本发明属于矿物加工
浮选技术领域，尤其涉及一种浮选柱及其液位调控系统与方法。
背景技术：
逆流型浮选柱(简称浮选柱)是一种浮选设备，通过在一柱状的容器底部设有气泡发生器，矿浆从容器的上部给入，往下流的矿浆与上升的气泡对撞，因而气泡捕捉吸附上浮矿物(专业术语称之为“矿化”)，并从容器的顶部排出。从而实现了矿物之间的分离。
浮选柱工作目的是将有用矿物与无用矿物分离开来，通常是有用矿物随气泡从浮选柱的上部带出，而无用的矿物由浮选柱的底部排出，浮选柱在工作过程中其液位的控制与调节很重要，液位的波动将影响浮选的分离指标。
参见图1，目前浮选柱的液位调控采用的是阀门8控制系统，包括用于检测容器内液位的变化的液位检测装置2(超声波传感器201和浮筒202组成)，与液位检测装置2连接的控制器3，液位检测装置2将探测到的液位信号输入到控制器3，由控制器3输出相应的信号控制阀门8的开启。控制原理为：当柱体7液位上升时，开大阀门8增加底部排矿量，柱体7排出的矿浆量大于给入的矿浆量，柱体7矿浆液位将下降；同理，当柱体7矿浆液位下降时，关小阀门8减少底部排矿量，液位上升，以此达到液位稳定的目的。
传统的液位控制多采用开启阀门8的大小控制调节矿浆流量，以达到稳定柱体7内液位的目的，这种方法是可行的。但这种方法存在一些不足：
1.阀门8的过流介质是矿浆，矿浆常常高速度通过阀门8的过流件，矿浆中的矿石粒子(特别是坚硬粒子和较粗的粒子)造成阀门8的过流件容易磨损，阀门8更换频繁，影响设备的作业率。
2.阀门8的减压控制降低了矿浆的势能，当矿浆要进入同等高度配置的下一个作业设备时，系统需另增加搅拌槽体101+砂泵9等提升设备将矿浆给入下一作业设备，否则下作业设备就要降低配置高度，因此增加了系统的能耗。
3.矿浆的排料点高度低于设备的液位，且是开放外露排料，当后续作业设备出现故障时，容易造成矿浆外溢事故，导致环境污染和有用金属的流失。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种浮选柱及其液位调控系统与方法，该调控方法通过控制搅拌提升器的叶轮的转速来调整矿浆的流量，同时能够充分利用上游浮选柱的矿浆势能，利用较低的能耗即可将矿浆提升到一定的高度，以满足下游同水平配置浮选柱的给料要求。
为此，本发明一方面提供一种浮选柱液位调控方法，包括：
将柱体底部的排浆口通过排浆管与提升搅拌器连接，提升搅拌器包括搅拌槽体和设置于所述搅拌槽体内的提升叶轮；
启动提升搅拌器，使提升叶轮旋转，提升叶轮的叶片迅速排空周围矿浆形成负压，使矿浆从排浆管进入搅拌槽体中，并提升设定高度后从搅拌槽体的排液口排出；
当柱体上的液位传感器感应到柱体内液位不在设定高度时，反馈信号至控制器；
控制器依据接受的反馈信号对提升叶轮的转速进行调节，进而控制排浆管的排浆速度，将柱体内液位控制在设定高度。
本发明另一方面提供一种浮选柱液位调控系统，包括：
提升搅拌器，包括搅拌槽体和设置于所述搅拌槽体内的提升叶轮，所述搅拌槽体上设有进浆口和出浆口；
液位检测装置，设置于柱体上，用于感应所述柱体内液位；
控制器，用于接收所述液位传感器的反馈信号，并依据接受的反馈信号对所述提升叶轮的转速进行控制；
