一种实验室用自动补水浮选机及利用其进行浮选的方法

摘要

一种实验室用自动补水浮选机及利用其进行浮选的方法，它涉及一种实验室用浮选机及浮选方法。本发明的目的是要解决现有实验室用浮选机的浮选指标准确性和重复性偏低的问题。一种实验室用自动补水浮选机由自动补水系统、PLC控制系统和实验室用小浮选机组成；所述的自动补水系统包括方形槽、稳流板、两块恒定液位板、水泵、阀门、单向阀、水泵阀门和浮选槽阀门；所述PLC控制系统包括中央处理器CPU、存储器、输入接口、输出接口、编程器、执行器和PLC控制面板。方法：一、指令输入PLC控制系统；二、连接自动补水系统；三、按照设定的先后顺序执行，在语音播报功能提示下完成一次整个浮选实验过程。本发明主要用于实验室内进行浮选。

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验室用浮选机及浮选方法。

背景技术

浮选是处理细粒级矿物的有效方法，尤其是针对当前矿物“贫、细、杂”的特点，浮选在选矿中显得极为重要，浮选工艺流程、浮选药剂以及浮选操作指标的确定，都需要实验室用浮选机。因此，实验室用浮选机得到了广泛应用。在浮选试验过程中，矿浆液面的高低影响刮出矿化泡沫的多少，直接影响浮选效果。所以对于浮选作业矿浆液面控制极为重要。目前，实验室浮选过程中采用手动补加水的方式来调控矿浆液面，液面控制人为因素影响较大，浮选指标可重复性降低。另外，在浮选过程中，操作人员眼睛要时刻看着计时秒表，手中依次完成加药、充气、打开刮泡开关等操作，容易出现加药、打开气阀不及时，加药顺序错乱等失误，过多的增加了人为因素对评价指标的影响。常规浮选的具体操作为：若预搅拌时间120s，捕收剂调浆时间60s，起泡剂时间10s，充气刮泡时间180s。操作者将矿物与水加入浮选槽，调节到合适液面高度，启动浮选机，同时按下秒表开关开始计时，操作者眼睛紧盯秒表，当秒表计时到120s时，加入捕收剂；当秒表计时到180s 时，加入起泡剂；当秒表计时到190s时，操作者要同时打开充气阀门和启动刮泡系统，刮出的精矿泡沫落入到浮选机前的托盘内，随着精矿泡沫的刮出，浮选槽的液面逐渐降低，操作者手持洗瓶向浮选槽内补水，由于刮泡过程中液面有一定波动，加之泡沫层的干扰，操作者观察到液面并不很清晰，若补水不及时，导致浮选槽内泡沫积压，若补水过量，导致刮水，最终都会影响实验指标；当秒表计时到370s时，关闭浮选机，完成整个浮选实验。例如石墨精选实验，共进行了五次重复浮选实验，精矿的产率分别为78.78％、80.38％、 80.33％、78.70％和78.67％，精矿产率的均值为79.37％，实验的总体标准差为0.80％。可以看出实验浮选指标准确性和重复性偏低。

发明内容

本发明的目的是要解决现有实验室用浮选机的浮选指标准确性和重复性偏低的问题，而提供一种实验室用自动补水浮选机及利用其进行浮选的方法。

一种实验室用自动补水浮选机，它由自动补水系统、PLC控制系统和实验室用小浮选机组成；

所述的自动补水系统包括方形槽、稳流板、两块恒定液位板、水泵、阀门、单向阀、水泵阀门和浮选槽阀门；所述两块恒定液位板依次为进水恒定液位板和溢流恒定液位板；

将稳流板、进水恒定液位板和溢流恒定液位板以平行形式依次设置在方形槽内，将方形槽分隔成四个区域，分别为进水区、稳流区、恒定液面补水区和溢流回水区，其中由方形槽和稳流板组成进水区，稳流板、进水恒定液位板和方形槽组成稳流区，由进水恒定液位板、溢流恒定液位板和方形槽组成恒定液面补水区，由溢流恒定液位板和方形槽组成溢流回水区，溢流回水区与进水区通过管道连通，且在管道上设置水泵，在水泵与溢流回水区之间管道上设置水泵阀门；利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机的浮选槽以连通器原理连通，且在管道设置阀门、单向阀和浮选槽阀门；

所述进水恒定液位板和溢流恒定液位板高度相同；

所述进水恒定液位板的高度低于稳流板的高度；

所述稳流板的高度小于或等于方形槽的高度；

所述PLC控制系统包括中央处理器CPU、存储器、输入接口、输出接口、编程器、执行器和PLC控制面板；通过PLC控制面板把浮选操作步骤及相关参数的指令经输入接口输入PLC控制系统，并利用编程器进行对其编辑，使PLC控制系统通过执行器控制实验室用小浮选机中充气阀门和刮泡系统的开/关，且PLC控制系统扩展有计时器功能和语音播报功能；

