理搅拌设备，主要通过桶体底部的叶轮旋转实现矿浆内的颗粒悬浮和药剂分散，输入的能量耗散率较高，且容易形成作用死角，较难实现药剂与颗粒的充分作用，进而增大浮选环节的药剂消耗和气泡矿化效果，若能将射流混合方式引入到矿浆预处理环节，依靠射流过程中的强制剪切和混合强化药剂的分散及其与颗粒之间的相互作用，将会是一个切实可行的方法，可进一步强化浮选药剂对颗粒的界面调控作用和浮选效果。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种基于射流混合的外循环式矿浆预处理装置及方法，其设计科学，通过射流形成的强制剪切和混合作用，强化浮选药剂的分散及其对矿物颗粒的界面调控作用。

为实现上述目的，本发明的基于射流混合的外循环式矿浆预处理装置，它包括矿浆桶体和设置在矿浆桶体外侧的矿浆外循环系统，所述的矿浆桶体为底部设有漏斗状滑道的柱状结构体，所述矿浆桶体漏斗状滑道底部上分别设有循环出料管和放矿管，矿浆桶体内的上部通过多根支撑钢管延中心线设置有给料缓冲箱，矿浆桶体的上部一侧设有与给料缓冲箱相连接的入料管，另一侧设有出料口，给料缓冲箱的下方固定有延伸至矿浆桶体下部的给料下导管，矿浆桶体的内壁上竖直设有多个矩形挡板，所述矿浆外循环系统包括套在矿浆桶体外的环形矿浆分配槽、多支混合管和渣浆泵，环形矿浆分配槽通过管路与渣浆泵的出浆口相连接，渣浆泵的入浆口与矿浆桶体漏斗状倾斜底部上的循环出料管相连接，多支混合管设置在环形矿浆分配槽与矿浆桶体下部之间切向连接，所述混合管包括紊流混合管和设置在紊流混合管上的射流混合器，射流混合器上设有药剂入口。

所述混合管为3～8个；所述挡板均匀分布在矿浆桶体内壁上，挡板数为4～6片；所述渣浆泵和矿浆分配槽之间设有压力表，当管路堵塞从而引起压力变高是发出警告。

一种基于射流混合的外循环式矿浆预处理方法，其特征在于包括如下步骤：

a.首先将矿浆经给料管给入到给料缓冲箱，随后给料缓冲箱中的矿浆经过给料下导管直接引流至矿浆桶体底部；

b.启动在渣浆泵对矿浆桶体底部的矿浆抽吸，矿浆经矿浆桶体漏斗状倾斜底部分上的循环出料管经渣浆泵加压后被打入环形矿浆分配槽，在压力作用下，矿浆分流下行至混合管的射流混合器，通过混合管上的药剂入口向射流混合器中加入浮选药剂，在渣浆泵的高压射流形成的负压将浮选药剂自吸进入矿浆，并在射流形成的卷吸、剪切和紊流作用下，使浮选药剂充分扩散并与矿浆中的矿物颗粒充分混合；