一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置

1.本发明涉及矿石氧化预处理技术领域，具体为一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置。


背景技术：

2.矿物加工是国家经济支柱行业，浮选是最重要的矿物加工方法之一，其原理为通过矿物表面亲疏水性差异对其实现分选，而氧化是改变矿物表面亲疏水性的最根本途径之一。
3.现有的矿物氧化方法主要包括磨矿氧化法、药剂氧化法和微生物氧化法，但上述方法在工业应用中仍存在选择性差，污染性大和效率低等不足，为此本技术提出一种光催化氧化的预处理方式，对矿石加工前进行氧化预处理，并且通过合理的设备结构设计，增加光照和工业矿浆的接触面积，提高光氧化催化效率；另外对于光催化剂如果可以循环利用，则可在一定程度上降低成本，节能减排。因此，我们提出一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置，包括外壳，所述外壳的内部从上至下依次安装有用于混合矿石和光催化剂的混合罐、用于进行光催化剂作用的发光体、用于对矿石进行淋洗并对矿石和光催化液进行固液分离的淋洗机构、分拣机构及判断矿石冲洗程度的光度机构，矿石在混合罐的内部与光催化剂和反应液形成矿浆，并通过发光体的照射进行催化氧化，在氧化之后会通过淋洗机构进行固液分离并被淋洗机构冲洗干净，最后光度机构判断矿石的冲洗程度，由经过分拣机构确定排出位置及后续的处理方法；
6.所述混合罐的下端固定连接有排出管，所述排出管绕过发光体并于淋洗机构的上方开有出口，矿浆会经过排出管从混合罐的内部排到淋洗机构上，且排出管的上下两端均安装有用于控制矿石和光催化剂流量的电动阀门。
7.优选的，所述淋洗机构包括第一过滤传输带，所述第一过滤传输带的带体为不锈钢材质，且带体上开有多个贯穿孔，矿浆落到第一过滤传输带上之后矿石会留在第一过滤传输带上，光催化剂和反应液的混合物会穿过贯穿孔落到外壳的下端内部，所述第一过滤传输带的上方设有第一喷板，第一喷板会对矿石进行冲洗。
8.优选的，所述分拣机构包括位于第一过滤传输带一端斜上方的第二喷板，所述第一过滤传输带靠近第二喷板一端的下方安装有分隔板，所述分隔板的外侧面与外壳的内侧壁之间转动连接过滤栅板，过滤栅板可以将矿石留在其上，第二喷板喷出的水可以直接穿过过滤栅板，所述过滤栅板由安装在外壳外侧面的电动推杆控制，且电动推杆与光度机构
电连接；
9.所述过滤栅板的两侧且位于外壳上开有排出口，所述外壳的外侧面上且位于排出口的下侧固定连接有导流板。
10.优选的，所述光度机构包括光源发射头、接收头，所述光源发射头位于分隔板上，光度机构可以对第二喷板所喷出的冲洗过矿石的水来分辨矿石是否被冲洗干净。
11.优选的，其中一个所述导流板上开有过滤孔，且开有过滤孔的导流板的上方安装有第三喷板，所述第三喷板安装在二次冲洗箱的内部，第三喷板可以将没有被冲洗干净的矿石进行再次冲洗，且二次冲洗箱固定连接在外壳的外部，开有过滤孔的导流板的下方且位于二次冲洗箱的内部安装有第二过滤传输带，且第二过滤传输带的一端通过二次冲洗箱上的贯穿口延伸至二次冲洗箱的外部，第二过滤传输带可以将被第三喷板冲洗后的矿石排到二次冲洗箱的外部。
