一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置

1.本实用新型涉及浮选装置技术领域，具体为一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置。


背景技术：

2.炭渣是电解铝工业的危险固体废弃物，其主要成分是炭和电解质，电解质主要以冰晶石为主，还含有少部分亚冰晶石、氟化钠、氟化铝、氧化铝等物质。由于炭渣中含有一定量的可溶性氟化盐，将其随意堆放或就地填埋会造成严重的环境危害，同时导致资源浪费。因此，炭渣的无害化处理和资源化利用是电解铝行业亟需解决的关键技术难题。
3.目前，对于炭渣的处理方式主要以浮选法为主，其主要原理是将粉碎至一定粒度的炭渣加水调浆，再加入浮选药剂，混合并充入空气使体系发泡。疏水性的碳粘附在气泡上浮至泡沫层，亲水性的电解质下沉，从而实现了炭渣中炭和电解质的分离。发明专利cn 107096646 b公开了一种粗颗粒浮选柱浮选的方法及装置，矿浆与气泡在浮选柱内对流运动，底部充气装置利用压缩空气由下自上形成微小气泡，与自上而下运动的矿浆颗粒接触进行浮选。但其矿浆颗粒与气泡接触面积有限，混合效果不佳。实用新型cn 216605631 u公开了一种高浓度炭渣浮选装置，其通过叶轮的高速旋转将进入的空气分散而形成气泡，并与加入的炭渣搅拌混合。但其采用了动设备，浮选能耗较高，设备结构较复杂。
4.针对上述现有技术中提出的问题，喷射器具有结构简单，高效混合的优点，在此基础上，气—液喷射器引气发泡效果好，可形成微细气泡，有利于待浮选颗粒与气泡的充分接触，提高浮选效率，在电解铝炭渣的处理中具有很好的应用前景。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：包括泡沫浮选柱12，所述泡沫浮选柱12的壁上设置有进料口10，出料口13和循环出料口14；
8.还包括喷射器，所述喷射器包括一级喷射器1和二级喷射器5，所述一级喷射器1和二级喷射器5采用串联连接方式；所述二级喷射器5与进料口10连接，并伸入泡沫浮选柱12内部。
9.优选地，所述进料口10设在所述泡沫浮选柱12的顶壁上，所述出料口13设在所述泡沫浮选柱12的顶壁上或侧壁上，所述循环出料口14设在所述泡沫浮选柱12的底壁上。
10.优选地，所述一级喷射器1的顶部开设有炭渣浆料进口2，所述一级喷射器1的侧壁开设有浮选药剂进口3，所述一级喷射器1的底部开设有混合后浆料出口4。
11.优选地，所述二级喷射器5的顶部开设有混合后浆料进口6，所述二级喷射器5的侧壁开设有进气口7，所述二级喷射器5的底部开设有混合泡沫浆料出口11。
12.优选地，所述二级喷射器5的混合泡沫浆料出口11位于所述出料口13的下方。
13.优选地，所述一级喷射器1和二级喷射器5之间通过法兰连接。
14.优选地，所述出料口13的数量为1～3个。
15.优选地，所述一级喷射器1、二级喷射器5和泡沫浮选柱12的中心轴线重合。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.(1)通过两级串联的喷射器，实现炭渣浆料、浮选药剂与空气三者间的高效混合，形成大量微细气泡；
18.(2)因气液混合效果好，在泡沫浮选柱内形成泡沫液，使炭渣浆料与微细气泡充分接触，浮选效率高；
19.(3)结构简单，无动设备，可自吸空气，能耗低，可连续化操作。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型的主剖图。
22.图中：一级喷射器1，炭渣浆料进口2，浮选药剂进口3，混合后浆料出口4，二级喷射器5，混合后浆料进口6，进气口7，收缩段8，扩散段9，进料口10，混合泡沫浆料出口11，泡沫浮选柱12，出料口13，循环出料口14。
具体实施方式
23.下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。
24.实施例1
25.如图1和图2所示，一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：包括泡沫浮选柱12，所述泡沫浮选柱12的壁上设置有进料口10，出料口13和循环出料口14；还包括喷射器，所述喷射器包括一级喷射器1和二级喷射器5，所述一级喷射器1和二级喷射器5采用串联连接方式；所述二级喷射器5与进料口10连接，并伸入泡沫浮选柱12内部。所述进料口10设在所述泡沫浮选柱12的顶壁上，所述出料口13设在所述泡沫浮选柱12的顶壁上或侧壁上，所述循环出料口14设在所述泡沫浮选柱12的底壁上。所述一级喷射器1的顶部开设有炭渣浆料进口2，所述一级喷射器1的侧壁开设有浮选药剂进口3，所述一级喷射器1的底部开设有混合后浆料出口4。所述二级喷射器5的顶部开设有混合后浆料进口6，所述二级喷射器5的侧壁开设有进气口7，所述二级喷射器5的底部开设有混合泡沫浆料出口11。
26.进一步的，所述二级喷射器5的混合泡沫浆料出口11位于所述出料口13的下方。
27.进一步的，所述一级喷射器1和二级喷射器5之间通过法兰连接。
28.进一步的，所述出料口13的数量为1～3个。
29.进一步的，所述一级喷射器1、二级喷射器5和泡沫浮选柱12的中心轴线重合。
30.在本实施例中，喷射式泡沫浮选装置工作过程如下：将配置好的电解铝炭渣浆料和浮选药剂通过泵分别经炭渣浆料进口2和浮选药剂进口3进入一级喷射器1进行快速混合，充分混合后的浆料由混合后浆料出口4喷出，并经混合后浆料进口6进入二级喷射器5，由于浆料流速快，二级喷射器5内形成负压，使空气从进气口7吸入。空气和混合后的浆料经二级喷射器5的收缩段8充分混合，并在其扩散段9内增压，产生大量微细气泡，经混合泡沫
浆料出口11进入泡沫浮选柱12内，实现了炭渣浆料、浮选药剂与空气三者间的高效混合，在泡沫浮选柱12内形成泡沫液，使炭渣与微细气泡充分接触。受浮力影响，气泡夹带疏水性的碳粒向上运动，最终碳粒随泡沫液从出料口13排出；亲水性的电解质则在泡沫浮选柱12内随解吸气泡后的浆料向下流动，从循环出料口14排出，由此实现了电解铝炭渣中碳与电解质的高效分离，回收得到可资源化利用的碳与电解质。
31.实施例2
32.根据实施例一的喷射式泡沫浮选装置，试验原料为某电解铝厂的炭渣，组成如表1所示：
33.表1电解铝炭渣的化学组成
[0034][0035]
具体浮选步骤如下：将待处理的电解铝炭渣(粒径75～96μm)加入清水中配制成质量分数20wt.％的炭渣浆料，同时将抑制剂水玻璃、捕收剂煤油、起泡剂2#油按质量比16:16:1(克/每吨清水)配制成浮选药剂，两者同时泵送至两级喷射器。炭渣浆料自炭渣浆料进口2进入，浮选药剂自浮选药剂进口3进入，两者经一级喷射器1快速混合后从混合后浆料出口4喷出，再从混合后浆料进口6进入二级喷射器5。由于喷射速度很快，二级喷射器5内形成负压使空气从进气口7自吸进入，并与混合后浆料充分混合，产生大量微细气泡，经混合泡沫浆料出口11进入泡沫浮选柱12内，形成泡沫液。受浮力的影响，炭渣中的碳粒随气泡上升，从出料口13排出，解吸气泡后的富电解质浆料则在泡沫浮选柱12内向下运动，从循环出料口14排出，电解质回收率为91.58％。
[0036]
实施例3：根据实施例1的喷射式泡沫浮选装置，其他操作步骤与实施例2相同，区别仅在于待浮选炭渣浆料的浓度为15wt.％，其中电解质回收率为87.07％。
[0037]
上述具体实施例仅仅是本实用新型的几种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

