一種用於礦物浮選設備的噴嘴的製作方法

2023-11-10 07:27:37 1

本發明涉及一種用於礦物浮選設備的噴嘴，特別是涉及一種用於礦物浮選設備的鎢合金噴嘴。

背景技術：

現有浮選柱的氣槍噴嘴為氧化鋯陶瓷，在氣流的摩擦下，氣槍噴嘴的直徑因為磨損逐漸增大，從而使供氣量發生變化，導致氣量不穩，影響浮選柱內氣泡量產生，選礦指標降低，一般氧化鋯陶瓷噴嘴的平均使用壽命僅為4-6個月，如何提高浮選柱的氣槍噴嘴的耐磨性，增加噴嘴使用壽命的急需解決的問題。

現有的射流浮選機的噴射器主要是利用泵，將與浮選藥劑作用後的礦漿送入噴射器，經噴射器的噴嘴作用後產生高速噴射流，且浮選藥劑具有一定的腐蝕性，因此噴嘴是射流浮選機的最易磨損件之一。噴嘴常用耐磨陶瓷或錳鋼合金製造，平均使用壽命一般均在30天左右。噴嘴磨損後會使射流浮選機的分選效果受到較大幅度的影響，浮選指標變差，在更換射流浮選機噴嘴時需要停機方能進行，因此會影響到設備運轉率。白鎢回收工藝流程處於選鉬企業的下遊，如果停機維修則會造成礦漿的流失，從而導致鎢金屬量的損失。

現有技術中，公開了使用碳化鎢材料製備的噴嘴，從而噴嘴耐磨性能較好，使用壽命較長。例如公開號為CN201189494Y的中國專利「碳化鎢噴嘴」，其公開一種碳化鎢噴嘴，噴嘴嘴芯頂端採用兩個同心球面設計，使得噴嘴嘴芯噴塗出來的原料直接形成一個扇形霧狀平面。該類噴嘴由於其工作方式不同於浮選設備的氣泡產生或礦漿噴射，碳化鎢材料的噴嘴耐磨性能也不足以滿足礦物浮選使用。

目前浮選設備的噴嘴耐磨性能不好，使用壽命較短，更換頻率較高，影響浮選設備運轉率。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術之不足，提供一種用於礦物浮選設備的鎢合金噴嘴，該鎢合金噴嘴的耐磨性能更好，噴嘴的使用壽命大幅度提升。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：該噴嘴採用鎢合金材料，該鎢合金材料包括質量百分含量為80.0％～85.0％的碳化鎢及質量百分含量為11.0％～13.0％的鎳。所述鎢合金噴嘴平均使用壽命可達到2～3年，大幅度提高了浮選設備的運轉效率。

進一步的，所述的用於礦物浮選設備的噴嘴的鎢合金材料還包括質量百分含量為1.0～2.0％的鉬，質量百分含量為1.0～2.0％碳化鈮，質量百分含量為2.0～3.0％的碳化鉿。少量碳化鉿、碳化鈮可提高鎢合金的硬度，少量鉬能夠提高鎢合金的耐磨性和抗腐蝕性。

進一步的，所述鎢合金噴嘴材料由質量百分含量為85.0％的碳化鎢，質量百分含量為11.0％的鎳，質量百分含量為1.0％的鉬，質量百分含量為1.0％碳化鈮，質量百分含量為2.0％的碳化鉿組成。有效提高了噴嘴的硬度、耐磨性、抗腐蝕性。

進一步的，所述的用於礦物浮選設備的噴嘴的材料硬度HRA為89.0～91.0。

進一步的，所述噴嘴為浮選柱的氣槍噴嘴，該噴嘴為浮選柱的氣槍噴嘴，浮選柱內分成三層均勻設置該些噴嘴，所述第一層、第二層、第三層噴嘴所在位置的浮選柱內徑分別為d1、d2、d3，且d1<d2<d3，所述三層噴嘴與徑向夾角各不相同。噴嘴分三層且特定角度設計，產生的氣泡更為分散，增加浮選氣泡與礦漿的接觸。

進一步的，第一層噴嘴與徑向成15～45度角順時針設置，第二層噴嘴與徑向成15～45度角逆時針設置，第三層噴嘴與徑向成0度角設置。噴嘴分三層且特定角度設計，產生的氣泡更為分散，增加浮選氣泡與礦漿的接觸。

