低品位铜镍矿中伴生资源回收工艺及装置的制作方法

本发明涉及伴生矿资源回收领域，特别涉及低品位铜镍矿中伴生资源回收工艺及装置。

背景技术：

1、随着全球矿业技术不断发展，铜镍矿伴生资源（如cu、co、au、ag、se等）的回收技术正朝着“主矿种与伴生资源一体化协同回收”的方向演进，其核心目标是通过工艺优化与技术创新，实现多金属高效分离与综合提取，从而最大化资源价值。而其中浮选机是铜镍矿选矿的核心。

2、浮选机是浮游选矿机的简称，指完成浮选过程的机械设备。在浮选机中，经加入药剂处理后的矿浆，通过搅拌充气，使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上；浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,其余部分则保留在矿浆中，以达到分离矿物的目的。

3、现有的专利公开号为cn103386372b的发明专利，公开了一种浮选机底部加药装置，包括设在浮选机槽体底部且伸入到叶轮腔中的一组进药管，出口与此一组进药管相连接的一组真空发生器，与此一组真空发生器的入口通过压缩空气管道相连接的空压机，设在一组真空发生器一侧，且与此一组真空发生器通过一组加药管相连接的药剂箱，分别设在一组进药管上的一组逆止阀，设在一组加药管上的电磁阀。实现了浮选机底部加药，药剂直接给入于叶轮腔中，可以和矿浆充分混合，同时所形成的空气药剂悬浮体系可使浮选药剂充分分散，提高药剂作用效果，加快浮选速度，减少药剂消耗量，达到提高浮选指标的效果。

4、尽管该装置通过叶轮腔排出药液与空气，使空气、药液与矿石混合，但是任有一些问题难以解决：

5、1.由于叶轮腔将药液与空气排出后，并未针对性将空气与药液打散，而是将矿石搅动，此种方式使空气、药液与矿石三者融合率不高。

6、2.出液口在腔体内并未对出液口进行清理，容易导致出液口堵塞。

7、3.矿石在腔体内时容易堆积在腔体底部，而叶轮腔无法将堆积在腔体底部的矿石搅起，与空气和药液充分融合。

8、4.无法同时将多种药液加入腔体内。

技术实现思路

1、本发明提供了低品位铜镍矿中伴生资源回收工艺及装置，能够在空气与药液进入腔体内后，提高空气与药液的打散效率，使空气与药液能充分的与矿石接触，使矿石浮起，以提高提纯率。

2、为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：

3、低品位铜镍矿中伴生资源回收工艺及装置，包括第一混合部件，所述驱动设备与腔体固定连接，所述驱动设备输出端为中空状并与扇叶同轴连接，所述腔体底部连通有第一进药管，所述第一进药管与驱动设备输出端密封转动连通，所述扇叶开设有排液通道，所述驱动设备输出端与排液通道连通；

4、所述排液通道出口处连接有第一单向阀，所述第一混合部件转动设置于所述第一单向阀的排出口处。

5、基础方案原理：

6、当需要对矿石进行浮选时，启动驱动设备，并将气体与药液加入第一进药管内；再通过扇叶上的第一单向阀排出，由于此时的扇叶处于旋转状态，使气体、药液与矿石混合，使矿石混合浮起；同时扇叶转动时会带动第一混合部件转动，第一混合部件单独将气体与药液打乱。

7、有益效果：

8、1、驱动设备驱动扇叶旋转，气体与药液经中空输出端进入排液通道，并在旋转离心力作用下通过第一单向阀喷射而出；这一过程将传统“先注气后搅拌”改为“边旋转边剪切”，使气泡被切割为更细微且均匀的微泡；

9、同时，药液在高压喷射下乳化分散；对于低品位矿石中呈细粒浸染状的伴生贵金属（如铂、钯、金等），微泡能有效捕捉微细颗粒，大幅提高目的矿物的碰撞附着概率；

10、2、扇叶旋转主要负责产生宏观的上升矿浆流和气泡群，实现矿石颗粒的整体悬浮与初步矿化；第一混合部件被扇叶带动独立旋转，专门针对气体与药液进行二次高强度紊流剪切；这一设计避免了单一转子因兼顾“悬浮”与“分散”而导致的能效抵消问题。

11、进一步，所述第一混合部件包括搅拌叶片和第一刮板，所述搅拌叶片与第一单向阀转动连接，所述第一刮板一端与搅拌叶片固定连接，所述第一刮板另一端与第一单向阀排出口滑动连接。

12、工作原理：当扇叶转动时带动搅拌叶片转动会初步的将第一进药管处排出的气泡打散，第一刮板会随搅拌叶片转动将第一单向阀出液口处刮干净，防止第一单向阀堵塞。

13、有益效果：

14、1、搅拌叶片紧邻第一单向阀排出口并随扇叶同步旋转，在高浓度矿浆中形成局部瞬态剪切力场；气泡在刚脱离高压喷嘴的瞬间便被叶片强制切割，有效阻断了细小微泡因压力释放而迅速合并变大（兼并）的趋势；这对于低品位矿石中极细粒级伴生贵金属的回收至关重要，确保了气泡群的“微细粒径”在进入主浮选区域前得以维持，显著提高了微细颗粒与气泡的选择性碰撞效率；

