一种细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法

本发明涉及浮选，尤其涉及一种细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法。

背景技术：

1、浮选是一种利用矿物颗粒表面物理化学性质差异进行矿物甄别提纯的选矿技术，广泛应用于0.5mm煤炭、石墨、有色金属、黑色金属等自然矿物的分选提纯，浮选过程存在复杂的气液固三相物料交叉反应，其中疏水性矿物颗粒易与气泡黏附形成矿化气泡上浮，亲水性矿物颗粒则留在浮选矿浆中随尾矿排出，随着社会经济的快速发展，优质煤炭资源不断消耗使得浮选作业的入料指标不断恶化，此外，随着新能源新材料等行业的技术发展（如纳米超纯碳材料的原材料制备），对煤泥浮选产品的指标要求极为苛刻，给煤泥浮选行业带来新的机遇与挑战，因此完善浮选工艺过程控制和精细化操作是应对现有技术困境的重要手段。

2、目前，高价值煤泥资源回收、纳米超纯碳原材料制备等环节普遍采用煤泥磨矿再浮选工艺，磨矿后的煤泥粒度指标一般在200网目以下，粒度极细，颗粒的比表面大幅增加，使得浮选药剂分子在微细煤粒表面的铺展润湿过程较为困难，也使微细颗粒之间易于形成聚合体，造成高灰组分极易覆盖在微细煤粒表面，常规的浮选调浆设备受结构及原理所限无法提供足够的搅拌强度使浮选药剂充分分散，无法有效脱除微细煤粒表面的高灰组分，对含有微细颗粒的浮选矿浆调浆效果较差，导致后续的浮选环节的浮选速率和分选指标下降，不利于微细煤粒的回收，造成经济损失和资源浪费。

3、因此，有必要提供一种新的细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明是提供一种的细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法。

2、本发明提供的细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置包括：入料稳压室、筒体、混合室和筒体上盖板，所述入料稳压室一侧设置有筒体，所述入料稳压室底部固定连接有混合室，所述筒体顶部固定连接有筒体上盖板；一级叶轮和二级叶轮，所述筒体内部安装有一级叶轮和二级叶轮，且一级叶轮位于二级叶轮上方，通过一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动，增加微细矿粒与药剂分子间的碰撞概率；传动机构，所述筒体内部和筒体上盖板上表面固定安装有传动机构，启动传动机构，控制一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动；添加机构，所述入料稳压室远离筒体的一侧设置有添加机构，启动添加机构，添加浮选药剂，将磨矿后的微细颗粒与水混合形成矿流送入入料稳压室内部，再进入混合室内部，启动传动机构，控制一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动，增加微细矿粒与药剂分子间的碰撞概率，启动添加机构，添加浮选药剂。

3、优选的，所述传动机构包括传动安装壳、传动安装架、驱动电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、传动杆、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮和第四直齿轮，所述筒体上盖板上表面固定连接有传动安装壳，所述筒体内壁固定连接有传动安装架，所述传动安装壳内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴固定连接有主动锥齿轮，所述一级叶轮顶部固定连接有从动锥齿轮，且主动锥齿轮和从动锥齿轮转齿啮合连接，所述传动安装架内部转动连接有传动杆，所述传动杆顶部固定连接有第一直齿轮，所述一级叶轮底部固定连接有第二直齿轮，且第一直齿轮和第二直齿轮转齿啮合连接，所述二级叶轮顶部和传动杆底部固定连接有第三直齿轮，所述传动安装架内壁转动连接有第四直齿轮，且第三直齿轮和第四直齿轮转齿啮合连接，启动传动安装壳内部的驱动电机，驱动电机输出轴带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮和从动锥齿轮转齿部分接触，带动一级叶轮逆时针转动，一级叶轮底部第二直齿轮和第一直齿轮转齿部分接触，带动传动安装架内部的传动杆顺时针转动，第三直齿轮和第四直齿轮转齿部分接触，带动二级叶轮顺时针转动，控制一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动。

4、优选的，所述添加机构包括吸药管、药剂缓冲箱和控制阀门，所述混合室内壁固定连接有吸药管，所述吸药管顶部固定连接有药剂缓冲箱，所述吸药管表面固定连接有控制阀门，转动控制阀门，药剂缓冲箱内部的浮选药剂从吸药管进入混合室内部，方便添加浮选药剂。

5、优选的，所述混合室底部固定连接有扩散管，且扩散管与混合室内部连通，所述入料稳压室顶部固定连接有入料管，且入料管与入料稳压室内部连通，所述扩散管底部固定连接有出料管，且扩散管与出料管内部连通，方便将微细颗粒与水混合形成矿流经过入料管快速进入入料稳压室内部，添加浮选药剂后的微细颗粒与水混合形成矿流经过扩散管和出料管进入筒体内部。