進一步的，第一層噴嘴與徑向成15～45度角逆時針設置，第二層噴嘴與徑向成15～45度角順時針設置，第三層噴嘴與徑向成0度角設置。噴嘴分三層且特定角度設計，產生的氣泡更為分散，增加浮選氣泡與礦漿的接觸。

進一步的，所述噴嘴由錐形部及直線部構成。

進一步的，所述噴嘴直線部的內徑為2.0～3.0mm，所述錐形部最寬處內徑為10.0～12.0mm，該錐形部最窄處內徑為2.0～3.0mm。該形狀和尺寸的氣槍噴嘴易於產生大小符合浮選要求的氣泡。

進一步的，所述噴嘴為射流浮選機的噴射器噴嘴，該噴嘴為圓柱狀，噴嘴的噴射孔為錐狀,噴射孔最寬處孔徑為40.0～42.0mm，最窄處孔徑為29.0～31.0mm。該噴射器噴嘴的形狀及尺寸設計能夠使礦漿噴出壓力更大，噴出範圍更大，提高礦漿與氣泡的接觸。

與現有技術相比較，本發明的有益效果是：

本發明的用於礦物浮選設備的鎢合金噴嘴，耐磨性能優於陶瓷或錳鋼合金或碳化鎢材質的噴嘴，本發明的鎢合金噴嘴平均使用壽命可達到2～3年，大幅度提高了浮選設備的運轉效率，不但降低了維修勞動工作量，降低了成本，而且提高了選礦指標。

附圖說明

圖1為本發明浮選柱的氣槍噴嘴分布剖視圖；

圖2為本發明浮選柱的氣槍噴嘴分布俯視圖；

圖3為本發明浮選柱的氣槍噴嘴剖視圖；

圖4為本發明射流浮選機噴射器的噴嘴剖視圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例一

請參照圖1、圖2及圖3，實施例一的用於礦物浮選設備噴嘴20的鎢合金材質包括碳化鎢和鎳，且該碳化鎢的質量百分比為80.0％～85.0％，該鎳的質量百分比為11.0％～13.0％。該鎢合金材質硬度為HRA為89.0～91.0。在碳化鎢合金的中加入鎳，提高了碳化鎢合金噴嘴20的韌性和耐熱疲勞，亦能提高碳化鎢合金噴嘴20的耐腐蝕性及抗氧化性。通過實驗對比發現，碳化鎢合金中的鎳的質量百分比為11.0％～13.0％時，用於礦物浮選設備的鎢合金噴嘴20的壽命最佳，平均使用壽命可達2-3年。

所述的用於礦物浮選設備的噴嘴20的鎢合金材料還包括質量百分含量為1.0～2.0％的鉬，質量百分含量為1.0～2.0％碳化鈮，質量百分比含量為2.0～3.0％的碳化鉿。少量碳化鉿、碳化鈮可提高鎢合金的硬度，少量鉬能夠提高鎢合金的耐磨性和抗腐蝕性。

優選的在噴嘴20的鎢合金材料加入質量百分含量為1.0％的鉬，質量百分含量為1.0％碳化鈮，質量百分含量為2.0％的碳化鉿，採用質量百分含量為85.0％的碳化鎢和質量百分含量為11.0％的鎳。該噴嘴20的平均使用壽命可達2-3年。少量碳化鉿、碳化鈮可提高鎢合金的硬度，少量鉬能夠提高鎢合金的耐磨性和抗腐蝕性。

如圖1及圖2所示，浮選柱100的發泡裝置200包括分三層均勻設置在所述浮選柱柱體下部的發泡氣槍噴嘴202、204、206，第一層噴嘴202、第二層噴嘴204、第三層噴嘴206所在位置的浮選柱內徑分別為d1、d2、d3，且d1<d2<d3，且每層噴嘴202或204或206與徑向夾角不同。第一層噴嘴202與徑向成15～45度角順時針(即徑向夾角15～45度)設置，第二層噴嘴204與徑向成15～45度角逆時針(即徑向夾角-15～-45度)設置，第三層噴嘴206與徑向成0度角設置，當然，本發明也可以是第一層202與徑向成15～45度角逆時針(即徑向夾角-15～-45度)設置，第二層噴嘴204與徑向成15～45度角順時針(即徑向夾角15～45度)設置，第三層噴嘴206與徑向成0度角設置，噴嘴202、204、206產生氣泡能夠均勻分布到各個位置。本發明三層氣槍噴嘴20不同徑向夾角設置的方式，使得產生的氣泡201的分布更為分散，氣泡201上升過程與礦漿接觸更多，更多標的礦物隨著氣泡201上升富集，提升浮選效率。

