本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)式浮選消泡裝置，屬于礦物加工設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

浮選是礦物加工工程中最常使用的物料分離方法，在金屬礦物、非金屬礦物以及其它資源處理中被廣泛應(yīng)用，對于其它選礦方法難以回收的細(xì)粒和極細(xì)粒級(jí)礦物的選別具有極大優(yōu)勢。浮選設(shè)備主要包括浮選機(jī)和泡沫槽等，浮選中礦物通過附著在泡沫上與其它礦物分離，是礦物富集的載體，浮選泡沫的及時(shí)刮出、循環(huán)和控制是浮選的關(guān)鍵，目的礦物的富集和礦漿的流通都和浮選中泡沫的消泡有重要關(guān)系。

目前的浮選泡沫消泡方法是在簡單設(shè)計(jì)的類似矩形形狀的敞口槽體兩端分別設(shè)有水管來消泡和排礦。多數(shù)礦石的浮選對泡沫消泡沒有特殊的要求，因?yàn)榇蠖鄶?shù)礦物的浮選作業(yè)，泡沫層容易調(diào)節(jié)和控制，泡沫容易破裂形成礦漿，浮選過程容易控制并完成浮選工藝任務(wù)。但是以胺類為捕收劑時(shí)通常造成浮選泡沫量巨大、泡沫層厚實(shí)、泡沫粘稠、彈性好、流動(dòng)性差，使得泡沫的消除極為困難，通過以自來水沖洗的普通消泡方法不足以解決這些問題，使得這些泡沫停留在泡沫槽中由于難以破滅而不能快速消除，通常使得礦漿的循環(huán)失敗，生產(chǎn)流程不能推進(jìn)。以氧化鋅礦的硫化-胺法浮選的例子作為參考，其浮選效果不錯(cuò)，但由于胺類捕收劑極易受到礦泥的影響，在各種試驗(yàn)或生產(chǎn)過程中都容易產(chǎn)生浮選泡沫量大、粘稠、彈性大，不易流動(dòng)的問題，使得在各個(gè)產(chǎn)生泡沫的環(huán)節(jié)中由于泡沫的難以破滅、使生產(chǎn)條件變得難以控制甚至停產(chǎn)。由于不能很好的消除泡沫，在處理量不大時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)中的回收率指標(biāo)也很不理想，因?yàn)榕菽壑械呐菽瓱o法及時(shí)處理，使得浮選泡沫不能從泡沫槽中及時(shí)有效排出，使浮選槽中被泡沫堆積滿，氣泡上的的礦粒因時(shí)間過長而脫落回到槽中，導(dǎo)致回收率降低。大量的氧化鋅礦石資源也因此不能很好的回收利用，大大浪費(fèi)了有限的礦產(chǎn)資源，在紅柱石礦、菱鎂礦、菱鋅礦、微細(xì)粒礦石等的浮選回收過程中也因使用胺類捕收劑而造成同樣的問題。

對于常規(guī)泡沫的泡沫消除常用自來水沖洗的方法，在面對胺類捕收劑回收浮選氧化鋅、紅柱石等礦時(shí)，常規(guī)的自來水沖無法使泡沫及時(shí)破裂消除，造成泡沫脫離泡沫槽，在車間到處漂浮，無法正常生產(chǎn)。另一種使用各種化學(xué)藥劑的泡沫消除方法是在泡沫槽中使用大量的消泡劑，由于消泡劑無法快速消除泡沫，難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)消泡和連續(xù)浮選作業(yè)，且額外添加消泡劑使得經(jīng)濟(jì)成本劇增同時(shí)影響浮選礦漿性質(zhì)和浮選效果，同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染。

針對難控浮選泡沫的處理這一技術(shù)難題，國內(nèi)外開展了幾十年的攻關(guān)研究，至今都沒有取得很好的進(jìn)展。因此，針對泡沫量大、粘稠、流動(dòng)性差的難控泡沫的浮選作業(yè)，采用一種先進(jìn)高效的新型消泡裝置及方法是必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)式浮選消泡裝置，解決胺類等捕收劑浮選礦物時(shí)泡沫量大、粘稠、流動(dòng)性小造成的泡沫難控的難題，保證浮選流程作業(yè)能夠順利完成，提高選別指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效加工和綜合利用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種自適應(yīng)式浮選消泡裝置，包括控制器6、泡沫槽7、四個(gè)以上探測器8、高壓噴水系統(tǒng)和超聲波消泡系統(tǒng)；

