一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置。該裝置包括錐形旋流分級室和外置磁場源的絮凝裝置；所述錐形旋流分級室設置兩段錐體并在螺旋上升流作用下，實現礦物按粒度分級；設置的短徑旋流葉片、長徑旋流葉片對應不同錐體腔可滿足礦物實現流化床分選效果、按密度分級；最終完成黏土類礦物與赤鐵礦分離，可避免微細泥對絮凝影響、以及不同密度粗細顆粒造成絮團不實問題，為強化微細赤鐵礦絮凝提供初步保障；所述外置磁場源的絮凝裝置設計對極式磁系及中空磁極頭結構，保證赤鐵礦分布于絮凝腔體中部，外加磁場將克服顆粒所受能壘、增大顆粒表面電位絕對值以提高顆粒間靜電排斥作用，再次強化微細赤鐵礦絮凝。

Experimental device for flocculation enhancement of micro fine hematite

The invention discloses an experimental device suitable for flocculation and flocculation of fine grained hematite. The device comprises a flocculation device conical cyclone classification room and external magnetic field source; the conical cyclone separation chamber is provided with two sections of cone and upwelling in the spiral, realize the mineral size grading; the short diameter, long diameter swirl vane swirl vane cone cavity can meet different mineral separation effect, according to the implementation of fluidized bed density grading; final completion of clay minerals and hematite separation, which can avoid the fine mud on the flocculation and different density particles caused by floc false problem, provide preliminary guarantee for strengthening fine hematite flocculation; the external magnetic field source device design of flocculation pole type magnetic system and magnetic head hollow structure, guarantee located in the middle part of the cavity flocculation of hematite magnetic field, the particles will overcome the energy barrier, in order to improve the interparticle electrostatic repulsion increases the absolute value of surface potential, Thirdly, fine hematite flocculation is strengthened.

【技術實現步驟摘要】
一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置
本專利技術涉及一種可強化微細粒赤鐵礦疏水絮凝效果的實驗裝置，該裝置屬于微細粒分選
，同樣有益于煤泥水絮凝強化的理論研究。
技術介紹
