CN1061168A - 细小颗粒物料分选器 - Google Patents

Abstract

在此公开了用于分离由分散颗粒构成的混合物 的装置和一利用此装置的系统。在该装置和系统中， 待处理物料在重力的作用下沿一平直斜面滑动，得到 一基本一致的速度，尔后沿一弧形表面滑动，由于弧 形表面对混合物的各部分具有不同的摩擦系数，因此 各个部分的颗粒具有不同的速度；根据这一速度，对 混合物的各个部分进行分离和收集。这种装置还可 以利用喷水装置以使混合物的各个部分产生不同的 速度。这种装置还可以使用反射板，以防止滑板跳弹 出的废料部分污染干净部分。

Description

本发明涉及用于富集一种由分散的固体颗粒物料组成的混合物的装置。本发明特别涉及对两种或更多种粒度较小的颗粒物料的分选，分选是根据它们各自的滑动摩擦系数进行的。

原矿矿石和其它矿物通常含有杂质。因此，所需的矿石或矿物成品必须要与原矿物料的其余部分分离。例如：滑石，其自然状态是以岩石的形式存在的，在该岩石形成中，滑石一般与白云石、可能还有其它矿物（诸如绿泥石、石英、黄铁矿、菱镁矿、方解石、长石、云母等以及它们的混合物）伴生或与它们相结合。在滑石生产中，直到最近，纯滑石部分与杂质部分（下面统称为“白云石”）的分离一直通过手工分选进行，这是一项艰苦的工作，因此要生产商业等级的产品需要投入大量的时间和资金。

现已测定，滑石和白云石具有不同的滑动摩擦系数，因此可以以此为基础对滑石和白云石进行分离。申请号为097877的美国专利申请（1987年9月17日申请，已转让给受让人）公开的一种设备具有一个分离装置，通过该装置原矿的物料在离心力作用下滑动穿过一个旋转面，由此使得滑石部分和白云石部分以不同的速度运动，从而对它们进行分离和收集。虽然当待分选的颗粒的公称直径大于大约两英寸时，上述装置可以有效地将滑石和白云石分离，但是对于公称直径大约等于或小于两英寸的小颗粒，其分离效率则大大降低。

根据物料的不同特点，利用具有弧状弯曲排料部分的斜置溜槽对物料进行分选的分离装置是众所周知的。例如：见赖格尔菲德（Langerfeld）的美国专利US-719343、US-7513591、US-753592和苏联发明者证书496053号、1165497号。然而，这样的装置，正象此前本专业所公知的那样，并不能解决本发明所提出的问题。例如：赖格尔菲德的专利建议使用一个倾斜角较小的倾斜面，通过该表面，混合物各个部分的颗粒根据其物理特性，诸如比重、形状、尺寸和/或沿该倾斜表面滑动的表面阻滞性而产生不同的速度。在每个这样的倾斜表面端部的弯曲排料部分只是简单地使各种颗粒沿着与速度相关的，可使颗粒收集在分离接收仓中的不同抛射线进行抛射。

苏联发明者证书496053号描述了一种适宜分离脆性物料的装置，在该装置中，为了使颗粒取得足以产生自旋的速度，溜槽倾斜部分的倾斜角根据被分离的颗粒的密度和粒度而定。而且，在倾斜部分中，颗粒在通过一筛分表面并沿不同的速度抛射线抛出而被分选收集之前，与溜槽表面接触时被破碎成更小的颗粒。

苏联发明者证书1165497号公开了一种大斜度溜槽，该溜槽具有一个凸凹交替弯曲的排料部分，特别适于比较湿的颗粒。在该溜槽中，粒度较小的部分由于其湿化程度较高而粘附到溜槽上，使粒度较大的部分可以被收集。