高壓噴水系統(tǒng)包括進(jìn)水管1、高壓水泵2、電磁閥3、高壓水管4、高壓噴水系統(tǒng)支架9、高壓水流噴頭10和沖洗水管12；進(jìn)水管1通過高壓水泵2與高壓水管4連接，電磁閥3設(shè)置在高壓水管4上；高壓水管4上設(shè)有一個(gè)以上的高壓水流噴頭10和一個(gè)以上的沖洗水管12，通過高壓噴水系統(tǒng)支架9置于泡沫槽7上方；

超聲波消泡系統(tǒng)包括超聲波調(diào)節(jié)器5和一個(gè)以上超聲波發(fā)生器13；超聲波發(fā)生器13通過防水接線口14安裝在泡沫槽7內(nèi)，超聲波調(diào)節(jié)器5與超聲波發(fā)生器13通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；

優(yōu)選地，超聲波消泡系統(tǒng)還包括超聲波發(fā)生器固定支架11，超聲波發(fā)生器13通過超聲波發(fā)生器固定支架11固定為一個(gè)整體后，再安裝在泡沫槽7內(nèi)；

優(yōu)選地，超聲波發(fā)生器13以分層或上下交叉的方式安裝；

優(yōu)選地，超聲波發(fā)生器13是周邊輻射式超聲波發(fā)生器；

探測器8均勻設(shè)置在泡沫槽7內(nèi)四周，通過導(dǎo)線與控制器6連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；控制器6與高壓水泵2、電磁閥3、超聲波調(diào)節(jié)器5通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸。

所述控制器6為常規(guī)設(shè)備，具有接收、對比數(shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)對比結(jié)果自動(dòng)控制其它設(shè)備開閉及工作狀態(tài)的功能。

工作過程：使用前，通過控制器6預(yù)設(shè)泡沫高度值；使用時(shí)，探測器8對泡沫槽7中泡沫高度進(jìn)行探測，并將測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制器6，控制器6將數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值比較；當(dāng)測得的泡沫厚度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器6通過超聲波調(diào)節(jié)器5控制超聲波發(fā)生器13開始工作，產(chǎn)生超聲波進(jìn)行消泡，同時(shí)開啟電磁閥3，并使高壓水泵2開始工作，將水泵入高壓水管4，通過高壓水流噴頭10噴出高速水流進(jìn)行消泡，同時(shí)沖洗水管12噴出水流使泡沫破碎后的礦漿及時(shí)從泡沫槽7中排出，防止沉積在槽內(nèi)；若測得的泡沫厚度繼續(xù)增大，控制器6通過超聲波調(diào)節(jié)器5增大超聲波發(fā)生器13的功率和頻率及高壓噴水系統(tǒng)的流量和噴水壓力，若測得的泡沫厚度減小，控制器6通過超聲波調(diào)節(jié)器5減小超聲波發(fā)生器13的功率和頻率及高壓噴水系統(tǒng)的流量和噴水壓力；直至測得的泡沫厚度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器6通過超聲波調(diào)節(jié)器5使超聲波發(fā)生器13停止工作，同時(shí)關(guān)閉電磁閥3，并使高壓水泵2停止工作。

控制器6還可根據(jù)安裝在泡沫槽7內(nèi)的多個(gè)探測器8的距離，依據(jù)預(yù)試驗(yàn)測定的在某個(gè)具體功率和頻率下消泡的速率等參數(shù)來計(jì)算當(dāng)前泡沫量以及按當(dāng)前超聲波功率和頻率計(jì)算的消泡時(shí)間，計(jì)算出下一個(gè)控制周期所需超聲波的頻率和功率以及消泡時(shí)間。

