【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置及浮选方法，属于煤炭分选加工。
技术介绍
1、煤泥浮选中常用的捕收剂为煤油、柴油、杂酚油等非极性油，根据相似相溶原理，非极性烃类油中的非极性分子与煤中非极性/疏水基团键合，实现与煤粒的吸附，从而在煤粒上铺展，使煤粒上浮至精煤泡沫层，达到浮选分离的效果。
2、而低阶煤因其表面有大量亲水性的含氧官能团，不与非极性烃类油分子疏水键合，同时通过氢键与水分子结合，减少捕收剂的有效吸附，从而造成药剂浪费，导致煤泥浮选成本过高，后续煤泥水处理困难，影响煤炭企业的经济效益。
3、等离子体技术是一种新兴的高级氧化技术，已在气体和污水处理等环境领域得到应用。低温等离子体技术集高能电子轰击、紫外辐射、羟基自由基氧化、臭氧氧化等多种效应为一体，可依据反应气体的不同，等离子体对材料的改性结果不同。空气、氧气等离子体在反应过程中会生成原子氧等大量自由基。若材料本身含氧，则效果与氧等离子相当，若材料不含氧，处理后暴露在空气中也会与氧作用，引入极性基团。
技术实现思路
1、技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置及浮选方法，其结构简单，能够有效提高油类捕收剂分子极性及在煤颗粒表面的附着强度，强化油类捕收剂浮选效果，实现精煤的高效回收。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术公开一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置，其特征在于：包括二阶串联文丘里管结构；二阶串联文丘里管结构包
3、二阶串联文丘里管结构包括相互连接的一级文丘里管和二级文丘里管，一级文丘里管的出口通过流量调节阀门与二级文丘里管的进气口连接；定义二阶串联文丘里管结构中一级文丘里管的入口为进油口c、进气口为进气口g，二级文丘里管的进料口为矿浆入料口s、出口为矿浆出口os；
4、二阶串联文丘里管结构的进油口c通过捕收剂管路连接有捕收剂存储器，上从捕收剂存储器出口起的捕收剂管路上顺序设有电磁阀门、蠕动泵、流量计和流量调节阀；
5、二阶串联文丘里管结构的进气口g连接有低温等离子体电离装置，低温等离子体电离装置连接有等离子体电源；
6、二阶串联文丘里管结构通过矿浆入料口s和矿浆出口os连接有浮选柱，其中矿浆入料口s通过循环泵与浮选柱的底部矿浆循环孔连接；矿浆出口os与浮选柱柱体外环绕的矿浆分配环入料口连接。
7、进一步，等离子体电源的正极与低温等离子体电离装置连接，低温等离子体电离装置为棒状金属高压电极，棒状金属高压电极直接嵌入到一级文丘里管的进气口g内组成低温等离子体电离反应器；低温等离子体电离反应器直接在g口内进行电离空气反应，一级文丘里管内药剂流动产生的负压为电离后的空气进入一级文丘里管、外界空气通过进气口g进入电离提供动力。
8、进一步，等离子体电源的负极覆盖一级文丘里管的进气口g外壁并接地设置。
9、进一步，捕收剂储存器内部设有液位保持装置，液位保持装置为球形浮子自锁装置，以便保持容器内液位处于合适水平，为下游设备提供连续稳定的来料。
10、一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置的浮选方法，其步骤如下：
11、首先关闭浮选柱尾矿出口管和矿浆矿循环出口管，通过入料管从浮选柱上方向浮选柱中注入浮选矿浆至筒体高度的1/2，然后打开浮选柱尾矿出口管和矿浆矿循环出口管，并打开矿浆循环泵驱动矿浆，打开矿浆循环泵驱动矿浆从矿浆入料口s进入二阶串联文丘里管结构内，充满二阶串联文丘里管结构的二级文丘里管后进入浮选柱，使矿浆持续在浮选柱内处于循环状态以提高煤浆矿化效果；
12、将捕收剂存储器内的捕收剂通过捕收剂管路输入二阶串联文丘里管结构的进油口c，进入并充满一级文丘里管，打开一级文丘里管的出料口与二级文丘里管的喉管之间的流量调节阀，使一级文丘里管内捕收剂流动产生足够的负压，进气口g从外界吸入自然空气，自然空气在进入一级文丘里管的过程中遇到离子体电离装置发生电离反应，经电离活化的捕收剂和空气进入二级文丘里管同煤浆混合矿化，同时避免捕收剂从进气口g溢出；
