一种浮选精矿内锥外环式消泡系统

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种浮选精矿内锥外环式消泡系统。

背景技术

矿物泡沫浮选是在气-液界面依据物料表面性质的差异，以气泡为载体，在浮选药剂作用下，实现目的矿物有效富集并与脉石矿物分离的手段。在煤泥浮选过程中，由于药剂使用不当或细粒矿物含量较高等问题，气-固-液三相浮选泡沫存在稳定性较强、较长时间难以破裂等性质。特别是有用矿物与脉石矿物共生紧密，在磨矿粒度细时，由于浮选精矿中小于10微米矿粒含量高，三相泡沫稳定性极强，对浮选过程用水量、后续运输、过滤及精煤产率等都会产生影响，即严重制约浮选精矿的后期处理过程，从而不利于工厂的正常生产与经济效益。以上现象在各种工业选矿厂广泛存在。因此，关注泡沫快速消除规律始终是选矿行业关注的热点之一。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种原理科学、结构紧凑、连续作业、消泡效果好的浮选精矿内锥外环式消泡系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种浮选精矿内锥外环式消泡系统，包括精矿桶、排料泵、喷淋水装置、内锥形透气透液容器、外环形透气透液容器和真空泵，精矿桶上侧部设有入料管，排料泵通过排料管与精矿桶下侧部连接，喷淋水装置设置在精矿桶顶部并向下喷水，内锥形透气透液容器设置在精矿桶中部，外环形透气透液容器设置在精矿桶内壁，真空泵通过抽气管同时与内锥形透气透液容器和外环形透气透液容器连接。

入料管内端口连接有沿精矿桶内壁竖向设置且下端为出料口的导流槽。

喷淋水装置包括水平设置在精矿桶顶部的空心布水盘，空心布水盘下表面连接有若干个喷头，空心布水盘顶部中心连接有穿过精矿桶顶部的喷水管，喷水管上安装有喷水电磁阀。

内锥形透气透液容器包括上细下粗的上圆锥形支架和下细上粗的下圆锥形收集漏斗，上圆锥形支架下端和下圆锥形收集漏斗上端固定连接形成内部贯通的空腔结构，上圆锥形支架下端外圆通过若干根水平支杆与精矿桶内壁固定连接，上圆锥形支架外部包裹有内锥形滤布，抽气管与上圆锥形支架中上部连接，下圆锥形收集漏斗下端口设有内排液电磁阀。

外环形透气透液容器包括上环形板和下螺旋环形板，上环形板外圆固定连接在精矿桶内圆上部，下螺旋环形板外圆固定连接在精矿桶内圆下部，上环形板内圆与下螺旋环形板内圆之间固定设有圆筒滤板，圆筒滤板外圆与精矿桶内圆之间形成环形腔，圆筒滤板内圆包裹有外圆筒状滤布，下螺旋环形板的最低点安装有外排液电磁阀。

还包括PLC控制器，精矿桶内上部固定设有泡沫液面高度传感器，PLC控制器通过控制线缆分别与泡沫液面高度传感器、喷水电磁阀、真空泵、内排液电磁阀和外排液电磁阀连接。

