CN106824506B - 一种利用摇床分选磷灰石的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用摇床分选磷灰石的方法和系统，该方法包括：粉碎步骤，包括采用高压脉冲破碎仪对磷灰石的原矿进行粉碎，以便获得粉碎后的磷灰石样品；筛分步骤，包括对所述粉碎后的磷灰石样品进行筛分，以获得筛分后的磷灰石样品；摇床粗选步骤，包括利用摇床对所述筛分后的磷灰石样品进行粗选，以获得粗选后的磷灰石粗精矿；磁选步骤，包括利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物，然后对除去所述强磁性矿物的磷灰石粗精矿进行烘干，并利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物，以获得磁选后的磷灰石粗精矿；摇床精选步骤，包括利用摇床对所述磁选后的磷灰石粗精矿进行精选，以获得精选后的磷灰石精矿。

Description

一种利用摇床分选磷灰石的方法和系统

技术领域

本公开涉及单矿物分选领域，特别涉及一种利用摇床分选磷灰石的方法和系统。

背景技术

磷灰石(U-Th)/He定年技术是当前广泛采用的一种低温热年代学定年技术，该技术因具有最低的封闭温度和对温度敏感的优点，已被运用于地质体定年、古地形研究、地质体热演化、近地表构造活动等。磷灰石(U-Th)/He定年时，样品的测定年龄会受到多方面因素的影响，其中磷灰石性状的影响尤为突出。所以，挑选合适的单矿物磷灰石对(U-Th)/He定年方法尤其重要。

当前研究磷灰石(U-Th)/He定年一般选取晶体最短轴直径大于75μm、两端完整、晶型较好、没破损和断裂的磷灰石作为测定对象，并且同一样品中尽量选取尺寸大小接近的颗粒，以减少颗粒年龄间的差异。

目前分选磷灰石的方法主要是通过传统的粉碎-摇床分选-磁选-重液分选的方法。具体过程为：矿石经过传统粉碎方式(例如盘式研磨机)粉碎后，将粉碎的样品和水混合，调成浓度为20％的矿浆，缓慢给入摇床的给矿槽中，摇床分选出来的粗精矿用U型磁铁除去磁铁矿和磁黄铁矿等强磁性矿物，粗精矿烘干后再用多用磁力分析仪除去黑云母及榍石等电磁性矿物。粗精矿用三溴甲烷重液在分液漏斗中再分选。沉于分液漏斗下端的磷灰石精矿再用二碘甲烷重液在分液漏斗中分选，除尽全部重矿物，浮于分液漏斗上端的则为磷灰石精矿，此时磷灰石精矿纯度可达到90％以上。

但是，该方法存在以下缺点：(a)传统的粉碎方式一般是利用冲击、挤压、研磨来实现矿物的粉碎，该方式容易造成矿物的过粉碎，导致矿物晶型的破坏，特别是对于莫氏硬度较低的磷灰石，破坏会更厉害，所以磷灰石单矿物虽然较为常见，但是得到晶体完整的磷灰石较困难，如图1所示；(b)传统的方法并没有充分利用摇床分选的特性。摇床分选的精确性和富集比较高，原矿经过一次选别即可得到部分最终精矿、最终尾矿和1～2个中间产物，作业回收率可达80％以上，而在处理低品位的矿石时，富集比(精矿中有用成分含量的百分数和原矿中该有用成分含量的百分数的比值)可达到300左右，因此，如果能充分利用摇床分选的特性，在理论上是可以一次性得到最终精矿的；(c)由于重液有毒，因此会对环境和工作人员的身体健康不利；(d)由于重液价格较贵，因此会增加分选磷灰石的成本。

由此可见，传统的粉碎-摇床分选-磁选-重液分选的方法虽然可以分选出磷灰石，但是存在磷灰石晶型破坏严重，分选过程较长且分选存在污染等问题，所以如何高效的分选出磷灰石并保持磷灰石晶型的完整性是目前比较难解决的问题。

发明内容

本公开各实施例提供了一种利用摇床分选磷灰石的方法和系统。

本公开各实施例的一个方面提出了一种利用摇床分选磷灰石的方法，包括以下步骤：

粉碎步骤，包括采用高压脉冲破碎仪对磷灰石的原矿进行粉碎，以便获得粉碎后的磷灰石样品；

筛分步骤，包括对所述粉碎后的磷灰石样品进行筛分，以获得80目到120目粒级的筛分后的磷灰石样品；

摇床粗选步骤，包括利用摇床对所述筛分后的磷灰石样品进行粗选，以获得粗选后的磷灰石粗精矿，所述摇床的粗选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为10升/分至15升/分、横向倾角为6°至9°；