本发明的目的是改善现有技术中存在的问题，即使公称直径大约等于或小于两英寸的小颗粒混合物得到有效的分离。

为此，本发明提供一种分选装置和一种利用该分选装置的分选系统，特别适合于以这样的方式分选种类不同的物料，尤其是从具有较小粒度的白云石中分离纯滑石;这样的方式是，通过使颗粒沿一个不动的倾斜溜槽滑动、滑动结束时从该溜槽以不同的抛射线抛出并被收集在独立相间的接收装置中。本发明的装置由一溜槽构件组成，该溜槽构件包括一细长陡斜的倾斜平直部分，种类不同的物料的混合物通过一个适当的喂料装置喂给到该平直部分。该平直部分终止于一个与其相切设置的弧形弯曲部分，在该弯曲部分，混合物的各个部分的颗粒以不同的、能被相间设置的接收装置接收的速度抛出。本发明特别提供一用于分选一种由分散颗粒物料构成的混合物的装置，其组成为：一个向下倾斜的平直表面，组成混合物的各种物料的颗粒可沿该表面滑动，该表面倾斜到足以使颗粒在重力作用下能够以基本一致的速度沿该表面滑动的程度;一凹曲的排料部分，它与平直表面的终端相切地设置，由于所说颗粒间与该排料部分的表面的滑动摩擦系数不同，颗粒间在排料部分表面以不同的速度滑动;喂料装置，用于将颗粒混合物喂送到倾斜表面的上端，以便进行分离;和接收装置，该装置位于排料部分的排料端附近，具有以相间关系设置的分离仓，用于根据颗粒间离开排料部分的表面时的排料速度，接收与其相应的颗粒。

按照本发明的一个方面，该分选装置特别适合于从白云石中分离滑石，它可以具有一如此设置的反射板，即该板可以挡截任何跳弹的白云石颗粒并由此阻止其错误地进入滑石接收仓。

按照本发明的另一方面，若干上述类型的分选装置串联设置形成多个分离阶段，以进一步提高滑石的富集效率。

为了更好地理解本发明及其运行时的优点和使用时可达到的特殊目的，应该参阅下面涉及本发明一个优选实施例的附图和说明。

图1是一个按照本发明构成的一个细小颗粒分选系统的基本原理图;

图2是图1所示分选系统的一个典型阶段的放大正视图;

图3是图1所示的分选装置和喂料机构的局部分解图;

图4是一个典型接收仓的剖面图，该接收仓利用了一个适用于本发明的反射板和一种替代的形式。

在图中所示的和在此所描述的颗粒物料分离系统10特别适合于分选在滑石矿石中的滑石颗粒和下文中统称为“白云石”的杂质。该系统包括四个分离阶段，在图中一般用A至D表示。然而，应当知道包含多些或少些分离阶段的系统也属于本发明的范围。每个分离阶段（一个典型的例子由图2稍微更详细地示出）由一个喂料输送机12，一个喂料仓14，一个分离器供料装置16、一个分离器溜板18、一个接收装置20和各种用于运送白云石尾矿和滑石成品材料的输送机组成。这些用于运送白云石尾矿和滑石成品物料的输送机，如图1所示，由数个环形皮带输送机组成，包括有一个成品排料输送机22、一个尾矿排料输送机24和一个再循环输送机26。再循环输送机26被用于使从系统的分离阶段D中排出的白云石尾矿再循环返回到一个前面的阶段，例如级段C，进行再次处理。

上述的系统10包括一个环形皮带喂料输送机12，用于从一个筛选装置（图中未示）向第一阶段的喂料仓14供给颗粒物料，该物料实际上可通过2英寸的筛网。在其它每一阶段所使用的喂料输送机要求能在大致垂直的范围内输送物料，最好是在图中由12′表示的斗式提升机，每一个喂料仓14都由一个圆筒形漏斗构成，该漏斗在其底部具有开口28，通过该开口待处理的颗粒物料进入一个在此被示作一振动喂料器30的供给装置。喂料器30包括一个与仓14底部开口28连通的喂料盘32和在喂料盘的上表面上竖立的侧壁34。喂料盘的上表面具有一个在此被示作焊接在喂料盘表面的直立挡条并以人字形设置的颗粒分配挡板36，人字形顶点朝向喂料仓开口28。通过这种设置，待处理的喂入物料在重力的作用下通过喂料盘的表面，并在振动机械的影响下，顶靠着分配挡板36移动。构成分配挡板36的挡条高到可以在非工作状态下阻止颗粒通过，而在工作状态下，当物料向喂料盘32的凸缘38移动时，由于分配挡板的形状，可使颗粒沿横向基本布满在喂料盘表面的整个宽度。

每一个分离器溜板18由构成垂直斜置的平直部分42的一个光滑的金属表面40组成。平直部分42的斜置角度是这样选定的，即能够使混合物的全部颗粒沿平直部分42以一恒定的加速度滑动，并由此取得一个一致的速度。现已测定，当溜板18的平直部分42的有效长度大约为10英尺，其垂直大约在0°和20°之间时，可以产生理想的颗粒速度。溜板的平直部分42的垂角最好大约是18°。

溜板18的平直部分42的端部终止在一个与其相切，由一个圆弧构成的凹曲排料部分44。排料部分44的终端46最好基本上与水平面相切地设置，以便保证即使在不利的工作条件下全部混合物料也能从滑板18的端部完全排出。然而，应当知道，排料部分44可以具有这样一个弧度范围，该范围在稍小于当端部46与水平面相切时得到的72°和当端部超出水平布置17°时得到的弧度之间。