排浆管，一端与所述柱体底部的排浆口连通，另一端与所述进浆口连通；
从所述排浆管进入的矿浆在所述提升叶轮的作用下提升设定高度后从所述出浆口排出。
具体的，所述排浆管上设有药剂添加口。
具体的，所述进浆口设置在所述搅拌槽体的底部，所述提升叶轮的吸浆口与所述进浆口对接。
具体的，所述搅拌槽体内竖直设有搅拌轴，所述搅拌轴的底端与所述提升叶轮连接，所述搅拌槽体上还设有驱动所述搅拌轴转动的电机，所述电机与所述控制器电性连接。
具体的，所述控制器采用plc控制器。
具体的，所述液位检测装置由超声波液位传感器和浮筒组成。
本发明另一方面还提供一种采用上述结构液位调控系统的柱体。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
(1)充分利用上游浮选柱的矿浆势能，利用较低的能耗即可将矿浆提升到一定的高度，以满足下游同水平配置浮选柱的给料要求。
(2)在搅拌槽体下部的进浆管进浆处设有药剂添加口，
浮选药剂从药剂添加口添加后，利用矿浆提升叶轮的余能，可以将浮选药剂和矿浆混合均匀，无需额外增加药剂搅拌设备。
(3)通过一个提升搅拌器配合液位检测装置和控制器，即实现了液位控制、矿浆提升和药剂搅拌的功能，相比传统的阀门+搅拌槽体和砂泵的结构，简化了设备配置，降低了设备投入成本，而且不会存在需要频繁更换阀门、砂泵等易磨损件的问题。
(4)改善了生产操作条件，较阀门、砂泵设备的故障率低，且矿浆均在系统的内部密闭运转，矿浆不容易“跑、冒、滴、漏”，减少了金属流失和环境污染。
(5)本发明较传统的液位控制系统节能、环保、降耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有浮选柱液位调控系统结构示意图；
图2是本发明实施例浮选柱液位调控系统结构示意图；
其中：1、提升搅拌器；101、搅拌槽体；102、搅拌轴；103、提升叶轮；104、电机；2、液位检测装置；201、超声波液位传感器；202、浮筒；3、控制器；4、排浆管；5、进浆口；6、出浆口；7、柱体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图2，一种浮选柱液位调控系统，包括提升搅拌器1、液位检测装置2、控制器3和排浆管4，提升搅拌器1包括搅拌槽体101和设置于搅拌槽体101内竖直设有搅拌轴102，搅拌轴102的底端设有提升叶轮103，搅拌槽体101上设有驱动搅拌轴102转动的电机，电机和液位检测装置2与控制器3电性连接，搅拌槽体101上设有进浆口5和出浆口6，液位检测装置2设置于柱体7上用于感应柱体7内液位，控制器3用于接收液位检测装置2的反馈信号，并依据接受的反馈信号对提升叶轮103的转速进行控制，排浆管4一端与柱体7底部的排浆口连通，另一端与进浆口5连通，从排浆管4进入的矿浆在提升叶轮103的作用下提升设定高度后从出浆口6排出。
本实施例浮选柱液位调控系统，充分利用上游柱体7的矿浆势能，利用较低的能耗即可将矿浆提升到一定的高度，以满足下游同水平配置柱体7的给料要求，具有结构简单，操作方便的优点。
在一些可能实施的方案中，在排浆管4上设有药剂添加口(图中未示出)，搅拌槽体101的出浆口6与位于下游的柱体7的进料口连通。
