一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置

1.本发明涉及涡流发生器领域，具体涉及一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置。


背景技术：

2.考虑到全球能源的有限性，并且为了实现能源的可持续发展，应该对微细粒矿物进行分选回收。微细粒矿物主要是由于有用矿物嵌布粒度过小而必须细磨，或由于粗粒矿物过磨造成的。这种微细粒矿物相较于粗粒矿物，十分难分选回收，很多微细粒矿物因无法被回收或者回收难度太高而被遗弃，造成了能源的浪费。目前针对微细粒分选回收的方法较好的有浮选法。
3.浮选法主要通过强化浮选装置的湍流强度来解决微细粒分选的问题，现在常见的湍流强化装置分别为在管壁处设置椭圆形，梯形，三角形，矩形等。当流体通过这些矿化管时，流体接触到管壁处的涡流发生器，会产生涡流，进而强化湍流。尽管这些方法应用较为广泛，但也存在缺陷，一，这些涡流发生器全都是固定在壁面处，无法对管道中心的涡流进行湍流强化，也就意味着对中心处的微细粒分选回收略有不足，降低了浮选效率。二，在微细粒分选的实际过程中，需要对不同尺寸的微细粒进行分选回收，这样就需要对湍流进行不同强度的强化，为达到这个目的，就需要应用不同尺寸的涡流发生器，这样的话，就需要制造处各种尺寸，各种大小的涡流发生器，提高成本，费时费力。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其无需额外增加能耗即可以提高湍流强度，降低可浮选粒度下限，提高微细粒的回收率。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，包括若干个设在管道中轴线上且能够旋转的涡流发生器，所述涡流发生器的旋转方向与管道内水流的方向相切，所述涡流发生器包括固定在管道内壁上且与矿浆流动方向垂直的旋转轴，所述旋转轴的中部转动连接主悬板，所述主悬板的前后两端分别设有前支板和后支板，所述前支板与主悬板的上端面呈a夹角，所述后支板与主悬板的下端面均呈b夹角。
7.优选地，所述a夹角、b夹角均为120
°
夹角。
8.优选地，所述主悬板、前支板、后支板均为宽度相同的矩形板。
9.优选地，所述前支板、后支板的长度相同。
10.优选地，所述涡流发生器沿管道的中轴线均匀布置。
11.优选地，所述主悬板上开有供旋转轴穿过的通孔，所述旋转轴上设有限制主悬板沿其长度方向移动的限位块。
12.优选地，所述旋转轴设有两个，所述主悬板两侧设有两个与旋转轴对应且供其嵌
入的凹槽，所述旋转轴上还设有限制主悬板沿其长度方向移动的限位块。
13.优选地，设管道内径d为9.5-10.5mm，涡流发生器的主悬板长为0.46d，厚度为0.05d，宽度为0.5d，前支板，后支板长度都为0.23d，厚度都为0.05d，宽度都为0.5d。
14.本发明的有益效果在于：本发明通过设计矿化管内部的涡流发生器的结构，建造可控涡流场，提高湍流强度，不仅可以根据不同的微细粒直径建造合适的强化涡流场，还可以对管中心的涡流进行强化，能够在实现微细粒矿物回收率的同时减少设备的磨损，降低成本。同时设备结构简单，体积小，安装方便，成本低，能够实现设备长久稳定的进行。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例提供的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置的结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置的俯视图；
18.图3为本发明实施例提供的旋转轴安装位置示意图。
19.附图标记说明：
20.1、管道；2、涡流发生器；20、旋转轴；21、主悬板；22、前支板；23、后支板；24、限位块。
具体实施方式
21.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。
22.如图1至图3所示，一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，包括15个均匀布置在管道1中轴线上且能够旋转的涡流发生器2，所述涡流发生器2的旋转方向与管道内水流的方向相切，所述涡流发生器2包括固定在管道1内壁上的旋转轴20，所述旋转轴20的中部转动连接主悬板21，主悬板21为矩形，其长为4.6mm、宽为5mm、厚度为0.5mm，所述主悬板21的前后两端分别设有矩形形状的前支板22和后支板23，所述前支板22、后支板23均为长度2.3mm、宽度5mm、厚度0.5mm的矩形板；所述前支板22与主悬板21的上端面呈120