分离器溜板18的这种形状可使得混合物颗粒在沿平直部分42滑动时具有基本一致的速度，在进入排料部分44时，颗粒受到离心力的作用而紧密与该部分滑动接触。由于这种作用的结果，颗粒在排料部分44依靠它们各自相对于金属滑动表面的滑动摩擦系数而具有不同的速度，这样，在排料部分44的金属表面上呈现较低滑动摩擦系数、构成混合物的滑石部分的颗粒以明显高于具有大于滑石的滑动摩擦系数的白云石或尾矿部分的速度从排料部分44的端部46排出。

接收装置20放置在每个分离器溜板18的排料部分44的端部46附近，用于收集分离后的物料。如图所示，在所公开的系统中，用于阶段A、C和D的每一个的接收装置20都由金属板件制成相似的结构，这些金属板件构成直角箱壁，该箱壁限定一个具有开口顶端50的箱体48。隔板52放置在每个箱体48的内部。该隔板基本是垂直竖立并与排出颗粒的通路相横向地设置，以将接收装置分为两个纵向相间的接收仓54和56，前者靠近溜板18的排出端，适宜接收运动速度较慢的白云石尾矿，后者沿纵向远离溜板18的排料端，适宜接收运动较快的以滑石为主的颗粒。

如图所示，隔板52通过一个枢轴58被安装，以使隔板的角度可以调节，从而可以调节收集在各个收集仓中的产品和尾矿的比例。终止于漏斗60和62的垂直长孔分别与隔仓54和56连通，以将分离后的颗粒象下面将要更详细地描述的那样运送到适当的排料输送器。

所述系统的B阶段使用的接收装置一般被示作20′，它不同于在其它系统阶段的接收装置20。接收装置20′具有一个由一枢轴安装的隔离板52′与隔仓56′隔出的一个第三收集仓64。实际上，在系统的第二阶段中，当来自第一阶段、以滑石为主的颗粒被处理时，在隔仓56′中可以分离得到由基本上具有商业纯度的滑石构成的第三部分，并通过成品皮带输机22输送到成品仓。

在所公开的装置和系统中，可以使用一些调节和控制装置以便能够更准确地调节和控制分离功能，例如，调节和控制每个分离器18的平直部分和排料部分的表面相对于颗粒的相互不同滑动摩擦系数。因此，在所述的系统中，虽然在阶段A和B中的滑板18的平直部分42和排料部分44分别都是用钢制成的，但是，通过设置一个喷水装置68用来将水喷到每个溜板18的排料部分的表面40上将其润湿，这样当两种不同的颗粒物料滑过排料部分44的表面40时，可以有效地增加这些颗粒物料之间的滑动摩擦系数的差距，因为润湿表面对金属表面和白云石颗粒之间的滑动摩擦系数几乎没有影响。但却可以显著地减少金属表面与滑石粉之间的滑动摩擦系数。实际上，当在滑动宽度上以大约0.05加仑/分/英尺流率喷水时，可以有效地得到理想的结果。

在阶段C和D中，使用了类似的喷水装置68润湿各自的溜板18的排料部分44，然而由于正在处理的废料部分中，滑石具有较高的入射角（incidence），所以，这些阶段中的排料部分44和滑动表面最好用铝或铝合金制造，而平直部分42仍用钢制造。

由于与滑石相比，白云石的颗粒要更致密一些，并由此而更具有弹跳的趋势，因此，白云石的一部分颗粒具有更远的抛射线。为了防止下沉的白云石颗粒进入滑石接收仓56，本发明在实施中的另一个权宜措施是利用了反射板70。反射板的适宜长度取决于在各个接收装置20中的白云石接收仓54上开口端50的尺寸范围，反射板70被放置在溜板18的排料端和仓54的上方，稍高于从溜板18的端部46到仓54之间流动的滑石的抛射曲线轨迹的位置。这样反射板70可以反射任何可能弹跳离开溜板18的白云石颗粒，并引导它们进入适宜的仓54中。如图1和图2所示，反射板70最好通过枢轴装置72安装成角度可调的形式。

图4示出了一个替代的反射装置70′，它具有一基本平直的悬挂板或帘74，该板或帘74销轴安装，以便在托架75上垂直调节悬挂板或帘74。悬挂板或帘74的下端放置在滑石从溜板18到仓56的抛射线的上面，这样可以防止用其它方式所不能够防止的跳离溜板18端部的任何白云石颗粒进入仓56。

