專利名稱：回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及黃金等貴金屬礦物的貴金屬分離提取，尤其 是一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
貴重金屬，例如金，銀，鉬等，經(jīng)常以游離態(tài)的微小(直徑微米或小于微米)顆粒殘 存于尾礦或垃圾(如電子垃圾)中，其存在濃度非常低(經(jīng)常低于幾百毫克每噸)，并以超 薄的細(xì)片存在，幾何形狀不均勻，大小分布不等，這種特定的存在方式不能被常規(guī)分離方法 有效地分離。如沿用原(富)礦的分離方法對(duì)尾礦中殘存的貴重金屬的提取，由于微粒濃 度太低，所需投資大，分離效率低，并對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。同樣，在處理垃圾中所含貴重金屬微 粒時(shí)，常用于原礦分離技術(shù)的化學(xué)方法，由于化學(xué)試劑對(duì)于塑料等的化學(xué)反應(yīng)不僅不可以 分離出貴重金屬，而且會(huì)造成非常惡劣的環(huán)境污染。常規(guī)的物理分離方法則無(wú)法將如此細(xì) 小且超薄的貴重金屬微粒分離出來(lái)。另外，磁化法也被提出用于分離貴重金屬，但其分離效 率過(guò)低，工業(yè)自動(dòng)化程度低。通過(guò)專利檢索，尚未發(fā)現(xiàn)采用介電電泳原理回收貴重金屬的專用設(shè)備的報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種綠色環(huán)保、連續(xù)高效 的回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，包括混料箱、分離室及收集器，混料箱 向分離室輸入混合物料并在分離室進(jìn)行分離，分離后的貴重金屬經(jīng)收集器收集，其特征在 于(1)在混料箱上設(shè)置有進(jìn)料口，該混料箱的下部設(shè)置有進(jìn)水管，在混料箱上設(shè)置有 出料管，該出料管連通介電電泳分離室，混料箱的下方設(shè)置介電電泳分離室；(2)介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內(nèi)的六個(gè)邊均固裝有一不銹鋼 薄板電極，在對(duì)應(yīng)每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內(nèi)的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電 極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；(3)在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內(nèi)對(duì)應(yīng)絕緣電線電極下 端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設(shè)置有循環(huán)出口。而且，在出料管上設(shè)置有閥門。而且，所述介電電泳分離室是正六棱筒形。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本實(shí)用新型將分離產(chǎn)量根據(jù)具體要求而設(shè)計(jì)整個(gè)流程，使分離過(guò)程模塊化，分 離工藝連續(xù)可控化。水循環(huán)工藝可使水循環(huán)使用而節(jié)水，并起到降溫減少電熱效應(yīng)的作用； 二步分離法(初分離與終分離)可使分離純度接近100% ；雜質(zhì)的再循環(huán)分離流程以確保貴重金屬分離效率接近100% ；三角形分離室設(shè)計(jì)強(qiáng)化了電場(chǎng)的作用以節(jié)能，六邊形排式分 離室設(shè)計(jì)使介電電泳的應(yīng)用根據(jù)實(shí)際要求而放大以適于工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)貴重金屬回收利用 分離工藝的空白，且綠色環(huán)保、連續(xù)高效。2、本實(shí)用新型通過(guò)使用物理化學(xué)中介電電泳原理獨(dú)特的高選擇性、高可控性捕獲 貴重金屬?gòu)U物中未分離的貴重金屬顆粒以達(dá)到最大程度回收并將貴重金屬所可能造成的 環(huán)境污染降低到最低，是一個(gè)全新的環(huán)保、高效、連續(xù)分離工藝用于分離回收尾礦和垃圾中 的貴重金屬，環(huán)保節(jié)能，將有助于我國(guó)對(duì)貴重金屬貧礦及尾礦的貴重金屬的進(jìn)一步分離。

圖1為本實(shí)用新型專用設(shè)備外形主視圖；圖2為圖1的截面剖視圖；圖3為圖2的A-A向截面剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明；下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是 限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，包括混料箱4、分離室6及收集室8，混料 箱位于分離室的上方，其出料管5連通分離室，在分離室的下端同軸安裝收集室，收集室將 分離的貴重金屬通過(guò)輸出管9予以輸出。具體的結(jié)構(gòu)為在混料箱上設(shè)置有進(jìn)料口 2，該進(jìn)料口用于投放混合物料，該混料箱的下部設(shè)置有 進(jìn)水管1，通過(guò)該進(jìn)水管泵水進(jìn)入混料箱，采用該有壓力的水將混料箱內(nèi)的分離物料沖成懸 浮液，在混料箱上所設(shè)置的出料管將懸浮液輸入入介電電泳分離室。