专利名称：电控浮选柱的制作方法
专利说明电控浮选柱 本发明涉及分离过程设备，特别是硫化矿物浮选分离过程的设备。浮选柱技术是上世纪五十年代发展起来的高效浮选分离设备，其优点在于一台浮选柱可以代替多台浮选机的多段作业，使整个浮选工艺流程简单化，矿浆流态相对平稳，泡沫层厚、选择性高，柱体内可以没有运动部件。这些都为整个过程的自动控制提供了有利条件。将电化学技术引入浮选柱中，可以实现电位的集中控制，这为整个过程的电位自动监控，信息反馈提供了方便。广泛应用于矿物加工等分离过程领域，如有色金属矿的浮选分离、非金属矿的浮选分离、废水处理、石油化工等。
在硫化矿物浮选分离的过程中，矿浆电位、矿浆pH和体系组分浓度对控制硫化矿物间的浮选分离起重要作用，而矿浆电位是硫化矿浮选过程中控制的关键因素。已有的浮选体系的电位控制有两种方式，一是添加化学药剂调控矿浆电位；二是用恒电位极化或称为外控电位法调控矿浆电位。添加化学药剂调控矿浆电位能均匀改变矿浆体系电位，是目前工业上有限应用的电位调控手段，但因它需要添加化学药剂，不可避免改变矿浆组成，使浮选体系复杂化，各种化学药剂成分的相互干扰，也影响矿物分离的选择性，在多金属硫化矿分选中这一矛盾显得尤为突出，而且，化学药剂在使用过程中容易被环境氧化或还原而降低了它原有的效果以及由此引起矿浆体系的污染最终会导致对矿山周边环境的污染，这限制了它的应用和电位调控浮选技术优势的充分发挥。外控电位法调控矿浆电位不需添加化学药剂，克服了添加化学药剂调控矿浆电位的缺点，但外控电位在工业上的应用仅限于废水处理或矿浆的调节，没有在工业上的应用报道。本发明的目的是在工业规模实现矿浆电位、矿浆pH值和药剂浓度的控制，即实现硫化矿物电位调控浮选，从而实现复杂多金属硫化矿物高效、快速、廉价分离回收，实现硫化矿物电化学浮选的工业化应用。
本发明综合运用矿物浮选电化学理论、半导体能带理论、冶金电极过程理论以及统计学原理，并结合浮选柱在设备性能上所具有的独特优势，将电化学技术引入浮选柱设备。
本发明中所涉及电控浮选柱，其柱的形状可以是圆柱形或方形，柱体高度(长度)可为3～12米，浮选柱的直径不限，根据所处理的物料不同，可采用长柱或短柱，浮选柱的的作业次数也可以是一次或多次。
浮选柱中电极的结构和电极材料可根据浮选柱所处理的具体矿物进行设计和选择。
根据所处理的物料对象差异，外接电源可采用交流电或直流电，在以直流电为电控电源时，还可根据需要实现对分离物料的阳极极化或阴极极化。
本发明在现有浮选柱设备中加入外接电源，使外加电场对分离过程物料产生电极化作用，从而提高物料分离的选择性和精确性。本发明将外接电源引入浮选柱设备中，使经过浮选柱分离的物料受到一定的电场力的作用，从而选择性地改善物料分离的选择性。
本发明所述的电控浮选柱，使经过浮选柱的物料受到流体动力、重力、表面化学力、颗粒间相互作用力、电场力等多种力的综合作用，可以强化物料的分离过程，可应用于矿物之间的分离、废水处理、石油、化工、环境保护等多种分离领域，提高分离精度，降低分离作业成本。
采用柱式浮选分离设备，根据所处理的物料性质差异和对产品的要求，柱式浮选分离设备可以单独使用，也可与常规浮选设备等配合使用。例如可用常规浮选机对柱式浮选分离后的尾流进行扫选作业，以提高回收率。
