CN110064501B - 一种注水式石英砂分选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石英砂加工技术领域，公开了一种注水式石英砂分选方法，在分选箱内进行分选，包括以下步骤：步骤A、通入清水，向分选箱内持续通入清水，清水的水流方向朝向上，并将清水的流量调节至1T/H～100T/H；步骤B、通入砂水混合物，将石英砂颗粒和清水混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内；步骤C、完成分选，分选完成后，将分选箱内的石英砂颗粒排出并收集。本发明结构简单，能够对石英砂进行快速筛选。

Description

一种注水式石英砂分选方法
技术领域
本发明涉及石英砂加工技术领域，具体涉及一种注水式石英砂分选方法。
背景技术
目前国内对石英砂的生产流程主要包括：采矿、破碎、清洗、烘干、分选等，其中分选普遍采用振动筛分机进行，振动筛分机内具有多层筛板，即每层筛板根据设定颗粒度进行分筛，以获取不同粒度(目数)的石英砂，但这样的筛分方式存在很多问题，首先分选后的石英砂粒度不均匀，在较大的砂粒中容易混入一些细小颗粒，使分筛后的标准砂由于目数大小不同，造成成品砂粒度分布不达标的问题；其次振动筛分机在工作过程中，由于砂粒之间或砂粒与筛板之间的撞击，产生大量的粉尘，而粉尘主要的成分二氧化硅对人体有极大的健康威胁，如果振动筛密封不严实，这些粉尘就会在生产区域四处飞扬，同时分选之后的砂粒还需要进一步清洗，最后由于砂粒在分选过程中，砂粒与振动筛的筛板不断的撞击，使得筛板的耐久度下降，使得筛板在使用一段时间后就需要更换。因此采用振动筛分的方式只适用于小批量的生产。
而目前石英砂常规的工艺流程，在分选之前均需要对破碎的砂粒进行清洗和烘干处理，使得生产工艺较长，不适合于石英砂产量较大的企业，基于上述问题，申请人研发出了一种能够缩短石英砂生产流程的分选方法。
发明内容
本发明意在提供一种注水式石英砂分选方法，以满足在分选石英砂时即可完成清洗，缩短了石英砂的生产流程的要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种注水式石英砂分选方法，在分选箱内进行分选，包括以下步骤：
步骤A、通入清水
向分选箱内持续通入清水，清水的水流方向朝向上，并将清水的流量调节至1T/H～100T/H；
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和清水混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内；
步骤C、完成分选
分选完成后，将分选箱内的石英砂颗粒排出并收集。
本发明的原理以及有益效果：
1、步骤A中，通过限定清水的流量，使得清水通入分选箱内所产生的向上的作用力大小范围确定，石英砂在分选箱内受到的竖直方向的作用力包括自身重力、浮力以及向上的水力，重力和浮力难以人为改变，因此通过控制向上的水力，可以控制石英砂颗粒在分选箱内向下的沉降速率。
假设本方案中没有清水所提供的竖直方向的作用力，那么砂粒在竖直方向的受力就是固定的，假设a粒度大小的石英砂粒在竖直方向受力固定的情况下，沉降在了分选箱内，那么不大于a粒度大小的石英砂粒就不会发生沉降，那么不大于a粒度大小的砂粒就会在水平作用力下被排出分选箱，这样就能够对石英砂原料进行分选，以获得更高粒度分布的砂粒。
2、步骤A中，持续通入清水且清水的水流方向朝向上，石英砂在分选箱内受到水流的作用分散开，悬浮在水里同时受到持续向上的水力冲刷作用，实现对砂粒的清洗，因此采用本技术方案无需在分选前对石英砂进行清洗步骤，极大的缩短了石英砂的生产工艺流程，极大的提高了石英砂生产的效率。
