CN114453235B - 一种臂式自动筛分设备及其用于选矿厂矿浆粒度筛分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臂式自动筛分设备及其用于选矿厂矿浆粒度筛分的方法，该装置包括摆动***、套筛箱和套筛冲洗水***；所述摆动***主体包括由偏心轮、推杆机构组成的往复运动部分以及由橡胶弹簧作连接件的摆动部分。摆动部分由固定机架、可动机架和橡胶弹簧构成，固定机架与可动机架通过橡胶弹簧相连接，偏心轮随电机转动产生的不平衡质量力使得可动机架摆动，配合套筛冲洗水进行筛分。筛分完毕后通过步进电机将套筛整体旋转一个角度，方便冲洗水带走矿浆，使得矿浆从排矿口排出。该装置能够模拟实际选矿厂中的筛分操作，取代工人反复的机械操作，能实现矿浆的自动筛分；且利用该装置筛分矿浆的方法过程简单、操作方便，满足工业化生产。

Description

一种臂式自动筛分设备及其用于选矿厂矿浆粒度筛分的方法

技术领域

本发明涉及一种臂式自动筛分设备，特别涉及一种臂式自动筛分设备及其用于选矿厂矿浆粒度筛分的方法，属于选矿技术领域。

背景技术

浮选技术自19世纪末产生以来，经过一百多年的发展，技术不断发展完善，浮选已经成为选矿的最主要手段。而矿物的粒度是影响矿物浮选的关键因素之一。研究表明，泡沫浮选的最佳粒度范围在5～75μm之间。高密度矿物的浮选粒度上限是0.1～0.3mm；低密度矿物相应为0.3～0.5mm。矿物粒度过细或过粗都不利于矿物的浮选回收。Trhar的研究结果表明：锡石、黑钨矿、重晶石、萤石、石英等矿物的浮选粒度界限分别为3～20μm、20～50μm、10～30μm、10～90μm、9～50μm。超出最佳粒度范围时，不论硫化矿还是氧化矿浮选指标均明显恶化。大量研究结果表明，不同粒级具有不同的浮选速率，最佳浮选粒度范围以外的粒级，浮选速率系数(数值)明显变小。由此可见，入选矿物的粒度组成信息对后续浮选的指标有着重要的影响，如何得到可靠、准确，并且能够实时反映选矿厂当前矿浆粒度组成的信息显得尤为重要。

目前，颗粒粒径的测量方法有很多种，如筛分法、沉降法、显微镜法、马尔文激光粒度测量、库尔特全自动颗粒粒径分析、颗粒计数器分析、电感应法等。在科学研究中，筛分法和马尔文激光粒度测量法是比较常用的两种粒径测量手段，其中筛分法是颗粒粒径测量中最为通用也最为直观的方法，筛分法的优点是原理简单、直观，操作方便，易于实施，这也是其获得广泛应用的重要原因。

摇摆筛是筛分机械众多结构中的一种特殊形式，其特有的多种适应性使其在许多行业中得到广泛应用。

摇摆筛因其圆形筛面的摇摆运动方式而得名，驱动方式为机械偏心和偏角度的强制驱动方式。整个筒型筛箱被空间运动的摇摆轴带动进行摇摆运动，属于机械式摇摆运动筛。摇摆筛的基本结构形式形成于1999年,德国的G.Kainz作为发明人获得欧洲专利授权。G.Kainz也是1995年成立的德国GKM筛分技术有限公司的缔造者。随后摇摆筛开始迅猛地发展，先后有多项技术获得欧洲或德国专利授权，如德国Allgaier筛分技术有限公司发明的用于更换筛网的气液动提升装置和筛分机某粒级产量检测***，德国Minox筛分技术有限公司的筒型筛箱拉紧装置等。摇摆筛通过特殊的机械结构设计实现了仿效人工筛分的原理，融合了手工筛分动作中水平面摇动和垂直向上抛簸运动这两种形式，增加了切向抛簸运动。三种运动形式经过调整和有利组合，可以实现物料在筛面的均匀分布、合理抛跳的螺旋向外三维空间复杂运动，有效地利用了全部圆形筛面，提高了筛分效率；有效解决了细粒级物料的干法和湿法筛分透筛困难问题。通过偏心、径向偏角和切向偏角的合理调节可以实现预定的各种运动模式，适合于许多行业不同物料的有效筛分；可以作为工艺***的检查筛分、分级筛分；可以筛分粒状或者粉状物料，最细可以达到微米级。多层的筒型筛箱设计可以提高产量，增加不同粒级的产品数量。通过合理调节筛机摇摆参数可以实现轻柔筛分，特别适合于个别特殊结团材料的保护性筛分。