图1所示的颗粒分离系统当用于从滑石-白云石（作为原矿）的混合物中以每小时36吨的产量，商业性地生产纯化石时，使用的分离溜板18，其平直部分42的长度大约为10英尺时，滑动表面40的有效宽度在A和B阶段应该是12英尺，在C和D阶段应该是8英尺。当每个振动喂料器30被设计或可以有效地将处理物料以4英尺的宽度供给到滑动表面40时，在A和B阶段最好使用3个振动喂料器，在C和D阶段的每一个阶段仅使用两个振动喂料器。各个溜板18的排料部分44的表面40用喷水装置68的水润湿到足以在表面40仅产生一层薄薄的液层的程度。现已发现当每英尺滑动宽度的喷水流量为0.05加仑/分时，比较适于达到此目的。

筛分尺寸为两英寸的颗粒待处理混合物通过输送皮带12供给到系统的阶段A的喂料仓14，该物料由重力通过仓口28喂入振动喂料器30的喂料盘32，在该盘中，颗粒在移向排料突缘38时通过挡条36作横向分布，沿喂料盘的宽度基本均匀地离开排料突缘38送到溜板18的表面40上。由于斜置的平直部分42的滑动表面40是干的，滑石和白云石颗粒的混合物以基本恒定的加速度向下滑过该表面，并以基本一致的大约为每秒24英尺的速度进入排料部分。由于排料部分44的表面是湿的，而在溜板的这个区域中润湿表面40对该表面和白云石颗粒之间的滑动摩擦系数几乎没有或根本没有影响，但极大地减小了该表面和含有滑石的颗粒之间的摩擦系数，故在排料部分44处，滑石颗粒和白云石颗粒的相对速度产生了显著的差异，这样，所说的颗粒在该处被有效地分离。因此，具有较低的速度的白云石颗粒从溜板18的端部排入接收装置20的距其较近的仓54内。对于那些可能跳离溜板端部的白云石颗粒，由于它们的弹跳特征而被反射板70挡入仓54中，并由此防止了对由于具有较大速度而被排入仓56的以滑石为主的部分的污染。

分离后的混合物的废物或称尾矿部分通过排料漏斗60的开口底端排到废物排料输送机24上，该输料机如图所示，由A、B和C阶段所共用。而滑石部分则通过排料漏斗62进入将颗粒物料从排料处运送至阶段B接着可重复前述的分离过程的喂料仓14的斗式输送机12′的下端，所述的分离过程在阶段C和D重复进行，但从阶段B接收装置20′的仓64除去的混合部分可以从该仓的开口底部排到位于其下方的成品排料输送带22，送去贮存或送到一个进一步处理的地方。

当在系统的阶段D中分离出的尾矿可能包括一定的滑石时，该系统如图所示，可以具有一个再循环输送机26，用于接收来自漏斗60的尾矿，并将其返送到一个折返漏斗78，该漏斗用于将尾矿送到阶段C的斗式输送机12′中，进行再处理。

应当说明的是，虽然上面对本发明的一个优选实施例进行了说明和描述，但是在此基础上的改进和变型也在本发明权利要求书的保护范围之中。

Claims (28)

1、一种分选装置，用于分选由不同分散颗粒状物料构成的混合物，其组成为：

一向下倾斜的平直表面，所说物料的颗粒可沿该表面滑动、该表面倾斜到当所说颗粒受重力作用而沿该表面下滑时能足以使所说颗粒之间的下滑速度达到基本一致的程度；

一凹曲的排料部分，所说的倾斜表面的终端与它相切，由于所说颗粒之间与所说排料部分的表面的滑动摩擦系数不同，所说的颗粒相互之间在排料部分的表面以不同的速度滑动；

喂料装置，用于将一颗粒混合物喂送到所说倾斜表面的上端，以便进行分离；

接收装置，该装置位于所说排料部分的排料端附近，具有以相间关系设置的分离仓，用于根据所说颗粒之间离开所说的排料部分的表面时的排料速度，接收与其相应的颗粒。

2、如权利要求1所示的装置，其特征在于，所说的平直表面以0°～20°的垂角倾斜。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所说的平直表面以18°的垂角倾斜。

4、如权利要求2所述的装置，其特征在于，相对于所说的混合物颗粒，所说的平直表面和所说的排料部分的表面具有不同的滑动摩擦系数。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，相对于所说的混合物颗粒，所说的平直表面具有比所说的排料部分高的摩擦系数。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所说的平直表面和所说的排料部分的表面是由不同材料制成的。

