一種自吸式混合器及其應(yīng)用和一種硅鋁質(zhì)物料預(yù)脫硅方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自吸式混合器及其應(yīng)用，本發(fā)明還涉及一種硅鋁質(zhì)物料預(yù)脫硅方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在粉煤灰提鋁生產(chǎn)工藝中，粉煤灰首先需要與氫氧化鈉溶液進(jìn)行預(yù)脫硅反應(yīng)。目 前常規(guī)的預(yù)脫硅反應(yīng)器為連續(xù)操作的攪拌釜式反應(yīng)器，粉煤灰進(jìn)料采用直接投料法、預(yù)混 合法和壓縮空氣進(jìn)料法。
[0003] 直接投料法是利用人工或定量給料機(jī)，直接將粉煤灰原料由反應(yīng)釜上方敞口區(qū)域 投入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。直接投料法存在粉塵飛揚(yáng)、工作環(huán)境惡劣、對(duì)人體健康危害大等 缺點(diǎn)；且投入灰料在墜入液相后，易結(jié)塊、分散不均；此外，在天氣干燥地區(qū)，投送粉料易與 反應(yīng)釜上方機(jī)械部件摩擦產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致爆炸隱患。
[0004] 為避免上述問題，可在預(yù)脫硅反應(yīng)器前設(shè)置一預(yù)混合器，將粉煤灰與氫氧化鈉溶 液迅速混合后，再通過排料管送入預(yù)脫硅反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。但采用預(yù)混合攪拌釜仍存在 如何將粉煤灰送入預(yù)混合攪拌釜的問題；此外，物料在預(yù)混合攪拌釜內(nèi)已開始反應(yīng)，導(dǎo)致預(yù) 脫硅反應(yīng)時(shí)間控制不準(zhǔn)確等問題；最后從投資角度來看，由于需增設(shè)預(yù)混合攪拌釜，將帶來 設(shè)備投資增加和運(yùn)行費(fèi)用增多的問題。
[0005] 壓縮空氣進(jìn)料法采用壓縮空氣，通過進(jìn)料管將粉煤灰輸送到反應(yīng)器內(nèi)，由于進(jìn)料 系統(tǒng)密閉，能很好避免粉塵飛揚(yáng)等問題，但由于操作中進(jìn)料管內(nèi)易存在粉體節(jié)涌流，導(dǎo)致管 路內(nèi)壓降不均，系統(tǒng)壓力波動(dòng)頻繁，使得粉體進(jìn)料不均，最終導(dǎo)致反應(yīng)器操作不穩(wěn)定，反應(yīng) 轉(zhuǎn)化率降低。
[0006] 在礦山浮選行業(yè)中，常采用氣體自吸式浮選機(jī)進(jìn)行選礦。這些浮選機(jī)一般采用主 攪拌槳作為自吸槳，并在主攪拌槳外安裝一空心套管作為吸氣管。例如，董干國等（BF-T型 浮選機(jī)在鐵精礦提鐵降雜工藝中的應(yīng)用，礦冶，14 (4) :20-22)公開了一種BF-T型浮選機(jī)， 該浮選機(jī)(如圖1所示)的工作原理為：當(dāng)電機(jī)1驅(qū)動(dòng)主軸2帶動(dòng)葉輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪腔內(nèi)的 礦漿受離心力的作用向四周甩出，葉輪腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，空氣通過吸氣管4吸入上葉輪腔；與 此同時(shí)，葉輪下部的礦漿通過葉輪下錐盤中心孔吸入下葉輪腔內(nèi)與空氣混合，然后通過蓋 板5與葉輪之間的通道向四周甩出，其中一部分氣液固混合物在離開蓋板通道后，向浮選 槽上部運(yùn)動(dòng)參與浮選過程。
[0007] 但是，在礦山浮選行業(yè)中廣泛使用的浮選機(jī)由于主攪拌槳直徑大，浸沒深度高、攪 拌軸長、主攪拌槳與空心套管末端的混合齒間距小，導(dǎo)致主攪拌槳只能低速運(yùn)轉(zhuǎn)，以避免長 軸晃動(dòng)、攪拌槳與混合齒碰擊和扭矩過大等情況發(fā)生。但是，攪拌轉(zhuǎn)速低又必然導(dǎo)致產(chǎn)生的 負(fù)壓小，吸力有限，操作液位不能過高。因此，在礦山浮選行業(yè)中使用的浮選機(jī)不適用于粉 煤灰的預(yù)脫硅反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的粉煤灰預(yù)脫硅方法存在的粉煤灰難以清潔、定量且 穩(wěn)定地進(jìn)料的技術(shù)問題，提供一種自吸式混合器，該自吸式混合器無需額外的混合裝置即 可清潔、順暢地將粉煤灰與堿液定量混合并進(jìn)行反應(yīng)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種自吸式混合器，該自吸式混合器包 括腔體、混合器蓋和至少一個(gè)物料輸送管，所述物料輸送管用于將物料由物料貯存裝置送 入所述腔體的混合區(qū)中，所述物料輸送管具有物料導(dǎo)入段、中間段和至少一個(gè)物料導(dǎo)出段， 所述物料導(dǎo)入段用于連接物料貯存裝置，所述中間段固定于所述混合器蓋或腔體的內(nèi)壁， 