本實(shí)用新型涉及選礦設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦物分選裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的濕式重選設(shè)備如跳汰、溜槽、搖床是物料進(jìn)行分選的主要重選設(shè)備。這些設(shè)備由于設(shè)計(jì)原理的局限，在工業(yè)生產(chǎn)中，存在以下問(wèn)題：跳汰分選是在垂直交變水流中使輕重物料分離分選的方法。一般來(lái)說(shuō)，跳汰機(jī)主要處理的是粗粒窄粒級(jí)物料，對(duì)細(xì)粒物料的分選效率不高。搖床基于流膜選礦原理，通過(guò)床面的往復(fù)振動(dòng)、縱向和橫向水流的配合使用，實(shí)現(xiàn)細(xì)泥級(jí)礦物的高效分離，其缺點(diǎn)是單位面積處理量小，操作不穩(wěn)定。

流化床尤其固液流化床以其運(yùn)行成本低，工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到選煤工業(yè)的重視，而在實(shí)際應(yīng)用中由于該類設(shè)備體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易檢修等問(wèn)題，導(dǎo)致推廣緩慢。值得一提的是，在礦石的干法分選技術(shù)中，有學(xué)者利用流化氣體和具有一定粒度的加重質(zhì)，形成濃相流化床。入選物料在氣-固兩相流床層中受到流化床層整體密度的浮力作用，按照床層密度分層：小于床層密度的上浮，大于床層密度的下沉，從而實(shí)現(xiàn)入選物料的有效分選。氣固重介質(zhì)分選流化床為選礦提供了一條高效干法分選新途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景和重大應(yīng)用價(jià)值。

斜板沉降技術(shù)多用于礦粒的沉降脫水過(guò)程，多為濃密、分級(jí)設(shè)備，有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沉淀效率高等優(yōu)點(diǎn)，但作為選礦設(shè)備則少有涉及。由于沉降過(guò)程的兩大影響因素即密度、粒度同樣也是重選可行性的重要指標(biāo)，可以對(duì)斜板結(jié)構(gòu)在重選中的應(yīng)用作出嘗試。

申請(qǐng)?zhí)枮?01510077184.6的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種 “綜合力場(chǎng)多流態(tài)重選機(jī)”，同時(shí)應(yīng)用了流化床及斜板沉降原理。該重選機(jī)通過(guò)引入攪拌機(jī)構(gòu)形成紊流、斜板機(jī)構(gòu)形成層流，同時(shí)加入脈動(dòng)機(jī)構(gòu)形成脈動(dòng)流場(chǎng)，在多種流場(chǎng)下以達(dá)到對(duì)礦物的高效率分選。由于該重選機(jī)沉降區(qū)域內(nèi)引入了攪拌裝置，引入的紊流在促進(jìn)礦粒分散的同時(shí)也造成顆粒沉降受阻，從而影響到礦粒的分選過(guò)程，分選效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于制作、分選精度高、工作穩(wěn)定可靠、低能耗環(huán)保的礦物分選裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種礦物分選裝置，包括分選柱體，所述分選柱體具有上端開(kāi)口的管腔，所述管腔分為豎直管腔段和位于豎直管腔段上方的傾斜管腔段，所述豎直管腔段的中心線沿豎直方向布置，所述傾斜管腔段的中心線與豎直方向的夾角為銳角，所述豎直管腔段連接有給料管，所述豎直管腔段的底部設(shè)有底流管以及用于將水或氣體通入豎直管腔段內(nèi)形成上升流的氣水入口，所述傾斜管腔段內(nèi)安裝有若干斜板，若干所述斜板相互平行且間隔設(shè)置形成若干上升通道，各上升通道的傾斜方向與傾斜管腔段的傾斜方向相同。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述管腔的上端開(kāi)口處設(shè)有溢流槽；或者所述管腔的上端開(kāi)口與一導(dǎo)出收集裝置相連。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述豎直管腔段的底部連接有一底罩，所述底罩的內(nèi)腔的橫截面積沿由上至下的方向逐漸減小，所述底流管連接于所述底罩的底部。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述底罩外部密封包裹設(shè)置有一外罩，所述外罩與底罩之間形成一氣水導(dǎo)入腔體，所述底罩上設(shè)有若干連通所述氣水導(dǎo)入腔體和豎直管腔段的氣水入口，所述外罩上連接有用于將水或氣體通入氣水導(dǎo)入腔體的氣水通入管道；所述底流管向下貫穿外罩并伸出至外罩的下方。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述氣水入口通入水或氣體的方向?yàn)樨Q直向上的方向。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述給料管的輸出口設(shè)于豎直管腔段的中部且朝下開(kāi)口。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述豎直管腔段的管腔橫截面為圓形，所述給料管的輸出口設(shè)于豎直管腔段的側(cè)壁上且給料管的輸出口開(kāi)口方向與豎直管腔段的內(nèi)壁相切。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述礦物分選裝置還包括用于使分選柱體管腔內(nèi)的流體產(chǎn)生正弦或不規(guī)則周期的上下脈動(dòng)的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述傾斜管腔段的中心線與水平面之間的夾角為45°~80°；所述斜板之間的間距為0.5mm~10mm，斜板的厚度為0.5mm~3mm；所述傾斜管腔段的長(zhǎng)度與豎直管腔段的長(zhǎng)度比為1/2~1/5；豎直管腔段的長(zhǎng)度與內(nèi)徑之比為2~20；所述氣水入口的孔徑為0.5mm~5mm。