本实施例中，在在排浆管4上设有药剂添加口，浮选药剂从药剂添加口添加后，利用矿浆提升叶轮103的余能，将浮选药剂和矿浆混合均匀，无需额外增加药剂搅拌设备。
此外，本实施例通过一个提升搅拌器1配合液位检测装置2和控制器3，即实现了液位控制、矿浆提升和药剂搅拌的功能，相比传统的阀门+搅拌槽体101和砂泵的结构，简化了设备配置，降低了设备投入成本，而且不会存在需要频繁更换阀门、砂泵等易磨损件的问题。
参见图2，可以理解的是，在实际应用中，进浆口5设置在搅拌槽体101的底端中部，提升叶轮103的吸浆口与进浆口5对接，提升叶轮103包括上下圆盘以及设置于上下圆盘之间有螺旋筋，提升叶轮103固定在搅拌轴102的下部，当搅拌槽体101工作时，搅拌轴102旋转带动提升叶轮103旋转，位于提升叶轮103上下圆盘之间的矿浆由于离心力的作用被甩出，矿浆通过排浆管4、进浆口5补充到提升叶轮103内从而进入搅拌槽体101，并不断向上推动，最终从搅拌槽体101的出浆口6进入至下游的柱体7中。
在实际设计中，控制器3可以采用plc控制器，液位检测装置2可以采用超声波液位传感器201加浮筒202的结构，当然液位检测装置也可以采用浮球式液位传感器、磁性液位传感器、压力传感器、投入式液位传感器或雷达液位传感器等。
参见图2，在一些可能实施的方案中，柱体7的底端面为倾斜面，排浆口设置在倾斜面的最低端处，这样的设计方式，有利用
尾矿的排出。至于浮选槽体1的横截面形状，可以设计为圆形、方形或其他形状。
参见图2，本申请还提供一种采用上述结构液位调控系统的浮选柱，至于浮选柱的其他结构均可以采用现有技术，在此不再赘述。
参见图2，本申请还提供一种浮选柱液位调控方法，包括：
将柱体7底部的排浆口通过排浆管4与提升搅拌器1连接，提升搅拌器1包括搅拌槽体101和设置于搅拌槽体101内的提升叶轮103；
启动提升搅拌器1，使提升叶轮103旋转，提升叶轮103的叶片迅速排空周围矿浆形成负压，使矿浆从排浆管4进入搅拌槽体101中，并提升设定高度后从搅拌槽体101的排液口排出；
当柱体7上的液位检测装置2感应到柱体7内液位不在设定高度时，反馈信号至控制器3；
控制器3依据接受的反馈信号对提升叶轮103的转速进行调节，进而控制排浆管4的排浆速度，将柱体7内液位控制在设定高度。
本实施例提供的浮选柱液位调控方法，充分利用上游柱体7的矿浆势能，利用较低的能耗即可将矿浆提升到一定的高度，以满足下游同水平配置柱体7的给料要求。
在一些实施例中，排浆管4上设有药剂添加口，从药剂添加口添加的浮选药剂，在搅拌槽体101内与矿浆搅拌混合后，从搅拌槽体101的出浆口6进入下游的柱体7的进料口中。
本实施例提供的浮选柱液位调控方法，具有如下优点：
(1)在搅拌槽体101上设有药剂添加口，浮选药剂从药剂添加口添加后，利用矿浆提升叶轮103的余能，可以将浮选药剂和矿浆混合均匀，无需额外增加药剂搅拌设备.
(2)通过一个提升搅拌器1配合液位检测装置2和控制器3，即实现了液位控制、矿浆提升和药剂搅拌的功能，相比传统的阀门+搅拌槽体101和砂泵的结构，简化了设备配置，降低了设备投入成本，而且不会存在需要频繁更换阀门、砂泵等易磨损件的问题.