采用上述技术方案，本发明工作原理及过程具体为：

矿浆从入料管进入导流槽，并从导流槽下端的出料口排出，导流槽设置在精矿桶内壁，引导矿浆沿精矿桶边壁流下，避免矿浆直接冲击到上圆锥形支架上，对上圆锥形支架上的内锥形滤布起到保护作用。精矿桶下部为矿浆层，应控制在低于内排液电磁阀（外排液电磁阀与内排液电磁阀基本等高）的位置。精矿桶上部为泡沫层，当矿浆持续给入后，此时内排液电磁阀和外排液电磁阀关闭，随着泡沫层持续升高，当泡沫层到达超过上圆锥形支架上部一定距离后，泡沫液面高度传感器将泡沫层高度信号传输给PLC控制器，PLC控制器向喷水电磁阀和真空泵发出命令信号，喷水管内的水进入空心布水盘，最后通过若干个喷头向下进行低速小流量喷淋，同时真空泵启动，由于泡沫比较稀松，所以真空泵形成的压力要求比较小，引起上圆锥形支架和环形腔内部气压降低，上圆锥形支架周围泡沫向内锥形滤布和外圆筒状滤布表面运动并由于负压完成破碎过程，泡沫中固体颗粒被内锥形滤布阻隔留在内锥形滤布表面并在自身重力作用下沿着锥形结构表面向下滑动，泡沫中液体穿过内锥形滤布进入上圆锥形支架内部，进一步流动到下圆锥形收集漏斗内，与此同时，与圆筒滤布接触的泡沫中固体颗粒被圆筒滤布阻隔留在圆筒滤布表面并在自身重力作用下沿着圆筒滤布表面向下滑动，泡沫中液体穿过圆筒滤布进入环形腔内部，进一步流动到下螺旋环形板内。由于过滤的主要为矿物泡沫，因此滤液量较小，所需下圆锥形收集漏斗和环形腔的体积也较小。随着过滤的进行，泡沫层逐渐完成消泡过程，泡沫层高度降低。当泡沫层高度降低到一定高度（内锥形滤布最下侧）时，泡沫液面高度传感器将泡沫层高度信号传输给PLC控制器，PLC控制器向喷水电磁阀和真空泵发出命令信号，真空泵停止，喷水管开启高速小流量冲刷模式，喷头朝下喷淋，冲刷内锥形滤布和外圆筒状滤布表面残留矿物固体，使矿物固体进一步沿着内锥形滤布和外圆筒状滤布下滑进入矿浆层，同时内排液电磁阀和外排液电磁阀打开，工作过程中过滤的滤液从内排液电磁阀和外排液电磁阀进入矿浆层。当真空泵停止后，泡沫高度将进一步累积升高。当泡沫高度升高至一定高度时，泡沫液面高度传感器将泡沫层高度信号传输给PLC控制器，PLC控制器向喷水电磁阀、内排液电磁阀、外排液电磁阀和真空泵发出命令信号，喷水管再次开启低速小流量喷淋模式，同时内排液电磁阀和外排液电磁阀关闭，真空泵开启，重复上一次的工作过程。当需要排料时，打开排料泵，将精矿桶底部存储的已经消泡的矿浆排出。

上圆锥形支架外圆与精矿桶内圆之间形成的自上而下逐渐变薄的环形间隙，这样可使精矿桶上部的泡沫自上而下逐渐接近内锥形滤布，从而提高负压抽气消泡效果。同时，在外圆筒状滤布，对接触到精矿桶内圆的泡沫进一步负压抽吸使其破碎，使矿浆内的泡沫内外均可消除，从而大大提高消泡效果。

综上所述，本发明能够根据选矿精矿桶中泡沫层高度变化，通过喷淋水喷水模式转换和真空泵工作形成内锥形腔+外环形腔内部较小负压，完成滤布周围气泡破裂，从而达到精矿桶中泡沫消除的目的，为解决浮选精矿泡沫难以消除的问题提供一定参考。

使用本系统进行浮选精矿消泡，可以有效消除气-固-液三相浮选泡沫存在稳定较强、较长时间难以破裂带来的精矿桶溢料及对后续运输、过滤的不利影响，并减少对设备的磨损，节约选矿成本并降低对环境的影响，从而进一步提高企业的生产稳定性和经济效益。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种浮选精矿内锥外环式消泡系统，包括PLC控制器15、精矿桶16、排料泵8、喷淋水装置、内锥形透气透液容器、外环形透气透液容器和真空泵13，精矿桶16上侧部设有入料管2，排料泵8通过排料管17与精矿桶16下侧部连接，喷淋水装置设置在精矿桶16顶部并向下喷水，内锥形透气透液容器设置在精矿桶16中部，外环形透气透液容器设置在精矿桶16内壁，真空泵13通过抽气管11与内锥形透气透液容器和外环形透气透液容器中部连接。

入料管2内端口连接有沿精矿桶16内壁竖向设置且下端为出料口4的导流槽3。

喷淋水装置包括水平设置在精矿桶16顶部的空心布水盘1，空心布水盘1下表面连接有若干个喷头19，空心布水盘1顶部中心连接有穿过精矿桶16顶部的喷水管20，喷水管20上安装有喷水电磁阀18。

内锥形透气透液容器包括上细下粗的上圆锥形支架（图未示）和下细上粗的下圆锥形收集漏斗10，上圆锥形支架下端和下圆锥形收集漏斗10上端固定连接形成内部贯通的空腔结构，上圆锥形支架下端外圆通过若干根水平支杆6与精矿桶16内壁固定连接，上圆锥形支架外部包裹有内锥形滤布5，抽气管11与上圆锥形支架中上部连接，下圆锥形收集漏斗10下端口设有内排液电磁阀12。

