[发明专利]一种利用矿浆驱动的旋转射流搅拌低能耗浮选设备

说明书

技术领域

本发明涉及煤泥浮选处理领域，具体涉及一种利用矿浆驱动的旋转射流搅拌低能耗浮选设备。

背景技术

浮选法是最重要的界面分选方法，通常用于-0.5mm煤泥的分选，更是-0.1mm煤泥唯一有效的分选方法。浮选机的种类繁多，差别主要表现在充气方式、充气搅拌装置结构等方面。目前应用最多的分类法，是按充气和搅拌方式的不同将浮选机分为机械搅拌式和无机械搅拌式两大类。机械搅拌式浮选机，可参照中国专利公告号为“CN201711220U”的名称为“机械搅拌式浮选机”中所述，是利用机械搅拌器的搅拌来完成气泡的吸入和分割过程。机械搅拌的浮选方式使用最为久远，由选矿到选煤有近百年的历史，其可为浮选槽提供紊流环境，但缺点在于能耗大以及维修量大。无机械搅拌式浮选机又称充气式浮选机，有使空气通过微孔而强制弥漫的压气式结构，参照中国专利公告号为“CN2671690”的名称为“柱式浮选机”中所述；有用喷射旋流手段产生强制涡流切割空气及使空气溶解后再析出的喷射式，如FJC(A)系列浮选机，XPM喷射旋流式等。非机械搅拌式浮选机由于无搅拌机构，因此采用泵为矿浆提供能量，通过矿浆的射流、碰撞分散，吸取足够的空气，缺点是需要配套的泵，且能耗大。另外，非机械搅拌式浮选机由于要保证足够的矿量流量和吸气量，浮选槽内流场常常过度紊流，导致已经矿化的颗粒在上浮过程中脱落，从而影响浮选效果。如何寻求一种结构更为合理实用的新型浮选设备，以使其在具备更低能耗、更低维护性和更低生产成本的同时，能同步具备更好的气泡矿化和浮选效果，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单而合理的利用矿浆输送的能量驱动射流转子旋转而达到浮选搅拌目的的低能耗浮选设备，以高效而可控的实现矿浆的高效浮选需求。其具备微泡浮选效果极佳、气泡矿化更容易、浮选槽无浮选“死区”、浮选槽流场更加合理以及泡沫层更加稳定的优点，工作效率和浮选效果均可得到有效保证。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种利用矿浆驱动的旋转射流搅拌低能耗浮选设备，至少包括浮选槽，其特征在于：本设备还包括用于执行对入料矿浆搅拌作业的喷射驱动搅拌器，所述喷射驱动搅拌器包括上部开口朝下的桶状的固定套筒和下部沿槽体方向布置的旋转射流搅拌转子，固定套筒和旋转射流搅拌转子间设置旋转密封件；所述固定套筒内同轴布置轴线铅垂的转轴，转轴与外部动力源变频电机相连，转轴的上段轴身处，沿主管道的出料方向设有驱动涡轮；在驱动涡轮的下部，沿转轴设置环形内部套筒，环形内部套筒上端呈现倒喇叭口状，倒喇叭口的小口端与转轴间设置旋转密封件，环形内部套筒下端竖直延伸至旋转射流搅拌转子的上部，与转轴间设置旋转密封件；所述旋转射流搅拌转子与转轴固体连接，沿圆环四周方向布置旋转射流喷嘴，旋转射流喷嘴入口端大于出口端，整体呈现弯曲的叶轮状；本设备还包括上、下两层微泡发生床，所述微泡发生床沿浮选槽槽宽方向平行布置，布置深度位于旋转射流搅拌转子和浮选槽底之间，上、下两层微泡发生床沿槽深方向交错布置，互不重叠。

所述微泡发生床外形呈由微泡管间隔均匀排布的框架结构，微泡发生管朝向浮选机液面一侧开有大小一致均匀布置的微泡发生孔；在微泡发生床左、右两端分别布置气体管路和清洗水管路，分别用于引入气体和清水。

所述喷射驱动搅拌器为并列排布的两组，两组喷射驱动搅拌器共用一根主管道，且该两组喷射驱动搅拌器的并列排布方向平行浮选槽的槽长方向；以上述两组喷射驱动搅拌器为一组搅拌单元，所述搅拌单元为两组且沿浮选槽槽长方向依序布置；在第一组搅拌单元的出料口所指向的浮选槽槽底处布置有用于引出槽底积料的循环矿浆管，循环矿浆管处布置用于提供管体内部积料输送动力的循环泵，循环矿浆管的出口端连通第二组搅拌单元的主管路入口端，位于第二组搅拌单元所在的浮选槽槽端处布置用于引出该处积料的尾矿箱。

所述尾矿箱包括尾矿隔板，尾矿隔板位置介于最后一个驱动搅拌器与尾矿箱之间，尾矿隔板的高度到达槽深一半位置；所述尾矿箱还包括尾矿溢流槽，尾矿溢流槽相对靠近搅拌单元所在侧的槽壁形成液面挡板且该挡板高度高于浮选槽内的矿浆泡沫层最高高度，尾矿溢流槽的另一侧槽壁则形成稳流挡板且该挡板高度等于浮选槽内的矿浆液面最低高度，尾矿溢流槽的槽底处开设供积料由下而上涌入的入料孔；在稳流挡板处板面贴合的布置有可沿稳流挡板的板面方向作上升动作的调节挡板，积料经由稳流挡板和调节挡板所共同构成的溢流堰而排出至外部设备。