技术特征：
1.一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：包括泡沫浮选柱（12），所述泡沫浮选柱（12）的壁上设置有进料口（10），出料口（13）和循环出料口（14）；还包括喷射器，所述喷射器包括一级喷射器（1）和二级喷射器（5），所述一级喷射器（1）和二级喷射器（5）采用串联连接方式；所述二级喷射器（5）与进料口（10）连接，并伸入泡沫浮选柱（12）内部。2.根据权利要求1所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述进料口（10）设在所述泡沫浮选柱（12）的顶壁上，所述出料口（13）设在所述泡沫浮选柱（12）的顶壁上或侧壁上，所述循环出料口（14）设在所述泡沫浮选柱（12）的底壁上。3.根据权利要求2所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述一级喷射器（1）的顶部开设有炭渣浆料进口（2），所述一级喷射器（1）的侧壁开设有浮选药剂进口（3），所述一级喷射器（1）的底部开设有混合后浆料出口（4）。4.根据权利要求3所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述二级喷射器（5）的顶部开设有混合后浆料进口（6），所述二级喷射器（5）的侧壁开设有进气口（7），所述二级喷射器（5）的底部开设有混合泡沫浆料出口（11）。5.根据权利要求4所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述二级喷射器（5）的混合泡沫浆料出口（11）位于所述出料口（13）的下方。6.根据权利要求1所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述一级喷射器（1）和二级喷射器（5）之间通过法兰连接。7.根据权利要求1所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述出料口（13）的数量为1～3个。8.根据权利要求1所述的一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，其特征在于：所述一级喷射器（1）、二级喷射器（5）和泡沫浮选柱（12）的中心轴线重合。

技术总结
本实用新型涉及浮选装置技术领域，具体为一种处理电解铝炭渣的喷射式泡沫浮选装置，包括泡沫浮选柱和喷射器，所述泡沫浮选柱的壁上设置有进料口，出料口和循环出料口；所述喷射器包括一级喷射器和二级喷射器，所述一级喷射器和二级喷射器采用串联连接方式；所述二级喷射器与进料口连接。所述进料口设在所述泡沫浮选柱的顶壁上，所述出料口设在所述泡沫浮选柱的顶壁上或侧壁上，所述循环出料口设在所述泡沫浮选柱的底壁上。本实用新型的有益效果是：通过两级串联的喷射器，实现炭渣浆料、浮选药剂与空气三者间的高效混合，形成大量微细气泡；因气液混合效果好，在泡沫浮选柱内形成泡沫液，使炭渣浆料与微细气泡充分接触，浮选效率高。率高。率高。


技术研发人员：宫源 李春雷 乔勉 王毅 欧玉静 田玉琴
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/10/20