[发明专利]一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法

说明书

本发明公开一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，所述浮选调浆方法包括以下步骤：(1)将矿浆和药剂加入搅拌机构中，使矿物均匀分散并与药剂充分作用；(2)将步骤(1)得到的混合物料输入浮选槽中进行浮选；其中，在混合物料输入过程中，调整不同输送段的流体压力以使得混合物料中矿物表面产生微纳米气泡。本发明利用流体压力的减小来增大矿浆流速，达到突然降压的效果，通过流速变化控制矿物表面产生界面微纳米气泡的大小和接触角，选择性提高矿物的可浮性，并促进微细粒矿物疏水团聚，采用本发明所述的浮选调浆装置进行浮选调浆，可有效提高浮选分离效率及降低药剂用量。

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法。

背景技术

矿产资源的开发利用对国民经济发展具有举足轻重的作用，而目前我国矿产资源随着长期开采，优质矿源逐渐枯竭，贫细杂矿物的有效回收利用已迫在眉睫。浮选法作为最主要的微细粒矿物选矿方法，通常需要在调浆时添加各种化学药剂以强化不同矿物的表面性质差异，从而提高分选效率。传统浮选药剂通常含有一定的毒性，若回水利用容易影响浮选效果，但直接排放则会引起环境污染。随着绿色矿山以及节能减排等国家政策的推进，为控制浮选药剂对生态环境造成的危害，探究高效环保的矿物调浆方法成为必要。

一方面，目前对矿物调浆手段虽已有较多研究，然而对具有多种良好特性的界面微纳米气泡并未引起足够重视；另一方面，了解微纳米气泡产生及生长过程中的相关变化规律，对有效调控矿物表面选择性产生大量微纳米气泡尤为重要。

因此，给出一种基于调控界面微纳米气泡选择性改变矿物表面疏水性质的调浆方法，建立界面微纳米气泡的生长模型，实现对微纳米气泡生长过程中气泡半径和接触角随时间变化结果的准确预判，结合伯努利方程等对微纳米控制器各段管径、长度及矿浆流速得到数值模型，并根据实际情况选择最佳参数，从而实现矿物界面疏水性差异最优化，以达到提高浮选分离效率及降低药剂用量的目的显得意义重大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，本发明所述浮选调浆方法基于一种微纳米气泡控制装置，通过所述的微纳米气泡控制装置能在矿物表面产生微纳米气泡，达到提高矿物表面疏水性，增加矿物之间润湿性差异的作用，解决现有矿物浮选中效率低、成本高、药剂用量大等问题。

本发明的目的通过以下技术方案得到：

一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，包括如下步骤：

(1)将矿浆和药剂加入搅拌机构中，使矿物均匀分散并与药剂充分作用；

(2)将步骤(1)得到的混合物料输入浮选槽中进行浮选；其中，在混合物料输入过程中，调整不同输送段的流体压力以使得混合物料中矿物表面产生微纳米气泡。

优选的，所述不同输送段至少包括沿输送方向依次排列的第一输送段和第二输送段，且所述第一输送段的输送管径大于所述第二输送段的输送管径。

优选的，所述第二输送段的输送长度按如下方法获取：

(1)构建模型，得到不同种类矿物表面产生的界面微纳米气泡表面积之差最大状态下的微纳米气泡生成时间T以及压差ΔP；

(2)结合步骤(1)得到的的压差ΔP和伯努利方程，得到所述第二输送段内的矿浆流速：

式中：P₁为第一输送段内流体的压强，pa；P₂为第二输送段内流体的压强，pa；v₁为第一输送段内流体的流速，m/s；v₂为第二输送段内流体的流速，m/s；ρ为流体密度，kg/m³；g为重力加速度，m/s²；ΔH为第一输送段和第二输送段的高度差，m；且ΔP＝P₁-P₂；