12.优选的，所述外壳的一侧设有浓缩箱，所述浓缩箱通过第一提升泵与外壳的内部相通，通过第二提升泵与添加管相通，且添加管的出口位于混合罐入口处的上方，外壳内部的冲洗残液会被第一提升泵提升至浓缩箱的内部进行浓缩，使其中含有的光催化剂可以被再次利用，之后第二提升泵会将可以被再次利用的光催化剂提升至混合罐的内部再次使用；所述浓缩箱上安装有真空泵，浓缩箱的内部安装有多个加热棒。
13.优选的，所述发光体呈圆柱形，所述排出管呈螺旋形，且排出管围绕着发光体的外部并不断的向下延伸至淋洗机构的上方。
14.优选的，所述发光体由多个发光块组成，相邻的两个发光块之间留有空隙，所述排出管呈蛇形依次穿过多个发光块之间的空隙并向下延伸至淋洗机构的上方，所述排出管的横截面呈长方形。
15.优选的，所述二次冲洗箱与外壳之间也设有电控阀门。
16.优选的，所述光度机构还包括比色池，所述比色池位于光源发射头和接收头之间，且所述比色池呈u型，且一端开口另一端与收集槽连通，通过收集冲洗液进行吸光度的在线检测以得到冲洗液的浓度情况，获得冲洗数据作为支持。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过混合罐、排出管和发光体的设置，可以将混合好的矿浆进行运输，而矿浆在排出管中围绕发光体进行运输，提高光照接触面积加快矿石的催化氧化速度，解决了现有矿石光氧化技术中工业矿浆光照难度大的问题，增加了矿浆和光源的接触面积，大大提高了矿物光氧化的效率；另外本技术还设置了光度机构能够实时检测清洗液的浓度，并可选择性的改变流量参数，并可通过浓缩箱对冲洗液进行浓缩回收，重复利用，达到节能减排的效果。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构示意图；
19.图2为本发明的背面结构示意图；
20.图3为本发明的剖面示意图；
21.图4为本发明二次冲洗箱的内部结构示意图；
22.图5为本发明电动推杆的安装示意图；
23.图6为本发明浓缩箱的内部结构示意图；
24.图7为本发明外框与过滤轴的连接示意图；
25.图8为本发明排出管部分的结构图；
26.图9为本发明混合罐的内部结构示意图；
27.图10为本发明的收集槽、比色池的连接示意图；
28.图11为本发明的底板处爆炸图。
29.图中：1、外壳，2、混合罐，3、发光体，4、排出管，5、电动阀门，6、第一过滤传输带，7、第一喷板，8、第二喷板，9、分隔板，10、过滤栅板，101、外框，102、过滤轴，11、电动推杆，12、接收头，13、排出口，14、导流板，15、光源发射头，16、过滤孔，17、第三喷板，18、二次冲洗箱，19、第二过滤传输带，20、浓缩箱，21、第一提升泵，22、第二提升泵，23、添加管，24、真空泵，25、加热棒，26、混合电机，27、控制模块，28、运输电机，29、齿杆，30、齿轮，31、比色池，32、收集槽，33、流通池，34、滤网，35、底板，36、检测池。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种用于工业矿石光催化氧化预处理装置，包括外壳1，所述外壳1的内部从上至下依次安装有用于混合矿石和光催化剂的混合罐2、用于进行光催化剂作用的发光体3、用于对矿石进行淋洗并对矿石和光催化液进行固液分离的淋洗机构、分拣机构以及光度机构。
