CN1005538B - 选矿器 - Google Patents

Abstract

将分选矿物制成矿浆，通过供给管４６供给在轴线上旋转的一个垂直轴螺筒３２，以产生１０ｇ的离心力，螺筒还承受５至１０赫兹的振动。用离心力将矿浆薄膜保持在螺筒的内表面上，靠振动保持悬浮。矿浆中的重（高比重的）颗粒由离心力保持最稳定的停滞。最轻的颗粒最先落入槽４４内，由可切换的盛箱４５清除。然后使高心旋转减速，并用冲洗水冲刷重颗粒。再将全部循环反复进行。

Description

选矿器

本发明涉及一种选矿器。

传统上矿石用摇床分选。将粉末矿石在水中形成的矿浆，以流体薄膜的形式供应到坡度徐缓的格条台上缘的一部分上，格条台作与上缘平行的（用不对称加速）摇动。同时将冲洗水薄膜施加于上缘的其余部分上。薄膜中的重颗粒比轻颗粒向下移动得慢，但在摇动中向两侧的移动则比轻颗粒块，从而可作分离收集。

根据本发明的选矿器有一个主体，其一个表面形成圆筒的内侧，圆筒可以是圆锥形（或者其形状与圆筒的关系有如螺旋和圆的关系，下文中称为“螺筒”），圆筒围绕轴线旋转时，有一个沿轴线的力;有将主体围绕圆筒轴线旋转的装置，对该表面施加大于重力的离心力;有将主体摇动的装置;有对圆筒或螺筒内侧上的圆周或螺旋线上间歇施放矿浆的装置和施放冲洗液的装置（如圆筒为锥形，则最好向小端施放矿浆及冲洗液）;并有分别收集沿圆筒轴线有不同流动性的矿浆部分的装置。螺线可为一头或多头的。圆筒可为平行边形（即正圆柱形）或为弧面圆锥形或为截头圆锥体。下文中提到的“圆筒”除另有所指外，包括螺筒。

本发明提出了一种选矿的方法，其中包括将一个批量的含矿石的矿浆，施加到一个圆筒内侧上的圆周（或螺旋线）上，圆筒可以是圆锥形（或螺筒形），旋转时施加大于重力的离心力使旋转圆筒摇动;对圆筒或螺筒作安排，例如安排液压力增减率，或将圆筒作圆锥形，产生沿圆筒轴向作用的力;圆筒为圆锥形时，矿浆最好在远离大端的地方，例如在小端供给;向圆筒供给一个批量的冲洗液，它与圆筒上的矿浆的路线交叉;根据矿浆各部分在圆筒轴向上的不同流动性分别加以收集。

不同部分可在沿圆筒轴向的不同位置上作分别收集，在不同时间当其到达圆筒某一点（一般在大端）时分别收集。

自动可采用若干种形式中的一种或多种，例如，使旋转暂停或对旋转附加加速度或减速度，也就是在圆周上，或沿一条轴线（例如旋转轴线）往复摇动，或作轨道运行的动作（可能在与旋转轴线垂直的平面中进行），从而保持至少一部分颗粒处于流动状态。

假如圆筒为圆锥形，截头圆锥体的半角最好最大达到45°，例如1°到10°。截头圆锥的转速最好是能向表面施加5g到500g的离心力。旋转轴线可以是垂直的，水平的，或以任何角度倾斜的，例如与水平面至少倾斜10°。轴向力可以是梯度的流体动压力，或通过将圆筒作锥形，或将圆筒倾斜，造成离心力引致的轴向力。

在所有的情况下，最好将冲洗液有间歇地施放在圆筒，或锥形筒，或螺筒上，从矿浆中沉淀搁置的重材料上流过。冲洗液的作用，是利用液体的压力协助将材料清除，或者为了在施加的离心力下降，并且/或者由于摇动而使剪切作用增高时，提高径向外层中的重材料的品级和清洁程度。

可保持全部材料活动，对矿浆的供给和冲洗液，高比重和低比重材料的分别收集等，都可根据这些材料的差速，分成相应的阶段。否则，可对旋转状态作安排，当低比重材料和高比重材料分离时，高比重材料被离心力牵制，变为相对不活动，以便在不同的地点收集。

材料的收集可分批或连续进行。如作分批，则可将圆筒的旋转或减速或停止，按要求将圆筒倾侧（如旋转轴垂直则不需倾侧），使分选的材料（矿浆各部分）分别在重力作用下下落，或用机械方法（例如用为将各部分分别清除而安装的刮板刮除）作清理，或用液体冲刷。假如为了不使收集中断，可将分选的材料在不同地点收集，需要时加冲洗液协助，利用从圆筒大端轴向伸展到各要求地点的各刮板。这种款式的刮板，可用有相等作用的装置取代，例如液体的喷流或液幕等。