在出料管上設(shè)置有閥 門3，以控制懸浮液在給電極通電之前不可進(jìn)入介電電泳分離室；閥門最好選擇電控閥門， 以保證恒定的輸入流量，當(dāng)然也可通過(guò)選擇可控泵而達(dá)到控制懸浮液輸入流量的恒定。在混料箱形成的懸浮液經(jīng)過(guò)出料管進(jìn)入介電電泳分離室，該介電電泳分離室設(shè)計(jì) 成豎直的六棱筒形，最佳是正六棱筒形，在六棱筒內(nèi)的六個(gè)邊均固裝有一不銹鋼薄板電極 11，在對(duì)應(yīng)每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內(nèi)的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極12，每 一不銹鋼薄板電極與所對(duì)應(yīng)的絕緣電線電極形成一不對(duì)稱電場(chǎng)，在分離室內(nèi)形成六個(gè)不對(duì) 稱電場(chǎng)。每一組絕緣電線電極將被連接在一起通過(guò)分離室底端連接到電源接頭，不銹鋼薄 板電極則通過(guò)在分離室壁的小孔由一個(gè)電線將所有的電極連接起來(lái)然后連接到電源的輸 出端，分離室所需有效電壓190V，頻率220kHz。由于貴重金屬所表現(xiàn)的陽(yáng)性介電電泳性質(zhì)， 懸浮液內(nèi)所含的貴重金屬微粒將會(huì)附著在絕緣電線電極上，由于其相對(duì)于水具有更高的比 重而沿著絕緣電線電極滑行到下面所安裝的收集器內(nèi)。絕緣電線電極的下部比不銹鋼薄板 電極要長(zhǎng)，一般在0. l-5cm之間。如果沒(méi)有這一設(shè)計(jì)，則會(huì)造成貴重金屬在出料口沿著電場(chǎng) 方向逐一堆積形成一個(gè)鏈條形狀而容易被水流沖走；另外，即使未被沖走，由于貴重金屬的 強(qiáng)導(dǎo)電性并附在絕緣電線電極上從而形成了電極的一部分，于是隨著貴重金屬鏈的逐漸增 長(zhǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度和電流增大，而造成局部高溫。如果貴重金屬鏈足夠長(zhǎng)而碰觸倒另一電極，短 路就會(huì)發(fā)生，造成電源損壞等危害。為了避免干擾電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)，分離室采用絕緣材料制作。[0023]在介電電泳分離室下端同軸通過(guò)法蘭7安裝有收集器，在收集器內(nèi)對(duì)應(yīng)絕緣電線 電極下端采用支架14安裝有一漏斗器13，該漏斗器通過(guò)輸出管9輸出貴重金屬；漏斗器的 設(shè)計(jì)是為了在一個(gè)相對(duì)低的電壓輸入條件下而達(dá)到最高的分離純度，因懸浮液中的雜質(zhì)微 粒與貴重金屬微粒相比會(huì)很小，所以其介電電泳力就會(huì)更小。如此，在相同的電壓輸入情況 下，其位移也就非常小。換句話說(shuō)，一定的電壓輸入可以吸附所有的貴重金屬，但不一定可 以保證雜質(zhì)微粒不能進(jìn)入到收集器中。在收集器的下底部設(shè)置有循環(huán)出口 10，該循環(huán)出口可將經(jīng)過(guò)分離的懸浮液進(jìn)入下 一介電電泳分離室進(jìn)行循環(huán)再分離。循環(huán)在分離的次數(shù)是根據(jù)不同的貴重金屬在原混合物 的濃度而定，例如，如果所含有的貴重金屬濃度高，且與其他微粒大小相當(dāng)，理論上一級(jí)就 可以達(dá)到高效分離。但是，工業(yè)上(例如尾礦)中往往含有的粘土、塵土等雜質(zhì)直徑大約在 幾十納米到一百納米之間，而所含有的貴重金屬直徑大多大于幾微米。如此以來(lái)，若達(dá)到貴 重金屬分離的高純度，就必須增加分離的級(jí)數(shù)。所以，整個(gè)分離系統(tǒng)是模式化以根據(jù)具體的 分離對(duì)象而設(shè)計(jì)分離工藝所需的級(jí)數(shù)。本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以金微粒為例，初分離的分離效率為88%，終分離得分離效率可為97%。通過(guò)循 環(huán)，最終的提純效率可達(dá)100%。當(dāng)然，各種混合物中所含的微粒成分不同，大小不同，性質(zhì)也可能不同，但是由于 貴重金屬例如金、鉬等大多以游離態(tài)存在，而其他物質(zhì)多以化合態(tài)存在，當(dāng)水作為媒質(zhì)時(shí)， 所有的貴重金屬所表現(xiàn)的介電電泳性質(zhì)和在相同電場(chǎng)強(qiáng)度作用下的介電電泳力是相同的。 所以，當(dāng)相同的貴重金屬于混合物中的含量相同，微粒大小相似，其分離的效率也是相同 的。即便差異較大，由于兩步分離連續(xù)循環(huán)工藝的設(shè)計(jì)，其最終的分離效率也應(yīng)達(dá)到100%”本實(shí)用新型應(yīng)用的工作原理是介電電泳(Dielectrophoresis)技術(shù)已經(jīng)被成功的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工業(yè)來(lái)分離、 富積、捕獲微粒和細(xì)胞。該技術(shù)描述的是位于非勻稱電場(chǎng)的中性微粒由于介電極化的作用 而產(chǎn)生的平移運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生在微粒上的偶極矩可以由兩個(gè)相同帶電量但極性相反的電荷來(lái)表 示，當(dāng)它們?cè)谖⒘＝缑嫔喜粚?duì)稱分布時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)宏觀的偶極矩。當(dāng)這個(gè)偶極矩位于不勻稱 電場(chǎng)中，在微粒兩邊的局部電場(chǎng)強(qiáng)度的不同產(chǎn)生一個(gè)凈力，稱為介電電泳力。