磁选步骤，包括利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物，然后对除去所述除去强磁性矿物的磷灰石粗精矿进行烘干，并利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物，以获得磁选后的磷灰石粗精矿，其中所述强磁性矿物包括磁铁矿，所述电磁性矿物包括黑云母和/或榍石，所述多用磁力分析仪的激磁电流为I＝0.2A至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°；

摇床精选步骤，包括利用摇床对所述磁选后的磷灰石粗精矿进行精选，以获得精选后的磷灰石精矿，所述摇床的精选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为14升/分至17升/分、横向倾角为4°至6°。

根据本公开的一个实施例，所述高压脉冲破碎仪包括高压电源、高压发生器、高压工作电极、破碎容器、升降台以及控制面板；其中，所述高压电源用于为产生高压提供电源，所述高压发生器用于产生90kV至200kV之间的高压，所述高压工作电极用于将所述高压发生器产生的高压引导到所述磷灰石的原矿，所述破碎容器用于容纳所述磷灰石的原矿，所述升降台用于使得所述破碎容器能够上升或下降，以调节所述原矿与所述高压工作电极的距离，所述控制面板用于显示所述高压脉冲破碎仪的状态并输入所述高压脉冲破碎仪的工作参数；其中，所述高压脉冲破碎仪根据所述磷灰石的原矿的硬度和大小来调节所述高压的大小，所述筛分后的磷灰石样品在粒级上接近以提高所述摇床粗选步骤的精确性。

根据本公开的一个实施例，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述Selfrag高压脉冲破碎仪产生90kV至200kV的高压并在500ns以内通过高压工作电极放电到置于水中的磷灰石的原矿，以使得所述磷灰石的原矿裂解，从而在不破坏矿物晶型的情况下获得粉碎后的磷灰石样品，所述Selfrag高压脉冲破碎仪的工艺参数包括：所述90kV至200kV的高压为脉冲电压，所述脉冲电压的脉冲频率是1Hz至5Hz，所述高压工作电极的电极间距为10mm至40mm。

根据本公开的一个实施例，所述摇床包括床头、机架和床面，所述床头用于带动所述床面作往复不对称运动，所述床面近似呈矩形或菱形并沿纵向设置刻槽，所述床面沿横向有明显倾斜，并在倾斜的上方设有给矿槽和给水槽，所述机架用于安装所述床头和所述床面，其中所述床面的冲程为所述床面振动的幅度，所述床面的冲次为所述床面振动的频率，所述补加水量为所述摇床在分选过程中单位时间需要消耗的水量，所述横向倾角为所述床面在所述横向的方向上与水平面的夹角。

根据本公开的一个实施例，所述摇床粗选步骤还包括将所述筛分后的磷灰石样品加水调成浓度为20％的矿浆，然后给入到所述摇床的给矿槽中，以使得矿浆在所述床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散和分层，以获得所述粗选后的磷灰石粗精矿。

根据本公开的一个实施例，所述磁选步骤还包括：在所述强磁性矿物未除尽时重复利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物；以及在所述电磁性矿物未除尽时重复利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物。

根据本公开的一个实施例，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪，其中所述多用磁力分析仪的激磁电流为使所述多用磁力分析仪中的磁极产生磁场的电流，所述多用磁力分析仪的水平倾角为所述多用磁力分析仪中的磁极与水平面的夹角，所述多用磁力分析仪的垂直倾角为所述多用磁力分析仪中的磁极与垂直面的夹角。

根据本公开的一个实施例，其中所述方法仅具有所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选这五个步骤，并且所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选步骤这五个步骤依次执行；其中所述磷灰石精矿的纯度达到90％以上。

本公开各实施例的另一方面提供了一种利用摇床分选磷灰石的系统，所述系统采用根据以上本公开的一个方面所述的方法来分选磷灰石，其中所述系统包括高压脉冲破碎仪、摇床、磁铁和多用磁力分析仪，其中所述高压脉冲破碎仪用于执行所述粉碎步骤和筛分步骤，所述摇床用于执行所述摇床粗选步骤和摇床精选步骤，所述磁铁和多用磁力分析仪用于执行所述磁选步骤。