上述的礦物分選裝置，優(yōu)選的，所述斜板采用插槽或粘接方式安裝于傾斜管腔段內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型的礦物分選裝置通過(guò)控制分選柱體內(nèi)的溢流和底流流量比，使礦物在沉降過(guò)程中形成特定密度的流化床，上升流（逆流水或逆流氣體）通過(guò)氣水入口進(jìn)入分選柱體內(nèi)，促使密度不同的礦物在流化床內(nèi)離析、分層，粗粒、密度較大顆粒下沉至分選柱體的底部沉降區(qū)并通過(guò)底流管流出，細(xì)粒、密度小的顆粒則隨水流向上進(jìn)入斜板所在的沉降區(qū)，在斜板構(gòu)成的上升通道內(nèi)顆粒進(jìn)行二次沉降，沉降速度較快的顆粒落回分選柱體內(nèi)，沉降較慢的顆粒向上溢流排出。該礦物分選裝置結(jié)合了流化床及斜板結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，是一種復(fù)合力場(chǎng)的高效重力分選、分級(jí)和預(yù)富集設(shè)備，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于制作、分選精度高、工作穩(wěn)定可靠、低能耗環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。該礦物分選裝置既可以用于水介質(zhì)下的礦漿選礦，亦可用于干礦物的風(fēng)力選礦。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的礦物分選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1的礦物分選裝置中底罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例1的礦物分選裝置中脈動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一種脈動(dòng)波形圖。

圖4為實(shí)施例1的礦物分選裝置中脈動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二種脈動(dòng)波形圖。

圖5為實(shí)施例1的礦物分選裝置中脈動(dòng)機(jī)構(gòu)的第三種脈動(dòng)波形圖。

圖6為實(shí)施例2的礦物分選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為實(shí)施例3的礦物分選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說(shuō)明：