在另一理想的形式中，本发明是一种选矿器，其中有一个绕其垂直轴线旋转的中空圆筒或螺筒。选矿器有装置将待分选的矿浆，分批向圆筒或螺筒的上缘供给。圆筒或螺筒有装置将其摇动，足以使至少矿浆的一部分悬浮。

本发明的另一理想形式，也是将矿浆向正在旋转的有垂直轴线的中空圆筒或螺筒的上缘供给，将矿浆分选。圆筒或螺筒有足够的摇动，保持至少矿浆的一部分悬浮，最好间歇地向上面供给冲洗液，并且最好将转速降低，并且/或者将摇动的频率和/或幅度增大。首先清除矿浆的轻质部分，然后，（a）在重力作用下，需要时加冲洗液协助，收集重质部分，或者（b）用机械方法收集重质部分。当圆筒/螺筒为圆筒锥形时，大端向下安装。

将圆筒旋转的装置可以是一个电机驱动的轴，在其上面安装若干圆筒/螺筒，例如在轴上的同一点上向外层层套放，或沿轴的纵向作有间距的放置，或二者结合。附属装置（诸如供浆装置）可以有适当的重复件。可将待处理的材料安排成从串联，并联或部分串联部分并联的若干圆筒中通过。

可以有若干轴，各有一个或多个圆筒/螺筒，矿浆供给装置和冲洗液供给装置安排成依次向各轴供给。

现举例并参照附图对本发明进行说明，附图内容如下：

图1为根据本发明的选矿器的概略图，

图2为根据本发明有另一种驱动系统的选矿器是局部概略图，

图3表示根据本发明另一理想形式的选矿器，

图4表示图3选矿器的细节，

图1中的一个选矿器有一个中空主体，图中作为透明体表示，其内表面为一截头圆锥体。主体1在其大端开口，在其小端轴向安装在轴2上。轴2用摇动器3左右摇动，摇动频率为7赫兹，摆动幅度为从静止位置向两侧各摆动1.5厘米，并且用电机4带动轴2旋转，转速为每分钟400转。主体1的截头圆锥形的半角为1°，轴向长度30厘米，平均内径30厘米。转速高时大锥角的效率较高。

有一个供给管和刮刷的静止组合件10，从主体1的开口的大端伸入主体1中。组合件10用管12供给矿浆和冲洗水。本例中的矿浆中包括有磨碎的矿石，它含有少量的有用（高比重的）材料，其余部分（低比重材料）为废料，矿浆的全部颗粒小于75微米，其中一半小于25微米，四分之一小于10微米，这粉末状矿石以50至300克的浓度，例如每公升水中含150克的浓度悬浮着。无论矿浆中的固体含量是多少，固体供给速度均保持为约50至300克/每分钟。矿浆通过一个矿浆供给管16，按1公升/每分钟向中空主体1的小端供给，冲洗水则通过略微向后的管15供给。矿浆可以不用单根的供给管16，而向中空主体1的譬如大至180°的弧面上供给。冲洗水也可相似地向一个弧面供给。管16远离管15的一侧，有一个大致轴向的长刮刷20，可将主体1的全部内表面上的物质清除，放入图中示意的收集器21。在刷20和管15之间，与管16相对，有相似的刷24，但离中空主体1小端略微远一些。管15及16和刷20及24都是组合件10的部件。短刷24可以将扫过的区域中的物质扫入收集器25。刷20及24的相间以90°为宜（图中为表示清楚起见距离较近）。收集器21及25（分别从刷20及24）收集中空主体1离心抛出的材料。

运转时，矿浆通过管16，向轴向摇动并快速旋转的中空主体1的小端供给。这样矿浆被摇动器3摇动，同时受几倍于重力（g）的离心力的作用，分选为各组分，最轻的组分最快向中空主体1的大端移动。增高摇动速度的结果，会使较重颗粒提高活动性。

经过约两分钟后，从管16供给的给定组分的矿浆被作超过重力的摇动，并沿中空主体1向下分成各种比重带，刷24接触矿浆的除最重组分以外的全部组分。刷24（在管15和其他图中未示的离刷较近的管子的冲洗水的协助下）清除所接触的一切，扫入收集器25。约半分钟后，最重的组分（即最高比重带，在各种典型情况中有金属价值）由长刷20清扫，清扫进收集器21，以备进一步处理。这时中空主体1被扫净，从管16再接受矿浆，上述过程无限次反复进行。在一种修改形式中，刷20及24可在径向上向里缩入，刷（或水喷嘴或类似装置）仅在材料基本完全分选后才同鼓筒接触，以清除最不活动的材料，然后才将刷退后（切断喷水）并供给另一批矿浆，进行下一次的循环。运转顺序的一个举例，包括关于冲洗阶段的更多的细节，可参见下文中的附表。

