用于浮選裝置上的輔助攪拌器的制作方法

專利名稱：用于浮選裝置上的輔助攪拌器的制作方法
技術領域：
本發明涉及到選礦用類型的浮選裝置，而且在下文中，將接合這種應用對本發明加以說明。但是，應該知道本發明并非局限于這種特定領域的應用。
背景技術：
下面對現有技術的描述可以將本發明定位在一合適的技術位置上，而且還有助于理解本發明的優點。但是，所引用的現有技術不能被認為我們已經承認該現有技術已經眾所周知或已經構成本領域公知常識的一部分。
傳統的浮選裝置一般包括一容器，該容器能夠接收并容納來自破碎機、旋風分離器等的泥漿。攪拌器包括一安裝在一定子內的轉子，而且攪拌器通常設置在容器中，以對泥漿進行攪拌。此外，還設置有一充氣系統，其用于通過一設置在驅動軸內的中央導管將壓力作用下的空氣引入到攪拌器內。另外，還可以加入合適的反應物，這些反應物將涂覆在泥漿中的礦物顆粒表面上，以使這些顆粒疏水，從而有利于泡沫與顆粒的接合。當被轉子打散的泡沫向容器的表面上升時，它們將攜帶很多可浮起的有價值的礦物顆粒，這些顆粒形成了富含礦物質的表面泡沫。接著，這些泡沫就會從一唇緣上移過并進入到洗礦槽中，利用洗礦槽就可以從容器中將懸浮在泡沫內的有價值礦物顆粒作為精礦而被回收起來。懸浮在泥漿中的剩余脈石顆粒會隨著那些未通過浮選除掉的礦物顆粒一起通過一底部出口被排放到容器外。底部出口通常安裝有一帶突板的球閥或一節流閥，該閥可被打開，以使剩余的泥漿能夠在重力作用下被送向位于下游側的處理工序。一通常安裝有一液面傳感器和一PID控制器的自動控制系統對一控制閥進行調節，以使容器中的液面基本保持恒定不變。在US4078026中公開的轉子就是本領域內可用于現有技術設備中的一轉子實例。
隨著浮選裝置的體積的變大，用于攪拌的輸入能量也要按照比例相應地增加。此外，為了使大型浮選裝置保持高效率，必須要使其能夠達到與由具有相同總容量的一組小型設備所能達到的浮選動力速度相似的浮選動力速度。
近年來，主要出于經濟的原因，導致浮選裝置的體積不斷變大。但是，這些設備的結構設計卻基本上沒有什么改變。因此，出于上述的原因，這些大型浮選裝置通常不能在浮選效率方面達到最佳水平。
因此，本發明的一目的在于克服或基本消除現有技術中存在的一或多個缺陷，或者至少提供一種有用的替代品。

發明內容
因此，本發明的第一方面提供一種輔助攪拌器，該攪拌器用于一具有下述機構的浮選裝置上一容器、一包括有一主轉子的主攪拌器、驅動機構和一設置在驅動機構與主轉子之間的驅動軸，該輔助攪拌器包括一輔助攪拌葉片，該葉片在使用過程中適合于補充軸向流，其中該軸向流是通過主轉子在容器內產生的；和連接機構，其用于將葉片和位于驅動機構與主轉子之間的傳動軸連接起來。
入射角度優選為在葉片的長度上恒定不變，與軸向葉輪中的情況相同，相對葉片的運動方向而言，該角度可介于15度至約75度之間。或者，該入射角也可沿著葉片的長度方向變化，就象在推進器中那樣。在另一實施例中，可根據具體的系統參數，例如在容器中的泥漿密度、泥漿的粘性或泥漿流動特性，對葉片的螺距進行調節。
該葉片優選包括一基本為直線狀的前緣。但是，在其它實施例中，該前緣可以為曲線狀。
該葉片優選以可拆卸的方式與軸連接在一起，從而能夠對葉片在軸上的位置進行調節。但是，該葉片優選在容器的中間高度位置附近與軸連接在一起。
該連接機構優選包括一夾緊件。在更加優選的情況下，該夾緊件由兩個可相互接合的夾緊半部形成。在更加優選的情況下，這兩個夾緊半部基本上是相同的。在尤其優選的情況下，夾緊件的內壁一起限定了一大體為圓筒形的夾緊表面。或者，該連接機構也可采用焊接或螺栓的形式。
