专利名称：一种富集率高的化学分离浮选柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种富集率高的化学分离浮选柱，属于化学分离或富集技术领域。
背景技术：
浮选分离是一种现代化学分离与富集技术，而浮选柱就是实现高效分离与富集重要的设备。浮选效率的高低与浮选柱有极大的关系。浮选效率的高低首先取决于气泡的数量、待浮选粒子与气泡的接触概率，其次就是浮选的温度以及是否产生“边缘效应”。气泡的数量及在浮选室溶液中的分布与布气板气泡的产生以及布气的均勻性有关，除了布气板自身因素外，与气室的构造、气室的大小等因素有关。应用于化学分离或富集用的传统浮选柱，气室一般较小，载气进入后气流主要集中在布气板中间，产生的气泡也主要集中在布气板的中部，使浮选室的气泡分布不均一。待浮选粒子与气泡的接触概率则与气泡在柱内的运动路径、时间等有关。对于传统的浮选柱，浮选室一般为直形管，气泡上升路径的长短取决于柱长，而浮选柱的长径比(柱长与柱直径的比)不可能很大，因此气泡在浮选室溶液中的运行时间相对较短，被浮选离子与气泡的接触概率就相对较小。同时，传统的直形管浮选柱容易产生“边缘效应”，当气泡携带待浮选粒子进入有机相时，若载气流量较大，有机相与管壁之间易产生“边缘合并层”(水帘)而使气泡只从水帘通过，表面携带的溶质在气泡破裂后沿着水帘返回到水相，产生严重的“短路”现象，大大降低了浮选效率。另外，浮选的机理主要是靠被浮选粒子附着或吸附在气泡表面，随气泡上升带入有机相中，由于密度的变化导致气泡破裂，被浮选粒子脱落，并由于具有一定的亲油性而溶于有机相中。这种附着或吸附主要是物理吸附，温度低有利于吸附，而传统的浮选柱没有可供冷却水循环的夹套，单位时间的浮选效率也就相对较低。因此，若能解决这些问题，将在一定程度上提高被浮选组分的分离富集效率。
发明内容
本发明的目的就在于解决上述传统化学分离浮选柱存在的不足，提供一种布气均匀，能延长待浮选粒子和气泡接触时间并减小“边缘效应”的产生，能控制较低浮选温度的浮选柱。本发明的目的是这样实现的一种富集率高的化学分离浮选柱，该浮选柱由(I)溶液或溶剂进口，(2)浮选室，(3)夹套，(4)冷却介质进口，(5)冷却介质出口，(6)水相或有机相出口，(7)布气板4#砂芯，(8)气室，(9)载气进口构成。 可将夹套的冷却介质进、出口与柱外部的冷却水系统相连，通冷却水(夏天或用深井水循环)达到降温或控温的目的。所述的浮选室为球形管。所述的气室具有较大的空间，气室容积为浮选室容积的1/4 1/2。本发明与现有技术相比，具有以下优点(I)本发明富集率高的浮选柱与传统的浮选柱相比，在浮选柱底部有较大空间的气室，载气进入后。由于气体的膨胀，气流得到一定的缓冲，布气板受压均匀，产生的气泡也较为均一。(2)本发明的浮选室采用球形柱，相比较传统浮选柱的浮选室采用的直形柱，在相同条件下，气泡上升的运行路径相对较长，导致气泡在浮选室溶液中的运行时间较长，被浮选粒子与气泡的接触概率相对增大，同时球形浮选室不易产生“边缘效应”。(3)本发明的浮选柱具有夹套设计，能提供或控制相对较低的浮选温度，有利于被浮选粒子的吸附或附着。 由于上述优点，本发明的浮选柱具有较高的分离或富集效率。
一种富集率高的化学分离浮选柱示意图。I.溶液或溶剂进口，2.浮选室，3.夹套，4.冷却介质进口，5.冷却介质出口，6.水相或有机相出口，7.布气板4#砂芯，8.气室，9.载气进口
具体实施方案下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。实施例锂的磷酸三丁酯萃取体系(锂-三氯化铁-磷酸三丁酯-煤油)是应用于盐湖卤水中锂镁分离及锂富集的经典方法，但锂的一次性分离富集的效率并不高，需要多次萃取，或多级串联。将此体系采用浮选方式进行可较大提高一次分离富集的效率。将本发明的浮选柱与气体流量计、缓冲瓶以及气源(无油空气压缩机，或空气钢瓶，或氮气钢瓶)构成浮选装置。将夹套3上的冷却介质进口 4、出口 5与5°C的冷却水循环系统相连。打开气源，调节载气流量，从溶液或溶剂进口 I倒入被浮选溶液(已控制好条件的三氯化铁-磷酸三丁酯的盐湖卤水体系)；通过皂膜流量计测量并调整合适的载气流量；力口入煤油，浮选5min ;从水相或有机相出口 6放出水相于干净干燥的烧杯中，取一定体积该水溶液测定残留锂的含量。采用本发明富集率高的化学分离浮选柱构成的浮选装置进行的浮选，锂的浮选富集率为93%。比较例将传统的浮选柱与气体流量计、缓冲瓶以及气源(无油空气压缩机，或空气钢瓶，或氮气钢瓶)构成浮选装置。打开气源，调节载气流量，倒入被浮选溶液(已控制好条件的三氯化铁-磷酸三丁酯的盐湖卤水体系)；通过皂膜流量计测量并调整合适的载气流量；加入煤油，浮选5min ；取一定体积水溶液测定残留锂含量。采用传统浮选柱构成的浮选装置进行的浮选，锂的浮选富集率为88%。
权利要求
1.一种富集率高的化学分离浮选柱，其特征在于该浮选柱由(I)溶液或溶剂进口，(2)浮选室，⑶夹套，⑷冷却介质进口，(5)冷却介质出口，(6)水相或有机相出口，(7)布气板4#砂芯，⑶气室，(9)载气进口构成。
2.根据权利要求I所述的富集率高的化学分离浮选柱，其特征在于此浮选柱有夹套设计，可将夹套的冷却介质进、出口与柱外部的冷却水系统相连，通冷却水(夏天或用深井水循环)达到降温或控温的目的。
3.根据权利要求I所述的富集率高的化学分离浮选柱，其特征在于浮选室为球形管。
4.根据权利要求I所述的富集率高的化学分离浮选柱，其特征在于气室容积为浮选室容积的1/4 1/2。
全文摘要
一种富集率高的化学分离浮选柱。该浮选柱具有夹套，可根据化学分离或富集的需要通入不同温度的冷却水，以提高浮选效率；浮选室为球形管，有利于改变气泡的运行路径，延长气泡在浮选溶液中的运行时间，增大气泡与被捕集组分接触的概率，且避免或减轻“边缘效应”；浮选柱底部的气室具有较大的空间，以利于砂芯的布气以及布气均匀。本发明的浮选柱，化学分离或富集的富集率较一般无夹套，浮选室为直形柱，气室空间较小的浮选柱高。
文档编号B03D1/14GK102671775SQ201210189428
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者刘瑛, 周昳, 商少明, 孙芳, 陈新 申请人:江南大学