分别收集到的矿浆带条，可用相似的或相同的分选器再分选。为了这个目的，或为了分选平行的矿浆流，或为了这两个目的，可将相似的或相同的分选器，安装在同一轴上，分选器在轴向上间隔开，或在径向上层层外套，或互相交错（互相外套并在轴向上略偏置），或为上述形式的任何组合。

图2表示选矿器的一种驱动系统，它提出了摇动图1中轴2的另一种方法;在中空主体1上加不同的摇动，但分选过程的其他方面，都和参照图1所作叙述相同。在图2中，中空主体1安装在汽车型差速器21的半轴20上。另一个半轴22由带飞轮的电机4驱动。“传动轴”23是一根摆动轴。这种摆动可以使通过半轴22传递的转动加速和减速并通过差速器21反转，换言之，可以看作中空主体1在作带有附加圆周摆动的旋转。图3示一种根据本发明的选矿器，两很垂直轴31上各放置五个有轴向间距的正圆柱形（有平行边的）螺筒32。有一个有各种不同皮带轮35的共用电机34，通过皮带传动装置向各轴上的电磁离合器37，传递不同的速比。在任何一根轴31上，不能同时有一个以上的离合器37挂接。

两根轴31在枢轴支撑的臂40上平衡，臂40用摇动器41摇动，使轴和安装在轴上的螺筒32作轴向的往复活动。或者用（也可以同时用）一个摆动器41′同电机34的驱动装置连接，以便对轴31作角加速或角减速，从而也向螺筒32作角加速或角减速。

一个分配箱43接受分开供给一矿粉和水形成的矿浆43（ⅰ）（如有关图1及2的叙述）和冲洗水43（ⅱ）。矿浆和冲洗水依次分别在歧管31a和32b之间切换，歧管31a及31b向各轴31上的各螺筒32供给，如图4更清楚地表示的。收集槽44在图4中也表示得更清楚，分别收集各部分矿浆，各部分在传统上分别称为“精矿”，“中矿”（作再循环用）和“尾矿”（废弃）。

图4表示一个图3中一个螺筒32的较详的细节。螺筒为一条高20厘米，长40米的不锈钢带盘成直径为1.5米的螺旋，相邻的螺圈用将螺筒在轴向轴31（图中未示）上刚性固定的支柱（图未示）使其保持0.5厘米的间距。为了清楚起见，图中螺筒仅给出三个螺圈，而实际上约有十二个螺圈。运转时螺筒按图示的方向旋转（由轴作刚性驱动），速度在每分钟30到300转的范围内预先选定。歧管（图3）中的矿浆进入一个固定的分配器46，分配器46将矿浆喷到这螺筒内表面的上缘上。随螺筒的旋转，螺筒的全部上边缘在内表面上得到供应，成为收集表面。

通过图1所示的材料分选的同样的物理方法，轻质的部分首先横过螺筒的高度，滴入槽44内，然后通过适当的切换选择箱45废弃。下一步中“中矿”落入槽44和切换箱45，返回43（ⅰ）。这时分配箱43切换，将43（ⅱ）中的冲洗水通过歧管，向分配器46供给。（同时矿浆进入另一轴31上的螺筒）。于是这根轴的转速减低，在水的冲洗作用下，将精矿冲）、槽44，然后进入选择箱45，这时选择箱已被切换，以收集这部分。

向这螺筒供给矿浆（10%固体）的速率是向每米上边缘每分钟供给0.6公升，供给时间为10-30秒，举例如20秒钟。螺筒转速达到270转/每分钟，附加的圆周摇动为每分钟200-260次，幅度为8厘米。在所述的全部各阶段中摇动不变化。然后在一个第一次冲洗过程中用与上述速率相同的水进行，但仅进行5-15秒，举例如10秒钟，转速减为150转/每分钟。随后进行第二次冲洗，供水与第一次相同，而转速进一步降低到100转/每分钟。再继续作第三次冲洗，一切条件与前相同，仅转速改为80转/每分钟。最后，以两倍的水速，将精矿在每分钟30转下冲刷10秒钟，将其冲走。