摇摆筛的结构特点使其很容易实现大型化，目前世界上最大摇摆筛机的直径达2.9m；摇摆筛的控制相对容易，它的偏心量、径向倾角和切向倾角易于调节，以实现预定的筛上物料运动轨迹，达到理想的筛分效率和产量；摇摆筛的最大优点还体现在深度筛分，依靠慢速旋转运动和形式多样的筛网清理装置保证了摇摆筛可以对不同的物料进行深度筛分，筛分粒径可以达到0.1mm，筛分效率达到99％；摇摆筛具有较小的动负荷和振动噪声，安装和布置受到的限制较小。摇摆筛自从发明并形成定型产品以来，多种适应性使其在矿业、食品化工、铸造、磨料磨具、建材、医药、轻工、木材造纸、制糖、制盐、粮食加工和化肥等许多行业得到广泛的应用。摇摆筛主要用于对各种粒状和粉状物料进行干式筛分。针对具体物料特性，筛机和***经特殊设计后也可进行湿式筛分，筛分分级粒径可以从几十毫米到几微米。摇摆筛可用于许多矿物的干法分级筛分，如铝矾土、石灰石、高岭土和硅藻土等。德国Allgaier筛分技术有限公司利用TSM2600型摇摆筛处理石灰石粉的产量为25t/h，底层筛网分级粒径为0.25mm，5层筛网，最多6个产品，筛分效率可达95％。

发明内容

针对现有振动筛分技术中存在的效率低、深度筛分不足等缺陷，本发明的目的是在于提供一种能高效、可靠，低成本实现选矿厂矿样自动筛分的臂式自动筛分设备，该装置可以实现取样和筛分的自动化作业，操作方便，有利于工业应用。

本发明的另一个目的是在于提供一种臂式自动筛分设备在选矿厂中取样筛分方法的应用，能够高效、可靠，低成本实现选矿厂矿样自动筛分的臂式自动筛分，且过程简单、操作方便，满足工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明设计了一种臂式自动筛分设备，所述臂式自动筛分设备：

包括摆动***、套筛箱和套筛冲洗水***；

所述摆动***主体为由偏心轮、推杆机构组成的往复运动部分以及由橡胶弹簧作连接件的摆动部分；

所述往复运动部分通过电机驱动偏心轮、偏心轮与推杆高副接触的形式实现，推杆的复位采用弹簧、滑块机构实现；摆动部分由固定机架、可动机架和橡胶弹簧构成，固定机架与可动机架通过橡胶弹簧相连接；

所述套筛箱与机械臂之间通过步进电机的转轴连接，所述步进电机固定连接在机械臂上；所述机械臂与滑块固定相连，滑块与推杆之间呈高副连接，滑块可在导轨上水平运动，滑块与弹簧一端连接，弹簧另一侧与固定端连接，所述套筛箱呈悬空设置；所述套筛箱的侧面设有排矿口；

所述套筛冲洗水***可以在筛分完毕后通过步进电机将套筛整体旋转一个角度，方便冲洗水带走矿浆，使得矿浆从排矿口排出。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述偏心轮偏心距为5cm～10cm。

本发明一种臂式自动筛分设备；推杆与偏心轮接触部分加装滚轮。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述推杆与偏心轮运动中心在同一水平线上。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述套筛箱上部开口，底部封闭；套筛箱内不同孔径的筛网等距平行布置。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述套筛箱内筛网下部与排矿口连通；两个相邻排矿口之间只设置一层筛网。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述排矿口斜着朝上设计且与水平方向呈30°夹角。