1、分選柱體；11、豎直管腔段；12、傾斜管腔段；13、氣水通入管道；14、氣固噴射器；15、風(fēng)機(jī)；2、給料管；3、底流管；4、氣水入口；5、斜板；6、溢流槽；7、底罩；8、外罩；9、氣水導(dǎo)入腔體；10、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的礦物分選裝置，包括分選柱體1，分選柱體1具有上端開(kāi)口的管腔，該管腔分為豎直管腔段11和位于豎直管腔段11上方的傾斜管腔段12，豎直管腔段11的中心線沿豎直方向布置，傾斜管腔段12的中心線與豎直方向的夾角為銳角，也即傾斜管腔段12的中心線與水平面之間的夾角為銳角，豎直管腔段11連接有給料管2，豎直管腔段11的底部設(shè)有底流管3以及氣水入口4，底流管3與豎直管腔段11的底部連通，氣水入口4用于將水或氣體通入豎直管腔段11內(nèi)形成上升流，傾斜管腔段12內(nèi)安裝有若干斜板5，若干斜板5相互平行且等距間隔設(shè)置形成若干上升通道，各上升通道的傾斜方向與傾斜管腔段12的傾斜方向相同，若干斜板5在傾斜管腔段12內(nèi)形成斜板沉降區(qū)。

本實(shí)施例中，管腔的上端開(kāi)口處設(shè)有環(huán)形的溢流槽6，溢流槽6的底面相對(duì)于水平面傾斜布置，溢流槽6的排出口位于底面的最頂位置處，使的溢流可以自流排出。本實(shí)施例給料管2用于給入礦漿，該給料管2的輸出口設(shè)于豎直管腔段11的中部且朝下開(kāi)口，以保證顆粒連續(xù)、均勻進(jìn)入柱體內(nèi)，使其獲得豎直向下的初速度并保證分選作用時(shí)間。給料管2的輸出口位置高于底流管3和氣水入口4，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例中，豎直管腔段11的底部連接有一底罩7，底罩7外形可以為倒置圓錐體、倒置四棱錐或多棱錐等，錐底連接于豎直管腔段11底部，錐頂連接底流管3，作為連接底流管3與豎直管腔段11的緩沖裝置。

本實(shí)施例中，底罩7外部密封包裹設(shè)置有一外罩8，外罩8與底罩7之間形成一氣水導(dǎo)入腔體9，底罩7上設(shè)有多個(gè)連通氣水導(dǎo)入腔體9和豎直管腔段11的氣水入口4，外罩8上連接有用于將水或氣體通入氣水導(dǎo)入腔體9的氣水通入管道13；底流管3向下貫穿外罩8并伸出至外罩8的下方。氣水導(dǎo)入腔體9的外輪廓呈圓錐狀、半球狀或立方體狀。由于采用上述結(jié)構(gòu)，逆流流體進(jìn)入分選柱體1之前先進(jìn)入氣水導(dǎo)入腔體9，再由氣水導(dǎo)入腔體9經(jīng)小孔進(jìn)入分選柱體1的豎直管腔段11，形成緩沖作用，這一緩沖過(guò)程能減小逆流流體的流量波動(dòng)對(duì)分選柱體1內(nèi)流化床的影響。

優(yōu)選的，氣水入口4通入水或氣體的方向?yàn)樨Q直向上的方向，氣水入口4通入水或氣體最終在腔體內(nèi)產(chǎn)生豎直向上的速度流，促進(jìn)顆粒松散，維持粒群懸浮。更為優(yōu)選的，上述多個(gè)氣水入口4均勻分布在底罩7上（（參見(jiàn)圖2）。

本實(shí)施例中，礦物分選裝置還包括用于使分選柱體1管腔內(nèi)的流體產(chǎn)生上下脈動(dòng)的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10，脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10主要由電動(dòng)機(jī)、連桿、隔膜組成：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸通過(guò)連桿帶動(dòng)隔膜作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)豎直管腔段11內(nèi)產(chǎn)生脈動(dòng)作用。隔膜呈圓形，四周與柱體作密封連接。脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10通過(guò)其隔膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使管腔內(nèi)的流化床中流體以正弦形式上下波動(dòng)（參見(jiàn)圖3所示的第一種脈動(dòng)波形圖）。通過(guò)脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10使管腔內(nèi)的流體產(chǎn)生脈動(dòng)，能夠進(jìn)一步強(qiáng)化分選過(guò)程的松散作用，減少物料在分離過(guò)程中的夾雜。在其他實(shí)施例中，脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10也可使管腔內(nèi)的流化床中流體以不規(guī)則周期的形式上下波動(dòng)，例如，可參考如圖4所示的第二種脈動(dòng)波形圖和圖5所示的第三種脈動(dòng)波形圖進(jìn)行波動(dòng)。