6、优选的，所述入料管和出料管表面固定连接有入料加压泵和出料管道泵，能够给入料管和出料管内部增压，控制微细颗粒与水混合形成矿流快速流通，提高了入料管和出料管的输送性能，同时，防止入料管和出料管内部发生堵塞。

7、优选的，所述筒体底部开设有入料口，所述筒体上盖板内壁固定连接有清水补加管和药剂补加管，且清水补加管和药剂补加管与筒体内部连通，入料口方便将筒体和出料管定位连接，清水补加管和药剂补加管方便添加清水或药剂。

8、优选的，所述筒体内壁对称固定连接有四个筒体挡板，所述筒体侧面固定连接有放料口和出料口，且放料口位于出料口下方，所述放料口和出料口与筒体内部连通，筒体挡板用于消除筒内矿流的整体旋转，提高筒壁周边区域的湍流强度，放料口用于检修或事故停机时放出筒内矿料，出料口当筒内矿料液位高于出料口时溢流进入后续浮选环节。

9、优选的，所述入料稳压室底部对称固定连接有六个变径管，且变径管与入料稳压室内部连通，高压矿流在变径管内随着管径变小，矿流的静压转换为动压，流速大幅度增加形成高速射流并在混合室内产生文邱里效应形成负压区。

10、优选的，所述一级叶轮和二级叶轮为高剪切型叶轮，高剪切型叶轮具有很高的物理强度，在一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动接触矿流时，不会轻易发生破损，延长了一级叶轮和二级叶轮的使用寿命。

11、一种细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置操作方法：

12、（1），将磨矿后的微细颗粒与水混合形成矿流经入料加压泵增压通过入料管给入矿流对撞乳化段的入料稳压室内稳压，随后压力稳定的矿流通过多组变径管进入混合室，高压矿流在变径管内随着管径变小，矿流的静压转换为动压，流速大幅度增加形成高速射流并在混合室内产生文邱里效应形成负压区，此时开启吸药管上的控制阀门，在混合室的负压作用下吸入药剂缓冲箱中的浮选药剂，浮选药剂在高速射流的高剪切作用下分散乳化并弥散在矿流中，能够大幅提高浮选药剂在矿流中的比表面积，此外射流碰撞汇聚形成剧烈的搅拌场，促进浮选药剂分子在微细颗粒表面的铺展与润湿；

13、（2），在矿流对撞乳化段中包含多组变径管，所有变径管的出口均朝向中心轴线，多股高速射流在中心轴线处发生碰撞汇聚引起速度与压力骤变及能量耗散，使矿流中的微细颗粒表面析出大量的空化气泡，促进矿流的矿化过程，此外，通过高速射流的碰撞与剪切作用能够有效地解离微细颗粒表面覆盖的高灰组分，在一定程度上改善微细颗粒表面的物理性质，削弱微细颗粒表面的水化膜壁垒，加强微细颗粒表面对浮选药剂分子的结合能力，实现多相矿料的高效混合；

14、（3），经过矿流对撞乳化段处理后的矿流经出料管转排至筒体，入料方向为由下至上，经入料口进入筒体底部并与二级叶轮先接触，二级叶轮沿顺时针旋转，使矿流在搅拌同时上升到达一级叶轮下部区域，一级叶轮与二级叶轮的旋转方向相反，为逆时针方向，因此，在一级叶轮与二级叶轮之间形成叶轮旋向与矿流旋向相反的高剪切区域，湍流尺度大幅减小，湍流强度与湍流耗散率大幅提高，增加微细矿粒与药剂分子间的碰撞概率，提高调浆效果，此外，共轴反转机构还能够提高多级叶轮的传质效率与功率传递；

15、（4），筒体内壁均匀布置四组垂直于筒壁的筒体挡板，能够减小矿流整体的旋转运动，提高靠近筒壁区域的湍流强度，防止筒内静滞区域产生，有利于筒内矿流达到充分混合状态，提高微细颗粒在筒内分布的均匀性，当矿流液位上升到达出料口后，经过调浆处理的矿流溢出经管排或其他方式进入后续浮选环节。

16、与相关技术相比较，本发明提供的细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法具有如下有益效果：

17、本发明提供细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置及其操作方法：

18、1、通过安装添加机构和传动机构，能够根据需要添加浮选药剂，控制一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动，提高了细粒、超细粒煤泥浮选调浆装置的加工效率。

19、2、通过入料稳压室底部对称固定连接有六个变径管，且变径管与入料稳压室内部连通，高压矿流在变径管内随着管径变小，矿流的静压转换为动压，流速大幅度增加形成高速射流并在混合室内产生文邱里效应形成负压区。

20、3、通过一级叶轮和二级叶轮为高剪切型叶轮，高剪切型叶轮具有很高的物理强度，在一级叶轮逆时针转动和二级叶轮顺时针转动接触矿流时，不会轻易发生破损，延长了一级叶轮和二级叶轮的使用寿命。