採用圖1和圖2所示浮選柱100的三層特定角度氣槍噴嘴20設置結構，在相同設備工作環境及條件下，對不同角度設置的氣槍噴嘴20進行實驗得到以下數據：

表1不同氣槍噴嘴20角度設定對浮選效果的影響

通過第一層噴嘴202與徑向成15～45度角順時針/逆時針(即徑向夾角15～45度/-15～-45度)設置，第二層噴嘴204與徑向成15～45度角逆時針/順時針(即徑向夾角-15～-45度/15～45度)設置，第三層噴嘴206與徑向成0度角設置，白鎢浮選回收率能夠提升到80.00％以上。

浮選柱內部三層氣槍噴嘴20不同徑向夾角設置，相對於對比例1的三層噴嘴徑向夾角都為0的設置方式，本發明第一層噴嘴202與第二層噴嘴204的氣槍噴嘴數量減少；對比例2的三層氣槍噴嘴20都採用同一徑向夾角設置，其產生的氣泡僅形成一個方向的螺旋力場，而第一層噴嘴202順時針15～45度設置，第二層噴嘴204逆時針15～45度設置，能夠使產生的氣泡形成兩個不同方向的旋流力場，兩個氣泡旋流交界位置的氣泡一般過大或過小，不同方向的氣泡在氣泡旋流交接位置碰撞，減少了浮選柱中過大或過小氣泡的數量，浮選效果更好。

如圖3所示，鎢合金氣槍噴嘴20由錐形部22及直線部21構成，該直線部21的內徑d21為2.0～3.0mm，該錐形部22最寬處內徑d23為10.0～12.0mm，該錐形部22最窄處內徑d21為2.0～3.0mm。該形狀和尺寸的氣槍噴嘴20易於產生大小符合浮選要求的氣泡201。

採用圖1和圖2所示浮選柱100的三層氣槍噴嘴20特定角度設置結構，在相同設備工作環境及條件下，對不同材料組分配比的鎢合金噴嘴20進行實驗得到以下數據：

表2中顯示了不同鎳的質量百分比下用於礦物浮選設備的鎢合金氣槍噴嘴20的平均使用壽命。

表2不同材料配比下鎢合金氣槍噴嘴20的平均使用壽命

本發明浮選柱的氣槍噴嘴202、204、206的鎢合金材質包括11.0％～13.0％質量百分比的鎳、80.0％～85.0％質量百分比的碳化鎢，平均使用壽命可達2年以上。

優選的，採用的鎢合金材料包括85.0wt％的碳化鎢，11.0wt％的鎳，1.0wt％的鉬，1.0wt％碳化鈮，2.0wt％的碳化鉿，平均使用壽命可達36個月以上。

實施例二

如圖4所示，射流浮選機(圖未示)的噴射器噴嘴30為圓柱狀，該鎢合金噴嘴30的噴射孔為錐狀，噴射孔最寬處孔徑d32為40～42mm，最窄處孔徑d33為29～31mm，礦漿與浮選藥劑作用後從噴射孔的最窄處噴射而出，該鎢合金噴嘴30的結構能夠有效增加噴嘴30的噴射壓力，增大噴射範圍，從而提高礦漿與氣泡的接觸。浮選藥劑有一定的腐蝕作用，本發明的鎢合金材質噴嘴30耐磨損，耐腐蝕，明顯提高噴嘴的平均使用壽命。

對射流浮選機(圖未示)不同材料配比的噴射器噴嘴30的平均使用壽命測試，得到以下數據：

表3不同材料配比下射流浮選機噴射器的噴嘴30的平均使用壽命。

本發明射流浮選機的噴射器噴嘴30鎢合金材料包括11.0％～13.0％質量百分比鎳和80.0～85.0質量百分比的碳化鎢，該噴嘴30的平均使用壽命可達2年以上，優選的，本發明的噴嘴採用的鎢合金材料由85.0wt％的碳化鎢，11.0wt％的鎳，1.0wt％的鉬，1.0wt％碳化鈮，2.0wt％的碳化鉿組成，平均使用壽命可達34個月以上。

上述實施例僅用來進一步說明本發明的幾種具體的實施例，但本發明並不局限於實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護範圍內。