[发明专利]一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法

权利要求书

1.一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将矿浆和药剂加入搅拌机构中，使矿物均匀分散并与药剂充分作用；

(2)将步骤(1)得到的混合物料输入浮选槽中进行浮选；其中，在混合物料输入过程中，调整不同输送段的流体压力以使得混合物料中矿物表面产生微纳米气泡。

2.根据权利要求1所述一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，其特征在于，所述不同输送段至少包括沿输送方向依次排列的第一输送段和第二输送段，且所述第一输送段的输送管径大于所述第二输送段的输送管径。

3.根据权利要求2所述一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，其特征在于，所述第二输送段的输送长度按如下方法获取：

(1)构建模型，得到不同种类矿物表面产生的界面微纳米气泡表面积之差最大状态下的微纳米气泡生成时间T以及压差ΔP；

(2)结合步骤(1)得到的压差AP和伯努利方程，得到所述第二输送段内的矿浆流速：

式中：P₁为第一输送段内流体的压强，pa；P₂为第二输送段内流体的压强，pa；v₁为第一输送段内流体的流速，m/s；v₂为第二输送段内流体的流速，m/s；ρ为流体密度，kg/m³；g为重力加速度，m/s²；ΔH为第一输送段和第二输送段的高度差，m；且ΔP＝P₁-P₂；

(3)根据步骤(1)得到的生成时间T和第二输送段内流体的流速v₂得到第二输送段的长度：

L＝v₂T (2)

式中：L为第二输送段的长度，m；T为矿浆经过第二输送段的时间，s。

4.根据权利要求3所述一种基于调控界面微纳米气泡的浮选调浆方法，其特征在于，所述步骤(1)中构建模型的步骤如下：

(11)建立球冠状气泡表面积、气泡生长过程中体积变化率、球冠状气泡的体积的初步公式：

球冠状气泡表面积为：

S＝2πRh＝2πR²(1+cosθ) (3)

气泡生长过程中体积变化率为：

其中：

球冠状气泡的体积为：

式中：h为球冠状气泡的高，m；θ为气泡接触角，度；R为气泡半径，m；V为微纳米气泡的体积，m³；t为气泡生长时间，s；D为溶解气体扩散系数；ρ为矿物表面气泡内的气体密度，Kg/m³；P是环境压力，N/m²；σ是气泡-液体界面张力，N/m；C_∞为气泡无限远处溶解气体浓度，Kg/m³；C_s为溶解气体浓度，Kg/m³；τ是无量纲时间；

(12)建立微纳米气泡的θ和R变化过程中不同阶段的模型，所述不同阶段包括恒定半径生长的浮动阶段、半径和接触角均变化的过渡阶段以及恒定接触角生长的膨胀阶段：

由公式(4)(5)(6)得到恒定半径生长的浮动阶段中基于扩散理论的模型如下：

根据公式(4)、(5)、(6)式可得半径及接触角同时变化的过渡阶段中基于扩散理论的模型如下：

由(4)、(5)、(6)式可得到恒定接触角生长的膨胀阶段中基于扩散理论的模型如下：

(13)结合亨利公式及公式(3)、(7)、(8)、(9)确定在不同压差ΔP下，矿物表面产生的界面微纳米气泡的表面积S在不同时间点t的变化曲线，根据上述变化曲线得到不同种类矿物表面产生的界面微纳米气泡表面积之差最大状态下的微纳米气泡生成时间T以及压差ΔP，

亨利公式为：C_s＝K_HP₂，C_∞＝K_HP₁，ΔP＝P₁-P₂；

式中：K_H为亨利常数，其值受温度和溶液性质影响；C_∞为气泡无限远处溶解气体浓度，Kg/m³；C_s为溶解气体浓度，Kg/m³。