攪拌器優選包括一涂覆在其外表面上的彈性保護層。在更加優選的情況下，該層的厚度大于3毫米。在尤其優選的情況下，該層的厚度介于約5毫米至7毫米之間。
該攪拌器優選包括一對輔助葉片，在使用時，這對輔助葉片從軸的徑向相對兩側沿徑向向外延伸，每個葉片都設置有對應的連接機構。或者，該攪拌器可包括至少三個葉片，在使用時，這三個葉片以相等的間距設置在軸的圓周上，而且每個葉片都設置有相應的連接機構。
在使用時，每個葉片都優選以一約為45度的入射角與軸相交。
根據第二方面，本發明提供一種用于前述類型的浮選裝置上的攪拌機構，所述攪拌機構包括一驅動軸；一主轉子，該主轉子與驅動軸的一端相連接，從而形成主攪拌器；和一如上所述的輔助攪拌器。
攪拌葉片優選以可拆卸的方式與軸連接在一起，這樣就可以對葉片在軸上的位置進行調節。但是，該葉片優選大體設置在該傳動軸的中點處。
該攪拌機構優選適于在包括水、固體和空氣的三相環境下使用。
根據第三方面，本發明提供一種浮選裝置，該裝置包括一容器，該容器用于容納含有待提取的礦物質的泥漿；一進料口，該進料口用于使泥漿進入到容器中；如上所述的攪拌機構，該機構能夠使泥漿在容器中移動；和充氣機構，該機構能夠對泥漿進行充氣，這樣就能夠使可漂浮的懸浮礦物質形成表面泡沫。
定子優選包圍著轉子。
一周向溢流槽優選圍繞著容器的內側頂部延伸，以用于從表面上回收富含礦物質的泡沫。
充氣機構優選包括一送風機和一用于將空氣從送風機引入轉子內的流體導管。在更加優選的情況下，該導管包括一穿過傳動軸延伸的軸向孔。或者，該導管可被設計成能夠將空氣從下方導入轉子內的結構形式。
浮選裝置優選包括一泡沫偏轉錐，該泡沫偏轉錐圍繞著傳動軸鄰近容器的頂部地延伸，該偏轉錐的最小直徑位于其最接近轉子的最下端。在更加優選的情況下，該偏轉錐被設置成當泡沫朝向容器的表面移動時，能夠使泡沫朝向溢流槽向外偏移的結構形式。在尤其優選的情況下，該偏轉錐被設計成能夠防止在容器表面產生渦旋的結構形式。
輔助攪拌器優選適用于在具有一容量至少為50立方米的容器的浮選裝置上使用。


下面將參照附圖，僅通過實例對本發明的優選實施例加以詳細說明，其中圖1為根據本發明的安裝有攪拌機構的攪拌器的透視圖；圖2為圖1的攪拌器的側視圖；圖3為根據本發明的輔助攪拌器的頂視圖；圖4為一安裝有攪拌器的代表性的浮選裝置的側面剖視圖。
具體實施例方式
參照附圖，圖中示出了一用于浮選罐2的攪拌器1，該浮選罐內容納著混合有待提取的礦物質的泥漿。圖示的浮選罐包括一基本為平面狀的底面3和一基本為圓筒形并由底面向上延伸的側壁4。但是，應該知道在某些替代性的實施例中，也可以采用其它形狀和尺寸的浮選罐。一周向溢流槽5圍繞著側壁的內側頂部延伸，其用于在富含礦物質的泡沫浮動到表面上時，將這些泡沫除掉。
攪拌器1按照能夠對容納在浮選罐內的泥漿進行攪拌的方式進行設置。該攪拌器包括一轉子6，該轉子6被安裝在傳動軸7的一端部上，其中該傳動軸設置在中央處并沿軸向向下延伸到浮選罐內，而且還通過電機8及相應的齒輪箱(未示出)受到驅動。傳動軸的另一端包括一用于與電機相連接的安裝凸緣9。一定子10也設置在轉子周圍。
一泡沫偏轉錐11圍繞傳動軸延伸并鄰近浮選罐的頂部。該偏轉錐按照下述方式進行定位使其最小的直徑位于其最下端，該最下端最接近轉子6。