根据本公开的一个实施例，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪。

附图说明

为了更清楚的说明本公开的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据传统的磷灰石分选方法由某公司分选的磷灰石。

图2为根据一个实施例的本公开提供的磷灰石分选方法的流程示意图；

图3为根据一个实施例的本公开提供的磷灰石分选方法的流程示意图；

图4为根据一个实施例的本公开中所使用的高压脉冲破碎仪的结构示意图；

图5为图4中高压脉冲破碎仪的粉碎原理示意图；

图6为图4中的破碎容器的结构示意图；

图7为根据一个实施例的本公开中所使用的摇床的结构示意图；

图8为图7中摇床的矿带的示意图；

图9为根据本公开的一个实施例分选的磷灰石精矿的示例图；

图10为根据本公开的另一实施例分选的磷灰石精矿的示例图；

图11为根据本公开的又一实施例分选的磷灰石精矿的示例图；以及

图12为根据本公开的又一实施例分选的磷灰石精矿的示例图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图2所示，其中图示了根据一个实施例的本公开提供的一种利用摇床分选磷灰石的方法的流程图。针对图2中的方法流程，图3仅用示例示出了根据本公开的一个实施例的示例性的原理性流程示意图。

参见图2中的步骤102，首先进行粉碎步骤，包括采用高压脉冲破碎仪对磷灰石的原矿进行粉碎，以便获得粉碎后的磷灰石样品。

通常来说，传统的粉碎方式是利用机械粉碎，一般是利用冲击、挤压、研磨来实现矿物的粉碎。该方式容易导致矿物的过粉碎，从而导致矿物晶型的破坏。相较之下，本公开中例如可以采用高压脉冲破碎仪(例如Selfrag高压脉冲破碎仪，如图3所示对原矿进行破碎，例如这里的原矿可以是磷灰石的原矿)，其粉碎原理是：产生90～200kV的高压，然后在极短时间里(500ns以内)通过高压工作电极放电到水中的固体样品上(例如每次最多放1.5千克矿样，样品高度H不能超过40mm)，由于样品介电系数的不均匀性，交界面的电场强度得到增强，从而引导电流沿着固体样品中的颗粒边界、包裹体、不同物相等交界面通过，并在交界处产生拉伸应力，使其裂解开来。高压脉冲破碎技术不会与原料产生任何机械接触，所以可以避免样品被污染。而且由于不需要活动部件，所以该技术减少了设备的磨损。对比传统的样品粉碎方法，这种高压脉冲选择性破碎方法有很多优点：例如容易清洗，没有交叉污染；破碎在水中进行，没有粉尘；没有噪声污染；选择性破碎，不破坏矿物晶形等。本公开例如可以采用Selfrag高压脉冲破碎仪对样品进行粉碎，因此可以在保证矿物单体解离的同时最大程度的保持矿物晶型的完整。

如图4-图6所示，其中图示了本公开中所使用的高压脉冲破碎仪及其相关结构的结构示意图。其中，图5为图4中高压脉冲破碎仪的粉碎原理示意图，图6为图4中的破碎容器的结构示意图。例如，如图4所示，所述高压脉冲破碎仪包括高压电源、高压发生器、高压工作电极、破碎容器(如图6所示)、升降台、以及控制面板；其中，所述高压电源用于为产生高压提供电源，所述高压发生器用于产生90kV至200kV之间的高压，所述高压工作电极用于将所述高压发生器产生的高压引导到所述磷灰石的原矿，所述破碎容器用于容纳所述磷灰石的原矿，所述升降台用于使得所述破碎容器能够上升或下降，所述控制面板用于显示所述高压脉冲破碎仪的状态并输入所述高压脉冲破碎仪的工作参数；其中，所述高压脉冲破碎仪根据所述磷灰石的原矿的硬度来调节所述高压的大小，所述筛分后的磷灰石样品在粒级上接近以提高所述摇床粗选步骤的精确性。

如图4-图6所示，根据本公开的一个实施例，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述Selfrag高压脉冲破碎仪产生90kV至200kV的高压并在500ns以内通过高压工作电极放电到置于水中的磷灰石的原矿，并使原矿沿着颗粒边界、包裹体、不同物相等交界面裂解，从而在不破坏矿物晶型的情况下获得粉碎后的磷灰石样品(参见图6)。.所述Selfrag高压脉冲破碎仪的工艺参数包括：所述90kV至200kV的高压为脉冲电压，所述脉冲电压的脉冲频率是1Hz至5Hz，所述高压工作电极的电极间距为10mm至40mm。