本實(shí)施例中，傾斜管腔段12的中心線與水平面之間的夾角α為45°~80°；斜板5之間的間距為0.5mm~10mm，斜板5的厚度為0.5mm~3mm；傾斜管腔段12的長(zhǎng)度與豎直管腔段11的長(zhǎng)度比為1/2~1/5；豎直管腔段11的長(zhǎng)度與內(nèi)徑之比為2~20；氣水入口4的孔徑為0.5mm~5mm。

本實(shí)施例中，斜板5采用插槽或粘接方式安裝于傾斜管腔段12內(nèi)。分選柱體1、給料管2、斜板5、溢流槽6和氣水通入管道13等部件均采用聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂或聚縮醛等低摩擦系數(shù)材料。

本實(shí)施例的礦物分選裝置適用于分選介質(zhì)為水的情況，工作時(shí)，先將分選柱體1的管腔內(nèi)充滿清水，通過(guò)氣水通入管道13向氣水導(dǎo)入腔體9通入水，水經(jīng)氣水入口4向上運(yùn)動(dòng)形成上升流（逆向水流），在上升流的作用下，當(dāng)物料中顆粒（等降顆粒）的沉降速度與逆向水流的速度相等時(shí)，等降顆粒懸浮自發(fā)形成流化床，流化床在脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10產(chǎn)生的特定沖次和頻率的脈動(dòng)水流作用下，實(shí)現(xiàn)流化礦床內(nèi)的礦物的松散、離析、分層，密度大的礦物穿過(guò)流化礦床沉降向下運(yùn)動(dòng)從底流管3排出。密度小的礦物則隨上升流進(jìn)入傾斜管腔段12。在斜板5間形成的上升通道內(nèi)沉降過(guò)程被進(jìn)一步強(qiáng)化，沉降速度相對(duì)較快的顆粒落回流化床中，而沉降速度較慢的顆粒則隨上升流沿上升通道上升至頂部，由溢流槽6排出，從而實(shí)現(xiàn)不同粒度、密度礦物的分選、分級(jí)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沉降后，給入礦量與溢流、底流總礦量相等，沉降過(guò)程基本平衡。通過(guò)改變溢流、底流比例、上升水、脈動(dòng)水流量等參數(shù)，可以獲得比較理想的分級(jí)或分選效果。

由上述實(shí)施例可見(jiàn)，本實(shí)用新型的礦物分選裝置綜合利用垂直上升流、脈動(dòng)作用和斜面沉降原理，給礦物創(chuàng)造了良好的分選條件，能夠提高密度差和粒度差較小物料的分選精度和分選效率，減少礦物在沉降過(guò)程中的夾雜、攜帶，強(qiáng)化細(xì)粒級(jí)的回收，物料在分選柱體1內(nèi)發(fā)生沉降，形成流化床，并在脈動(dòng)水的作用下離析分層，在流化水作用下對(duì)祛除顆粒的夾雜及攜帶。后又經(jīng)斜板區(qū)的斜板沉降過(guò)程，在層流流場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)粒大密度顆粒的回收。該礦物分選裝置利用腔體內(nèi)的逆向水流的作用，彌補(bǔ)了不同流場(chǎng)、力場(chǎng)的分選分級(jí)行為的不足，可廣泛應(yīng)用于礦物的脫泥、分級(jí)、預(yù)先拋尾和礦物提純等作業(yè)。