15、2、 动态刮擦自清洁，主动应对矿泥粘结；第一刮板与排出口滑动连接，利用搅拌叶片的旋转动能对单向阀的出口端面进行高频机械刮擦；低品位铜镍矿常伴生大量易泥化的脉石矿物（如蛇纹石、滑石），这些矿泥极易在阀口静电吸附或板结成垢。

16、进一步，所述腔体连通有第二进药管，所述第二进药管位于第一进药管内，所述第二进药管直径小于第一进药管，所述驱动设备输出端还连接有第二混合部件，所述第二进药管与第二混合部件连通。

17、工作原理以及有益效果：通过第二进药管可以使不同的药液也可以混入腔体内，并通过驱动设备将第二进药管所排出的空气与药液混匀。

18、进一步，所述第二混合部件包括固定壳、第一锥齿轮、第二锥齿轮和搅拌杆，所述驱动设备输出端与固定壳转动连接，所述驱动设备输出端与第一锥齿轮同轴连接，所述第二锥齿轮与固定壳内壁转动连接，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，所述搅拌杆与第二锥齿轮同轴连接，所述搅拌杆为中空设置且穿过第二锥齿轮与第二进药管连通，所述搅拌杆开设有出药孔。

19、工作原理：当驱动设备带动第一锥齿轮转动时，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，从而使第二锥齿轮带动固定壳随之公转和自转，且第二锥齿轮公转的方向与扇叶的方向相反，防止扇叶搅起的矿石，被搅拌杆扬起，导致空气、药液与矿石之间混合时间过短；第二锥齿轮转动时带动搅拌杆转动从而将空气打散，使空气、药液和矿石融合充分；此时空气和药液经过第二进药管，再通过搅拌杆最后随出药孔排入腔体内。

20、有益效果：

21、1、通过第二锥齿轮带动搅拌杆转动，能将进入腔体内的空气有效打散为微小气泡，同时药液经中空搅拌杆从出药孔直接排入矿浆；这种“边搅拌边给药给气”的方式，极大增加了空气、药液与矿石颗粒的三相接触面积，使融合反应更加充分彻底；

22、2、 避免矿浆扰动干扰，延长有效混合时间；

23、利用第一锥齿轮驱动第二锥齿轮，使固定壳和搅拌杆产生公转，且公转方向与扇叶旋转方向相反；这一设计能够有效抵消扇叶搅动产生的定向涡流，防止搅拌杆将已被扇叶卷起的矿石再次高高扬起，从而避免了因矿石过早沉降或飞溅导致的“气、液、固”三者接触时间缩短，确保了足够的浮选或反应时长；

24、3、 实现“公转加自转”的复合运动，增强搅拌效能；

25、第二锥齿轮在公转的同时带动搅拌杆自转，这种复合运动模式使得腔体内不同位置的矿浆流向不断改变，消除了搅拌死角，进一步强化了流体紊流程度，有利于药剂的快速扩散和弥散。

26、进一步，所述出药孔固定连接有第二单向阀，所述第二单向阀转动连接有转动叶片，所述转动叶片固定连接有第二刮板，所述第二刮板与第二单向阀排出口滑动连接。

27、工作原理以及有益效果：药液通过第二单向阀排出，防止药液回流；搅拌杆转动时带动转动叶片转动，从而将第二单向阀所排出的空气以及药液打散；转动叶片转动时带动第二刮板转动，从而将第二单向阀出液端的杂质刮出，防止矿石将第二单向阀堵塞。

28、进一步，所述搅拌叶片有多片且呈螺旋状，所述转动叶片有多块呈竖直状。

29、工作原理以及有益效果：扇叶的设置是呈螺旋且水平排列，此方式使矿石扬起，便于空气和药液的混合；搅拌叶片的设置也是螺旋且水平设置，这样使扇叶转动时会带动水平状态的搅拌叶片随之转动；搅拌杆的排列为竖直状，这样会使搅拌杆反方向公转的同时也在自转，可以将空气与药液进一步打散，竖直设置的转动叶片便于在搅拌杆自转时转动。

30、进一步，所述第二锥齿轮有多个均与第一锥齿轮啮合连接，多个所述第二锥齿轮均连接有搅拌杆。

31、工作原理以及有益效果：从而使多个搅拌杆也能公转与自转，从而增加对空气、药液和矿石之间的搅拌效率。

32、进一步，所述驱动设备输出端同轴连接有楔形盘，所述楔形盘连接有搅动板。

33、工作原理以及有益效果：当矿石掉落下来时，矿石会滑落到楔形盘四周，而不会堆积；且当楔形盘带动搅动板转动时，会将矿石扬起，使矿石与空气和药液接触提高了浮选效率。