参见图2中的步骤104，在步骤102之后进行筛分步骤，包括对所述粉碎后的磷灰石样品进行筛分，以获得80目到120目粒级的筛分后的磷灰石样品(例如图3所示，对于大于80目的，可以采用高压脉冲破碎仪进一步破碎并筛分粒级)。

例如，在单矿物分选中，很多操作人员在摇床分选前不进行筛分，这就会造成摇床分选的不精确。因为摇床虽然主要是依靠矿物间比重的差别来分选矿物的，但是其粒度也会影响摇床分选的精确性。粒度差别越小，摇床按比重分选的精确性越高。所以，为提高摇床分选的精确性，本公开特别设置步骤104进行矿样的筛分。例如，如图3所示，对于大于80目的粉碎后的磷灰石样品，可以采用高压脉冲破碎仪进一步破碎并筛分粒级，直到满足80目到120目粒级的要求为止。为实现相应的筛分功能，本公开可以采用Selfrag高压脉冲破碎仪自带的筛分系统，从而使得筛分后的磷灰石样品达到80目到120目的粒级。

参见图2中的步骤106，在步骤104之后进行摇床粗选步骤，包括利用摇床对所述筛分后的磷灰石样品进行粗选，以获得粗选后的磷灰石粗精矿(例如图3中通过摇床分选出轻矿物尾矿和重矿物精矿，其中重矿物精矿即为磷灰石粗精矿)，所述摇床的粗选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为10升/分至15升/分、横向倾角为6°至9°。

例如，摇床的结构图如图7和图8所示，其中，例如，所述摇床包括床头10、机架11和床面12，所述床头用于带动所述床面作往复不对称运动，所述床面近似呈矩形或菱形并沿纵向X设置刻槽13，所述床面沿横向Y有明显倾斜，并在倾斜的上方设有给矿槽14和给水槽15，所述机架用于安装所述床头和所述床面，其中所述床面的冲程被定义为所述床面振动的幅度，所述床面的冲次被定义为所述床面振动的频率，所述补加水量被定义为所述摇床在分选过程中单位时间需要消耗的水量，所述横向倾角被定义为所述床面在所述横向的方向上与水平面的夹角(如图7所示)。

如图7和图8所示，其中，例如，所述摇床粗选步骤还包括将所述筛分后的磷灰石样品加水调成浓度为20％的矿浆，然后矿浆在给入到所述摇床的给矿槽中，以使得所述床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散和分层，以获得所述粗选后的磷灰石粗精矿。

例如，摇床分选的原理是矿粒群在床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散、分层。分层后的上下矿粒受到不同大小的水流动压力和床面摩擦力作用而沿不同方向运动。上层轻矿物颗粒受到更大程度的水力推动，较多地沿床面的横向倾斜向下运动，于是这一侧即被称作尾矿侧。位于床层底部的重矿物颗粒直接受床面的差动运动推动移向床头(包括传动端16)的对面，该处即称为精矿端17。矿粒的密度和粒度不同，运动方向亦不同，于是矿粒群从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开，如图8所示。摇床分选的产物沿床面的边缘排出，排矿线很长，故摇床能精确地选出多种产物。摇床分选的特点是摇床分选的精确性和富集比较高，原矿经过一次选别即可得到部分最终精矿、最终尾矿和1～2个中间产物，作业回收率可达80％以上；在处理低品位的矿石时，富集比(精矿中有用成分含量的百分数和原矿中该有用成分含量的百分数的比值)可达到300左右。密度差越大，分选效果越好。如果能充分利用摇床分选的特性，是在理论上是可以一次性的得到最终精矿的。但是影响摇床分选效果的工艺条件较多，例如床面的冲程和冲次、横向倾角和补加水量。想要摇床的分选效果达到最佳状态，需要调节好摇床的各项工艺参数(例如，摇床工艺参数的调节可以根据经验和数据积累，也可以做一定的条件实验，对于分选一个样品，可以根据经验并结合样品的具体情况做条件实验)。

其中，本公开中分选磷灰石的工艺参数例如为：冲程9至12mm，冲次300至390次/分、水量10升/分至15升/分、横向倾角6°至9°。摇床分选时，轻矿物例如石墨、石英、长石等做为轻矿物分布在矿带2，磷灰石、榍石等分布在矿带3，黄铁矿、磁铁矿、锆石等分布在矿带4，最终矿带3做为精矿。由于矿样经过了筛分，而且摇床的各项工艺条件也调到最佳状态，所以，各矿带按密度分布较为精准，混入的其他密度的矿物较少。

