一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备及浮选方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备，主要包括浮选槽、刻度尺、精矿收集槽、电动升降台、超声振子、变幅杆、机架、固定器和超声发生器。本发明专利技术还提供了一种上述设备的浮选方法。所述方法包括将粉末样品与水混合，得到混合浆料，随后加入浮选槽中，并补加水调整混合浆料液面高度；调整变幅杆高度，开启超声进入超声调浆Ⅰ阶段；加入捕收剂与调整剂，进入超声调浆Ⅱ阶段；加入起泡剂，进入超声调浆Ⅲ阶段；关闭超声，调整变幅杆高度，开启超声进入超声充气阶段；关闭超声，收集浮选精矿及浮选尾矿。本发明专利技术设备无机械搅拌装置和自吸气充气系统，在浮选过程中通过超声进行调浆和充气，浮选槽内无需内置其他装置，因而浮选机可配备较小容积的浮选槽，样品消耗量大大降低，可进行微量浮选；采用超声调浆、充气的技术可以获得更好的分散效果并显著降低浮选气泡尺寸，提高浮选效率。提高浮选效率。提高浮选效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备及浮选方法


[0001]本专利技术涉及实验室微小型浮选设备
，具体涉及一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备及浮选方法。

技术介绍

[0002]浮选是微细颗粒分离的常用手段之一，在矿物加工及污水处理领域得到广泛应用。通过颗粒表面物理化学性质的差异，可以实现不同性质颗粒的浮选分离。通常情况下，不同物料间的浮选最佳工艺参数不同，故在进行工业化浮选之前通常需要确定最佳的浮选工艺条件。实验室浮选是探究物料可浮性的重要方法，也是进行工业化浮选流程前的必要程序。通过实验室小型化的浮选设备，对物料进行可浮性评价，获得针对不同浮选入料的最佳工艺参数，以指导工业化浮选的设备选型、药剂及其用量的选择等。
[0003]目前，国内实验室浮选实验大部分采用自吸气型机械搅拌式浮选机，这类浮选机有独立的机械搅拌装置和自吸气充气系统。由于机械搅拌装置和自吸气充气系统的存在，导致实验室浮选机的设计容积一般较大。大部分的实验室浮选机的容积为1.5L，少部分可达到0.5L。然而，在许多微细物料浮选实验中，由于原料及浮选药剂较贵、不宜获得等原因，导致实验室浮选探索的成本较高。如稀有稀土金属矿物、石墨烯及氧化石墨烯等物质的浮选，本身原料价值较高，若采用常规的自吸气型机械搅拌式浮选机，浮选消耗原料较多，浮选探索实验将会是一笔巨大的开支。此外，部分情况下，原料存有量较少或不宜获得，大容量浮选槽将需要较多浮选入料，导致浮选探索实验无法开展。
[0004]超声作为一种常用的外场强化技术，可用于提高矿物的浮选效果。目前超声在浮选中的应用主要包括颗粒表面细泥罩盖去除、氧化膜剥离、浮选过程脱硫、药剂乳化与分散等，这些超声应用的方案均仅限于作为浮选的辅助手段，无法独立承担浮选过程中的调浆和充气作用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备及浮选方法，在浮选过程中通过超声进行调浆和充气，取代传统技术中浮选机内置的机械搅拌装置和自吸气充气系统，使浮选机可配备小容积浮选槽，减少浮选入料需求量，实现微量浮选。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备，该设备包括浮选槽、刻度尺、精矿收集槽、电动升降台、超声振子、变幅杆、机架、固定器和超声发生器。
[0008]进一步的，所述浮选槽外侧粘有刻度尺，且浮选槽放置在电动升降台上，并通过固定器固定，固定器的另一端垂直焊接在机架上；所述精矿收集槽放置于浮选槽的溢流口下方；所述电动升降台固定在下方机架上；所述浮选槽中心位置上方设有超声振子，超声振子
镶嵌于机架上部，并与变幅杆连接，变幅杆可伸入浮选槽中；所述超声振子通过连接线接入超声发生器，且可通过超声发生器控制其产生超声波。
[0009]进一步的，所述浮选槽为柱状、圆底结构，材质为透明的玻璃或有机玻璃，容积为10
‑
500mL，使用时，柱状、圆底的结构浮选槽结构可以使超声调浆过程的流场分布更合理，并减少超声作用的死角，使颗粒充分分散；透明的玻璃或有机玻璃材质的浮选槽使浮选过程矿浆的液面高度更易观测，方便调整变幅杆的相对高度；浮选槽内无内置搅拌及充气机构，浮选机可选配较小容积的浮选槽。
[0010]进一步的，所述超声振子产生超声的频率为20
‑
50kHz，该频段下的超声具备更强的空化作用，分散机充气效果更好。
[0011]一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备的浮选方法，包括以下步骤：