34、进一步，所述第二进药管一端穿过第一进药管，所述第一进药管与第二进药管均连接有储药筒，两个所述储药筒均连接有加气部件，且所述加气部件分别与第一进药管与第二进药管连通，两个所述储药筒均连接有加压部件。

35、工作原理以及有益效果：通过加气部件将空气打入进第一进药管与第二进药管，再通过加压部件对储药筒加压，使药液也进入第一进药管与第二进药管内，从而完成了对腔体加药与加气的过程。

36、低品位铜镍矿中伴生资源回收工艺，具体包括以下步骤：

37、s1：当需要对矿石进行浮选时，启动驱动设备、加气部件以及加压部件，使气体与药液进入第一进药管内，再通过扇叶上的第一单向阀排出，由于此时的扇叶处于旋转状态，使气体、药液与矿石混合，使矿石混合浮起；

38、s2：当需要加入其他的药液时，将第二进药管所连接的储药筒上的加气部件以及加压部件打开，使气体与药液进入第二进药管内，此时空气与药液通过搅拌杆连接的第二单向阀排出，且由于搅拌杆处于旋转状态使气体、药液与矿石混合，使矿石混合浮起；

39、s3：当驱动设备转动时扇叶与楔形盘和搅动板随之转动，此种方式会使位于腔体底部的矿石扬起，往搅拌杆方向移动，而搅拌杆随第一锥齿轮与第二锥齿轮的带动，搅拌杆在自转的同时，搅拌杆公转的方向与扇叶相反，从而不会将矿石进一步扬起，搅拌杆进一步将空气药液与矿石混合，从而增加了三者的混合时间，同时将空气打散；

40、s4：当扇叶转动时会带动搅拌叶片转动，搅拌叶片转动会初步的将第一进药管处排出的气泡打散，第一刮板会随搅拌叶片转动将第一单向阀出液口处刮干净，防止第一单向阀堵塞；搅拌杆转动时会带动转动叶片转动，从而初步将第二进药管所排出的气泡打散，第二刮板会随转动叶片转动，从而将第二单向阀出液口处的杂质刮出；

41、s5：扇叶的设置是呈螺旋且水平排列，此方式使矿石扬起，便于空气和药液的混合；搅拌叶片的设置也是螺旋且水平设置，这样使扇叶转动时会带动水平状态的搅拌叶片随之转动；搅拌杆的排列为竖直状，这样会使搅拌杆反方向公转的同时也在自转，可以将空气与药液进一步打散，竖直设置的转动叶片便于在搅拌杆自转时转动。

42、工作原理以及有益效果：

43、1、搅拌杆在自转的同时，其公转方向与扇叶旋转方向相反；扇叶与楔形盘将底部矿石扬起推向搅拌区，而搅拌杆的反向公转能有效抵消扇叶产生的定向涡流，避免矿石被过度扬起飞溅，迫使矿浆、气泡与药剂在搅拌杆区域进行更长时间的充分碰撞与黏附，大幅提升了低品位矿石中伴生金属的回收率；

44、2、 实现“扬起、抑制和打散”三级协同，优化流体动力学

45、水平螺旋扇叶负责将底部沉积矿石大面积扬起，形成上升矿浆流；

46、竖直排列搅拌杆（且反方向公转加自转）负责在扬矿路径上形成“拦截网”，既能将大气泡群进一步切割为微细气泡，又能防止矿石逃逸，使空气、药剂与矿物颗粒在上升与回转的复合流场中达到紊流混合最优状态；

47、3、 双重防堵塞设计，保障连续作业稳定性

48、针对矿浆中易夹杂颗粒堵塞阀口的问题（s4）；

49、第一刮板随搅拌叶片转动，实时刮除扇叶上第一单向阀出液口的附着矿泥；

50、第二刮板随转动叶片转动，实时清理搅拌杆上第二单向阀出液口的杂质；

51、此设计有效避免了因阀口堵塞导致的加气加药中断，显著降低了停机清堵频率，尤其适用于处理含泥量高的低品位矿石；

52、4、 多点精准布气给药，实现气泡微细化；

53、通过s1和s2的双通道独立供药供气，配合两级气泡打散：

54、初级打散（s4）；搅拌叶片和转动叶片在药剂排出瞬间初步切割气泡；

55、二级强化（s3）；搅拌杆的高速自转进一步将气泡群打散；

56、这种分级破碎模式极大增加了气泡比表面积，使难浮选的铜镍伴生矿物能更高效地黏附气泡上浮；

57、5、 分类独立控制，灵活适配复杂药剂制度；

58、s1和s2中第一进药管与第二进药管各自配有独立的加气部件和加压部件；在实际生产中，可分别针对捕收剂和起泡剂、调整剂（如石灰、硫酸铜）设定不同的气液比和喷射压力，互不干扰，从而精准匹配低品位铜镍矿复杂多变的浮选药剂制度，避免药剂提前反应失效。