参见图2中的步骤108，在步骤106之后进行磁选步骤，包括利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物(例如图3中通过U型磁体磁选出磁性产品尾矿和非磁性产品，其中非磁性产品为除去强磁性矿物后的磷灰石粗精矿)，然后对除去所述强磁性矿物的磷灰石粗精矿进行烘干，并利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物(例如图3中通过WCF2—65多用磁力分析仪分选出电磁性产品尾矿和非电磁性产品，其中非电磁性产品即为除去电磁性矿物后的磷灰石粗精矿)，以获得磁选后的磷灰石粗精矿，其中所述强磁性矿物包括磁铁矿和/或磁黄铁矿，所述电磁性矿物包括黑云母和/或榍石，所述多用磁力分析仪的激磁电流为I＝0.2至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°，参数的选择是根据磷灰石粗精矿中伴生矿物的磁性大小，磁性越弱，所需要的电流越大。而电流大小、水平倾角和垂直倾角的确定，既要根据一定的经验和数据，又要做一定的条件实验。

其中，例如根据本公开的一个实施例，所述磁选步骤还包括：在所述强磁性矿物未除尽时重复利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物；以及在所述电磁性矿物未除尽时重复利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物。

其中，例如根据本公开的一个实施例，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪，其中所述多用磁力分析仪的激磁电流被定义为使所述多用磁力分析仪中的磁极产生磁场的电流，其可以显示为控制面板上显示的电流大小)，所述多用磁力分析仪的水平倾角被定义为所述多用磁力分析仪中的磁极与水平面的夹角，其可以从多用磁力分析仪上直接读出，所述多用磁力分析仪的垂直倾角被定义为所述多用磁力分析仪中的磁极与垂直面的夹角，其可以从多用磁力分析仪上直接读出。

其中，磁选时利用矿物间磁性的差别进行分选的技术。摇床分选出来的粗精矿用U型磁铁除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性矿物，粗精矿烘干后再用WCF2—65多用磁力分析仪，调节好磁选仪的激磁电流和倾角。需要说明的是，磁选可以多次进行，直到把磁性和电磁性矿物去除干净。因为磁选效果受给矿速度的影响，若给矿速度过快，则磁选效果不佳，可进行第二次、第三次磁选。磁选时，可根据伴生矿物的具体情况调节电流的大小和磁选仪的倾角。一般情况下，榍石(密度为3.4g/cm3)与磷灰石(密度为3.2g/cm3)的密度相近，在摇床分选时容易和磷灰石混在一起，所以用WCF2—65多用磁力分析仪是为了将榍石从磷灰石精矿中去除，去除榍石的条件为：激磁电流I＝0.2至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°。

参见图2中的步骤110，在步骤108之后进行摇床精选步骤，包括利用摇床对所述磁选后的磷灰石粗精矿进行精选，以获得精选后的磷灰石精矿(例如图3中通过摇床精选出尾矿和磷灰石精矿)，所述摇床的精选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为14升/分至17升/分、横向倾角为4°至6°。

例如，图2中的步骤110最后对磁选出来的非电磁性产品进行摇床精选。分选磷灰石的工艺参数为：冲程9-12mm，冲次300-390次/分、水量14-17升/分、横向倾角4°—6°。依然将矿带3作为最终精矿。

如图2所述，本公开的示例方法经过以上这5个步骤，最终磷灰石精矿的纯度可以达到90％以上。图9为用该发明方法分选矿样得到的磷灰石精矿。可见，与图1相比，磷灰石的晶型完整度提高很多，而且纯度也达到了90％以上。

根据本公开的一个实施例，其中所述方法仅具有所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选这五个步骤，并且所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选步骤这五个步骤依次执行；其中所述磷灰石精矿的纯度达到90％以上。

本公开的另一方面提供了一种利用摇床分选磷灰石的系统，所述系统采用根据以上所述的利用摇床分选磷灰石的方法来分选磷灰石，其中所述系统包括高压脉冲破碎仪、摇床、磁铁和多用磁力分析仪，其中所述高压脉冲破碎仪用于执行所述粉碎步骤和筛分步骤，所述摇床用于执行所述摇床粗选步骤和摇床精选步骤，所述磁铁和多用磁力分析仪用于执行所述磁选步骤。