赤鐵礦在我國資源儲量較大，約占鐵礦資源的2/3，但富礦少、貧礦多，工業應用價值低；為緩解行業對鐵礦資源之需，赤鐵礦選礦技術得以快速發展。但因該類赤鐵礦多為微細浸染型，高效分選技術實施的前提必須細磨赤鐵礦物至單體充分解離，即解離度達到80%~90%，往往需要磨細至約-500目的粒度，已然超出常規分選技術允許范圍（-200目占70%~90%）。同時，微細粒礦物比表面積大、質量小，常規分選技術實施過程礦物易夾雜、隨尾礦流失，石英、綠泥石和黏土類等脈石礦物泥化后粒度多為幾個微米甚至更為細小，極易對鐵礦物顆粒形成罩蓋，從而使得常規的分選工藝幾乎不能回收這些鐵礦物顆粒。選擇性絮凝使得赤鐵礦顆粒由小聚集變大形成絮團，在粒度達到浮選或磁選要求時，可進行分選；如進一步控制絮團質量，將確保精礦品位、提高精礦回收率；近年來，已成為解決微細粒赤鐵礦分選的技術熱點。目前提升微細赤鐵礦絮凝效果的研究主要集中于：分散劑強化分散、表面活化劑形成疏水性差異、非極性油添加加速絮凝的工藝優化以及絮凝機理分析方面，對于絮凝前預處理以及絮凝過程磁強化技術研究較少。研究表明：赤鐵礦中的脈石礦物對于疏水絮凝影響明顯，如在絮凝前對赤鐵礦及脈石進行簡單分離，則從理論上講可有效強化絮凝效果。同時，外置磁場可以克服絮凝過程顆粒所受能壘、增強顆粒間排斥能、增大顆粒表面電位的絕對值以提高顆粒間的靜電排斥作用，因而存在強化微細赤鐵礦絮凝效果的可能。
技術實現思路
本專利技術的目的正是針對常規絮凝工藝，提供了一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置。本專利技術的裝置首先通過旋流分級結構實現微細粒赤鐵礦絮凝前的簡單分級；分級產物通過外載磁場源絮凝腔體內磁場對流場動態特性的進一步調控進而強化絮凝過程，最終實現微細粒赤鐵礦的高效絮凝。本專利技術的目的可通過下述技術措施來實現：本專利技術適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置包括錐形旋流分級室和外置磁場源的絮凝裝置；所述錐形旋流分級室包括：與機架相結合的錐形腔體，安裝在機架上端的電機，與電機相連的豎直向下延伸至錐形腔體內的傳動軸，布置于機架上部的設置有溢流口的溢流堰；在錐形腔體上部的一側布置有給料口，在與給料口相對應的錐形腔體另一側的下部布置有底流口；所述傳動軸位于錐形腔體內部中心，且自下而上布置有短徑旋流葉片、長徑旋流葉片；所述錐形腔體是由上、下兩段錐角不同筒體組成，且上段筒體的錐角大于下段筒體的錐角；所述外置磁場源的絮凝裝置包括：布置于矩形外腔體正中心且可以移出矩形外腔體的矩形絮凝套筒，分別布置于矩形絮凝套筒相對兩筒壁外側的中空磁極頭，以緊鄰吸附的布置方式設置在中空磁極頭外側的永磁磁鋼；所述永磁磁鋼外側緊鄰吸附在矩形外腔體內壁上；所述溢流口位于矩形絮凝套筒上方，并與矩形絮凝套筒內腔相連通。本專利技術中所述永磁磁鋼為軸向磁化、兩側布置形成N-S對極分布；所述中空磁極頭為兩側布置強化N-S磁場強度、且中空設計保證磁力線的分布使得赤鐵礦顆粒不被吸附至中空磁極頭表端而聚集于矩形絮凝套筒中部。本專利技術的實驗裝置著眼點在于避免微細粒黏土礦物的負面影響、凸顯表觀疏水性能差異、解決絮團不實強度差問題，其結構特點是為了保證微細粒赤鐵礦溶液顆粒按粒度、按密度的初步分級工序、以及分級產物分別被外磁場作用的顆粒表觀性能強化工序，兩道工序耦合最終確保微細粒赤鐵礦的高效絮凝。本專利技術裝置通過錐形旋流分級室的初步分級實現赤鐵礦按粒度及密度分級，避免因后序絮凝聚團不實導致的絮團易破壞問題、以及高濃度石英礦物對絮凝效果影響；外置磁場源的絮凝裝置通過磁場改變赤鐵礦表觀電荷分布、強化赤鐵礦與石英礦物力學性能差異。其中永磁磁鋼為軸向磁化、兩側布置形成N-S對極分布；中空磁極頭為兩側布置強化N-S磁場強度，同時因中空設計，磁力線聚集于矩形絮凝套筒中心附近，赤鐵礦因此分布于中心附近而避免在矩形絮凝套筒側壁上的吸附。本專利技術的工作原理如下：錐形旋流分級室工作過程如下：配置的微細粒赤鐵礦溶液由給料口給入錐形腔體，待溶液超過下部錐形腔體高度，打開電機帶動短徑旋流葉片、長徑旋流葉片內螺旋上升，此時，錐形腔體內赤鐵礦在上、下錐形腔體作用下實現按粒度分級，同時在上升螺旋流作用下實現按密度分級；最終，細顆粒低密度礦物隨長徑旋流葉片進入溢流堰進而流向溢流口；粗顆粒高密度礦物大多集中于下錐形腔體并在底流口排出供收集。外置磁場源的絮凝裝置工作過程如下：由溢流口的細顆粒低密度礦物進入矩形絮凝套筒內，絮凝套筒內依次加入分散劑、絮凝劑并進行攪拌，完成細顆粒低密度礦物絮凝后，取出絮凝套筒清洗、再次放入，然后將錐形旋流分級室底流的粗顆粒高密度礦物移入絮凝套筒，重復絮凝過程。本專利技術所述外置磁場源的絮凝裝置可自由移動，通過絮凝套筒上端開口可以添加藥劑等，同時，可以配合攪拌器進行工作。本專利技術的有益結果如下：（1）錐形旋流分級室設置兩段錐體并在螺旋上升流作用下，可實現礦物按粒度進行分級；設置的短徑旋流葉片、長徑旋流葉片對應不同錐體腔可滿足礦物實現流化床分選效果，實現按密度分級；最終完成赤鐵礦中石英及黏土類礦物與赤鐵礦的有效分離，為微細赤鐵礦絮凝效果提升提供保障。