針對不同性質(zhì)的泡沫可以調(diào)節(jié)超聲波的頻率和功率使超聲波破碎泡沫的效果最好。

發(fā)明原理：超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波具有較大功率且可調(diào)，當(dāng)超聲波與泡沫接觸時(shí)，泡沫上附著的礦粒和各種分子也會(huì)隨之高速振動(dòng)，同時(shí)使泡沫上的液體質(zhì)點(diǎn)及其上的礦粒有巨大的加速度，遠(yuǎn)大于重力加速度。在這加速度作用下，氣泡上的礦粒會(huì)脫附，使氣泡由較穩(wěn)定的三相狀態(tài)變?yōu)楦环€(wěn)定的兩相狀態(tài)而易于破裂；氣泡上的液體質(zhì)點(diǎn)也會(huì)劇烈運(yùn)動(dòng)、加速揮發(fā)使氣泡破裂。超聲波具有聲壓作用，超聲波進(jìn)入氣泡時(shí)，泡內(nèi)空氣因聲波振動(dòng)而被壓縮或膨脹，超聲波的巨大能量會(huì)使氣泡受到很大的聲壓作用，在一定強(qiáng)度的超聲波作用下可產(chǎn)生0.3～1.0Mpa的壓強(qiáng)。氣泡正常情況下只有大氣壓強(qiáng)，氣泡在超聲波的振動(dòng)作用下，氣泡會(huì)被壓縮而使泡內(nèi)壓強(qiáng)急劇增大促使氣泡破裂；同時(shí)也會(huì)使氣泡表面分子稀疏使氣泡所受壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)而膨脹破裂。同時(shí)高壓水管產(chǎn)生的高速水流也可以使氣泡被穿透而破裂，同時(shí)把汽泡破裂后產(chǎn)生的礦漿沖開防止再次產(chǎn)生氣泡。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

1、超聲波可以高效、迅速的使泡沫破裂；

2、采用超聲波消泡和高壓水流消泡相結(jié)合，提高泡沫破碎的有效性，提高消泡效率，減少浮選過程中的水用量；

3、自適應(yīng)控制消泡過程，以選擇最佳的消泡條件；

4、不使用化學(xué)消泡劑，使浮選礦漿避免受消泡劑影響，避免了環(huán)境污染，也無需通過建立泡沫池消泡減少消泡成本，消泡后的礦漿易于輸送；

5、目前釆用的高壓、大流量、單噴頭的消泡方法，極不適應(yīng)泡沫量大、粘稠、流動(dòng)性小等難控泡沫的處理，不但需要大量的水、消泡效果差，而且泡沫浮起，在浮選車間中到處亂飛，嚴(yán)重時(shí)將不得不停產(chǎn)氣泡，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失；本發(fā)明特別適合浮選泡沫量大、粘稠、流動(dòng)性小等難控泡沫的處理，也能夠保障硫化-胺法浮選氧化鋅礦等泡沫難控的整個(gè)浮選流程的順利完成，能夠提高選別指標(biāo)，同時(shí)具有節(jié)約用水、設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-進(jìn)水管，2-高壓水泵，3-電磁閥，4-高壓水管，5-超聲波調(diào)節(jié)器，6-控制器，7-泡沫槽，8-探測器，9-高壓噴水系統(tǒng)支架，10-高壓水流噴頭，11-超聲波發(fā)生器固定支架，12-沖洗水管，13-超聲波發(fā)生器，14-防水接線口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種自適應(yīng)式浮選消泡裝置，包括控制器6、泡沫槽7、四個(gè)探測器8、高壓噴水系統(tǒng)和超聲波消泡系統(tǒng)；

高壓噴水系統(tǒng)包括進(jìn)水管1、高壓水泵2、電磁閥3、高壓水管4、高壓噴水系統(tǒng)支架9、高壓水流噴頭10和沖洗水管12；進(jìn)水管1通過高壓水泵2與高壓水管4連接，電磁閥3設(shè)置在高壓水管4上；高壓水管4上設(shè)有十個(gè)高壓水流噴頭10和一個(gè)沖洗水管12，通過高壓噴水系統(tǒng)支架9置于泡沫槽7上方；

超聲波消泡系統(tǒng)包括超聲波調(diào)節(jié)器5和三個(gè)超聲波發(fā)生器13；超聲波發(fā)生器13通過防水接線口14以上下交叉的方式安裝在泡沫槽7內(nèi)，超聲波調(diào)節(jié)器5與超聲波發(fā)生器13通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；