32.混合罐2的上端面开有用于加入矿石的进料口和用于加入光催化剂和反应液的进水口，混合罐2的内部还转动连接有的搅拌轴，搅拌轴上固定连接有搅拌扇，且搅拌轴的上端贯穿混合罐2并与安装在混合罐2上的混合电机26的电机轴固定连接，混合电机26的电机轴转动会带动搅拌轴转动，从而使矿石、光催化剂和反应液可以更好的混合在一起，混合罐2固定连接在外壳1的侧壁上，且混合罐2的上端贯穿外壳1并延伸至外壳1的外部，发光体3为可以发出单色的光源(例如白光led光源、绿光led光源和蓝光led光源)，可以根据矿物和光催化剂的电位匹配，选择不同光源的颜色，可以在安装的时候安装不同颜色的led灯珠即可，发光体3放出的光源对混合好的矿浆(即矿石、光催化剂和反应液相互混合的混合物)进行照射，从而可以提高矿物的光氧化的效率；
33.用于对矿石进行淋洗并对矿石和光催化液进行固液分离的淋洗机构，矿浆通过发光体3的区域之后会掉落在淋洗机构上，淋洗机构会对矿浆进行固液分离，同时会对将矿石上附着的光催化剂冲洗干净；
34.分拣机构和光度机构能根据冲洗后的液体分辨矿石是否被冲洗干净，从而可以控制矿石的掉落位置，继而控制矿石的后续处理步骤，并且根据判断冲洗液的吸光情况来获取催化药液的浓度，从而给淋洗机构的喷淋流量提供依据，方便进行回收处理；
35.所述混合罐2的下端固定连接有排出管4，排出管4的材质为石英耐磨玻璃，可以很好的减缓矿石对于排出管4的磨损，而且也能使排出管4有较好的透光率，使排出管4内部的矿浆可以更好的接收光照，所述排出管4绕过发光体3并于淋洗机构的上方开有出口，排出
管4采用绕过发光体3的方式在较小的空间内大大的增加矿浆和光源的接触面积，同时也能增加矿浆的光照时长，从而提高了矿物的氧化效率，且排出管4的上下两端均安装有用于控制矿石和光催化剂流量的电动阀门5，电动阀门5与外壳1上的控制模块27电连接，可以通过控制模块27来控制电动阀门5的打开程度来控制排出管4内部矿浆的流速，限制矿浆在排出管4内部的滞留时间，也就是光催化氧化的反应时间，从而可以调节矿石光氧化的程度。
36.具体而言，所述淋洗机构包括第一过滤传输带6，第一过滤传输带6安装在外壳1的内部，并由安装在外壳1外侧面上的第一运输电机28驱动，所述第一过滤传输带6的带体为不锈钢材质，且带体上开有多个贯穿孔，当矿浆落到第一过滤传输带6上的时候，液体会通过贯穿孔穿过第一过滤传输带6，而矿石会被第一过滤传输带6向分拣机构的方向运输，所述第一过滤传输带6的上方设有第一喷板7，第一喷板7位于第一过滤传输带6的正上方，第一喷板7会向下喷水，对掉落在第一过滤传输带6上的矿石进行冲洗，将残留在矿石上的光催化剂进行冲洗第一喷板7通过进水管与外界水源相通，第一喷板7与外壳1的侧壁固定连接。
37.具体而言，所述分拣机构包括位于第一过滤传输带6一端斜上方的第二喷板8，第二喷板8通过另外的进水管与外界的水源相通，第二喷板8固定连接在外壳1的内部，第二喷板8可以向冲洗后的矿石进行淋洗，所述第一过滤传输带6靠近第二喷板8一端的下方安装有分隔板9，分隔板9与外壳1的内侧壁固定连接，分隔板9可以将第一喷板7和第二喷板8所喷出的水在下落的过程中分开，所述分隔板9的外侧面与外壳1的内侧壁之间转动连接过滤栅板10，被第一过滤传输带6运输过来的矿石会经过第二喷板8的冲淋区域之后会掉落在过滤栅板10上，过滤栅板10包括外框101，外框101的内部固定连接有多个过滤轴102，且多个过滤轴102与分隔板9的方向相互平行，过滤轴102两端的外框101的内侧面均为弧面，过滤轴102的设置可以使掉落下来的水直接穿过过滤栅板10，使矿石残留在过滤栅板10上，所述过滤栅板10由安装在外壳1外侧面的电动推杆11控制，且电动推杆11与光度机构电连接，电动推杆11安装在外壳1的外侧面上，且电动推杆