CN1038596A - 选矿机 - Google Patents

Abstract

选矿机包括倾斜的中空壳体(1)和与壳体连接在一起的分离室(3)，分离室装有被处理物料输入管道(4)、被处理物料的重颗粒级输出管(5)和分离介质输入管(6)，分离介质输入管(7)安装在重颗粒级输出管(5)上。

Description

本发明涉及借助液体，尤其是借助水在重力场作用下分离固体物质的领域，更具体地说是涉及选矿机。

本发明能够在采矿、化学、石油工业中用于分离具有不同密度或粒度的颗粒，在上述工业中存在有分离颗粒的必要性。

矿体和砂矿的消耗，有用部分含量的不断减少要求处理全部大量的矿石，以满足人们对金属，尤其象金、铂、钨、铅、锡这类重金属的正常需要量，并且还要考虑到对这些金属需要量的增长，以及对这些金属的天然化合物，例如硫化物的需要量。

对生态学要求的增长，电能的不断涨价、在有用矿物采掘区的水资源缺乏，使得能够清楚地评价原有的矿物原料分选方法。在这方面，重力选矿方法没有竞争者。

已知的重力选矿设备一般有跳汰机、摇床和螺旋溜槽。所有这些设备的生产率是极低的，而前两种设备要消耗大量的水和电能。

因此，目前存在着创造根本上全新的选矿机的问题，这种选矿机应在确保高的矿物颗粒分离度的情况下，水和电能的消耗最低。

大多数这些生产设备的工作原理是基于：具有不同质量的被处理物料在液体中，例如在水或矿浆中自由和强制沉降速度的差别。在这种情况下，被处理的物料受到各种扰动，例如在不同平面上的摇动或振动以及脉动。

在有限空间中，带入连续流动的被处理物料流的上述扰动在短区    局部地实现。并能够顺利地将大颗粒（大金粒、铂、铋矿物、钨    和锡矿物）分离到重颗粒级中。但是在重颗粒级中没有分选出5-500μm的小颗粒，也包括特别细小（5-40μm）的颗粒，并且构成轻颗粒级，而且通常不能回收而损失。也就是说，在现有选矿机结构中一直没有解决细颗粒的精选问题。

已知的一种选矿机（US，A，4157951）包括在空间垂直布置的中空壳体，该壳体装有设置在靠近该壳体下端的分离介质输入管道、设置在靠近壳体上端的分离介质和轻颗粒级输出管道，以及设置在靠近壳体下端的重颗粒级输出管道。

将被处理的物料装入选矿机与分离介质混合。在壳体中，由于送进分离介质的原故形成从分离介质输入管道至轻颗粒级输出管道向上移动的被处理物料流。正在被处理的物料流使轻颗粒级向上运动并经过轻颗粒级输出管排出，而较高比重的重颗粒级集中在壳体下部并经过重颗粒级输出管排出。

已知的该选矿机适用于被分选物料的分级分离。在选矿机壳体中仅形成层状的向上移动的被处理物料流，这就不能使重颗粒级部分成为悬浮状态。这就减小了获得高质量选矿机的可能性。在该选矿机中不能利用靠近壳体内表面的被处理物料颗粒的摩擦作用，重颗粒级的小颗粒被向上移动的被处理物料流送出选矿机。

已知的该选矿机不能使重颗粒级的颗粒在重颗粒级输出管中达到高度聚集并且不能控制其聚集度，这就降低了被处理物料的分离效率。

另外一种已知的选矿机（GB，A，2003756）包括在空间倾斜布置的中空圆筒形壳体，该壳体装有将其分成两个相连室的分离隔板，这两个室通过设置在隔板内，并以相对于壳体纵轴轴向设置的导管相通。壳体上端装有被处理物料输入管，而壳体下端装有重颗粒级输出管。除此之外，壳体上还装有切向固定的用于输入和输出分离介质和轻颗粒级的附加管。

在已知的该选矿机中，全部被处理物料在涡流中处于悬浮状态，这就不能保证重颗粒级和轻颗粒级颗粒的高质量分离。

该已知的选矿机也不能使重颗粒级的颗粒在重颗粒级输出管中达到高度聚集。并且不能在不同种类矿物原料的分选过程中控制重颗粒级的颗粒聚集度。

与本发明最相近的技术解决方案是选矿机（GB，A，2164589），它包括用于装入被处理物料的倾斜布置的椭圆形中空壳体，该壳体带有被处理物料输入管、分离介质输入管和被处理物料的轻颗粒级和重颗粒级输出管。