探測器8均勻設(shè)置在泡沫槽7內(nèi)四周，通過導(dǎo)線與控制器6連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；控制器6與高壓水泵2、電磁閥3、超聲波調(diào)節(jié)器5通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸。

將本實(shí)施例所述裝置應(yīng)用于菱鋅礦硫化-胺法浮選泡沫消泡：原礦含鋅3.2%，氧化率86.7%，將磨礦后沒有經(jīng)過脫泥的菱鋅礦礦漿輸送到攪拌桶中，把礦漿濃度調(diào)整至20～30%的質(zhì)量濃度。根據(jù)試驗(yàn)條件調(diào)整pH至8～10后加入硫化鈉4～8kg/t調(diào)漿，再添加十八胺捕收劑400～1000g/t與菱鋅礦作用，將作用好的礦漿輸送至浮選機(jī)中，添加松油醇起泡劑5～20g/t進(jìn)行浮選。硫化后的菱鋅礦與十八胺作用后疏水性增強(qiáng)附著于氣泡上，上浮形成精礦泡沫。這些泡沫量大、粘稠、不易流動(dòng)、難以破碎，影響浮選有序進(jìn)行，需要消泡處理。將本發(fā)明與常規(guī)的水流沖擊法進(jìn)行比較。獲取相同體積的浮選泡沫后，一種采用水流直接沖擊法、另一種則使用本實(shí)施例所述裝置。通過比較相同消泡時(shí)間后精礦的回收率及剩余的泡沫體積比較兩者的消泡效果。實(shí)驗(yàn)中超聲波的工作頻率為50KHz，工作功率為150W。

以泡沫體積為20L作為設(shè)置控制器參數(shù)的依據(jù)。在控制器6上設(shè)置泡沫體積不超過3L，開啟設(shè)備，設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行。探測器8通過探測并將數(shù)據(jù)傳輸至控制器6。控制器6通過探測器8的數(shù)據(jù)計(jì)算泡沫槽7中泡沫體積并與設(shè)置的下限相比較。由于測得槽中泡沫體積大于3L，控制器6啟動(dòng)超聲波調(diào)節(jié)器5和高壓噴水系統(tǒng)，超聲波調(diào)節(jié)器5啟動(dòng)超聲波發(fā)生器13，超聲波發(fā)生器13和高壓噴水系統(tǒng)開始工作。泡沫破碎開始，泡沫體積開始減少，探測器8實(shí)時(shí)探測泡沫槽7中的泡沫厚度通過控制器6計(jì)算槽中泡沫的實(shí)時(shí)體積。當(dāng)計(jì)算所得的泡沫體積低于3L時(shí)，控制器6控制超聲波調(diào)節(jié)器5把超聲波發(fā)生器13關(guān)閉，超聲波調(diào)節(jié)器5和高壓噴水系統(tǒng)也被控制關(guān)閉。完成消泡任務(wù)。浮選結(jié)果見表1。

表1 實(shí)施例1浮選結(jié)果對比

通過以上數(shù)據(jù)可知，本實(shí)施例所述裝置消泡效果要好于原有的水流沖擊的消泡技術(shù)，具有更高的消泡效率和更高的精礦回收率，同時(shí)采用了超聲波，對于水的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水流沖擊消泡的用量，適用于缺水地區(qū)的浮選。同時(shí)由于其自適應(yīng)可以自動(dòng)化高，適應(yīng)性強(qiáng)。

實(shí)施例2

如圖1所示，一種自適應(yīng)式浮選消泡裝置，包括控制器6、泡沫槽7、四個(gè)探測器8、高壓噴水系統(tǒng)和超聲波消泡系統(tǒng)；

高壓噴水系統(tǒng)包括進(jìn)水管1、高壓水泵2、電磁閥3、高壓水管4、高壓噴水系統(tǒng)支架9、高壓水流噴頭10和沖洗水管12；進(jìn)水管1通過高壓水泵2與高壓水管4連接，電磁閥3設(shè)置在高壓水管4上；高壓水管4上設(shè)有十五個(gè)高壓水流噴頭10和三個(gè)沖洗水管12，通過高壓噴水系統(tǒng)支架9置于泡沫槽7上方；