7、如权利要求1至6中任一权利要求所述的装置，其特征在于，还包括用于将润湿液体排到所说排料部分的滑动表面上的装置。

8、如权利要求1至6中任一权利要求所述的装置，其特征在于，还包括一反射板，该板相对于所说的排料部分的端部被可操纵地设置，用于拦截可能从所说排料部分的端部被垂直排进的，速度较低的颗粒，并将其导入相应的接收仓。

9、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所说的接收仓相互间由一共用的隔板分开，并且有移动隔板的装置，以便调整在这些仓中所接收的混合物物料的分隔。

10、如权利要求1至6的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所说的混合物喂料装置包括用于使所说的颗粒物料沿所说平直表面均匀分布的装置。

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所说的混合物喂料装置是一振动喂料器。

12、一种分选系统，用于分选由不同分散颗粒物料构成的混合物，包括若干物料流串联的物料分离阶段，每个所说的分离阶段具有这样的装置，即其组成为：

一向下倾斜的平直表面，所说物料的颗粒可沿该表面滑动，该表面倾斜到当所说颗粒受重力作用而沿该表面下滑时能足以使所说颗粒之间的下滑速度达到基本一致的程度;

一凹曲的排料部分，所说的倾斜表面的终端与其相切，由于所说颗粒之间与所说排料部分的表面的滑动摩擦系数不同，所说的颗粒相互间在排料部分的表面以不同的速度滑动;

喂料装置，用于将一颗粒混合物喂送到所说倾斜表面的上端，以便进行分离。

接收装置，其位于所说排料部分的排料端附近，具有以相间关系设置的分离仓，用于根据所说颗粒相互之间离开所说排料部分的表面时的排料速度，接收与其相应的颗粒。

13、如权利要求12所述的系统，其特征在于，所说的装置具有一以0°～20°的垂角倾斜的平直表面。

14、如权利要求13所述的系统，其特征在于，所说的平直表面是以18°的垂角倾斜的。

15、如权利要求13所述的系统，其特征在于，相对于所说的混合物颗粒，所说的平直表面和所说的排料部分的表面具有不同的滑动摩擦系数。

16、如权利要求15所述的系统，其特征在于，相对于所说的混合物颗粒，所说的平直表面具有比所说的排料部分高的滑动摩擦系数。

17、如权利要求16所述的系统，其特征在于，所说的平直表面和所说的排料部分的表面是由不同材料制成的。

18、如权利要求12至17中任一所述的系统，其特征在于，所说的装置具有用于将润湿液体排到所说排料部分的滑动表面的装置。

19、如权利要求12至17中任一所述的系统，其特征在于，所说的装置具有一反射板，其相对于所说的排料部分的端部被可操纵地设置，用于拦截可能从所说排料部分的端部被垂直推进的速度较低的颗粒，并将其导入相应的接收仓。

20、如权利要求12所述的系统，其特征在于，所说的接收仓相互间由一共用的隔板分开，并具有移动该隔板的装置，以便调整在这些仓中所接收的混合物物料的分隔。

21、如权利要求12至17中任一所述的系统，其特征在于，所说的混合物喂料装置包括用于使所说的颗粒物料沿所说分离装置的滑动表面基本均匀分布的装置。

22、如权利要求21的系统，其特征在于，所说混合物喂料装置是一振动喂料器。

23、如权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括再循环装置，以便在最终分离阶段将已排入预定接收仓中物料的一部分重新送入与一中间的分离阶段相关的喂料装置。

24、如权利要求12所述的系统，其特征在于，所说的接收装置具有用于接收一废料部分，一混合部分和一成品部分的装置。

25、如权利要求24所述的系统，其特征在于，还包括用于将所说的混合部分送到与接着的后续分离阶段相关的喂料装置中的装置。

26、一种分选方法，用于分选由不同分散颗粒物料构成的混合物，其步骤组成为：

使所说颗粒在重力的作用下沿一个对构成混合物的分散颗粒具有基本相同的滑动摩擦系数的滑动表面，使颗粒之间得到一个基本一致的下滑速度;

将所说颗粒送往一个对构成混合物的颗粒具有明显不同的滑动摩擦系数的滑动表面，使得所说颗粒间以明显不同的速度滑动;

根据所说颗粒各自的滑动速度将其收集。

27、如权利要求26所述的方法，其特征在于，混合物的颗粒间的不同滑动摩擦系数由与构成对颗粒具有基本相同的滑动摩擦系数的所说的滑动表面的材料不同的一种材料所产生。

28、如权利要求26或27所述的方法，其特征在于，还包括这样一个步骤，即：在保持对构成混合物的颗粒具有基本相同的滑动摩擦系数的滑动表面干燥的同时，润湿对构成混合物的颗粒具有明显不同的滑动摩擦系数的滑动表面。

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