该选矿机规定要形成一列连续的涡流区，在该涡流区中进行重颗粒级和轻颗粒级的分离。来自强涡流中的重颗粒级的细小颗粒来不及向选矿机底部移动，并且与轻颗粒级一起被送出。这就不能使分离被处理物料颗粒级的流体动力学条件最佳化，也就是不能形成这样的被处理物料流，即具有逐渐变成有近壁效应的层流的局部涡流。该选矿机不能使重颗粒级的颗粒在分离室和重颗粒级输出管中达到高度聚集，并不能在不同种类矿物原料的分选过程中控制重颗粒级的颗粒聚集度。

本发明的任务是创立这样的选矿机，该选矿机应能够在分离室和重颗粒级输出管中提高被处理物料的重颗粒级的颗粒聚集度，并且能够控制重颗粒级的品级（该品级取决于对最终产品的质量和被处理原料经费的需求），这样就能够提高被处理物料的轻颗粒级和重颗粒级的分离效率。

上述任务是这样解决的，选矿机包括倾斜的椭圆形中空壳体、至少两根分离介质输入管、被处理物料输入管和被处理物料的轻、重颗粒级输出管，按照本发明，选矿机还包括与壳体纵轴同心布置的分离室，分离室的内腔在其下部与壳体的内腔相通，分离室装有与壳体纵轴同心布置的被处理物料输入管、重颗粒级输出管和第一根分离介质输入管、而第二根分离介质输入管被接到被处理物料的重颗粒级输出管的自由端区。

分离室与壳体的横截面面积比最好为1.1-3。

壳体与分离室的长度比可以是3-10。

第二根分离介质输入管以与重颗粒级输出管相切的方式安装在该管上是适宜的。

重颗粒级输出管装有带校准孔的盖是合理的。

利用上述选矿机使得能够形成紧凑的组件设备，该设备被用于在连续工作状态下分选5-500μm的大范围粒度的矿物颗粒，并且能够在10-80的大范围内改变被处理物料的密集度。在一台选矿机中颗粒精选度可达到80。这种选矿机在工作时不污染环境，并且只消耗最小量的水，而且水还可以重复使用。这种选矿机不消耗或只消耗极小量的电能。把被处理物料送进选矿机壳体中的必需压力是1×10⁴-3×10⁴帕。

下面用具体实施结构和附图解释本发明，其中：

图1是按照本发明的选矿机的纵剖面全视图。

图2是按照本发明沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖面放大图。

选矿机包括外形随纵轴2延伸的中空壳体1（图1），该壳体在空间与水平面成γ倾角布置。γ角的数值选择在30-85°的范围内。

该选矿机包括与壳体纵轴2同心设置并与壳体底部连接在一起的分离室3，而且分离室3的内腔与壳体1相互连通。

分离室3装有与壳体1纵轴2同心设置的被处理物料管道4、重颗粒级输出管5和分离介质输入管6。分离介质管7切向地安装在被处理物料的重颗粒级输出管5上。这些管的内腔相通。重颗粒级输出管5装有设置在该管的自由端上、带有校准孔9的盖8。

该选矿机还装有设置在靠近壳体1上端的轻颗粒级输出管10。

被处理的物料11按箭头α的方向经由管道4进入。被处理物料输入管道4至少部分地伸入壳体1中，在管道4的外表面和壳体1的内表面之间形成间隙12。

分离介质按箭头P的方向经过管6进入分离室3。重颗粒级13经过管5按箭头β排出。轻颗粒级14经过管10按箭头θ排出。

经过管7按箭头P′的方向输入附加的分离介质液流，该液流在管5中沿箭头ω（图2）方向形成对重颗粒级的颗粒13（图1）起作用的扰动，由于除去较多的轻颗粒而提高了重颗粒级的颗粒品级。

盖8中的校准孔9能够调节来自管5的重颗粒级13的卸料速度，并且能够控制通过管道7进入管5中的分离介质液流的扰动特性。

分离室3和壳体1的横截面面积比在1.1-3的范围内。

壳体1的长度L与分离室3的长度L′之比在3-10的范围内。

图2是沿图1Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。

分离介质输入管7与管5相切布置，以便在管5中沿箭头ω形成分离介质和重颗粒级的旋转液流。这种旋转液流有助于将轻颗粒级的颗粒14从重颗粒级13中分离出来。从而提高这些颗粒级的分离效率。