例如，本公开可以提供一种利用摇床分选磷灰石的系统，其包括高压脉冲破碎仪、摇床、磁铁和多用磁力分析仪，其中：所述高压脉冲破碎仪用于对磷灰石的原矿进行粉碎，以便获得粉碎后的磷灰石样品，并且对所述粉碎后的磷灰石样品进行筛分，以获得80目到120目粒级的筛分后的磷灰石样品；所述摇床用于对所述筛分后的磷灰石样品进行粗选，以获得粗选后的磷灰石粗精矿，所述摇床的粗选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为10升/分至15升/分、横向倾角为6°至9°；所述磁铁用于除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物，其中除去所述强磁性矿物的磷灰石粗精矿被烘干，并且所述多用磁力分析仪用于从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物，以获得磁选后的磷灰石粗精矿，其中所述强磁性矿物包括磁铁矿、磁黄铁矿等，所述电磁性矿物包括黑云母和/或榍石等，所述多用磁力分析仪的激磁电流为I＝0.2至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°；其中，所述摇床还用于对所述磁选后的磷灰石粗精矿进行精选，以获得精选后的磷灰石精矿，所述摇床的精选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为14升/分至17升/分、横向倾角为4°至6°。

根据本公开的一个实施例，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪。

采用以上的技术方案，本公开各实施例的利用摇床分选磷灰石的方法具有例如以下技术优势(包括但不限于以下技术优势)：

(1)本公开采用高压脉冲破碎仪(例如Selfrag高压脉冲破碎仪)，可以选择性破碎矿物，避免矿物晶型的破碎，从而达到保持磷灰石晶型完整的目的。

(2)本公开在使用摇床粗选磷灰石前首先将粉碎好的样品进行筛分，使矿样粒度集中在80-120目，减少粒度对摇床分选精确性的影响，从而提高了摇床分选的精确性。

(3)本公开在使用摇床分选磷灰石时会使得摇床的各工艺参数调到最佳状态，从而提高摇床分选的精确性，减少其他矿物混入磷灰石。

(4)磁选后的磷灰石粗精矿用摇床再次分选，从而进一步提高磷灰石精矿的纯度。

其中，由于相对于现有技术而言，本公开的利用摇床分选磷灰石的方法由于没有使用重液分选，因此更加环保，也利于操作人员的健康，也能够获得纯度高的磷灰石精矿。

为进一步示例性的详细说明本公开各实施例的技术方案，本公开例举以下示例性实施例对本公开的方法进行示例性说明。

实施例1

本公开的实施例1提供了一种利用摇床分选磷灰石的方法，包括如下步骤：

1)粉碎和筛分：采用Selfrag高压脉冲破碎仪将岩石进行破碎，破碎后的样品过筛后分出80-120目的粒级。破碎样品前的准备工作包括：可以在破碎容器底部中间安装上圆形的金属网筛，这些筛子有很多不同的孔径(120μm～8mm)可供选择，筛的下面安装上收集容器，用于接收从网筛上过滤下来的细小样品颗粒。另外，破碎前可以把大块的岩石样品用锤子敲成小块，放入适量小块样品到破碎容器底部，样品高度H不超过40mm，并倒入蒸馏水到固定高度，最后把破碎容器放置在升降台上。待上面准备就绪后，根据样品的大小和硬度，在控制面板上设定工作电压、电极间距、脉冲频率和次数后，开始破碎样品。开始时由于样品较大，一般可以选择较高的脉冲电压(150～180kV)和较大的电极间距(30～40mm)，随着破碎的进行样品被破碎成小块，可以逐渐降低脉冲电压，减小电极间距。在破碎过程中，由于破碎的圆柱塑料桶底部安装了一定孔径的金属网筛，因此小于筛孔的细小颗粒会通过筛子过滤到下面的收集容器内，而残留在筛子上面的较粗颗粒，可以根据剥离效果和残留数量，选择是否继续破碎，如果残留的颗粒很少且已剥离，就无需继续破碎(例如在该实施例中电压一开始为150kv，电极间距30mm，第一次破碎后，再进行第二次破碎电压为100kv，电极间距15mm)。