外环形透气透液容器包括上环形板21和下螺旋环形板22，上环形板21外圆固定连接在精矿桶16内圆上部，下螺旋环形板22外圆固定连接在精矿桶16内圆下部，上环形板21内圆与下螺旋环形板22内圆之间固定设有圆筒滤板，圆筒滤板外圆与精矿桶16内圆之间形成环形腔23，圆筒滤板内圆包裹有外圆筒状滤布24，下螺旋环形板22的最低点安装有外排液电磁阀25。

精矿桶16内上部固定设有泡沫液面高度传感器14，PLC控制器15通过控制线缆分别与泡沫液面高度传感器14、喷水电磁阀18、真空泵13、内排液电磁阀12和外排液电磁阀25连接。

本发明工作原理及过程具体为：矿浆从入料管2进入导流槽3，并从导流槽3下端的出料口4排出，导流槽3设置在精矿桶16内壁，引导矿浆沿精矿桶16边壁流下，避免矿浆直接冲击到上圆锥形支架上，对上圆锥形支架上的内锥形滤布5起到保护作用。精矿桶16下部为矿浆层，应控制在低于内排液电磁阀12（外排液电磁阀25与内排液电磁阀12基本等高）的位置。精矿桶16上部为泡沫层9，当矿浆持续给入后，此时内排液电磁阀12和外排液电磁阀25关闭，随着泡沫层9持续升高，当泡沫层9到达超过上圆锥形支架上部一定距离后，泡沫液面高度传感器14将泡沫层9高度信号传输给PLC控制器15，PLC控制器15向喷水电磁阀18和真空泵13发出命令信号，喷水管20内的水进入空心布水盘1，最后通过若干个喷头19向下进行低速小流量喷淋，同时真空泵13启动，由于泡沫比较稀松，所以真空泵13形成的压力要求比较小，引起上圆锥形支架和环形腔23内部气压降低，上圆锥形支架周围泡沫向内锥形滤布5和外圆筒状滤布24表面运动并由于负压完成破碎过程，泡沫中固体颗粒被内锥形滤布5阻隔留在内锥形滤布5表面并在自身重力作用下沿着锥形结构外表面向下滑动，泡沫中液体穿过内锥形滤布5进入上圆锥形支架内部，进一步流动到下圆锥形收集漏斗10内，与此同时，与圆筒滤布接触的泡沫中固体颗粒被圆筒滤布阻隔留在圆筒滤布表面并在自身重力作用下沿着圆筒滤布表面向下滑动，泡沫中液体穿过圆筒滤布进入环形腔23内部，进一步流动到下螺旋环形板22内。由于过滤的主要为矿物泡沫，因此滤液量较小，所需下圆锥形收集漏斗10和环形腔23的体积也较小。随着过滤的进行，泡沫层9逐渐完成消泡过程，泡沫层9高度降低。当泡沫层9高度降低到一定高度（内锥形滤布5最下侧）时，泡沫液面高度传感器14将泡沫层9高度信号传输给PLC控制器15，PLC控制器15向喷水电磁阀18和真空泵13发出命令信号，真空泵13停止，喷水管20开启高速小流量冲刷模式，喷头19朝下喷淋，冲刷内锥形滤布5和外圆筒状滤布24表面残留矿物固体，使矿物固体进一步沿着内锥形滤布5和外圆筒状滤布24下滑进入矿浆层7，同时内排液电磁阀12和外排液电磁阀25打开，工作过程中过滤的滤液从内排液电磁阀12和外排液电磁阀25进入矿浆层7。当真空泵13停止后，泡沫高度将进一步累积升高。当泡沫高度升高至一定高度时，泡沫液面高度传感器14将泡沫层9高度信号传输给PLC控制器15，PLC控制器15向喷水电磁阀18、内排液电磁阀12、外排液电磁阀25和真空泵13发出命令信号，喷水管20再次开启低速小流量喷淋模式，同时内排液电磁阀12和外排液电磁阀25关闭，真空泵13开启，重复上一次的工作过程。当需要排料时，打开排料泵8，将精矿桶16底部存储的已经消泡的矿浆排出。

以上实施例说明了本发明的基本原理和特点，但上述仅仅说明了本发明的较优实施例，并不受所述实施例的限制。本领域的普通技术人员在本专利的启发下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式变形和改进，这些均属于本发明的保护范围之内。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。