專利名稱：回收貴重金屬的介電電泳分離系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于分離技術領域，涉及黃金等貴金屬礦物的貴金屬分離提取，尤其是一 種回收貴重金屬的介電電泳分離系統。
背景技術：
貴重金屬，例如金，銀，鉬等，經常以游離態的微小(直徑微米或小于微米)顆粒殘 存于尾礦或垃圾(如電子垃圾)中，其存在濃度非常低(經常低于幾百毫克每噸)，并以超 薄的細片存在，幾何形狀不均勻，大小分布不等，這種特定的存在方式不能被常規分離方法 有效地分離。如沿用原(富)礦的分離方法對尾礦中殘存的貴重金屬的提取，由于微粒濃 度太低，所需投資大，分離效率低，并對環境污染嚴重。同樣，在處理垃圾中所含貴重金屬微 粒時，常用于原礦分離技術的化學方法，由于化學試劑對于塑料等的化學反應不僅不可以 分離出貴重金屬，而且會造成非常惡劣的環境污染。常規的物理分離方法則無法將如此細 小且超薄的貴重金屬微粒分離出來。另外，磁化法也被提出用于分離貴重金屬，但其分離效 率過低，工業自動化程度低。通過專利檢索，尚未發現采用介電電泳原理回收貴重金屬的專用設備的報道。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種綠色環保、連續高效的回 收貴重金屬的介電電泳分離系統。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統，包括混料箱、分離室及收集器，混料箱 向分離室輸入混合物料并在分離室進行分離，分離后的貴重金屬經收集器收集，其特征在 于(1)在混料箱上設置有進料口，該混料箱的下部設置有進水管，在混料箱上設置有 出料管，該出料管連通介電電泳分離室，混料箱的下方設置介電電泳分離室；(2)介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內的六個邊均固裝有一不銹鋼 薄板電極，在對應每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電 極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；(3)在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內對應絕緣電線電極下 端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設置有循環出口。而且，在出料管上設置有閥門。而且，所述介電電泳分離室是正六棱筒形。本發明的優點和積極效果是1、本發明將分離產量根據具體要求而設計整個流程，使分離過程模塊化，分離工 藝連續可控化。水循環工藝可使水循環使用而節水，并起到降溫減少電熱效應的作用；二步 分離法(初分離與終分離)可使分離純度接近100% ；雜質的再循環分離流程以確保貴重金屬分離效率接近100% ；三角形分離室設計強化了電場的作用以節能，六邊形排式分離室 設計使介電電泳的應用根據實際要求而放大以適于工業應用，填補貴重金屬回收利用分離 工藝的空白，且綠色環保、連續高效。2、本發明通過使用物理化學中介電電泳原理獨特的高選擇性、高可控性捕獲貴重 金屬廢物中未分離的貴重金屬顆粒以達到最大程度回收并將貴重金屬所可能造成的環境 污染降低到最低，是一個全新的環保、高效、連續分離工藝用于分離回收尾礦和垃圾中的貴 重金屬，環保節能，將有助于我國對貴重金屬貧礦及尾礦的貴重金屬的進一步分離。
圖1為本發明專用設備外形主視圖；圖2為圖1的截面剖視圖；圖3為圖2的A-A向截面剖視圖。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的， 不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統，包括混料箱4、分離室6及收集室8，混料 箱位于分離室的上方，其出料管5連通分離室，在分離室的下端同軸安裝收集室，收集室將 分離的貴重金屬通過輸出管9予以輸出。具體的結構為在混料箱上設置有進料口 2，該進料口用于投放混合物料，該混料箱的下部設置有 進水管1，通過該進水管泵水進入混料箱，采用該有壓力的水將混料箱內的分離物料沖成懸 浮液，在混料箱上所設置的出料管將懸浮液輸入入介電電泳分離室。在出料管上設置有閥 門3，以控制懸浮液在給電極通電之前不可進入介電電泳分離室；閥門最好選擇電控閥門， 以保證恒定的輸入流量，當然也可通過選擇可控泵而達到控制懸浮液輸入流量的恒定。在混料箱形成的懸浮液經過出料管進入介電電泳分離室，該介電電泳分離室設計 成豎直的六棱筒形，最佳是正六棱筒形，在六棱筒內的六個邊均固裝有一不銹鋼薄板電極 11，在對應每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極12，每 一不銹鋼薄板電極與所對應的絕緣電線電極形成一不對稱電場，在分離室內形成六個不對 稱電場。每一組絕緣電線電極將被連接在一起通過分離室底端連接到電源接頭，不銹鋼薄 板電極則通過在分離室壁的小孔由一個電線將所有的電極連接起來然后連接到電源的輸 出端，分離室所需有效電壓190V，頻率220kHz。由于貴重金屬所表現的陽性介電電泳性質， 懸浮液內所含的貴重金屬微粒將會附著在絕緣電線電極上，由于其相對于水具有更高的比 重而沿著絕緣電線電極滑行到下面所安裝的收集器內。絕緣電線電極的下部比不銹鋼薄板 電極要長，一般在0. l-5cm之間。如果沒有這一設計，則會造成貴重金屬在出料口沿著電場 方向逐一堆積形成一個鏈條形狀而容易被水流沖走；另外，即使未被沖走，由于貴重金屬的 強導電性并附在絕緣電線電極上從而形成了電極的一部分，于是隨著貴重金屬鏈的逐漸增 長，電場強度和電流增大，而造成局部高溫。如果貴重金屬鏈足夠長而碰觸倒另一電極，短 路就會發生，造成電源損壞等危害。為了避免干擾電極所產生的電場，分離室采用絕緣材料制作。