如圖1及圖2所示，一輔助攪拌器12在一基本上位于偏轉錐11的底側與轉子6的頂部之間的中間的位置上與傳動軸相連接。該輔助攪拌器12包括多個攪拌葉片13，這些葉片從軸7的徑向相對側沿徑向向外延伸。每個葉片13都相對軸線14以約45度的入射角與該軸相交。
葉片13通過一夾緊件15與軸7連接在一起。該夾緊件由兩個對拼的夾緊部分16、17構成，這兩個夾緊半部被螺栓18固定在一起并分別包括一個葉片13。該夾緊件的內壁限定了一圓筒形的夾緊表面19。
在輔助攪拌器的外表面上設置有一6毫米的橡膠涂層20，以防止其受到化學侵蝕和機械磨蝕。
使用時，攪拌葉片13限定了一軸向葉輪，該葉輪用于對在浮選罐內由主轉子6產生的軸向流提供補充。該葉輪的直徑約為浮選罐直徑的15％至35％。
此外，還設置有一包括有一送風機和一流體導管(未示出)的充氣系統，該系統用于將空氣從送風機引入到轉子6內。該導管局部由一軸向孔(未示出)限定而成，該軸向孔穿過轉子傳動軸7延伸。
使用時，轉子6在泥漿內產生了一由箭頭F1所示的主流。該主流使泥漿在浮選罐的底部不停地循環流動，以使顆粒保持在懸浮狀態下。充氣系統將空氣連續地分散到轉子內，以形成微小的泡沫，這些泡沫與泥漿中有價值的礦物質顆粒相互碰撞并附著在一起，接著浮動到浮選罐的頂部，形成了富含礦物質的表面泡沫。當泡沫朝向表面漂浮時，偏轉錐11沿徑向向外的方向對其進行引導，以通過溢流槽5對其進行回收。
主轉子6還包括一在泥漿中形成并由箭頭F2表示的次級流。但是，當浮選裝置的體積變大時，由主轉子產生的次級流將會減小。因此，已經發現當可漂浮的顆粒從位于浮選罐表面的泡沫區域內離開時，僅由主轉子產生的次級流常常不足以將這些顆粒抽回到主轉子的攪拌區域內進行重新浮選，這樣就會降低單位效率(cell efficiency)。該問題尤其涉及到容量大于約150立方米至200立方米或更大的浮選裝置。
輔助攪拌器12可將大型浮選裝置中的次級流F2增加到與一組具有同等總容量的體積較小的單位設備相當的程度。這一點可通過產生一向下的流來實現，該向下的流可提高次級流的周轉速度。這樣就可以依次使已經離開泡沫區域的那些可漂浮微粒向下流動通過罐并進入到主轉子的攪拌區域內，從而提高對這些微粒進行重新浮選的可能性，并因此提高回收工藝的整體效率。此外，輔助轉子還有助于對通過一反應物填加管21加入的反應物進行擴散，其中反應物填加管穿過偏轉錐11向下延伸。這種效果主要是因為由輔助攪拌器產生的提高了的向下泵送作用而產生，這樣就會使富含反應物的漿料向下進入到主轉子內，以重新進行浮選。應該知道相對現有技術而言，本發明提供了很多兼具實用和商業價值的顯著優點。
應該理解在其它實施例中，上述浮選裝置的許多機構都可以通過適當的選擇而進行替換。例如，輔助攪拌器可通過其它手段例如焊接或螺栓與傳動軸相連接。而且，設置在輔助攪拌器外表面上的涂層可由一種可選擇的材料制成，例如聚乙烯，而且還可以具有不同的厚度。在一實施例中，輔助攪拌器可包括一類似于推進器上的曲線狀前緣。該輔助攪拌器還可被加工成沿其長度具有不同入射角的結構形狀。此外，盡管已經參照傳統的浮選單元對本發明作出了說明，但是應該知道本發明的原理同樣還可應用到其它浮選單元上，例如閃速浮選單元(flash flotation cells)或Skim Air單元。
盡管已經參照特定的實例對本發明作出了說明，但是本領域的技術人員應該知道本發明還可以通過其它方式來實施。
權利要求