超聲波消泡系統(tǒng)包括超聲波調(diào)節(jié)器5、五個(gè)超聲波發(fā)生器13和超聲波發(fā)生器固定支架11；超聲波發(fā)生器13通過超聲波發(fā)生器固定支架11以分層的方式固定為一個(gè)整體后，再通過螺釘安裝在泡沫槽7內(nèi)；超聲波調(diào)節(jié)器5與超聲波發(fā)生器13通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；超聲波發(fā)生器13是周邊輻射式超聲波發(fā)生器；

探測器8均勻設(shè)置在泡沫槽7內(nèi)四周，通過導(dǎo)線與控制器6連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸；控制器6與高壓水泵2、電磁閥3、超聲波調(diào)節(jié)器5通過導(dǎo)線連接并進(jìn)行信號(hào)傳輸。

將本實(shí)施例所述裝置應(yīng)用于紅柱石胺法浮選泡沫消泡：將磨礦后沒有經(jīng)過脫泥的紅柱石礦漿輸送到攪拌桶中，把礦漿濃度調(diào)整至25～35%的質(zhì)量濃度。根據(jù)試驗(yàn)條件調(diào)整pH，再添加十二胺捕收劑與紅柱石作用，將作用好的礦漿輸送至浮選機(jī)中進(jìn)行浮選。調(diào)漿后的紅柱石礦漿與十二胺作用后疏水性增強(qiáng)附著于氣泡上，上浮形成精礦泡沫。這些泡沫量大、粘稠、不易流動(dòng)、難以破碎，影響浮選有序進(jìn)行，需要消泡處理。將本技術(shù)與利用消泡劑消泡進(jìn)行比較。獲取相同體積的浮選泡沫后，一種采用消泡劑溶液噴射到精礦泡沫中、另一種則使用本實(shí)施例所述裝置。通過比較相同消泡時(shí)間后精礦的回收率及剩余的泡沫體積比較兩者的消泡效果。本次比較采用的消泡劑是消泡劑CM。實(shí)驗(yàn)中超聲波的工作頻率為50KHz，工作功率為150W。

以泡沫體積為20L作為設(shè)置控制器參數(shù)的依據(jù)。在控制器6上設(shè)置泡沫體積不超過3L，開啟設(shè)備，設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行。探測器8通過探測并將數(shù)據(jù)傳輸至控制器6?？刂破?通過探測器8的數(shù)據(jù)計(jì)算泡沫槽7中泡沫體積并與設(shè)置的下限相比較。由于測得槽中泡沫體積大于3L，控制器6啟動(dòng)超聲波調(diào)節(jié)器5和高壓噴水系統(tǒng)，超聲波調(diào)節(jié)器5啟動(dòng)超聲波發(fā)生器13，超聲波發(fā)生器13和高壓噴水系統(tǒng)開始工作。泡沫破碎開始，泡沫體積開始減少，探測器8實(shí)時(shí)探測泡沫槽7中的泡沫厚度通過控制器6計(jì)算槽中泡沫的實(shí)時(shí)體積。當(dāng)計(jì)算所得的泡沫體積低于3L時(shí)，控制器6控制超聲波調(diào)節(jié)器5把超聲波發(fā)生器13關(guān)閉，超聲波調(diào)節(jié)器5和高壓噴水系統(tǒng)也被控制關(guān)閉。完成消泡任務(wù)。浮選結(jié)果見表2。

表2 實(shí)施例2浮選結(jié)果對比

通過以上數(shù)據(jù)可知，本實(shí)施例所述裝置消泡效果要好于通過添加消泡劑的消泡技術(shù)，具有更高的消泡效率和更高的精礦回收率，同時(shí)采用了超聲波，可以不添加消泡劑就能夠獲得良好的效果，有利有后續(xù)工藝不被消泡劑影響，有利于環(huán)境保護(hù)。同時(shí)具有自適應(yīng)，適應(yīng)性強(qiáng)。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方法及應(yīng)用范圍上均有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。