(3)改善了生产操作条件，较阀门、砂泵设备的故障率低，且矿浆均在系统的内部运转，矿浆不容易“跑、冒、滴、漏”，减少了金属流失和环境污染。
(4)本发明较传统的液位控制系统节能、环保、降耗。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
技术特征：
1.一种浮选柱液位调控方法，其特征在于，包括：
将柱体(7)底部的排浆口通过排浆管(4)与提升搅拌器(1)连接，提升搅拌器(1)包括搅拌槽体(101)和设置于所述搅拌槽体(101)内的提升叶轮(103)；
启动提升搅拌器(1)，使提升叶轮(103)旋转，提升叶轮(103)的叶片排空周围矿浆形成负压，使矿浆从排浆管(4)进入搅拌槽体(101)中，并提升设定高度后从搅拌槽体(101)的出浆口(6)排出；
当柱体(7)上的液位检测装置(2)感应到柱体(7)内液位不在设定高度时，反馈信号至控制器(3)；
控制器(3)依据接受的反馈信号对提升叶轮(103)的转速进行调节，进而控制排浆管(4)的排浆速度，将柱体(7)内液位控制在设定高度。
2.根据权利要求1所述的浮选柱液位调控方法，其特征在于：所述排浆管(4)上设有药剂添加口。
3.根据权利要求1或2所述的浮选柱液位调控方法，其特征在于：所述搅拌槽体(101)的底部设有进浆口(5)，所述提升叶轮(103)的吸浆口与所述进浆口(5)对接。
4.根据权利要求1或2所述的浮选柱液位调控方法，其特征在于：所述搅拌槽体(101)内竖直设有搅拌轴(102)，所述搅拌轴(102)的底端与所述提升叶轮(103)连接，所述搅拌槽体(101)上还设有驱动所述搅拌轴(102)转动的电机(104)，所述电机(104)与所述控制器(3)电性连接。
5.根据权利要求1或2所述的浮选柱液位调控方法，其特征在于：所述控制器(3)采用plc控制器(3)。
6.根据权利要求1或2所述的浮选柱液位调控方法，其特征在于：所述液位检测装置(2)由超声波液位传感器(201)和浮筒(202)组合而成。
7.一种浮选柱液位调控系统，其特征在于，包括：
提升搅拌器(1)，包括搅拌槽体(101)和设置于所述搅拌槽体(101)内的提升叶轮(103)，所述搅拌槽体(101)上设有进浆口(5)和出浆口(6)；
液位检测装置(2)，设置于柱体(7)上，用于感应所述柱体(7)内液位；
控制器(3)，用于接收所述液位检测装置(2)的反馈信号，并依据接受的反馈信号对所述提升叶轮(103)的转速进行控制；
排浆管(4)，一端与所述柱体(7)底部的排浆口连通，另一端与所述进浆口(5)连通；
从所述排浆管(4)进入的矿浆在所述提升叶轮(103)的作用下提升设定高度后从所述出浆口(6)排出。
8.根据权利要求7所述的浮选柱液位调控系统，其特征在于：所述排浆管(4)上设有药剂添加口。
9.根据权利要求7或8所述的浮选柱液位调控系统，其特征在于：所述进浆口(5)设置在所述搅拌槽体(101)的底部，所述提升叶轮(103)的吸浆口与所述进浆口(5)对接。
10.一种浮选柱，其特征在于：采用权利要求7-9任一项所述的浮选柱液位调控系统。
技术总结
本发明公开了一种浮选柱及其液位调控系统与方法，该调控方法包括将柱体底部的排浆口通过排浆管与提升搅拌器连接，提升搅拌器包括搅拌槽体和设置于所述搅拌槽体内的提升叶轮；启动提升搅拌器，使提升叶轮旋转，提升叶轮的叶片迅速排空周围矿浆形成负压，使矿浆从柱体排浆管进入搅拌槽体中，并提升设定高度后从搅拌槽体的排浆口排出；当柱体上的液位传感器感应到柱体内液位不在设定高度时，反馈信号至控制器；控制器依据接受的反馈信号对提升叶轮的转速进行调节，进而控制排浆管的排浆速度，将柱体内液位控制在设定高度。本申请充分利用上游柱体的矿浆势能，利用较低的能耗即可将矿浆提升到一定的高度，以满足下游同水平配置柱体的给料要求。
技术研发人员：马驰宇;孙伟;
胡岳华;马士强
受保护的技术使用者：中南大学;马士强
技术研发日：2021.01.14
技术公布日：2021.06.11
声明：
“浮选柱及其液位调控系统与方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中南大学;马士强
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2025年01月03日 ~ 05日 