3、步骤B中，将砂水混合物通过水流作用输送至分选箱内，相比直接使用传送带将石英砂传送到分选箱内，本申请中利用水流作用输送石英砂，可以减少石英砂进入到分选箱内的动能，避免石英砂的初始动能影响分选效果。
4、与传统的筛网筛分相比，本申请通过水进行筛分，可以有效的减少筛网筛分过程中，粉尘的量，还能够避免因筛网堵塞而无法进行大量筛分的缺陷。
进一步，所述步骤A中，清水通过供水管从分选箱的底部通入，供水管上端高出分选箱的底壁。相比从分选腔的侧壁通入清水，为使得清水具有向上的水流方向，需要在分选腔侧壁开设倾斜的孔供清水通入，斜孔不易加工；而从分选腔的底部通入清水，只需要将清水向上通即可，更为方便。
进一步，所述供水管的管径为10cm～30cm。供水管的管径为10cm～30cm，管径不大于10cm流出的量不是很足，需要设置更多根供水管，大于30cm的管道占用分选箱的空间过大。
进一步，在步骤B中，通过超声波发生器给予分选箱内的石英砂颗粒超声波作用力，调节超声波发生器的频率为28KHz～42KHz。设置超声波发生器进行超声清洗，超声波发生器产生的超声波通过水流作用在石英砂颗粒上，使得石英砂颗粒表面附着的泥粉掉落，由于石英砂颗粒的形状并不规整，较小的缝隙内的泥粉仅通过水流作用较难清洗干净，使用超声波进行清洗，使得石英砂颗粒的洁净度更高。
进一步，2s～4s的时间内间歇启动超声波发生器。砂粒持续受到超声波和水流的作用时，相同粒度砂粒在分选腔内受到的合力是一定的，而在突然关闭超声波发生器后，砂粒受到的作用力减少一个，打破砂粒原先受到的合力，使得砂粒之前的运动轨迹发生一定的改变，而再突然开启超声波发生器，使得砂粒的运动轨迹再恢复，在此过程中，砂粒发生了一定程度的振动，对砂粒的清洗效果较好。
进一步，超声波发生器安装分选箱的上部。由于刚进入分选箱的砂水混合物未经过清洗，上面附着的泥粉或细粉较多，因此可通过超声波发生器快速与砂水混合物接触，从而达到快速清洗的目的。
进一步，所述步骤B中，砂水混合物的石英砂的含量不大于50％。砂水混合物的比例越大，石英砂含量越多，石英砂在分选箱内的量就越多，分选出的石英砂就越多。
进一步，述超声波发生器电连接有控制器，通过控制器控制超声波发生器的启闭。通过控制器对超声波发生器进行控制，减少人工操作，从而减少操作步骤。
进一步，通过至少两根供水管向分选箱通入清水。至少两根供水管可以保证充足的进水量。
进一步，通过阀门限制供水管的流量。供水管可以通过阀门进行调节供水管的进水量。
附图说明
图1为本发明实施例1至13的示意图；
图2为图1的A部分放大图；
图3为实施例14的喷水盘的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：分选箱1、进砂口3、排砂口5、总管6、供水管7、喷水盘8、水腔9、喷水口10、清砂管11。
一种注水式石英砂分选方法，实施例1至实施例13中涉及的各参数如表1所示：
表1
Figure BDA0002047669300000041
下面以实施例1为例，阐述本发明一种分选石英砂的方法，使用一种分选箱1，如附图1所示，分选箱1的右侧设置有供砂水混合物进入的进砂口3，分选箱1的左侧设有出砂口。分选箱1的底部中心处设有可启闭的排砂口5，具体的，分选箱1底部滑动连接有可遮挡排砂口5的底板，分选箱1的底部均设有呈倒锥形的导流部。
分选箱1上设置有若干根垂直向上的供水管7，所有供水管7的直径一致，本实施例中供水管7直径均为10cm，供水管7贯穿导流部并延伸至分选箱1内，多根供水管7以排砂口5为圆心沿导流部周向均布，且多根供水管7的上端平齐。分选箱1内的多根供水管7下端连通在一根总管6上，总管6连通有水泵。供水管7上均设置有可调节的阀门，阀门位于分选箱1外部的供水管7上。