在另一实例中，一个直径半米的平行边螺筒，在与水平倾斜20°的轴上旋转。在全部过程中，轴向摇动的频率为400周/每分钟，摇幅为2厘米。在此例中转速为255转/每分钟，在上边缘每米中，供给矿浆（10%固体）以每分钟0.1公升的速率，供给10秒钟。然后转速降低到200转/每分钟，第一次冲洗为每米上边缘供水0.6公升/每分钟，进行10秒，然后转速降低到150转/每分钟作第二次冲洗，其他条件均与第一次相同。再将转速减为100转/每分钟，其他条件不变进行第三次冲洗，最后在水量增多，转速降低的条件下冲刷精矿。

Claims (25)

1、一种选矿器，包括有主体，其一个表面形成圆筒或螺筒的内侧，圆筒或螺筒都是圆锥形，绕轴线旋转时有一个力沿轴向作用，有装置将主体绕圆筒的轴线旋转，对上述表面施加大于重力g的离心力，有装置将主体摇动，其特征为：有装置分批供给矿浆，有装置向圆筒或螺筒内侧上的一个圆周或一个螺旋线分批供给冲洗液，并有装置沿圆筒轴向分别收集有不同流动性的矿浆部分。

2、如权利要求1中之选矿器，其特征为，圆筒为圆锥形，供给矿浆的装置和供水装置都从离圆筒大直径端远的地方供给矿浆和水。

3、如权利要求2中之选矿器，其特征为，圆筒做成截头圆锥形，其半角最大可达45°。

4、如权利要求3中之选矿器，其特征为，截头圆锥形的半角为1°至10°。

5、如权利要求1中之选矿器，其特征为，轴线为水平。

6、如权利要求1至4中任一权利要求之选矿器，其特征为，轴线与水平面倾斜至少10°，矿浆供给装置接近圆筒的上缘。

7、如权利要求6中之选矿器，其特征为，轴线为垂直。

8、如权利要求1中之选矿器，其特征为，将圆筒旋转的装置是电机驱动的轴，轴上安装若干圆筒。

9、如权利要求1之选矿器，其特征为，摇动装置沿轴向作用。

10、如权利要求1中之选矿器，其特征为，使主体旋转的装置是一根从动轴，其上安装有若干圆筒/螺筒，供料装置和收集装置可以有适当的重复件。

11、如权利要求1中之选矿器，其特征为，使主体旋转的装置是若干从动轴，各有一个或多个圆筒/螺筒，矿浆供给装置和冲洗液供给装置对每一轴按次序供给。

12、一种选矿方法，其特征为包括向圆筒或螺筒内的一个区域供给一批含矿物的矿浆，圆筒或螺筒都可以是圆锥形，旋转时能给出大于重力的离心力，将旋转的圆筒或螺筒摇动，使圆筒或螺筒有一个在轴向上作用的力，然后向圆筒或螺筒供给一批冲洗液，根据各矿浆部分在圆筒或螺筒轴向上的不同的流动性，分别收集矿浆的各个部分。

13、如权利要求12中之方法，其特征为，沿圆筒或螺筒轴向作用的力是梯度的流体动压力。

14、如权利要求12中之方法，其特征为，沿圆筒轴向作用的力，是由圆筒的锥形引致，矿浆向远离圆筒大直径端的地方供给。

15、如权利要求12中之方法，其特征为，截头圆锥筒的转速，足以向表面施加从5g到500g离心力。

16、如权利要求12中之方法，其特征为，供给冲洗液时，无论按要求供一次或多次，离心力都降低，并且/或者摇动增高。

17、如权利要求12中之方法，其特征为，将冲洗液向圆筒/螺筒供给，同其上的矿浆供给位置交叉。

18、如权利要求12中之方法，其特征为，保持矿浆的全部组分材料流动，矿浆供给，冲洗液，高比重和低比重材料的收集，都按这些材料的差速分阶段。

19、如权利要求12中任何一项中之方法，其特征为，旋转状态和矿浆组分材料的关系，是当低比重材料同高比重材料分开后，高比重材料被离心力牵制而相对不活动，使高低比重的材料可在分别的地点收集。

20、如权利要求12中之方法，其特征为，分选材料的收集分批进行，通过将圆筒或螺筒减低转速或停止旋转而收集，按需要将圆筒或螺筒倾侧（旋转轴线垂直时则不需倾侧），这样便使分选材料（各矿浆部分）在重力作用下，或用机械法或用液体冲刷，分别下落。

21、如权利要求12中之方法，其特征为，轴线为水平。

22、如权利要求12中之方法，其特征为，轴线同水平面倾斜至少10°，矿浆在近圆筒上缘处供给。

23、如权利要求22中之方法，其特征为，轴线为垂直。

24、如权利要求12中之方法，其特征为，摇动在圆周方向上作用。

25、如权利要求12中之方法，其特征为，摇动在轴向上作用。

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