该选矿机按以下方式工作。

含有矿物颗粒和液体混合物的被处理物料11（图1）经过被处理物料输入管道4送入壳体1中。分离介质，例如水经过管道被送入分离室3并与被处理物料11在壳体1中混合。在这种情况下，由于在与水混合时这些物料性质的非均质性，在被处理的物料流11中形成涡流的扰动。已得到的混合物由于涡流扰动进入悬浮状态，此时，在被处理的物料流11中进行颗粒的分离。构成重颗粒级13的下沉固体颗粒经过间隙12进入分离室3中，并接着通过管5，而作为输送液流被使用的液体部分经过管6进入分离室3。被处理物料11的轻颗粒，即由被处理物料流11引入的轻颗粒级14，沿倾斜的壳体1向上移动进入强制状态，接着进入轻颗粒级输出管10。被处理的物料11在重力、摩擦力、推进力以及取决于被处理物料粘滞性而对被处理物料中的矿物颗粒移动的阻力的作用下，沿倾斜壳体1前进的过程中，进行被处理物料11的分离。被处理物料11中下落的最重颗粒13在重力作用下沿壳体1的近壁层、逆着在壳体内的被处理物料流11的移动方向而移动。近壁层的形成与被处理物料流11和靠近壳体1内表面的分离介质存在摩擦力有关。由壳体1的内表面、被处理物料输入管道4的外表面和水流所引起的局部涡流的存在有助于分选在近壁层中移动的重颗粒13。重颗粒13进入间隙12后，在该处与水流混合，靠被处理物料11与水混合时的不均质性所引起的局部涡流对这些重颗粒13进行补充分选。来自间隙12的重颗粒级13的颗粒进入分离室3，分离室的横截面面积大于壳体1的横截面面积。

接着重颗粒级13的颗粒进入管5，在其中通过管7输入的分离介质液流的作用对其进行与较轻颗粒分离的补充分选。通过管6和管7的分离介质进入分离室3，在该室的局部范围形成相对于被处理物料来说是过剩的分离介质。这有助于洗选被处理物料，尤其是重颗粒级的颗粒。分离室3和壳体1中的速度梯度有助于提高重颗粒级颗粒在分离室3和管5中的聚集。盖8上的校准孔9的存在使得能够借助在管5中向上移动的分离介质流的变化来控制扰动流。

因此，利用本发明的选矿机能够提高被处理物料中重颗粒级颗粒的聚集度，并且能保证重颗粒级的品级控制。

分离室3与壳体1的横截面面积之比在1.1-3的范围内。这就有助于在分离室3和间隙12内部形成分离介质最佳的速度梯度。在这种情况下，进行重颗粒级颗粒13与轻颗粒级颗粒14分离的强化分选。该面积比降至小于1.1，则导致分离室3中的分离介质流的速度梯度降低，这就不能有效地分选重颗粒级13的颗粒。分离室3与壳体1的横截面面积比增大至大于3是不适宜的，因为在这种情况下，分离室部分主要被分离介质充满并几乎不含有被处理物料11。因此，在分离室3中不能进行被处理物料的分选。

壳体1与分离室3的长度比在3-10的范围内，这有助于形成分离介质和被处理物料液流的最佳速度梯度，同时有助于保证分离室中被处理物料的最佳分选。

在该长度比低于3时，分离室3主要被分离介质充满，并几乎不含被处理物料，因此，不能进行被处理物料的分选。长度比增大至大于10就会导致被处理物料既聚集在壳体1中，又聚集在分离室3中，这就实际上同样在室3中不能保证被处理物料的有效分选。

因此，由于在分离室和壳体中的分离介质和被处理物料的液流形成速度梯度。由于在分离室中分离介质的过剩，以及由于在重颗粒级输出管中利用分离介质进行重颗粒级的补充分选，所以在推荐的选矿机中能够高效率地实现被处理物料的分离。

Claims (8)

1、一种选矿机，它包括倾斜的椭圆形中空壳体(1)，至少有分离介质输入管(6，7)、被处理物料输入管道(4)、以及适当的被处理物料的轻颗粒级和重颗粒级输出管(10，5)，其特征在于，该选矿机包括与壳体(1)的纵轴(2)同心设置的分离室(3)，分离室的内腔与壳体(1)的内腔在壳体下部相互连通，分离室装有与壳体(1)的纵轴(2)同心设置的被处理物料输入管道(4)，重颗粒级输出管(5)和分离介质输入管(6)，而分离介质输入管(7)连接到被处理物料(11)的重颗粒级输出管(5)的自由端区上。

2、按照权利要求1的选矿机，其特征在于，分离室（3）与壳体（1）的横截面面积比在1.1-3的范围内。

3、按照权利要求1的选矿机，其特征在于，壳体（1）与分离室（3）的长度比在3-10的范围内。

4、按照权利要求1的选矿机，其特征在于，分离介质输入管（7）以与重颗粒级输出管（5）相切的方式安装在管（5）上。

5、按照权利要求3的选矿机，其特征在于，分离介质输入管（7）以与重颗粒级输出管（5）相切的方式安装在管（5）上。

6、按照权利要求1或2的选矿机，其特征在于，重颗粒级输出管（5）装有带校准孔（9）的盖（8）。

7、按照权利要求3的选矿机，其特征在于，重颗粒级输出管（5）装有带校准孔（9）的盖（8）。

8、按照权利要求4的选矿机，其特征在于，重颗粒级输出管（5）装有带校准孔（9）的盖（8）。