（2）外置磁場源的絮凝裝置實現了耦合磁場作用的多場作用模式，磁場可克服絮凝過程顆粒所受能壘、增強顆粒間排斥能、增大顆粒表面電位的絕對值以提高顆粒間的靜電排斥作用，進一步保證微細赤鐵礦絮凝效果的強化。（3）設計的微細赤鐵礦初步分級使得收集的溢流及底流產物粒度及密度相近，避免了以往絮凝過程絮團中不同密度粗細顆粒造成的絮團不實問題，在保證絮團強度的同時強化了絮凝效果。（4）本專利技術設計的兩段絮凝強化方法及對應的裝置，同樣可用于煤泥水的絮凝領域。附圖說明圖1為本專利技術的微細赤鐵礦絮凝強化方法流程。圖1中序號：1錐形旋流分級室，2分級溢流，3外置磁場源的絮凝裝置，4分級底流。圖2為本專利技術的絮凝強化配套裝置（錐形旋流分級室+外置磁場源的絮凝裝置）。圖2中序號：8、電機；9、傳動軸；10、給料口；11、長徑旋流葉片；12、錐形腔體；13、短徑旋流葉片；14、機架；15、底流口；16、溢流堰；17、溢流口；18、中空磁極頭；19、永磁磁鋼；20、矩形絮凝套筒；21、軸向磁化；22、矩形外腔體。具體實施方式本專利技術以下將結合實施例（附圖）作進一步描述：如圖1所示，赤鐵礦首先進入錐形旋流分級室1進行初步分級，分級溢流2進入外置磁場源的絮凝裝置3，溢流產物絮凝結束進行收集；之后，分級底流4進入外置磁場源的絮凝裝置3進行絮凝，最終完成微細赤鐵礦的一次絮凝實驗。所述錐形旋流分級室1的結構特點：兩段錐形腔體結構可實現礦物按粒度進行分級；錐形旋流分級室1內設計有內螺旋不同直徑旋轉葉片，使礦漿呈現流化床形式，實現礦物按密度進行分級。所述外置磁場源的絮凝裝置具有設置在絮凝腔外的自上而下布置均勻磁場，可達到礦物表觀改性、強化絮凝目的。如圖2所示，本專利技術的適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化配套實驗裝置包括錐形旋流分級室1和外置磁場源的絮凝裝置3；所述錐形旋流分級室1包括：與機架14相結合的錐形腔體12，安裝在機架14上端的電機8，與電機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置，其特征在于：所述裝置包括錐形旋流分級室（1）和外置磁場源的絮凝裝置（3）；所述錐形旋流分級室（1）包括：與機架（14）相結合的錐形腔體（12），安裝在機架（14）上端的電機（8），與電機（8）相連的豎直向下延伸至錐形腔體（12）內的傳動軸（9），布置于機架（14）上部的設置有溢流口（17）的溢流堰（16）；在錐形腔體（12）上部的一側布置有給料口（10），在與給料口（10）相對應的錐形腔體（12）另一側的下部布置有底流口（15）；所述傳動軸（9）位于錐形腔體（12）內部中心，且自下而上布置有短徑旋流葉片（13）、長徑旋流葉片（11）；所述錐形腔體（12）是由上、下兩段錐角不同筒體組成，且上段筒體的錐角大于下段筒體的錐角；所述外置磁場源的絮凝裝置（3）包括：布置于矩形外腔體（22）正中心且可以移出矩形外腔體（22）的矩形絮凝套筒（20），分別布置于矩形絮凝套筒（20）相對兩筒壁外側的中空磁極頭（18），以緊鄰吸附的布置方式設置在中空磁極頭（18）外側的永磁磁鋼（19）；所述永磁磁鋼（19）外側緊鄰吸附在矩形外腔體（22）內壁上；所述溢流口（17）位于矩形絮凝套筒（20）上方，并與矩形絮凝套筒（20）內腔相連通。...

【技術特征摘要】
1.一種適用于微細粒赤鐵礦絮凝強化的實驗裝置，其特征在于：所述裝置包括錐形旋流分級室（1）和外置磁場源的絮凝裝置（3）；所述錐形旋流分級室（1）包括：與機架（14）相結合的錐形腔體（12），安裝在機架（14）上端的電機（8），與電機（8）相連的豎直向下延伸至錐形腔體（12）內的傳動軸（9），布置于機架（14）上部的設置有溢流口（17）的溢流堰（16）；在錐形腔體（12）上部的一側布置有給料口（10），在與給料口（10）相對應的錐形腔體（12）另一側的下部布置有底流口（15）；所述傳動軸（9）位于錐形腔體（12）內部中心，且自下而上布置有短徑旋流葉片（13）、長徑旋流葉片（11）；所述錐形腔體（12）是由上、下兩段錐角不同筒體組成，且上段筒體的錐角大于下段筒體的錐角；所述外置磁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史長亮，王勝楠，趙繼芬，劉鵬，馬嬌，
申請(專利權)人：河南理工大學，河北地質大學，
類型：發明
國別省市：河南,41