[发明专利]一种浮选机的搅拌系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿山设备领域，具体为一种浮选机的搅拌系统。

背景技术

浮选是19世纪末发展起来的一门分选技术，至今己有100多年的历史，其发展十分迅速。浮选方法现已成为世界上选别矿物原料的最主要的方法之一，它不仅用于分选金属矿物和非金属矿物，还广泛用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯等。据粗略估计，世界上有色金属矿物的回收约90％以上是采用浮选法，而在黑色金属矿物领域也占有约50％。浮选机是矿物加工领域中最重要选别设备之一。机械搅拌充气式浮选机是实现矿物分选应用最广泛的物理手段，主要应用于矿业、煤炭、水处理、有色金属、造纸等行业。浮选时，矿浆与浮选药剂调和后送入浮选机，经机械驱动叶轮搅拌矿浆，并将进入的空气分散成小气泡，使得目的矿物附着于气泡形成矿化气泡，上浮到矿物表面形成泡沫层，泡沫经刮板刮出或通过自溢的方式排出，既得泡沫产品，而非泡沫产品则随矿浆低流排出。浮选技术经济指标的好坏，与选用的浮选机性能密切相关。

浮选机的工作介质是气、固液三相混合流体，其内部流动非常复杂，研究工作的难度很大。目前对浮选机内部流场的研究主要是基于清水介质，采用实验测定的方法，这种方法虽然直观、方便，但是只能对清水介质进行测定，对气、固液的三相混合流体无法进行测定。此外，浮选机在实际运行中主要存在着液面翻花，矿浆短路，泡沫层厚度不稳定，矿物回收率较低等问题。这些问题的存在说明人们对浮选机内部的流动规律还没有掌握，尤其是对内部气、固液三相流场的认识不充分，所以从改善浮选机搅拌系统结构、减少浮选机运行管理成本和节约能源角度讲，提高浮选机的搅拌效率、提高其运行的可靠性是十分必要的，进一步研究浮选机的内部流场对此很有意义。

浮选机通常由传动装置、轴承体、推泡装置、搅拌系统和槽体组成。浮选机主要通过搅拌系统实现矿物的矿化和分选，搅拌系统主要包括叶轮、定子和主轴部件。其中，浮选机的叶轮和定子的组合构造为统一设计及配合使用的一组构件，是浮选机各部件中最重要的主体构件。矿浆经叶轮下叶片内缘吸入叶轮下叶片间，与此同时，由外部给入的低压空气通过空气分配器周边的小孔进入叶轮下叶片间。矿浆与空气在叶轮下叶片间进行充分混合后，由叶轮下叶片外缘排出。而定子把被叶轮甩出矿浆的运动方向由切向变为轴向，使叶轮周围的矿 浆徐苏扩散开，以保证叶轮出口处矿浆与叶片末端的相对速度最大，从而提升充气和搅拌效果，形成比较平稳的泡沫区。浮选机运转时，需要通过叶轮的旋转产生较强的泵吸能力和强烈的紊流搅拌，从而形成循环，增大目的矿物矿化概率。随着矿山规模的增大，浮选机正在向大型化方向发展，这必然导致浮选机的负荷和搅拌功耗随之增大，因此，提高浮选机搅拌系统的使用寿命、降低其功耗尤为重要。目前国内外矿山浮选机使用的叶轮和定子边缘均是直线形，这种形式叶轮和定子虽加工简单，但较容易磨损，搅拌效果和分散效果不理想，容易出现液面翻花等，且能耗较高，直接影响浮选指标、制约生产。

发明内容

针对传统浮选机搅拌系统功率及负荷过大，使用寿命较短、矿浆液面不平稳、翻花严重等问题，本发明设计了一种新型充气式浮选机的搅拌系统结构，该结构可明显提高浮选机的搅拌效率和湍流强度，增大矿物颗粒的矿化概率，提高空气分散度，利于浮选效果的提升，同时降低浮选机运行功耗、节约成本。为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的目的旨在提供一种搅拌效率高、浮选效果好的浮选机的搅拌系统，以解决现有浮选机存在的技术缺陷。为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种浮选机的搅拌系统，包括：叶轮、定子和主轴，叶轮固定在主轴下部，定子固定在叶轮外侧，叶轮包括骨架圆盘和叶轮叶片，骨架圆盘固定在主轴上，叶轮叶片固定连接在骨架圆盘上，叶轮叶片的外边缘为翼形曲面。翼形曲面是指叶轮叶片外边缘具有圆弧，与传统叶轮叶片外边缘的直线型/折线型相比，翼形曲面的叶轮叶片具有更高的搅拌效率和湍流强度。

骨架圆盘通过螺栓固定在主轴上。

叶轮叶片的外边缘由至少两段不同曲率半径的圆弧相连而成。

叶轮叶片上部的外边缘与骨架圆盘的外边缘对齐。

叶轮叶片的外边缘的圆弧由不同凹凸及不同曲率半径的四段圆弧组成，凹凸是指圆弧的圆心不在同一方向。这四段圆弧的曲率半径根据浮选机的大小，浮选要求来确定。

叶轮叶片相对于主轴，朝与叶轮旋转方向相反的方向倾斜0-45°。

叶轮叶片和骨架圆盘外表面设有耐磨胶层。

叶轮叶片6-10个，均布在骨架圆盘上。