1.一種輔助攪拌器，該輔助攪拌器用于一具有下述機構的浮選裝置上一容器、一包括有一主轉子的主攪拌器、驅動機構和一設置在驅動機構與主轉子之間的傳動軸，該輔助攪拌器包括一輔助攪拌葉片，使用時，該輔助攪拌葉片適合于對由主轉子在容器內產生的軸向流提供補充；連接機構，其用于將葉片與傳動軸連接起來，其中傳動軸位于驅動機構與主轉子之間。
2.根據權利要求1的攪拌器，其特征在于所述輔助攪拌葉片限定了一入射角，該入射角在葉片長度上基本是恒定不變的，就象在軸向葉輪中那樣。
3.根據權利要求2的攪拌器，其特征在于所述入射角相對葉片的移動方向介于15度至約75度之間。
4.根據權利要求1的攪拌器，其特征在于所述輔助攪拌葉片限定了一入射角，該入射角沿葉片的長度是變化的，就象在推進器中那樣。
5.根據權利要求1的攪拌器，其特征在于所述葉片的螺距可根據具體的系統參數加以調節，所述系統參數例如是容器內的泥漿密度、泥漿的粘性或流動特性。
6.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，其特征在于所述葉片包括一基本為直線狀的前緣。
7.根據權利要求1至5中任一項的攪拌器，其特征在于所述葉片的前緣為曲線狀。
8.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，其特征在于所述葉片以可拆卸的方式與軸連接在一起，以使其相對主轉子的位置能夠被調節。
9.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，其特征在于所述葉片在使用時在容器的中間高度附近與軸相連接。
10.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，其特征在于所述連接機構包括一夾緊件。
11.根據權利要求10的攪拌器，其特征在于所述夾緊件由兩個可相互接合的夾緊半部構成。
12.根據權利要求11的攪拌器，其特征在于所述兩個夾緊半部基本上相同。
13.根據權利要求10至12中任一項的攪拌器，其特征在于所述夾緊件的內壁限定了一基本為圓筒形的夾持表面。
14.根據權利要求1至9中任一項的攪拌器，其特征在于所述連接機構可以采用焊接或螺栓的形式。
15.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，包括一被涂覆在其外表面上的彈性保護層。
16.根據權利要求15的攪拌器，其特征在于所述保護層的厚度大于約3毫米。
17.根據權利要求14或15的攪拌器，其特征在于所述保護層的厚度介于約5毫米至約7毫米之間。
18.根據上述權利要求中任一項的攪拌器，包括一對輔助葉片，在使用時，這對輔助葉片從軸的徑向相對兩側向外徑向延伸，而且每個葉片都設置有相應的連接機構。
19.根據權利要求1至18中任一項的攪拌器，包括至少三個葉片，使用時，這些葉片以相等的間距設置在軸的周圍，而且每個葉片都設置有相應的連接機構。
20.根據權利要求18或19的攪拌器，其特征在于在使用時，每個葉片都以約為45度的入射角與軸相交。
21.一種攪拌機構，該攪拌機構用于一具有下述機構的浮選裝置上一容器、一包括有一主轉子的主攪拌器、驅動機構和一設置在驅動機構與主轉子之間的傳動軸，所述攪拌機構包括一傳動軸；一主轉子，該主轉子與傳動軸的一端相連接，從而形成主攪拌器；一如權利要求1至20中任一項所述的輔助攪拌器。
22.根據權利要求21的攪拌機構，其特征在于所述輔助攪拌葉片以可拆卸的方式與軸連接在一起，從而允許其相對主轉子的位置被調節。