2)摇床粗选：将步骤1中80-120目的粒级加水调成浓度为20％，给入到摇床的给矿槽中。矿浆在床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散、分层，实现磷灰石和其他矿物的分离。其工艺条件为：冲程为10mm，冲次350次/分；补加水量12升/分；横向倾角7°。

3)磁选：摇床分选出来的粗精矿用U型磁铁除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性矿物，粗精矿烘干后再用WCF2—65多用磁力分析仪分选。电磁分选是根据矿物电磁性的差别来分选。分离磁性矿物时，要把电流调至物料中磁性较弱的一种矿物所需的电流值，调节水平倾角α和垂直倾角β。其中电流是调节磁力大小，水平倾角和垂直倾角是调节磁力和重力的综合作用结果。于是矿物通过分选槽开始分选，由于分选槽处于等磁力区内，比磁化系数相同的矿物朝同一方向运动，矿物受磁力和重力的共同作用，当磁性矿物克服重力作用后，便从槽中靠外侧排出，无磁性矿物则靠内侧排出。对于磷灰石的分选，一般是把激磁电流调为I＝0.2至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°，去除钛铁矿、黑云母、独居石等电磁性矿物(在该实施例中例如参数可以设置为I＝1，α＝20，β＝10°)。

4)摇床精选：磁选后的磷灰石粗精矿再次经过摇床分选，以便得到磷灰石精矿，从而进一步提高磷灰石的纯度。其工艺条件为：冲程为10mm，冲次350次/分；补加水量15升/分；横向倾角5°。最终其分选结果见图10。

实施例2

本公开的实施例2提供了一种利用摇床分选磷灰石的方法，包括如下步骤：

1)粉碎和筛分：同实施例1。

2)摇床分选：将步骤1中80-120目的粒级加水调成浓度为20％，给入到摇床的给矿槽中。床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散、分层，实现磷灰石和其他矿物的分离。其工艺条件为：冲程为12mm，冲次310次/分；补加水量14升/分；横向倾角6°。

3)磁选：摇床分选出来的粗精矿摇床分选出来的粗精矿用U型磁铁除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性矿物，观察发现磁性矿物较多，由于U型磁铁一次并没有去除干净，所以再用一块新的U型磁铁磁选第二遍。将强磁性矿物去除干净后并烘干，用WCF2—65多用磁力分析仪进行电磁选，把激磁电流调为I＝1.4A，水平倾角α＝10°，垂直倾角β＝20°，去除榍石等电磁性矿物。

4)摇床精选：类似于实施例1，但其工艺条件为，冲程为12mm，冲次310次/分；补加水量16升/分；横向倾角5°。最终其分选结果见图11。

实施例3

本公开的实施例3提供了一种利用摇床分选磷灰石的方法，包括如下步骤：

1)粉碎和筛分：同实施例1。

2)摇床分选：类似于实施例1，但其工艺条件为，冲程为9mm，冲次380次/分；补加水量10升/分；横向倾角8.5°。

3)磁选：摇床分选出来的粗精矿摇床分选出来的粗精矿用U型磁铁除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性矿物；观察强磁性矿物已经除尽，烘干。把激磁电流调为I＝1.6A，水平倾角α＝15°，垂直倾角β＝10°，去除独居石、榍石等电磁性矿物；观察后，发现磷灰石粗精矿中还有电磁性矿物榍石未去除，所以按相同的条件再次进行电磁选，观察后发现榍石已经除尽。

4)摇床精选：类似于实施例1，但其工艺条件为，冲程为9mm，冲次380次/分；补加水量15升/分；横向倾角5°。最终分选结果见图12。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本公开还可以通过其他结构来实现，本公开的特征并不局限于上述较佳的实施例。任何熟悉该项技术的人员在本公开的技术领域内，可轻易想到的变化或修饰，都应涵盖在本公开的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用摇床分选磷灰石的方法，其特征在于，包括以下步骤：

粉碎步骤，包括采用高压脉冲破碎仪对磷灰石的原矿进行粉碎，以便获得粉碎后的磷灰石样品；

筛分步骤，包括对所述粉碎后的磷灰石样品进行筛分，以获得80目到120目粒级的筛分后的磷灰石样品；

摇床粗选步骤，包括利用摇床对所述筛分后的磷灰石样品进行粗选，以获得粗选后的磷灰石粗精矿，所述摇床的粗选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为10升/分至15升/分、横向倾角为6°至9°；