在介電電泳分離室下端同軸通過法蘭7安裝有收集器，在收集器內對應絕緣電線 電極下端采用支架14安裝有一漏斗器13，該漏斗器通過輸出管9輸出貴重金屬；漏斗器的 設計是為了在一個相對低的電壓輸入條件下而達到最高的分離純度，因懸浮液中的雜質微 粒與貴重金屬微粒相比會很小，所以其介電電泳力就會更小。如此，在相同的電壓輸入情況 下，其位移也就非常小。換句話說，一定的電壓輸入可以吸附所有的貴重金屬，但不一定可 以保證雜質微粒不能進入到收集器中。在收集器的下底部設置有循環出口 10，該循環出口可將經過分離的懸浮液進入下 一介電電泳分離室進行循環再分離。循環在分離的次數是根據不同的貴重金屬在原混合物 的濃度而定，例如，如果所含有的貴重金屬濃度高，且與其他微粒大小相當，理論上一級就 可以達到高效分離。但是，工業上(例如尾礦)中往往含有的粘土、塵土等雜質直徑大約在 幾十納米到一百納米之間，而所含有的貴重金屬直徑大多大于幾微米。如此以來，若達到貴 重金屬分離的高純度，就必須增加分離的級數。所以，整個分離系統是模式化以根據具體的 分離對象而設計分離工藝所需的級數。本發明的實驗數據以金微粒為例，初分離的分離效率為88%，終分離得分離效率可為97%。通過循 環，最終的提純效率可達100%。當然，各種混合物中所含的微粒成分不同，大小不同，性質也可能不同，但是由于 貴重金屬例如金、鉬等大多以游離態存在，而其他物質多以化合態存在，當水作為媒質時， 所有的貴重金屬所表現的介電電泳性質和在相同電場強度作用下的介電電泳力是相同的。 所以，當相同的貴重金屬于混合物中的含量相同，微粒大小相似，其分離的效率也是相同 的。即便差異較大，由于兩步分離連續循環工藝的設計，其最終的分離效率也應達到100%”本發明應用的工作原理是介電電泳(Dielectrophoresis)技術已經被成功的應用于生物醫學工業來分離、 富積、捕獲微粒和細胞。該技術描述的是位于非勻稱電場的中性微粒由于介電極化的作用 而產生的平移運動。產生在微粒上的偶極矩可以由兩個相同帶電量但極性相反的電荷來表 示，當它們在微粒界面上不對稱分布時，產生一個宏觀的偶極矩。當這個偶極矩位于不勻稱 電場中，在微粒兩邊的局部電場強度的不同產生一個凈力，稱為介電電泳力。由于懸浮于媒 介中的微粒與媒介有著不同的介電能力(介電常數)，微粒會被向或者更強的電場強度的 方向移動，稱為陽性介電電泳，或者更弱的電場強度的方向移動，稱之為陰性介電電泳。由于貴重金屬微粒以游離態存在，貴重金屬的介電能力被定義為無窮大，所以懸 浮于任何媒介中的貴重金屬微粒將表現出陽性介電電泳的效應，即貴重金屬微粒將被移 動到更強的電場強度的方向；而由于其他存在于貴重金屬礦的礦物質雜質不會以游離態存 在，它們的介電能力都小于水。所以，當這些雜質懸浮在水中并置于不勻稱電場中，將表現 出陰性介電電泳的效應，即這些雜質將被移動到與貴重金屬微粒的移動方向相反的方向。 于是，當含有貴重金屬微粒的混合物懸浮于水中并被置于不勻稱電場時，貴重金屬微粒將 被單獨地移動到與其他物質相反的方向，從而達到分離和提純的目的。然而，由于高電場強度在介電電泳技術上的使用，一種被稱為電熱效應的副作用 (electrothermal)會經常產生于介電電泳的技術應用之中。這種電熱效應會導致媒介的 流動以至于影響微粒的運動；另外，介電電泳的應用經常被高頻濾波的效應所局限，這是因為電極、電極的絕緣層與媒介共同構成了一個高頻濾波電路，于是，電場頻率低時，在介電 電泳系統中將需要提供更高的電壓以滿足驅動微粒運動的電場強度，從而提高了電能的消
權利要求
一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統，包括混料箱、分離室及收集器，混料箱向分離室輸入混合物料并在分離室進行分離，分離后的貴重金屬經收集器收集，其特征在于(1)在混料箱上設置有進料口，該混料箱的下部設置有進水管，在混料箱上設置有出料管，該出料管連通介電電泳分離室，混料箱的下方設置介電電泳分離室；(2)介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內的六個邊均固裝有一不銹鋼薄板電極，在對應每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；(3)在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內對應絕緣電線電極下端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設置有循環出口。
2.根據權利要求1所述的回收貴重金屬的介電電泳分離系統，其特征在于在出料管 上設置有閥門。
3.根據權利要求1所述的回收貴重金屬的介電電泳分離系統，其特征在于所述介電 電泳分離室是正六棱筒形。
全文摘要
本發明涉及一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統，包括混料箱、分離室及收集器，所述介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內的六個邊均固裝有一不銹鋼薄板電極，在對應每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內對應絕緣電線電極下端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設置有循環出口。本發明通過使用物理化學中介電電泳原理獨特的高選擇性、高可控性捕獲貴重金屬廢物中未分離的貴重金屬顆粒以達到最大程度回收并將貴重金屬所可能造成的環境污染降低到最低，是一個全新的環保、高效、連續分離工藝用于分離回收尾礦和垃圾中的貴重金屬，環保節能，將有助于我國對貴重金屬貧礦及尾礦的貴重金屬的進一步分離。
文檔編號B01D57/02GK101890296SQ20101024842
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者杜飛, 王冰 申請人:天津富金環境技術研究有限公司