11的输出杆上固定连接有齿杆29，齿杆29与转动连接在外壳1外侧面上的齿轮30啮合连接，齿轮30通过其上固定连接有的连接轴与过滤栅板10相互连接，连接轴的一端与齿轮30固定连接，另一端贯穿外壳1的侧壁与过滤栅板10固定连接，通过控制电动推杆11输出杆的伸缩可以带动齿杆29滑动，从而控制齿轮30的转动方向，继而控制过滤栅板10的转动方向，在分隔板9的作用下从第二喷板8喷出的水会穿过过滤栅板10，而光度机构可以通过穿过过滤栅板10的水的吸光度值来进行判断矿石是否被冲洗干净(因为矿石会被第一喷板7先行冲洗，并使矿石与冲洗液分离，而第二喷板8会再次对矿石淋洗，如果矿石没有被冲洗干净，那么残留的催化剂药液会对光度机构发出的光线具有特征吸收，通过吸光度值的检测可用于判断是否冲洗干净。
38.所述过滤栅板10的两侧且位于外壳1上均开有排出口13，所述外壳1的外侧面上且位于排出口13的下侧固定连接有导流板14，如果矿石被冲洗干净过滤栅板10就会向一侧倾斜，将矿石通过对应的排出口13排出到外壳1的外部用另外的容器进行收集，从而可以对矿石进行后续的处理；
39.如果矿石没有被冲洗干净过滤栅板10向另一侧倾斜，将矿石通过另一个排出口13排到另外的地方，从而进行后续的清理工作，可以通过控制模块27来控制电动推杆11输出杆的伸缩，继而控制过滤栅板10的转动，实现将冲洗干净的矿石和没有冲洗干净的矿石分
别排出到不同的位置，再进行不同的处理；导流板14的设置可以方便矿石的排出。
40.具体而言，所述光度机构包括光源发射头15、接收头12，所述光源发射头15位于分隔板9上，通过光源发射头15可以发出光线，对经过滤栅板10的水体进行照射后由接收头12进行接收，通过对特征波长的吸收检测可以对冲洗液中目标物的浓度进行检测，进而判断冲洗是否干净。
41.具体的，所述光度机构还包括比色池31，所述比色池31位于光源发射头15和接收头12之间，且所述比色池31呈u型，且一端开口另一端与收集槽32连通，如图11所示，比色池31与收集槽32的最低点连通，且比色池31的u型方向与光源发射头15和接收头12的连线垂直，避免遮挡光线，同时收集槽32将光源发射头15和接收头12之间区域的上方进行遮挡，避免不断下落的水体影响光路检测；另外比色池31开口的一端为检测池36，使用u型的设计能够始终让检测池36中充满液体，从而保证每次检测吸光路径不变，避免系统误差。
42.为了方便工作人员对没有没冲洗干净的矿石进行处理，设置了第三喷板17和运输皮带组19，具体而言，其中一个所述导流板14上开有过滤孔16，且开有过滤孔16的导流板14的上方安装有第三喷板17，第三喷板17通过另外的进水管与外界的水源相通，没有被冲洗干净的矿石会掉落到开有过滤孔16的导流板14上，并被第三喷板17所喷出的水再次进行冲洗，所述第三喷板17安装在二次冲洗箱18的内部，且二次冲洗箱18固定连接在外壳1的外部，开有过滤孔16的导流板14的下方且位于二次冲洗箱18的内部安装有第二过滤传输带19，且第二过滤传输带19的一端通过二次冲洗箱18上的贯穿口延伸至二次冲洗箱18的外部，矿石在经过对应的导流板14滑落到第二过滤传输带19上，第二过滤传输带19的结构与第一过滤传输带6的结构相同，可以对矿石和第三喷板17喷出水进行分离，同时矿石在运动到第二过滤传输带19上的时候也会被第三喷板17喷出的水冲洗，第二过滤传输带19会将冲洗后的矿石排到二次冲洗箱18的外部进行收集，进行后续的处理；