實(shí)施例2

如圖6所示，本實(shí)施例的礦物分選裝置與實(shí)施例1基本相同，不同的是，本實(shí)施例的礦物分選裝置中豎直管腔段11的管腔橫截面為圓形，給料管2用作風(fēng)力選礦的給礦，該給料管2的輸出口設(shè)于豎直管腔段11的側(cè)壁上，且給料管2的輸出口開(kāi)口方向（也即進(jìn)料方向）與豎直管腔段11的內(nèi)壁相切。同時(shí)，還將管腔的上端開(kāi)口處的溢流槽6和脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10去除，將管腔的上端開(kāi)口與一導(dǎo)出收集裝置（圖中未示）相連，該導(dǎo)出收集裝置為現(xiàn)有技術(shù)。該種圓形橫截面的分選柱體1適用于風(fēng)力選別。

本實(shí)施例的給料管2外接氣固噴射器14和風(fēng)機(jī)15作為給料裝置。給料管2的高度也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例的礦物分選裝置適用于分選介質(zhì)為氣體的情況，工作時(shí)，將充分干燥的礦粒通過(guò)給入氣固噴射器14后，在風(fēng)機(jī)15提供的風(fēng)力作用下與氣相充分混合，以一定速度從給料管2給入分選柱體1內(nèi)。同時(shí)通過(guò)氣水通入管道13向氣水導(dǎo)入腔體9通入氣體，氣體經(jīng)氣水入口4向上運(yùn)動(dòng)形成上升流（逆向氣流）。當(dāng)含礦粒的氣流以一定速度由給料管2進(jìn)入分選柱體1內(nèi)后，即圍繞分選柱體1內(nèi)腔的中心線作螺旋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)顆粒還受到下方給入的上升氣流的作用，沉降速度大于上升氣流速度的顆粒通過(guò)螺旋運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)從底流管3卸出；沉降速度小于上升氣流速度的顆粒則隨氣流上升進(jìn)入傾斜管腔段12中。同時(shí)有部分礦粒在腔體中保持相對(duì)平衡，形成固氣流化床。傾斜管腔段12內(nèi)受到的上升氣流作用減小，部分顆粒落回豎直腔體中，另一部分顆粒在較小的上升氣流作用下仍能沿斜板5之間的上升通道向上運(yùn)動(dòng)，最終作為溢流排出。溢流由與傾斜管腔段12上端開(kāi)口相連的導(dǎo)出收集裝置導(dǎo)出后收集。通過(guò)調(diào)整給礦風(fēng)機(jī)與逆流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可以調(diào)整柱體中礦粒上升的臨界速度，從而獲得優(yōu)化的分選效果。

實(shí)施例3

如圖7所示，本實(shí)施例的礦物分選裝置與實(shí)施例1基本相同，不同的是，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上還增加了一套實(shí)施例2中所述的給料管2及其配套的氣固噴射器14和風(fēng)機(jī)15，分選柱體1的管腔橫截面為圓形。

本實(shí)施例的礦物分選裝置既可用作濕式重選設(shè)備，也可用作干礦物的風(fēng)力選礦設(shè)備。當(dāng)用作濕式重選設(shè)備時(shí)，將輸出口開(kāi)口方向與豎直管腔段11內(nèi)壁相切的給料管2關(guān)閉，即可按照實(shí)施例1所述的過(guò)程進(jìn)行工作；當(dāng)用作風(fēng)選設(shè)備時(shí)，將輸出口位于豎直管腔段11中部的給料管2閉合，同時(shí)分選柱體1下方的脈動(dòng)機(jī)構(gòu)10停用，在傾斜管腔段12上端開(kāi)口處連接導(dǎo)出收集裝置，然后按照實(shí)施例2中的過(guò)程進(jìn)行工作，給料管2給礦時(shí)應(yīng)注意顆粒的分散。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)構(gòu)思前提下所得到的改進(jìn)和變換也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。