供水管7上端均连通有喷水件，本实施例中，结合图2所示，喷水件为固定在供水管7上端的喷水盘8，喷水盘8尺寸均一致。喷水盘8顶部呈向上凸起的弧形，即喷水盘8上端类似于半球形。喷水盘8内设有与供水管7连通的水腔9，喷水盘8的侧壁沿周向设有若干与水腔9连通的喷水孔，喷水孔远离喷水盘8轴线的一端倾斜向上，且多个喷水孔的倾斜角度一致。
分选箱1的右侧壁上部且位于进砂口3的下方安装有超声波发生器(如何安装可参考现有的超声波清洗机，本实施例中不做赘述)，超声波发生器的型号为：科美达/KMD-28，超声波发生器的频率为28khz-42khz，且沿砂水混合物的流动方向，超声波发生器的频率逐级递减。超声波发生器电连接有控制器，控制器的型号为：FX1N10MRMT，控制器在2s～4s内间歇性启闭超声波发生器。
包括以下步骤：
步骤A、通入清水
开启水泵，向总管6和供水管7供水，供水管7内的水通过喷水盘8且从喷水口10排出，如此达到向分选箱1内持续通入清水的目的，由于喷水口10倾斜向上，也使得清水的水流方向朝上，如此提供一个向上的分力，并且通过阀门将清水的流量调节至1T/H。
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和清水混合物形成砂水混合物，且石英砂含量为10.1％，混合方式可采用常规的混合方式，例如使用现有的混凝土搅拌机，此处不再赘述。将砂水混合物以100M3/H的流量从进砂口3送入到分选箱1内，当砂水混合物从进砂口3进入到分选箱1内，受到水流作用分散开，同时供水管7持续供水，通过喷水孔喷出的水流具有向上的分力，可降低石英砂颗粒的在分选箱1内的沉降速度。粒度最大的砂粒克服喷水孔向上的水力作用(竖直方向的作用力)沉降到分选箱1的底部，其余粒度的砂粒随着最初进入的砂水混合物的水流作用(水平方向的作用力)从出砂口排出。控制器会间歇启动超声波发生器，超声波发生器产生的超声波通过水流作用在石英砂颗粒上，使得石英砂颗粒表面附着的泥粉掉落，由于石英砂颗粒的形状并不规整，较小的缝隙内的泥粉仅通过水流作用较难清洗干净，使用超声波配合水力作用进行清洗，使得石英砂颗粒的洁净度更高。
步骤C、完成分选
实施例14：
与实施例1的区别，如附图3所述，仅在于步骤B中使用的喷水盘8结构不同。具体的，喷水盘8转动连接在供水管上，同一喷水盘8上的喷水孔均沿着水腔圆周的同一方向倾斜设置，水流在经水腔从各喷水孔排出的同时，喷水盘8受到水流逆时针(或逆时针)方向的推力，从而发生转动。在喷水盘8底部设有清砂孔，为降低清砂孔的分流，本实施例中清砂孔只设有一个，在清砂孔处粘接有清砂管11，本实施例中清砂管11为橡胶管，清砂管11的出口朝向供水管的根部。
由于各分选腔的底部均设置为对砂粒进行导流的锥形，因此砂粒会沿着分选腔的底部流动从排砂口排出，这个过程中，部分砂粒会堆积在供水管的根部，使得这部分砂粒无法排出，因此在水腔的底部设置清砂孔，水腔中部分清水会从清砂孔排出，从而作用在供水管的根部，将该处的砂粒冲走。这样从清砂孔经清砂管11排出的清水能够直接冲刷到供水管的根部，将堆积在供水管根部的砂粒冲刷走。
分选完成后，将底板从排砂口5滑出，排砂口5打开，将分选箱1内的石英砂颗粒排出并收集，并收集从出砂口排出的石英砂颗粒。
通过粒度检测仪，分别检测从排砂口收集的石英砂颗粒、从出砂口收集的石英砂颗粒的粒度(均取5次测量的平均粒度，四舍五入取整)，具体如表2：
表2
Figure BDA0002047669300000061
上述表格中，实施例1至实施例3中，改变砂水混合物的比例，对分选箱1内的分选的石英砂颗粒的粒度影响不大，实施例4至实施例6中，改变注入分选箱1的清水流量，即改变了竖直方向的分力，清水流量逐渐增大，分选箱1内分选的石英砂颗粒的粒度逐渐增大，出砂口的石英砂颗粒的粒度也逐渐增大，因此石英砂的分选与清水的流量具有较大的联系。