本发明一种臂式自动筛分设备；所述步进电机每次动作的旋转角度为45°，且顺时针旋转后等待3分钟进行逆时针旋转归位。

本发明一种臂式自动筛分设备用于选矿厂中矿浆筛分的方法，将矿浆从套筛冲洗水***的进浆口进入套筛箱，同时开启摆动***的电动机使摆动***作不平衡的摆动，同时开启冲洗水使得矿浆颗粒从上至下通过多层套筛，不同粒径的矿物颗粒滞留在不同层的筛网之上；摆动过程持续8-15分钟后，停止摆动***的运动，同时套筛冲洗水***中的步进电机将套筛箱顺时针旋转45°，配合冲洗水将不同层筛网上的矿物颗粒冲洗至排矿口。

本发明一种臂式自动筛分设备用于选矿厂中矿浆筛分的方法，所述摆动部分电机转速为300r/min～500r/min。

本发明一种臂式自动筛分设备用于选矿厂中矿浆筛分的方法，所述排矿口与软管相连接。

设计原理依据：本发明中摆动筛分的主要原理是利用偏心轮和推杆机构组成的往复运动配合橡胶弹簧实现不规则的摆动，其中由于推杆的水平布置，推杆的复位采用滑块、导轨和弹簧的组合，同时为避免偏心轮与推杆接触部分的过度磨损，推杆与偏心轮接触部分加装了滚轮，以滚动摩擦代替滑动摩擦以减少磨损；筛分冲洗部分采用步进电机自动调整角度，方便筛网在筛分后起到导流作用配合冲洗水将矿物颗粒冲洗至排矿口。

本发明的技术方案中矿浆筛分不仅适用于选矿厂，一般包含固体颗粒悬浮物的液体都能采用本发明的臂式自动筛分设备进行筛分处理。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果：

1、本发明的臂式自动筛分设备采用了不同于振动筛分的摇动筛分原理，能够深度地对矿浆中的颗粒进行筛分，相比于传统的振动筛分更加精确，对后续选矿厂中的浮选提供了更准确的给料粒度信息。该装置中的偏心轮随电机转动产生的不平衡质量力使得可动机架摆动，配合弹簧8、滑块9，导轨10，推杆11和机械臂14达到多维度震动的目的，该多维震动通过机械机械臂14传递给套筛，实现套筛的多维震动，同时配合套筛冲洗水进行深度筛分，能够模拟实际选矿厂中的筛分操作，取代工人反复的机械操作，能实现矿浆的自动筛分。套筛冲洗水***可以在筛分完毕后通过步进电机将套筛整体旋转一个角度，方便冲洗水带走矿浆，使得矿浆从排矿口排出。弥补了现有选矿厂中的人工取样筛分劳动强度大、反复的机械操作时间长等问题，实现了矿浆深度的自动化筛分。

2、本发明的臂式自动筛分设备在取样筛分过程中不需要人工操作，配合PLC等简单的控制***即可实现自动化筛分，过程简单、操作方便，满足工业化生产。

附图说明

图1为本发明的臂式自动筛分设备截面简图；

其中，1为防尘罩，2为偏心轮，3为换向器，4为可动机架，5为橡胶弹簧，6为电动机，7为固定机架，8为弹簧，9为滑块，10为导轨，11为推杆，12为冲洗水，13为进浆口，14为机械臂，15为步进电机，16为套筛箱，17为排矿口

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。

以下实施例中涉及的臂式自动筛分设备如图1所示。高通量磁性固液分离装置主体包括激磁***和离心分选***。所述包括摆动***和套筛冲洗水***，摆动***主体为由偏心轮2、推杆11、导轨10、弹簧8、滑块9组成的往复运动部分以及由橡胶弹簧5作连接件的摆动部分；摆动部分由固定机架7、可动机架4和橡胶弹簧5构成，固定机架7与可动机架4通过橡胶弹簧5相连接，整个摆动部分由电动机6提供动力，电动机6驱动偏心轮2，使偏心轮2带动推杆11运动，推杆11、机械臂14和滑块9固定连接，通过滑块9与导轨10的移动副可使推杆11及机械臂14水平运动，弹簧8可使推杆、滑块、机械臂***复位；所述套筛冲洗水***主体包括冲洗水12、套筛箱16和排矿口17，套筛冲洗水***的偏转由步进电机15实现，套筛箱16与机械臂14之间通过步进电机的转轴连接，所述步进电机15固定连接在机械臂上。所述套筛箱呈悬空设置状态。