°
夹角，所述后支板23与主悬板21的下端面均呈120
°
夹角。每个涡流发生器2由通过其中心并且与矿浆流动方向垂直的旋转轴20固定，使涡流发生器2的旋转方向与矿浆流动方向相切(相同)。通过调节矿浆的流速进而调节涡流发生器2的转速，进而调节涡流场的湍流强度，实现可控涡流场。
23.所述旋转轴20设有两个，所述主悬板21两侧设有两个与旋转轴20对应且供其嵌入的凹槽，所述旋转轴20上还设有限制主悬板21沿其长度方向移动的限位块24。
24.涡流发生器的工作原理：假定矿化管横向摆放，矿浆从左边通入管道内，右边流出，在管道内的矿浆具有一定的速度，当其经过涡流发生器2时，本身的速度能够带动涡流发生器2随水流转动，此时可以通过调节矿浆的流速进而调节正涡流发生器2的旋转速度，再进而影响由涡流发生器2产生的湍流强度，即可以创造出一种可控微流场，根据微细颗粒不同的直径所需的湍流强度调整矿浆流速，达到一个既可以提高微细颗粒浮选速率与回收率的提高，又可以降低矿浆对涡流发生器的冲击，减小磨损，降低成本。因为涡流发生器的结构不规则，且其可随矿浆转动，所以会对接触面的矿浆产生切应力，使其产生较强的湍流，提高矿浆中颗粒的脉动速度与动能，增加其与气泡的碰撞频率与黏附概率，另一方面湍流中的强剪切作用还会使气泡分裂得更小，令矿浆中气泡浓度增加，提高颗粒与气泡之间的碰撞频率，进而提高微细颗粒的回收率。
25.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：包括若干个设在管道(1)中轴线上且能够旋转的涡流发生器(2)，所述涡流发生器(2)的旋转方向与管道内水流的方向相切，所述涡流发生器(2)包括固定在管道(1)内壁上且与矿浆流动方向垂直的旋转轴(20)，所述旋转轴(20)的中部转动连接主悬板(21)，所述主悬板(21)的前后两端分别设有前支板(22)和后支板(23)，所述前支板(22)与主悬板(21)的上端面呈a夹角，所述后支板(23)与主悬板(21)的下端面均呈b夹角。2.如权利要求1所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述a夹角、b夹角均为120
°
夹角。3.如权利要求1所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述主悬板(21)、前支板(22)、后支板(23)均为宽度相同的矩形板。4.如权利要求3所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述前支板(22)、后支板(23)的长度相同。5.如权利要求4所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述涡流发生器(2)沿管道(1)的中轴线均匀布置。6.如权利要求5所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述主悬板(21)上开有供旋转轴(20)穿过的通孔，所述旋转轴(20)上设有限制主悬板(21)沿其长度方向移动的限位块(24)。7.如权利要求6所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：所述旋转轴(20)设有两个，所述主悬板(21)两侧设有两个与旋转轴(20)对应且供其嵌入的凹槽，所述旋转轴(20)上还设有限制主悬板(21)沿其长度方向移动的限位块(24)。8.如权利要求1所述的一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，其特征在于：设管道(1)内径d，涡流发生器(2)的主悬板(21)长为0.46d，厚度为0.05d，宽度为0.5d，所述前支板(22)、后支板(23)长度都为0.23d，厚度都为0.05d，宽度都为0.5d。

技术总结
本发明公开了一种利用动部件诱导管内微涡的微细矿粒浮选矿化装置，包括若干个设在管道中轴线上且能够旋转的涡流发生器，涡流发生器的旋转方向与管道内水流的方向相切，涡流发生器包括固定在管道内壁上且与矿浆流动方向垂直的旋转轴，旋转轴的中部转动连接主悬板，主悬板的前后两端分别设有前支板和后支板，前支板与主悬板的上端面呈120


技术研发人员：臧家成 赵远卓 王盛 许洪月 周诗宇 王琛 李柯含 武宇枫 王海楠 闫小康
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/19