所述物料導(dǎo)出段位于所述混合區(qū)內(nèi)并通過所述中間段與所述物料導(dǎo)入段連通，其中，每個(gè) 物料導(dǎo)出段內(nèi)各自設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸以及至少一個(gè)物料傳送元件和至少一個(gè)導(dǎo)流元件，所述物 料傳送元件和所述導(dǎo)流元件設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上并由所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述導(dǎo)流元件 用于引導(dǎo)填充在所述物料導(dǎo)出段內(nèi)的物料進(jìn)入所述混合區(qū)中，以物料在物料導(dǎo)出段內(nèi)的流 動(dòng)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，所述物料傳送元件設(shè)置在所述導(dǎo)流元件的上游。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了所述自吸式混合器在將粉狀固體物料與 液體物料混合并任選進(jìn)行反應(yīng)中的應(yīng)用。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種硅鋁質(zhì)物料預(yù)脫硅方法，該方法包 括將為粉狀的硅鋁質(zhì)物料與堿的水溶液混合并使硅鋁質(zhì)物料中的硅與堿反應(yīng)，其中，所述 混合和所述反應(yīng)在本發(fā)明提供的自吸式混合器中進(jìn)行。
[0012] 本發(fā)明提供的自吸式混合器，使物料導(dǎo)入段的入口與物料貯存裝置中的物料接 觸，在將液體物料置于該混合器的混合區(qū)內(nèi)時(shí)，液體物料浸沒物料導(dǎo)出段并進(jìn)入物料輸送 管中與混合區(qū)內(nèi)的液位高度平齊，此時(shí)開啟導(dǎo)流元件，在導(dǎo)流元件的作用下，物料導(dǎo)出段中 的液體物料向外流動(dòng)，從而在物料導(dǎo)出段中形成負(fù)壓，在該負(fù)壓的作用下，物料貯存裝置中 的物料被抽吸進(jìn)入導(dǎo)入段，進(jìn)而通過中間段進(jìn)入導(dǎo)出段，進(jìn)入導(dǎo)出段的物料在物料傳送元 件和導(dǎo)流元件的作用下進(jìn)入混合區(qū)中。
[0013] 本發(fā)明的自吸式混合器具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0014] (1)物料貯存裝置、混合器的進(jìn)料管以及混合器可以形成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，能夠有效 地避免物料外泄，實(shí)現(xiàn)清潔進(jìn)料。
[0015] (2)與在礦山浮選行業(yè)中使用的浮選機(jī)相比，本發(fā)明的自吸式混合器通過設(shè)置在 物料導(dǎo)出段中的導(dǎo)流元件在物料導(dǎo)出段中形成驅(qū)動(dòng)物流流動(dòng)的負(fù)壓，該導(dǎo)流元件旋轉(zhuǎn)半徑 小，即使在高速下也能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，一方面能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生更高的負(fù)壓，獲得足以將粉狀固體 物料送入混合器中的抽吸力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)進(jìn)料；另一方面通過調(diào)節(jié)導(dǎo)流元件的運(yùn)行狀態(tài)能夠 獲得預(yù)期的進(jìn)料速率，實(shí)現(xiàn)定量進(jìn)料。
[0016] (3)本發(fā)明的自吸式混合器在物料導(dǎo)出段內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流元件的同時(shí)，還設(shè)置物料傳 送元件，在進(jìn)料為粉狀固體物料時(shí)，能夠?qū)⒎蹱罟腆w物料及時(shí)送出物料輸送管，避免物料堵 塞物料輸送管。
[0017] (4)本發(fā)明的自吸式混合器的結(jié)構(gòu)靈活，可以根據(jù)具體進(jìn)料量以及進(jìn)料的種類，設(shè) 置多個(gè)物料輸送管或在一個(gè)物料輸送管上設(shè)置多個(gè)物料導(dǎo)出段。
【附圖說明】
[0018] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019] 圖1是在礦山浮選行業(yè)中使用的BF-T型浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的自吸式混合器的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3是圖2所示的本發(fā)明的自吸式混合器的俯視圖。
[0022] 圖4a用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中，設(shè)置在物料輸送管的物料導(dǎo)出段的側(cè) 壁上的開口。