[0012]S1：将粉末样品与水混合，得到混合浆料，随后加入浮选槽中，并补加水至混合浆料液面高度距离浮选槽顶端2
‑
10mm；
[0013]S2：调整电动升降台高度使变幅杆下端置于混合浆料液面以下1/3至2/3的高度处，随后开启超声进入超声调浆Ⅰ阶段，超声调浆Ⅰ阶段时间为3
‑
10min；
[0014]S3：向混合浆料中加入捕收剂和调整剂，进入超声调浆Ⅱ阶段，超声调浆Ⅱ阶段时间为1
‑
5min；
[0015]S4：向混合浆料中加入起泡剂，进入超声调浆Ⅲ阶段，超声调浆Ⅲ阶段时间为10
‑
60s；
[0016]S5：超声调浆Ⅲ阶段结束后关闭超声波，调整电动升降台高度使变幅杆下端置于混合浆料液面上方1
‑
5mm处，随后开启超声，进入超声充气阶段，超声充气阶段时间为1
‑
5min；
[0017]S6：超声充气阶段结束后关闭超声，精矿收集槽中的泡沫产品为浮选精矿，留在浮选槽中的浆料为浮选尾矿。
[0018]进一步的，所述超声调浆Ⅰ、超声调浆Ⅱ及超声调浆Ⅲ阶段的超声功率为50
‑
300W，通过调整超声功率可改变调浆强度。
[0019]进一步的，所述超声充气阶段的超声功率为200
‑
1000W，通过调整超声功率可改变充气量大小。
[0020]本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备及浮选方法，通过同一超声装置分别实现浆料的分散及浮选充气。与现有技术相比，本专利技术所述的浮选设备无机械搅拌装置和自吸气充气系统，采用超声的空化效应及机械效应实现调浆和充气，从而取代实验室常见浮选设备中复杂的充气系统和搅拌系统。当变幅杆伸入混合浆料中时，开启超声调浆，浮选槽的特殊结构配合超声作用可获得更优的流场分布，颗粒及药剂分散更充分；当变幅杆调整至混合浆料液面上方时，超声将破碎液面上方的空气，并将微小气泡射入水中，将精矿浮出。整个浮选过程，超声可独立承担浮选过程的调浆及充气作用，并且设备构成简单，浮选槽内无需内置其他装置，浮选机因此可配备极小容积的浮选槽，样品消耗量可大幅降低，从而实现现微量浮选；采用超声调浆、充气的技术可以获得更好的颗粒分散效果并显著降低浮选气泡尺寸，提高浮选效率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术装置的结构示意图。
[0022]图中，1
‑
浮选槽，2
‑
刻度尺，3
‑
溢流口，4
‑
精矿收集槽，5
‑
电动升降台，6
‑
超声振子，7
‑
变幅杆，8
‑
机架，9
‑
固定器，10
‑
连接线，11
‑
超声发生器。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0024]如图1所示一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备，该设备包括浮选槽(1)、刻度尺(2)、溢流口(3)、精矿收集槽(4)、电动升降台(5)、超声振子(6)、变幅杆(7)、机架(8)、固定器(9)、连接线(10)和超声发生器(11)。
[0025]根据图1所示，所述浮选槽(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备，其特征在于，该设备包括浮选槽(1)、刻度尺(2)、溢流口(3)、精矿收集槽(4)、电动升降台(5)、超声振子(6)、变幅杆(7)、机架(8)、固定器(9)、连接线(10)和超声发生器(11)。所述浮选槽(1)外侧粘有刻度尺(2)，且浮选槽(1)放置在电动升降台(5)上，并通过固定器(9)固定，固定器(9)的另一端垂直焊接在机架(8)上；所述精矿收集槽(4)放置于浮选槽(1)的溢流口(3)下方；所述电动升降台(5)固定在下方机架(8)上；所述浮选槽(1)中心位置上方设有超声振子(6)，超声振子(6)镶嵌于机架(8)上部，并与变幅杆(7)连接，变幅杆可伸入浮选槽(1)中；所述超声振子(6)通过连接线(10)接入超声发生器(11)，且可通过超声发生器(11)控制其产生超声波。所述浮选槽(1)为柱状、圆底结构，材质为透明的玻璃或有机玻璃，容积为10
‑
500mL。所述超声振子(6)产生超声的频率为20
‑
50kHz。2.一种基于超声调浆及充气的实验室用微量浮选设备的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将粉末样品与水混合，得到混合浆料，随后加入浮选槽中，并补加水至混合浆料液面高度距离浮选槽顶端2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱冉，李盼，梁学民，杨昇，王立强，孔亚鹏，范阳阳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：