43.为了可以使光催化剂可以重复使用，防止造成浪费设置了浓缩箱20，具体而言，第三喷板17喷淋出的水在冲洗过之后会掉落到二次冲洗箱18的下端内部并与第一喷板7和第二喷板8所喷淋出的水混合在一起，所述外壳1的一侧设有浓缩箱20，所述浓缩箱20通过第一提升泵21与外壳1的内部相通，第一提升泵21可以将外壳1内部的水抽到浓缩箱20的内部进行浓缩，将大部分的水分蒸发掉，使光催化剂可以重新使用，通过第二提升泵22与添加管23相通，且添加管23的出口位于混合罐2入口处的上方，第二提升泵22可以将浓缩后可以重复使用的光催化剂重新提升至混合罐2的内部进行使用；
44.所述浓缩箱20上安装有真空泵24，浓缩箱20的内部安装有多个加热棒25，真空泵24可以对浓缩箱20的内部抽出空气，使浓缩箱20的内部一直保持低气压，从而可以让从外壳1内部抽出的冲洗残液中的水分更好的被蒸发，而蒸发的水分会被真空泵24抽出，加热棒25可以对冲洗残液一直进行可控温加热，从而可以使冲洗残液中的水分更好的被蒸发，但是不会影响冲洗残液中的光催化剂。
45.所述二次冲洗箱18与外壳1之间也设有电控阀门5，通过控制模块27可进行控制开启，从而可将二次冲洗箱18中的液体也进行回收。
46.多个电控阀门5、第一喷板7均与控制模块27电连接，当光度机构发现冲洗液中残留浓度过高，此时可加大第一喷板7的流量，同时二次冲洗箱18上的电控阀门5可以打开，将二次冲洗箱18中的液体也进行回收。
47.另外如图所示，比色池31的另外一端为流通池33，流通池33与检测池36之间设有滤网34，且所述流通池33的底部设置有可活动的底板35，可定期打开底板35将一些残留沉积物放出，避免堆积影响检测。
48.具体的发光体3、排出管4可以是如下的两种形式：
49.具体而言，如图3所述发光体3呈圆柱形，所述排出管4呈螺旋形，且排出管4围绕着发光体3的外部并不断的向下延伸至淋洗机构的上方，发光体3的外侧面上安装有多个led灯珠，排出管4套在发光体3的外部，从而可以使排出管4更好的接收光照。
50.为了方便进行安装，并固定排出管4的位置，排出管4可以采用下述形式，如图8所述发光体3由多个发光块组成，相邻的两个发光块之间留有空隙，所述排出管4呈蛇形依次穿过多个发光块3之间的空隙并向下延伸至淋洗机构的上方，所述排出管4的横截面呈长方形，每个发光块上均安装有多个led灯珠，从而可以使从而可以使排出管4更好的接收光照。
51.发光体3、电动阀门5、电动推杆11、光度机构、第一提升泵21、第二提升泵22、真空泵24、加热棒25、混合电机26、控制模块27和运输电机28分别通过电缆与外界的电源相互连接；
52.电动阀门5、光度机构和控制模块27均为现有技术，且现已广泛应用故本发明不做赘述，例如电动阀门5可以采用q941f-16p型号，控制模块27可以采用树莓派4开发板；
53.第一过滤传输带6和第二过滤传输带19分别由对应的运输电机28驱动。
54.工作原理：使用时将需要处理的矿石和和光催化剂都放入混合罐2的内部，然后启动混合电机26对矿石和光催化剂进行混合搅拌，之后通过控制模块27控制电动阀门5来使排出管4将混合好的矿浆排到淋洗机构，矿浆在经过排出管4的时候会被发光体3所发出的光进行照射，从而可以对矿浆进行固液分离，并对分离出来的矿石进行冲洗，同时会将冲洗后的矿石运输至分拣机构的内部，分拣机构会检测矿石是否被冲洗干净，同时会将冲洗干净的矿石直接排到外壳1的外部，将没有冲洗干净的矿石排到二次冲洗箱18的内部进行二次冲洗之后再次排出。