图1外控电位的两极同处一室电控浮选柱结构示意图；图2外控电位两极分置于大小两柱中电控浮选柱结构示意图；图3外控电位电极分置于同心的两个柱体中电控浮选柱结构示意图。下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1外控电位的两极同处一室，阳极和阴极在浮选柱体内呈分层迭加形式，阳极和阴极之间设有隔板隔开。按处理矿石的要求，工作电极面积大于辅助电极面积。当矿浆要求呈阴性时，阴极电极为工作电极，此时阴极电极面积大，一般工作电极面积是辅助电极面积的10～20倍。这种电极配置结构模型没有对浮选柱的结构进行大的改变，结构简单，容易实施。由于工作电极面积比辅助电极面积大得多，矿粒与工作电极碰撞接触的频率要比与辅助电极碰撞接触的频率要高得多。因此，这种电极配置结构仍能起到选择性地极化矿粒，达到选择性电控浮选的目的。
实施例2外控电位两极分置于大小两柱中，分别称之为工作电极柱和辅助电极柱。两柱之间用可使水分子和离子通过的隔板联接，这样外控电位的阳极电极和阴极电极由导电隔板分别隔开在不同的室内；装有充填电极的工作电极柱是能进行物料分选的真正意义的浮选柱，辅助电极柱内在外控电位浮选柱工作时加入电解质溶液，使工作柱内的矿浆与电解质溶液通过隔板形成导电通路。
实施例3外控电位电极分置于同心的两个柱体中，内柱为外控电位的辅助电极柱，外柱为外控电位工作电极柱，也是浮选柱的矿物分选空间。两柱之间用可使水分子和离子通过的隔板联接，这样外控电位的阳极电极和阴极电极由导电隔板分别隔开在不同的室内。
权利要求
1.一种用于矿物加工的电控浮选柱，其特征在于本发明综合运用矿物浮选电化学理论、半导体能带理论、冶金电极过程理论以及统计学原理，并结合浮选柱在设备性能上所具有的独特优势，将电化学技术引入浮选柱设备，电控浮选柱的形状可以是圆柱形或方形，柱体高度为3～12米，浮选柱的直径不限。
2.根据权利要求1所述的电控浮选柱，其特征在于外控电位的两极同处一室，阳极和阴极在浮选柱体内呈分层迭加形式，阳极和阴极之间设有隔板隔开，工作电极面积大于辅助电极面积，当矿浆要求呈阴性时，阴极电极为工作电极，此时阴极电极面积大，一般工作电极面积是辅助电极面积的10～20倍。
3.根据权利要求1所述的电控浮选柱，其特征在于外控电位两极分置于大小两柱中，两柱之间用可使水分子和离子通过的隔板联接，外控电位的阳极电极和阴极电极由导电隔板分别隔开在不同的室内。
4.根据权利要求1所述的电控浮选柱，其特征在于外控电位电极分置于同心的两个柱体中，内柱为外控电位的辅助电极柱，外柱为外控电位工作电极柱，也是浮选柱的矿物分选空间，两柱之间用可使水分子和离子通过的隔板联接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的电控浮选柱，其特征在于本发明中所述的浮选柱电源，根据所处理的原料对象，可以选用交流电源，也可以选用直流电源。
全文摘要
一种用于矿物加工的电控浮选柱，本发明综合运用矿物浮选电化学理论、半导体能带理论、冶金电极过程理论以及统计学原理，并结合浮选柱在设备性能上所具有的独特优势，将电化学技术引入浮选柱设备，电控浮选柱的形状可以是圆柱形或方形，柱体高度为3～12米，浮选柱的直径不限。本发明所述的电控浮选柱，使经过浮选柱的物料受到流体动力、重力、表面化学力、颗粒间相互作用力、电场力等多种力的综合作用，可以强化物料的分离过程，可应用于矿物之间的分离、废水处理、石油、化工、环境保护等多种分离领域，提高分离精度，降低分离作业成本。
文档编号B03D1/14GK1524622SQ0311811
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者欧乐明, 冯其明, 卢毅屏, 张国范 申请人:中南大学