所述PLC控制面板设置在实验室用小浮选机的侧壁上。

一种利用实验室用自动补水浮选机进行浮选的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、指令输入：根据实际需求，通过PLC控制面板输入操作指令，包括预搅拌时间、捕收剂调浆时间、起泡剂作用时间、打开充气阀门时间和打开刮泡系统时间，并按照设定的先后顺序执行上述操作；

二、连接自动补水系统：利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机的浮选槽以连通器原理连通，调整自动补水系统，保证在恒定液面补水区内水处于溢满状态时水液面与浮选槽内矿浆液面处于同一水平面，先启动自动补水系统的水泵，然后启动实验室用小浮选机和PLC控制系统；

三、按照PLC控制系统设定的先后顺序执行，利用PLC控制系统系的计时器功能确定运行时间，并利用PLC控制系统的语音播报功能及时播报运行情况和操作要求，提示操作人员及时进行加捕收剂和加起泡剂，利用PLC控制系统控制实验室用小浮选机中充气阀门和刮泡系统的开/关，当PLC控制系统系的语音播报功能播报“实验结束，3、2、 1关机”时，关闭实验室用小浮选机，完成一次整个浮选实验过程。

本发明优点：

一、本发明装置利用连通器原理外置自动补水系统，且自动补水系统设置稳流区，保证液流平稳地进入恒定液面补水区，使恒定液面补水区时时处于溢满状态，但水流平缓，保证液面保持不变；将自动补水系统的恒定液面补水区以连通器形式与实验室用小浮选机的浮选槽连通，利用恒定液面补水区内水液面保持不变的特点，使浮选槽内矿浆液面保持不变，达到及时补水的目的，避免由于补水不及时导致浮选指标可重复性降低的问题；因此本发明设置解决现有采用手动补加水导致人为因素影响较大，浮选指标可重复性低的问题。

二、本发明装置设置PLC控制系统，利用PLC控制系统实现自动控制实验室用小浮选机中充气阀门和刮泡系统的开/关，且PLC控制系统具有计时器功能和语音播报功能，通过PLC控制面板输入操作指令，利用计时器功能按照设定时间进行浮选，利用语音播报功能，实现提示操作人员及时进行加捕收剂和加起泡剂，避免人工误操作。

三、进行石墨精选实验，常规浮选操作时由操作者人工补水，进行了五次重复浮选实验，精矿的产率分别为78.78％、80.38％、80.33％、78.70％和78.67％，精矿产率的均值为 79.37％，实验的总体标准差为0.80％；使用本发明实验室用自动补水浮选机进行浮选，在实验条件相同前提下，进行了五次重复浮选实验，精矿的产率分别为79.75％、80.45％、 80.64％、79.88％和80.91％，精矿产率的均值为80.33％，实验的总体标准差为0.44％，通过比较可知，在其他实验条件不变前提下，使用实验室用小浮选机恒定液面自动补水装置为浮选槽自动补水后，精矿的平均产率不仅提高了0.96％，且实验的总体标准差下降至 0.44％，因此浮选实验的可重复性大大提高。

附图说明

图1是具体实施方式一所述实验室用自动补水浮选机的自动补水系统主视图；图中1 表示方形槽，2表示稳流板，3表示两块恒定液位板，4表示水泵，5表示阀门，6表示单向阀，8表示水泵阀门，3-1表示进水恒定液位板，3-2表示溢流恒定液位板；

图2是具体实施方式一所述实验室用自动补水浮选机的自动补水系统俯视图；图中1 表示方形槽，2表示稳流板，4表示水泵，3-1表示进水恒定液位板，3-2表示溢流恒定液位板；

图3是具体实施方式三所述自动补水系统的稳流板结构示意图，图中2表示稳流板， 7表示稳流圆孔；

图4是具体实施方式一所述实验室用自动补水浮选机主视图；1表示方形槽，5表示阀门，6表示单向阀，8表示水泵阀门，9表示浮选槽阀门，10表示浮选槽，11表示实验室用小浮选机；

图5是具体实施方式一所述实验室用自动补水浮选机右视图；1表示方形槽，10表示 浮选槽，11表示实验室用小浮选机，12表示PLC控制面板。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种实验室用自动补水浮选机，它由自动补水系统、 PLC控制系统和实验室用小浮选机11组成，