磁选步骤，包括利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物，然后对除去所述强磁性矿物的磷灰石粗精矿进行烘干，并利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物，以获得磁选后的磷灰石粗精矿，其中所述强磁性矿物包括磁铁矿，所述电磁性矿物包括黑云母和/或榍石，所述多用磁力分析仪的激磁电流为I＝0.2A至2.5A，水平倾角α＝10°至30°，垂直倾角β＝10°至20°；

摇床精选步骤，包括利用摇床对所述磁选后的磷灰石粗精矿进行精选，以获得精选后的磷灰石精矿，所述摇床的精选工艺参数包括：床面的冲程为9mm至12mm、床面的冲次为300次/分至390次/分、补加水量为14升/分至17升/分、横向倾角为4°至6°。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压脉冲破碎仪包括高压电源、高压发生器、高压工作电极、破碎容器、升降台、以及控制面板；其中，所述高压电源用于提供高压电源，所述高压发生器用于产生90kV至200kV之间的高压，所述高压工作电极用于将所述高压发生器产生的高压引导到所述磷灰石的原矿，所述破碎容器用于容纳所述磷灰石的原矿，所述升降台用于使得所述破碎容器能够上升或下降，以调节所述原矿与所述高压工作电极的距离；所述控制面板用于显示所述高压脉冲破碎仪的状态并输入所述高压脉冲破碎仪的工作参数；其中，所述高压脉冲破碎仪根据所述磷灰石的原矿的硬度和大小来调节所述高压的大小，所述筛分后的磷灰石样品在粒级上接近以提高所述摇床粗选步骤的精确性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述Selfrag高压脉冲破碎仪产生90kV至200kV的高压并在500ns以内通过高压工作电极放电到置于水中的磷灰石的原矿，以使得所述磷灰石的原矿裂解，从而在不破坏矿物晶型的情况下获得粉碎后的磷灰石样品，所述Selfrag高压脉冲破碎仪的工艺参数包括：所述90kV至200kV的高压为脉冲电压，所述脉冲电压的脉冲频率是1Hz至5Hz，所述高压工作电极的电极间距为10mm至40mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述摇床包括床头、机架和床面，所述床头用于带动所述床面作往复不对称运动，所述床面近似呈矩形或菱形并沿纵向设置刻槽，所述床面沿横向有明显倾斜，并在倾斜的上方设有给矿槽和给水槽，所述机架用于安装所述床头和所述床面，其中所述床面的冲程为所述床面振动的幅度，所述床面的冲次为所述床面振动的频率，所述补加水量为所述摇床在分选过程中单位时间需要消耗的水量，所述横向倾角为所述床面在所述横向的方向上与水平面的夹角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述摇床粗选步骤还包括将所述筛分后的磷灰石样品加水调成浓度为20％的矿浆，然后给入到所述摇床的给矿槽中，以使得所述矿浆在所述床面的刻槽内因受水流冲洗和床面振动而被松散和分层，以获得所述粗选后的磷灰石粗精矿。

6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述磁选步骤还包括：在所述强磁性矿物未除尽时重复利用磁铁除去所述粗选后的磷灰石粗精矿中的强磁性矿物；以及在所述电磁性矿物未除尽时重复利用多用磁力分析仪从烘干后的磷灰石粗精矿中除去电磁性矿物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪，其中所述多用磁力分析仪的激磁电流为使所述多用磁力分析仪中的磁极产生磁场的电流，所述多用磁力分析仪的水平倾角为所述多用磁力分析仪中的磁极与水平面的夹角，所述多用磁力分析仪的垂直倾角为所述多用磁力分析仪中的磁极与垂直面的夹角。

8.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，其中所述方法仅具有所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选这五个步骤，并且所述粉碎步骤、筛分步骤、摇床粗选步骤、磁选步骤、以及摇床精选步骤这五个步骤依次执行；其中所述磷灰石精矿的纯度达到90％以上。

9.一种利用摇床分选磷灰石的系统，其特征在于，所述系统采用根据权利要求1-8中所述的方法来分选磷灰石，其中所述系统包括高压脉冲破碎仪、摇床、磁铁和多用磁力分析仪，其中所述高压脉冲破碎仪用于执行所述粉碎步骤和筛分步骤，所述摇床用于执行所述摇床粗选步骤和摇床精选步骤，所述磁铁和多用磁力分析仪用于执行所述磁选步骤。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述高压脉冲破碎仪为Selfrag高压脉冲破碎仪，所述多用磁力分析仪为WCF2—65多用磁力分析仪。