CN107737666A

CN107737666A - 一种混合颗料物料的水流气泡分选方法和系统

Info

Publication number: CN107737666A
Application number: CN201711141236.7A
Authority: CN
Inventors: 吴光辉; 范伟; 王振云; 陈春平; 单欢乐
Original assignee: HUNAN JIANGYE ELECTRICAL AND MECHANICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUNAN JIANGYE ELECTRICAL AND MECHANICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-02-27

Abstract

本发明公开了一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法和系统。本发明的方法包括物料按粒度的筛分、然后分别进入不同的上升水流气泡柱中，利用物料在水中重力、上升水流速度的调节、微型气泡的加入量进行调节控制分选。由于颗粒物料比重的不同，同时在水中注入大量微型气泡，与颗粒物料产生粘附，使物料的沉降速度产生不同，比重轻的产生上浮，由水流带走；比重大的下沉，从下方捞出。本发明能使两种或两种以上比重不同物料采用本方法进行分选，根据每小时处理量的多少，通过实时控制水流速度，并调节微小气泡量的多少，设计不同大小的分选容器，进行分选。基于本发明而研发的分选设备，高效环保，节约能源。

Description

一种混合颗料物料的水流气泡分选方法和系统

技术领域

本发明涉及矿山物料分选、再生资源选别及生活垃圾清洗选择别技术领域, 特别涉及一种颗料物料的水流气泡混合分选方法和系统。

背景技术

作为一般的选矿作业有重选、浮选、电选、拣选和化学选等。由于本发明与重选、浮选两者之间有着相关联之处，故以重选与浮选作为背景技术。

重选：在介质(主要是水流)中利用矿物原料颗粒比重的不同进行选别。有跳汰选、摇床选、溜槽选等。重选是选别黑钨矿、锡石、砂金、粗粒铁和锰矿石的主要选矿方法；也普遍应用于选别稀有金属砂矿。重选适用的粒度范围宽，从几百毫米到一毫米以下，选矿成本低，对环境污染少。凡是矿物粒度在上述范围内并且组分间比重差别较大,用重选最合适。有时，可用重选(主要是重介质选，跳汰选等)预选除去部分废石，再用其他方法处理，以降低选矿费用。

浮选：利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性)的差异进行选别，通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂，以增强欲浮出矿物的疏水性；加入各种调整剂，以提高选择性；加入起泡剂并充气，产生气泡，使疏水性矿物颗粒附于气泡，上浮分离。浮选通常能处理小于 0.2～0.3mm的物料，原则上能选别各种矿物原料，是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子和处理废水等。浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5～10um)的一些新方法。例如选择性絮凝-浮选，用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团，然后用浮选(或脱泥)方法分离；剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌，使微细粒矿物形成絮团再浮选，及载体浮选、油团聚浮选等。

综上两种选别方法已有多种设备可以应用到矿物选别中，但对目前城市矿产中的物料选别仍表现出性能上的差异，比如废铅酸电池破碎分选塑料、铅栅；废铜电缆中分选塑料、铜；因有些塑料比重大于水，如ABS、PC、树脂、硅橡胶等，破碎后颗料度在1～60mm,单用重选与浮选均不能分选彻底，高效分选。

发明内容

为解决现有分选中的上述技术问题，本发明提供了一种分选不同颗粒物(比重不同，均大于水)的方法和系统，主要通过对物料的筛分分级、利用物料在水流气泡分选装置的沉降速度不同、物料输送系统进行物料分选，它具有分选效率高、设备运行安全、平稳无噪音、环境友好等特点。适合应用于废铅酸电池的回收处理、废旧物品的破碎分选。

分选的基本原理基于流体力学中物体在流体中的沉降末速公式：

U_s＝(4dg(ρ_s-ρ)/3ρε)^0.5－－－－－－－－－－－－－－－－－(1)

其中：d物体直径；g重力加速度9.8米/秒²；

ρ_s物体密度；ρ流体密度(一般指水的密度)

ε物体形状指数

比重不同的物体在不同速度的水力流场中所产的沉降速度不一样，同等体积的物体比重大的沉降速度大；重量大的物体比重量小的沉降速度大。

当流体向上流动时，物体在流场中的沉降速度：

U＝U_s－U₀－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－(2)