实施例7和实施例8中，改变注入砂水混合物的注入流量，即增大水平方向的分力，水平分力增大，出砂口的石英砂颗粒逐渐增大，则水平分力对出砂口的石英砂的粒度影响较大，分选箱1内的石英砂粒度也增大。
实施例8和实施例9中，砂水混合物的注入量增大，清水的流量增大，分选箱1和出砂口的石英砂颗粒的粒度均增大。综上所述，石英砂颗粒的筛选，受到水平力(砂水混合物的注入流量)和竖直分力(注入分选箱1的清水流量)的影响。
实施例10至实施例13中，逐渐增大超声波发生器的频率，发现出砂口的石英砂粒度基本相同，分选箱1内的石英砂粒度也基本相同。通过实施例14的分选结果可以看出，改变喷水盘8的结构后，对分选的粒度影响不大，但改变喷水盘8的结构后，在排出砂粒时，可明显看出砂粒在分选腔底部堆积的情况改善，更方便排出砂粒。
综上所述，筛选某一粒度的石英砂颗粒时，可以改变砂水混合物注入流量，从而改变水平分力、改变注入分选箱清水的流量，从而改变竖直分力，以达到筛选出该粒度石英砂的目的。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种注水式石英砂分选方法，其特征在于：在分选箱内进行分选，分选箱的右侧设置有供砂水混合物进入的进砂口，分选箱的左侧设有出砂口；分选箱的底部中心处设有可启闭的排砂口，分选箱的底部设有呈倒锥形的导流部，包括以下步骤：
步骤A、通入清水
通过高出分选箱底壁的供水管向分选箱内持续通入清水，清水的水流方向朝向上，并将清水的流量调节至1T/H～100T/H，供水管上转动连接有喷水盘，喷水盘上设置有水腔，喷水盘的侧壁沿周向设有若干与水腔连通的喷水孔，喷水孔均沿着水腔圆周的同一方向倾斜设置，喷水盘底部设置有清砂孔，清砂孔处粘接有清砂管，清砂管的出口朝向供水管的根部；
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和清水混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内,通过超声波发生器给予分选箱内的石英砂颗粒超声波作用力，调节超声波发生器的频率为28KHz～42KHz；
步骤C、完成分选
分选完成后，将分选箱内的石英砂颗粒排出并收集。
2.根据权利要求1所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：所述供水管的管径为10cm～30cm。
3.根据权利要求2所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：2s～4s的时间内间歇启动超声波发生器。
4.根据权利要求1或3任意一项所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：超声波发生器安装在分选箱的上部。
5.根据权利要求1所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：所述步骤B中，砂水混合物的石英砂的含量不大于50%。
6.根据权利要求5所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：所述超声波发生器电连接有控制器，通过控制器控制超声波发生器的启闭。
7.根据权利要求3所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：通过至少两根供水管向分选箱通入清水。
8.根据权利要求7所述的注水式石英砂分选方法，其特征在于：通过阀门限制供水管的流量。
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