由于懸浮于媒 介中的微粒與媒介有著不同的介電能力(介電常數(shù))，微粒會(huì)被向或者更強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的 方向移動(dòng)，稱為陽(yáng)性介電電泳，或者更弱的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向移動(dòng)，稱之為陰性介電電泳。由于貴重金屬微粒以游離態(tài)存在，貴重金屬的介電能力被定義為無(wú)窮大，所以懸 浮于任何媒介中的貴重金屬微粒將表現(xiàn)出陽(yáng)性介電電泳的效應(yīng)，即貴重金屬微粒將被移 動(dòng)到更強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；而由于其他存在于貴重金屬礦的礦物質(zhì)雜質(zhì)不會(huì)以游離態(tài)存 在，它們的介電能力都小于水。所以，當(dāng)這些雜質(zhì)懸浮在水中并置于不勻稱電場(chǎng)中，將表現(xiàn) 出陰性介電電泳的效應(yīng)，即這些雜質(zhì)將被移動(dòng)到與貴重金屬微粒的移動(dòng)方向相反的方向。 于是，當(dāng)含有貴重金屬微粒的混合物懸浮于水中并被置于不勻稱電場(chǎng)時(shí)，貴重金屬微粒將 被單獨(dú)地移動(dòng)到與其他物質(zhì)相反的方向，從而達(dá)到分離和提純的目的。然而，由于高電場(chǎng)強(qiáng)度在介電電泳技術(shù)上的使用，一種被稱為電熱效應(yīng)的副作用 (electrothermal)會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生于介電電泳的技術(shù)應(yīng)用之中。這種電熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致媒介的 流動(dòng)以至于影響微粒的運(yùn)動(dòng)；另外，介電電泳的應(yīng)用經(jīng)常被高頻濾波的效應(yīng)所局限，這是因?yàn)殡姌O、電極的絕緣層與媒介共同構(gòu)成了一個(gè)高頻濾波電路，于是，電場(chǎng)頻率低時(shí)，在介電 電泳系統(tǒng)中將需要提供更高的電壓以滿足驅(qū)動(dòng)微粒運(yùn)動(dòng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而提高了電能的消
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權(quán)利要求一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，包括混料箱、分離室及收集器，混料箱向分離室輸入混合物料并在分離室進(jìn)行分離，分離后的貴重金屬經(jīng)收集器收集，其特征在于(1)在混料箱上設(shè)置有進(jìn)料口，該混料箱的下部設(shè)置有進(jìn)水管，在混料箱上設(shè)置有出料管，該出料管連通介電電泳分離室，混料箱的下方設(shè)置介電電泳分離室；(2)介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內(nèi)的六個(gè)邊均固裝有一不銹鋼薄板電極，在對(duì)應(yīng)每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內(nèi)的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；(3)在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內(nèi)對(duì)應(yīng)絕緣電線電極下端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設(shè)置有循環(huán)出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，其特征在于在出料管 上設(shè)置有閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，其特征在于所述介電 電泳分離室是正六棱筒形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種回收貴重金屬的介電電泳分離系統(tǒng)，包括混料箱、分離室及收集器，所述介電電泳分離室為豎直的六棱筒形，在六棱筒內(nèi)的六個(gè)邊均固裝有一不銹鋼薄板電極，在對(duì)應(yīng)每一不銹鋼薄板電極的六棱筒內(nèi)的中軸部位均布安裝有一絕緣電線電極，在絕緣電線電極的下方安裝收集器；在介電電泳分離室下端同軸安裝有收集器，在收集器內(nèi)對(duì)應(yīng)絕緣電線電極下端安裝有一漏斗器，該漏斗器連通一輸出管，在收集器的下底部設(shè)置有循環(huán)出口。本實(shí)用新型通過(guò)使用物理化學(xué)中介電電泳原理獨(dú)特的高選擇性、高可控性捕獲貴重金屬?gòu)U物中未分離的貴重金屬顆粒以達(dá)到最大程度回收并將貴重金屬所可能造成的環(huán)境污染降低到最低，是一個(gè)全新的環(huán)保、高效、連續(xù)分離工藝用于分離回收尾礦和垃圾中的貴重金屬，環(huán)保節(jié)能，將有助于我國(guó)對(duì)貴重金屬貧礦及尾礦的貴重金屬的進(jìn)一步分離。
文檔編號(hào)B01D57/02GK201728058SQ20102028565
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者杜飛, 王冰 申請(qǐng)人:天津富金環(huán)境技術(shù)研究有限公司