23.根據權利要求21或22的攪拌機構，適合于應用到包括有水、固體和空氣的三相環境中。
24.一種浮選裝置，其包括一容器，其用于容納含有待提取的礦物質的泥漿；一進料口，其用于將泥漿引入到容器中；如權利要求21至23中任一項所述的攪拌機構，該攪拌機構能夠對容器中的泥漿進行攪拌；充氣機構，該充氣機構能夠對泥漿進行充氣，從而使處于懸浮狀態下的可漂浮礦物質形成表面泡沫。
25.根據權利要求24的浮選裝置，包括一包圍著轉子的定子。
26.根據權利要求24或25的浮選裝置，包括一周向溢流槽，該周向溢流槽繞容器的內側頂部延伸并用于從表面上回收富含礦物質的泡沫。
27.根據權利要求24或26中任一項的浮選裝置，其特征在于所述充氣機構包括一送風機和一用于將空氣從送風機引向轉子的流體管道。
28.根據權利要求27的浮選裝置，其特征在于所述導管包括一穿過傳動軸延伸的軸向孔。
29.根據權利要求27或28的浮選裝置，其特征在于所述導管被設置成從下方將空氣引入轉子內的結構形式。
30.根據權利要求24至29中任一項的浮選裝置，包括一泡沫偏轉錐，該泡沫偏轉錐繞傳動軸延伸并鄰近容器的頂部，該泡沫偏轉錐的最小直徑位于其最下端，該最下端最接近轉子。
31.根據權利要求30的浮選裝置，其特征在于所述偏轉錐被設置成當泡沫向容器表面移動時使泡沫朝向溢流槽向外偏移的結構形式。
32.根據權利要求30或31的浮選裝置，其特征在于所述偏轉錐被設置成防止在容器表面產生渦旋的結構形式。
34.根據權利要求30至32中任一項的浮選裝置，其特征在于所述輔助攪拌器基本設置在轉子的頂部與偏轉錐的底部之間的中間位置上。
35.根據權利要求30至34中任一項的浮選裝置，包括一反應物添加管，該反應物添加管向下穿過偏轉錐延伸到容器內。
36.根據上述權利要求中任一項的輔助攪拌器，適合于對一含有達到約55％固體的泥漿進行攪拌。
37.根據上述權利要求中任一項的輔助攪拌器，適于使用在一具有一容量至少為50立方米的容器的浮選裝置中。
38.根據上述權利要求中任一項的輔助攪拌器，其特征在于所述輔助攪拌葉片在使用時起到一軸向葉輪的作用，以對由主轉子在容器內產生的軸向流提供補充。
39.根據權利要求37的輔助攪拌器，其特征在于所述軸向葉輪的直徑為容器直徑的約15％至約35％。
全文摘要
本發明提供一種攪拌器(1)，該攪拌器被設置成能夠對浮選罐(2)內的泥漿進行攪拌。該攪拌器包括一轉子(6)，該轉子被安裝在一傳動軸(7)的一端上，該傳動軸設置在中央位置上并沿軸向向下延伸到罐內，而且通過一電機(8)及相關的齒輪箱(未示出)受到驅動。傳動軸的另一端包括一安裝凸緣(9)，該凸緣用于與電機的連接。在轉子的周圍還設置有一定子(10)。一泡沫偏轉錐(11)在傳動軸的周圍延伸并鄰近罐的頂部。該偏轉錐按照下述方式進行定位使其最小直徑設置在最接近轉子(6)的最下端處。一輔助攪拌器(12)在一基本上位于偏轉錐(11)底側與轉子(6)頂部之間的中間的位置上與傳動軸相連接，如圖1和2所示。輔助攪拌器(12)包括多個攪拌葉片(13)，這些葉片從軸(7)的徑向相對兩側沿徑向向外延伸。每個葉片(13)都相對軸線(14)以一約為45度的入射角與軸相交。
文檔編號B03D1/20GK1761525SQ200480007143
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月16日 優先權日2003年3月17日
發明者P·G·伯克 申請人:奧托昆普技術公司