所述的自动补水系统包括方形槽1、稳流板2、两块恒定液位板3、水泵4、阀门5、单向阀6、水泵阀门8和浮选槽阀门9；所述两块恒定液位板3依次为进水恒定液位板3-1 和溢流恒定液位板3-2；

将稳流板2、进水恒定液位板3-1和溢流恒定液位板3-2以平行形式依次设置在方形槽1内，将方形槽1分隔成四个区域，分别为进水区、稳流区、恒定液面补水区和溢流回水区，其中由方形槽1和稳流板2组成进水区，稳流板2、进水恒定液位板3-1和方形槽 1组成稳流区，由进水恒定液位板3-1、溢流恒定液位板3-2和方形槽1组成恒定液面补水区，由溢流恒定液位板3-2和方形槽1组成溢流回水区，溢流回水区与进水区通过管道连通，且在管道上设置水泵4，在水泵4与溢流回水区之间管道上设置水泵阀门8；利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机11的浮选槽10以连通器原理连通，且在管道设置阀门5、单向阀6和浮选槽阀门9；

所述进水恒定液位板3-1和溢流恒定液位板3-2高度相同；

所述进水恒定液位板3-1的高度低于稳流板2的高度；

所述稳流板2的高度小于或等于方形槽1的高度；

所述PLC控制系统包括中央处理器CPU、存储器、输入接口、输出接口、编程器、执行器和PLC控制面板12；通过PLC控制面板12把浮选操作步骤及相关参数的指令经输入接口输入PLC控制系统，并利用编程器进行对其编辑，使PLC控制系统通过执行器控制实验室用小浮选机11中充气阀门和刮泡系统的开/关，且PLC控制系统扩展有计时器功能和语音播报功能；

所述PLC控制面板12设置在实验室用小浮选机的侧壁上。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的阀门5设置在单向阀6与恒定液面补水区之间的管道上。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述稳流板2 底部设置若干个稳流圆孔7，利用若干个稳流圆孔7将进水区和稳流区连通。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述方形槽1 长度为200mm，宽度为120mm，高度为200mm；所述进水恒定液位板3-1和溢流恒定液位板3-2的高度为160mm；所述稳流板2的高度为180mm。其他与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述稳流板2 底部设置3个稳流圆孔7，稳流圆孔7的直径为10mm，且稳流圆孔7圆心距方形槽1底部距离为20mm，3个圆孔7延稳流板2底部全宽均布。其他与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式五：一种利用具体实施方式一至五所述的实验室用自动补水浮选机进行浮选的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、指令输入：根据实际需求，通过PLC控制面板12输入操作指令，包括预搅拌时间、捕收剂调浆时间、起泡剂作用时间、打开充气阀门时间和打开刮泡系统时间，并按照设定的先后顺序执行上述操作；

二、连接自动补水系统：利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机 11的浮选槽10以连通器原理连通，调整自动补水系统，保证在恒定液面补水区内水处于溢满状态时水液面与浮选槽10内矿浆液面处于同一水平面，先启动自动补水系统的水泵 4，然后启动实验室用小浮选机11和PLC控制系统；

三、按照PLC控制系统系设定的先后顺序执行，利用PLC控制系统系的计时器功能确定运行时间，并利用PLC控制系统的语音播报功能及时播报运行情况和操作要求，提示操作人员及时进行加捕收剂和加起泡剂，利用PLC控制系统控制实验室用小浮选机11 中充气阀门和刮泡系统的开/关，当PLC控制系统系的语音播报功能播报“实验结束，3、 2、1关机”时，关闭实验室用小浮选机，完成一次整个浮选实验过程。

本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。

采用下述试验验证本发明效果

实施例1：一种实验室用自动补水浮选机，它由自动补水系统、PLC控制系统和实验室用小浮选机11组成，

所述的自动补水系统包括方形槽1、稳流板2、两块恒定液位板3、水泵4、阀门5、单向阀6、水泵阀门8和浮选槽阀门9；所述两块恒定液位板3依次为进水恒定液位板3-1 和溢流恒定液位板3-2；

将稳流板2、进水恒定液位板3-1和溢流恒定液位板3-2以平行形式依次设置在方形槽1内，将方形槽1分隔成四个区域，分别为进水区、稳流区、恒定液面补水区和溢流回水区，其中由方形槽1和稳流板2组成进水区，稳流板2、进水恒定液位板3-1和方形槽 1组成稳流区，由进水恒定液位板3-1、溢流恒定液位板3-2和方形槽1组成恒定液面补水区，由溢流恒定液位板3-2和方形槽1组成溢流回水区，溢流回水区与进水区通过管道连通，且在管道上设置水泵4，在水泵4与溢流回水区之间管道上设置水泵阀门8；利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机11的浮选槽10以连通器原理连通，且在管道设置阀门5、单向阀6和浮选槽阀门9；