[0023] 圖4b用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中，設(shè)置在所述中間段位于混合區(qū)內(nèi)的側(cè) 壁上的開口。
[0024] 圖5為本發(fā)明的自吸式混合器中的物料輸送管的物料導(dǎo)出段的一種實(shí)施方式的 剖面示意圖。
[0025] 圖6為本發(fā)明的自吸式混合器中的物料輸送管的物料導(dǎo)出段的另一種實(shí)施方式 的剖面示意圖。
[0026] 圖7用于說明的本發(fā)明的自吸式混合器中的物料導(dǎo)出段的一種設(shè)置方式，在該圖 中，物料導(dǎo)出段為多個(gè)，且多個(gè)物料導(dǎo)出段分成至少兩組，以物料在中間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?基準(zhǔn)，各組沿中間段由下至上間隔設(shè)置。
[0027] 圖8用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料導(dǎo)出段的另一種設(shè)置方式，在該圖 中，物料導(dǎo)出段為多個(gè)，多個(gè)物料導(dǎo)出段分成一組，設(shè)置在中間段的底部，且各物料導(dǎo)出段 以中間段為對(duì)稱中心為對(duì)稱設(shè)置。
[0028] 圖9是本發(fā)明的自吸式混合器的一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，在該優(yōu)選實(shí)施 方式中，物料導(dǎo)出段的軸線與中間段的軸線之間的夾角為大于90°且小于180°。
[0029] 圖10用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料導(dǎo)出段以中間段為對(duì)稱中心為對(duì) 稱設(shè)置時(shí)的一種實(shí)施方式。
[0030] 圖11用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料導(dǎo)出段以中間段為對(duì)稱中心為對(duì) 稱設(shè)置時(shí)的另一種實(shí)施方式。
[0031] 圖12用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料導(dǎo)出段以中間段為對(duì)稱中心為對(duì) 稱設(shè)置時(shí)的又一種實(shí)施方式。
[0032] 圖13用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料輸送管在腔體中的一種布置方 式，在該圖中，自吸式混合器設(shè)置有一根物料輸送管。
[0033] 圖14用于說明本發(fā)明的自吸式混合器中的物料輸送管在腔體中的另一種布置方 式，在該圖中，自吸式混合器設(shè)置有兩根物料輸送管。
[0034] 附圖標(biāo)記說明
[0035] 1:電機(jī) 2 :主軸
[0036] 3:葉輪 4:吸氣管
[0037] 5 :蓋板 6 :腔體
[0038] 7 :混合器蓋 81 :物料導(dǎo)入段
[0039] 82:中間段 83 :物料導(dǎo)出段
[0040] 831 :縮徑區(qū) 832 :強(qiáng)化混合區(qū)
[0041] 9 :導(dǎo)流元件 10 :旋轉(zhuǎn)軸
[0042] 11:電機(jī) 12:開口
[0043] 13 :沖洗機(jī)構(gòu) 14 :主軸
[0044] 15 :攪拌元件 16 :用于強(qiáng)化混合的元件
[0045] 17 :物料傳送元件 18 :減縮喉管
【具體實(shí)施方式】
[0046] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0047] 如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的自吸式混合器包括腔體6、混合器蓋7和至少一 個(gè)物料輸送管。物料輸送管用于將物料由物料貯存裝置送入腔體的混合區(qū)中。
[0048] 本文中，所述混合區(qū)是指物料進(jìn)行混合的區(qū)域，在還需要使物料進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng) 時(shí)，該區(qū)域也可以被稱為反應(yīng)區(qū)。本文中，出于清楚的目的，即使物料還需要進(jìn)一步進(jìn)行反 應(yīng)，也將該區(qū)域稱為混合區(qū)。
[0049] 如圖2所示，物料輸送管具有物料導(dǎo)入段81、中間段82和至少一個(gè)物料導(dǎo)出段 83。物料導(dǎo)入段81用于連接物料貯存裝置(未示出），中間段82固定于混合器蓋7或者固 定于腔體6的內(nèi)壁，物料導(dǎo)出段83位于混合區(qū)內(nèi)并通過中間段82與物料導(dǎo)入段81連通。
[0050] 如圖5和圖6所示，每個(gè)物料導(dǎo)出段83內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸以及至少一個(gè)物料傳送元