U_s物体沉降速度；U₀上升水速

当U>0时，物体下沉；U<0时，物体上浮；U＝0时悬浮

当向上升水流中注入微小气泡，由于气泡粘附于密度小体积大的物体上，使轻物体浮力增大，就可以促使密度小的物体上浮，从而达到分选物料的效果。

本发明的技术方案为：

一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法，包括如下步骤：

密度不同的混合物料(此处所述轻物料密度为1.1～3克/cm³，重物料的密度至少大于轻物料密度3克/cm³)，首先进入直线振动筛，直径d大于d_s物料和直径d为d_s以下的物料分别进入不同的水动力分离器，然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选，浮于上方的轻物料从水动力分离器上端进入振动滤水筛，滤水后进行收集，而沉降于下方的重物料从水动力分离器底端进入螺旋输送机，向上输送至物料收集区。

举例说明如下：

根据所要分选的两种物料的密度ρ₁、ρ₂，按等沉降速度计算粒度比：

d₁:d₂＝(ρ₂-ρ)/(ρ₁-ρ)

例如铅栅密度d₁：11.2克/cm³；塑料密度d₂：1.2克/cm³；则d1:d2＝51

例如铜密度d₁：8.9克/cm³；塑料密度d₂：1.2克/cm³；则d1:d2＝39.5

分选上述两种物料粒度的混和物时，粒度大的轻物质与粒度小的重物质的界限是不明确的，虽然有微小气泡发生器产生气泡粘附轻物体上，产生上浮，但它们均被上升水流带出；通过试验验证，分选的轻物料中含质量占比为2～4％的小颗粒重物料。进行粒度筛分后(按试验数值d_s筛分)再进行浮选效果明显，分选的轻物料中含小颗粒重物料的质量占比<0.2％。对于其他密度混合物料可参考此方法，试验取得筛分粒度后进行分级。

密度不同的混合物料(此处所述轻物料密度为1.1～3克/cm³,重物料的密度至少大于轻物料密度3克/cm³)，首先进入直线振动筛，直径d大于d_s物料和直径 d为d_s以下的物料分别进入不同的水动力分离器，然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选，浮于上方的轻物料从水动力分离器上端进入振动滤水筛，滤水后进行收集，而沉降于下方的重物料从水动力分离器底端进入螺旋输送机，向上输送至物料收集区。

进一步地，d_s为10mm。

进一步地，水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入，水流速度由上升水流速度数控调节系统控制，该系统包括泵、速度感应器和电气系统，其由电气系统调节泵的工作频率控制水速，通过流速感应器反馈水流速度，以实现水流的调节。

进一步地，气泡由压缩空气进入气泡发生器产生，气泡发生器与水动力分离器的下部连接。

进一步地，压缩空气的流量由电气系统进行控制，通过压缩空气压力表反馈。

一种用于上述方法的混合颗粒物料的水流气泡分选系统，包括直线振动筛、水动力分离器Ⅰ、水动力分离器Ⅱ、气泡发生器Ⅰ、气泡发生器Ⅱ、振动滤水筛、及螺旋输送——直线振动筛底部连接水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ下部连接气泡发生器Ⅰ，水动力分离器Ⅱ下部连接气泡发生器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ的下部还均与循环水管路连接，底部都连接螺旋输送机。

进一步地，水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入，水流速度由上升水流速度数控调节系统控制，该系统包括泵、流速传感器和电气系统，其由电气系统调节泵的工作频率控制水的流速，通过流速传感器反馈水流速度，以实现水流的调节。

一种用于上述方法的混合物料的水流气泡分选系统，包括直线振动筛、水动力分离器Ⅰ、水动力分离器Ⅱ、气泡发生器Ⅰ、气泡发生器Ⅱ、振动滤水筛、及螺旋输送——直线振动筛底部连接水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ下部连接气泡发生器Ⅰ，水动力分离器Ⅱ下部连接气泡发生器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ的下部还均与循环水管路连接，底部都连接螺旋输送机。

进一步地，循环水管路设置泵和流速传感器，循环水的水速由电气系统调节泵的工作频率控制。

进一步地，气泡发生器连接压缩空气管路，压缩空气管路上设置压缩空气压力表，压缩空气的流量由电气统进行控制。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明能够实现快速分离物料，全自动操作，水循环利用无外排；并具有物料清洗功能，通过本发明的方法实现分选，不仅效率高，而且能耗少。