13、当被吸入一级文丘里管的空气通过二阶串联文丘里管随捕收剂和煤浆一起进入浮选柱时打开等离子体电源开关，开始分选；
14、一级文丘里管内的捕收剂高速流动产生负压将外部空气从进气口g引入，自然空气被嵌入在一阶文丘里管的进气口g内的低温等离子体电离装置电离活化并被流动的捕收剂剪切弥散在油类捕收剂中进而活化捕收剂，形成活性油气混合物；油类捕收剂嫁接上极性基/含氧基团，使之更容易吸附在矿物颗粒表面，以达到更好的浮选效果；
15、活性油气混合物在后续流体的推动及负压吸力下进入二阶文丘里管，可通过调节一阶文丘里管的出料口与二阶文丘里管的喉管之间的流量调节阀的开度来改变进入二阶文丘里管的活性油气混合物流量，从而控制浮选过程的充气量和捕收剂用量；
16、活性油气混合物进入二阶文丘里管，并依靠循环泵高速循环煤浆剪切产生活性油泡和油滴并与煤浆矿化进入浮选柱实现浮选。
17、进一步，通过调节循环泵转速来改变浮选柱中循环矿浆的流速。
18、进一步，通过捕收剂输送管路中设置的高精度液体流量计，实时地显示捕收剂储存器输出捕收剂的流量；
19、进一步，活性油气混合物在一级文丘里管内时，在后端流体推力及前段端负压吸力的双重作用下进入二阶文丘里管，并依靠循环泵高速循环煤浆剪切产生活性油泡和油滴并与煤浆矿化进入浮选柱。
20、进一步，等离子体电源通过低温等离子体电离装置活化捕收剂的输出电压为20～30kv，输出电流为50～300a，输出脉冲频率为100～300脉冲每秒，脉冲持续时间为3～5ns。
21、有益效果
22、1、采用低温等离子体直接改性、活化药剂：利用低温等离子体激化空气中的氧分子、氧原子产生高能粒子，可以有效地在油类捕收剂分子表面嫁接、引入极性官能团，从而制备含有亲水官能团的药剂，具有重要的现实意义与环境效应。
23、2、在常温常压条件下活化捕收剂，区别于其他方法，活化过程简单，原料种类单一，便于采集；且活化的捕收剂通过简单的二阶串联文丘里管结构即可用以活性油泡和油滴形式进入浮选。
24、3、低温等离子活化后的捕收剂可以与煤泥发生化学吸附，增加煤表面的疏水位点数量，同时覆盖煤泥表面的亲水位点，扩大有机质和脉石矿物的疏水性差异，改善煤泥的可浮性，强化煤泥浮选效果。
25、4、以活性油泡和油滴状态进入浮选的活性捕收剂具有较好的分散性，与矿物颗粒的碰撞概率增加，并且通过极性基团轻易且牢固地附着在煤表面，从而改善浮选效果，提高浮选精煤的数质量。
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1.一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置，其特征在于：包括二阶串联文丘里管结构；二阶串联文丘里管结构包括进油口C、进气口G、矿浆入料口S和矿浆出口OS；
2.根据权利要求1所述一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置，其特征在于：等离子体电源(6)的正极与低温等离子体电离装置(7)连接，低温等离子体电离装置(7)包括棒状金属高压电极，棒状金属高压电极直接嵌入到一级文丘里管(8)的进气口G内组成低温等离子体电离反应器；低温等离子体电离反应器直接在G口内进行电离空气反应，一级文丘里管(8)内药剂流动产生的负压为电离后的空气进入一级文丘里管(8)、外界空气通过进气口G进入电离提供动力。
3.根据权利要求2所述一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置，其特征在于：等离子体电源(6)的负极覆盖一级文丘里管的进气口G外壁并接地设置。
4.根据权利要求1所述一种低温等离子体活化煤用油类捕收剂的装置，其特征在于：捕收剂储存器(1)内部设有液位保持装置，液位保持装置为球形浮子自锁装置，以便保持容器内液位处于合适水平，为下游设备提供连续稳定的来料。
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