所述PLC控制系统包括中央处理器CPU、存储器、输入接口、输出接口、编程器、执行器和PLC控制面板12；通过PLC控制面板12把浮选操作步骤及相关参数的指令经输入接口输入PLC控制系统，并利用编程器进行对其编辑，使PLC控制系统通过执行器控制实验室用小浮选机11中充气阀门和刮泡系统的开/关，且PLC控制系统扩展有计时器功能和语音播报功能；

所述PLC控制面板12设置在实验室用小浮选机的侧壁上；

所述的阀门5设置在单向阀6与恒定液面补水区之间的管道上；

所述方形槽1长度为200mm，宽度为120mm，高度为200mm；所述进水恒定液位板 3-1和溢流恒定液位板3-2的高度为160mm；所述稳流板2的高度为180mm；

所述稳流板2底部设置3个稳流圆孔7，稳流圆孔7的直径为10mm，且稳流圆孔7 圆心距方形槽1底部距离为20mm，3个圆孔7延稳流板2底部全宽均布，利用若干个稳流圆孔7将进水区和稳流区连通。

实施例2：一种利用实施例1所述的实验室用自动补水浮选机进行石墨精选的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、指令输入：根据实际需求，通过PLC控制面板12依次输入操作指令，依次为预搅拌时间120s，捕收剂调浆时间60s，起泡剂作用时间10s，刮泡时间180s；

二、连接自动补水系统：利用自动补水系统的恒定液面补水区与实验室用小浮选机 11的浮选槽10以连通器原理连通，调整自动补水系统，保证在恒定液面补水区内水处于溢满状态时水液面与浮选槽10内矿浆液面处于同一水平面，先启动自动补水系统的水泵 4，然后启动实验室用小浮选机11和PLC控制系统；

三、按照PLC控制系统系设定的先后顺序执行，利用PLC控制系统系的计时器功能确定运行时间，并利用PLC控制系统的语音播报功能及时播报运行情况和操作要求，首先进行120s的预搅拌，搅拌到115s时，系统提示音“加捕收剂”并播报“3、2、1开始”，由操作者加入捕收剂；接着系统执行60s捕收剂调浆环节，当执行到55s时，系统提示音“加起泡剂”并播报“3、2、1开始”，由操作者加入起泡剂；系统执行10s起泡环节，当执行到第5s时，提示音“充气刮泡”并播报“3、2、1开始”，此时PLC系统自动打开充气阀门，同时启动刮泡系统，系统执行180s的刮泡环节，刮出的精矿泡沫落入到浮选机前的托盘内，当执行到175s时，系统提示音“实验结束”并播报“3、2、1关机”，关闭实验室用小浮选机，完成一次整个浮选实验过程。

本实施例操作者只需根据提示加入捕收剂和起泡剂，待浮选机自动完成实验后，操作者关机即可。

使用本发明实验室用自动补水浮选机进行浮选，在实验条件相同前提下，进行了五次重复浮选实验，精矿的产率分别为79.75％、80.45％、80.64％、79.88％和80.91％，精矿产率的均值为80.33％，实验的总体标准差为0.44％。

实施例3：实施例2石墨精选对比试验：

常规浮选的具体操作为：按预搅拌时间120s，捕收剂调浆时间60s，起泡剂时间10s，刮泡时间180s。操作者将矿物与水加入浮选槽，调节到合适液面高度，启动浮选机，同时按下秒表开关开始计时，操作者眼睛紧盯秒表，当秒表计时到120s时，加入捕收剂；当秒表计时到180s时，加入起泡剂；当秒表计时到190s时，操作者要同时打开充气阀门和启动刮泡系统，刮出的精矿泡沫落入到浮选机前的托盘内，随着精矿泡沫的刮出，浮选槽的液面逐渐降低，操作者手持洗瓶向浮选槽内补水，由于刮泡过程中液面有一定波动，加之泡沫层的干扰，操作者观察到液面并不很清晰，若补水不及时，导致浮选槽内泡沫积压，若补水过量，导致刮水，最终都会影响实验指标；当秒表计时到370s时，关闭浮选机，完成整个浮选实验。共进行了五次重复浮选实验，精矿的产率分别为78.78％、80.38％、 80.33％、78.70％和78.67％，精矿产率的均值为79.37％，实验的总体标准差为0.80％。

通过比较可知，在其他实验条件不变前提下，使用实验室用小浮选机恒定液面自动补水装置为浮选槽自动补水后，精矿的平均产率不仅提高了0.96％，且实验的总体标准差下降至0.44％，因此浮选实验的可重复性大大提高。