(2)本发明的分选效果非常好，分选后轻物料中含小颗粒重物料的质量占比<0.2％。

附图说明

图1为本发明混合颗粒物料的水流气泡分选系统的结构示意图，其中：1.直线振动筛，2.水动力分离器Ⅰ，3.水动力分离器Ⅱ，4.振动滤水筛，5.螺旋输送机，6.气泡发生器Ⅰ，7.气泡发生器Ⅱ，8.压缩空气压力表，9.气阀，10.泵，11. 水阀，12.流速传感器，13.电气系统。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施步骤对本发明进行详细说明：

混合物料首先进入混合颗粒物料的水流气泡分选系统(以下简称分选系统) 的直线振动筛1进行选别，直径大于d_s与小于等于d_s物料(d_s优选10mm)分别被选出，然后分别进入水动力分离器Ⅰ2和水动力分离器Ⅱ3。

水动力分离器Ⅰ2中的上升水流速度和微小气泡量(气泡由水动力分离器Ⅰ 2下部连接的气泡发生器Ⅰ6产生)可以分别调节，大颗粒的混合物料(大于d_s) 在上升水流与气泡两种介质中进行分选，比重大的物料下沉、比重小的物料上浮。

水动力分离器Ⅱ3中的上升水流速度和微小气泡量(气泡由水动力分离器ⅠⅡ3下部连接的气泡发生器Ⅰ7产生)可以分别调节，小颗粒的混合物料(小于等于d_s)在上升水流与气泡两种介质中进行分选，比重大的物料下沉、比重小的物料上浮。

上述比重小的物料经水力管路运送至振动滤水筛4，滤水后至物料收集区。

上述比重大的物料在水动力分离器Ⅰ2、水动力分离器Ⅱ3的管中下沉，由螺旋输送机5送出至物料收集区。

电气系统11在分选工艺参数上对压缩空气流量调节，流量通过压缩空气流量表8反馈，以获取最佳的气泡量；同对泵9的水流量进行调节，通过流量传感器10反馈，以获取最合适的水流速进行工作，取得分选工艺参数，并对系统中所涉及设备进行有效控制调节。

Claims

1.一种混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

混合物料首先进入直接振动筛，d大于d_s的物料和d为d_s以下的物料分别进入不同的水动力分离器，然后在逆流而上的水流和气泡的共同作用下实现分选，浮于上方的轻物料从水动力分离器上端进入振动滤水筛，滤水后进行收集，而沉降于下方的重物料从水动力分离器底端进入螺旋输送机，向上输送至物料收集区。

2.根据权利要求1所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，d_s为10mm。

3.根据权利要求1所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，轻物料密度为1.1～3克/cm³，重物料的密度大于3克/cm³。

4.根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，水流由循环水通过管路从水动力分离器的下部进入，水流速度由上升水流速度数控调节系统控制，该系统包括泵、速度感应器和电气系统，其由电气系统调节泵的工作频率控制水速，通过流速感应器反馈水流速度，以实现水流的调节。

5.根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，气泡由压缩空气进入气泡发生器产生，气泡发生器与水动力分离器的下部连接。

6.根据权利要求1至3任一项所述的混合颗粒物料的水流气泡分选方法，其特征在于，压缩空气的流量由电气系统进行控制，通过压缩空气压力表反馈。

7.一种用于权利要求1至6任一项所述的方法的混合颗粒物料的水流气泡分选系统，其特征在于，包括直线振动筛、水动力分离器Ⅰ、水动力分离器Ⅱ、气泡发生器Ⅰ、气泡发生器Ⅱ、振动滤水筛及螺旋输送机，直线振动筛底部连接水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ下部连接气泡发生器Ⅰ，水动力分离器Ⅱ下部连接气泡发生器Ⅱ，水动力分离器Ⅰ和水动力分离器Ⅱ下部还均与循环水管路连接，底部都连接螺旋输送机。

8.根据权利要求7所述的混合颗粒物料的水流气泡分选系统，其特征在于，循环水管路设置泵和流速传感器，循环水的水流速由电气系统调节泵的工作频率控制。

9.根据权利要求7所述的混合颗粒物料的水流气泡分选系统，其特征在于，气泡发生器连接压缩空气管路，压缩空气管路上设置压缩空气压力表，压缩空气的流量由电气系统进行控制。