本发明的臂式自动筛分设备用于选矿厂中矿浆筛分的过程：将矿浆从套筛冲洗水***的进浆口进入套筛箱，同时开启摆动***的电动机使摆动***作不平衡的摆动，同时开启冲洗水使得矿浆颗粒从上至下通过多层套筛，不同粒径的矿物颗粒滞留在不同层的筛网之上；摆动过程持续约10分钟后，停止摆动***的运动，同时套筛冲洗水***中的步进电机将套筛箱顺时针旋转45°，配合冲洗水将不同层筛网上的矿物颗粒冲洗至排矿口，实现矿浆颗粒深度筛分。

实施例1

利用本发明臂式自动筛分设备及用于处理选矿厂矿浆的方法处理湖南郴州某矿山的矿浆，打开进浆口、冲洗水以及启动摆动***，摆动过程持续15分钟，停止摆动后将矿浆排出并收集，各粒级烘干后称重得到-800目417.5g、+800目～-400目51.2g、+400目～-200目33.9g、+200目225.7g，各粒级占比-800目57.3％，+800目～-400目7.03％，+400目～-200目4.65％，+200目30.9％。现场工人手动筛分各粒级占比-800目53.9％，+800目～-400目7.87％，+400目～-200目5.23％，+200目33％，总体筛分效果接近。

Claims (8)

1.一种臂式自动筛分设备，其特征在于：

包括摆动***、套筛箱和套筛冲洗水***；

所述摆动***主体为由偏心轮、推杆机构组成的往复运动部分以及由橡胶弹簧作连接件的摆动部分；

所述往复运动部分通过电动机驱动偏心轮、偏心轮与推杆高副接触的形式实现，推杆的复位采用弹簧、滑块机构实现；摆动部分由固定机架、可动机架和橡胶弹簧构成，固定机架与可动机架通过橡胶弹簧相连接；

所述套筛箱与机械臂之间通过步进电机的转轴连接，所述步进电机固定连接在机械臂上；所述机械臂与滑块固定相连，滑块与推杆之间呈高副连接，滑块可在导轨上水平运动，滑块与弹簧一侧连接，弹簧另一侧与固定端连接，所述套筛箱呈悬空设置；所述套筛箱的侧面设有排矿口；

所述套筛冲洗水***可以在筛分完毕后通过步进电机将套筛整体旋转一个角度，方便冲洗水带走矿浆，使得矿浆从排矿口排出；所述套筛箱上部开口，底部封闭；套筛箱内不同孔径的筛网等距平行布置；

所述排矿口斜着朝上设计且与水平方向呈30°夹角。

2.根据权利要求1所述的摆动***，其特征在于：所述偏心轮偏心距为5cm~10cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种臂式自动筛分设备，其特征在于：所述推杆与偏心轮运动中心在同一水平线上。

4.根据权利要求1所述的一种臂式自动筛分设备，其特征在于：所述套筛箱内筛网下部与排矿口连通；两个相邻排矿口之间只设置一层筛网。

5.根据权利要求1所述的一种臂式自动筛分设备，其特征在于：所述步进电机每次动作的旋转角度为45°，且顺时针旋转后等待3分钟进行逆时针旋转归位。

6.权利要求1~5任意一项所述臂式自动筛分设备用于选矿厂中矿浆筛分的方法，其特征在于：将矿浆从套筛冲洗水***的进浆口进入套筛箱，同时开启摆动***的电动机使摆动***作不平衡的摆动，同时开启冲洗水使得矿浆颗粒从上至下通过多层套筛，不同粒径的矿物颗粒滞留在不同层的筛网之上；摆动过程持续8-15分钟后，停止摆动***的运动，同时套筛冲洗水***中的步进电机将套筛箱顺时针旋转45°，配合冲洗水将不同层筛网上的矿物颗粒冲洗至排矿口。

7.根据权利要求6所述一种臂式自动筛分设备的应用，其特征在于：所述摆动***的电动机转速为300 r/min~500 r/min。

8.根据权利要求6所述一种臂式自动筛分设备的应用，其特征在于：所述排矿口与软管相连接。

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