CN108355823A - 一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法 - Google Patents

一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法，包括A：原矿破粉碎、B：等离子硫化物氧化、C：等离子二次氧化分解、D：热风扬尘分选、E：矿物磁性分选、F：高压电分选、G：非金属氧化物回收；本发明方法利用等离子氧化等高科技的技术手段，用等离子火焰对矿物进行氧化分解，改变以往对环境造成影响的选矿方法，如浮选、重选。本发明方法避免以往的选矿方法会产生大量的药物废水和大量的尾砂，使重金属充分回收，既节约了不可再生的资源又保护了环境，本发明方法的选矿工艺，综合利用了不可再生的资源，生产成本比以往的选矿方法更低。

Description

一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法
技术领域
本发明属于矿物分选技术领域，具体涉及一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法。
背景技术
选矿技术是将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料。现有的选矿方法对环境会造成极大的负面影响，如1、浮选：浮选常用的黄药、黑药、乙硫氮、2号油、酸碱助选剂等药物通过球磨后进行选矿，该方法矿浆不能太细，所以细度、浓度和药物控制不好矿物容易跟尾砂一起流失（俗称跑尾），浮选方法会产生大量的药物废水和大量的含硫尾砂，残留的金属无法回收。2、重选：是用球磨或其它方法把矿石粉碎以水作为选矿介质，用螺旋槽、摇床等进行重选，该方法对比重大和结晶大的矿物有一定的效果，但对于比重小和结晶小的矿物就难以胜任了。矿的细度、浓度、水的大小流速调配不好，矿物都会流失。3、火法:某冶炼厂曾经对矿粒直径18um左右的铂钯多金属矿进行过熔炼、吹炼收到一定的效果，但生产成本太高，无法实施工业化生产。以往的选矿方法，既浪费了不可再生的资源又对环境造成极大影响。因此，利用现代高科技的技术手段，研发一种对矿物进行氧化分解的等离子体选矿方法，对保护环境和节约国家战略物资具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法。
本发明的目的是这样实现的，A：原矿破粉碎、B：等离子硫化物氧化、C：等离子二次氧化分解、D：热风扬尘分选、E：矿物磁性分选、F：高压电分选、G：非金属氧化物回收；
A：原矿破碎
将原矿多级破碎成1-2厘米直径大小的细矿，由输送带送到粉碎机储料仓，再由磨机根据不同的矿种和金属矿物的粗细度研磨至25-38um大小，然后送入粉料仓待用，粉料仓保持干燥；
B：等离子硫化物氧化
射流给料器压缩空气将粉料仓中的粉料射入等离子体氧化器，射入风速每秒1-20m可控，空气与物料的配比根据固相矿物分析仪反馈矿物的氧化指标进行调整，矿粉与空气的混合物在经过等离子氧化器后进入氧化分解炉，在氧化分解炉内进行氧化，氧化后的产生的烟气由真空机抽出送到烟气净化塔，燃烧产生的矿粉聚集在氧化分解炉下部，并由螺旋输送机输出待处理；烟气净化塔净化后的二氧化硫通过热交换经催化剂氧化成三氧化硫，并继续将三氧化硫用酸吸收生成硫酸；
C：等离子二次氧化分解
步骤B中的待处理矿粉再由射流给料器供给等离子氧化器，通过等离子氧化器的矿物进入氧化分解炉进行二次氧化反应，反应后上部重量漂浮起来的较轻氧化物由集尘机回收，下部的矿粉由螺旋输出待用；
D：热风扬尘分选
步骤C输出的矿粉用压缩空气进行扬尘分选，扬尘分选机压缩空气的风速通过矿物分析仪检测粉尘是否含有金属矿物，然后通过伺服电路进行自动调整压缩空气的风速，控制金属、金属矿物及钾、钠、钙、镁、铝等氧化物等较重物质扬尘分离器中富集在下部待处理，上部较轻的粉尘由集尘器收集；集尘器上部为烟尘分离，将含有二氧化硫的气体通过矿物棉的隔离把烟尘分离，并将二氧化硫烟气输送到烟气净化塔后制成硫酸，集尘器下部的粉尘输出待压制地砖用；
E：矿物磁性分选
扬尘分选机下部富集的矿物输入磁选机，通过两次氧化后具有不同的磁性，磁选机分别通过弱磁、中磁、强磁选取不同磁性的矿物，磁选机的自动给料装置的给料量和转速根据磁选机尾端反馈的电磁传感器信号进行调整控制，非磁性矿物如金、银、氧化铜、锡石、白钨输出待处理；
F：高压电分选
E步骤输出的非磁性矿物通过多级高压电选系统进行单一金属分选，每级电选机的电磁式自动给料机都设有电热装置和矿物检测仪，矿物检测仪把所检测的数据反馈到电磁式自动给料机和电热装置的伺服电路，然后对自动给料和电热装置进行调整，高压电选后剩余的非金属矿物输出待处理；
G：非金属氧化物回收
F步骤输出的非金属矿物与集尘器回收价值不高的氧化物通过制砖机压制成异型地砖综合利用。
本发明方法利用等离子氧化等高科技的技术手段，用等离子火焰对矿物进行氧化分解，改变以往对环境造成影响的选矿方法，如浮选、重选。本发明方法避免以往的选矿方法会产生大量的药物废水和大量的尾砂，使重金属充分回收，既节约了不可再生的资源又保护了环境，本发明方法的选矿工艺，综合利用了不可再生的资源，生产成本比以往的选矿方法更低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明中各工作部份的工作关系；
图中，1-一级破碎机，2-二级破碎机，3-三级破碎机，4-储料仓，5-雷蒙磨机，6-粉料仓，7-射流给料器，8-等离子氧化器，9-氧化分解炉，10-烟气净化塔，11-接触室，12-吸收塔，13-射流给料器，14-等离子氧化器，15-氧化分解炉，16-扬尘分选机，17-集尘器，18-磁选机，19-高压电选系统，20-地砖压制系统，21-尾气净化器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明包括A：原矿破粉碎、B：等离子硫化物氧化、C：等离子二次氧化分解、D：热风扬尘分选、E：矿物磁性分选、F：高压电分选、G：非金属氧化物回收；具体步骤如下：
A：原矿破碎
将原矿多级破碎成1-2厘米直径大小的细矿，由输送带送到粉碎机储料仓，再由磨机根据不同的矿种和金属矿物的粗细度研磨至25-38um大小，然后送入粉料仓待用，粉料仓保持干燥；
B：等离子硫化物氧化
射流给料器压缩空气将粉料仓中的粉料射入等离子体氧化器，射入风速每秒1-20m可控，空气与物料的配比根据固相矿物分析仪反馈矿物的氧化指标进行调整，矿粉与空气的混合物在经过等离子氧化器后进入氧化分解炉，在氧化分解炉内进行氧化，氧化后的产生的烟气由真空机抽出送到烟气净化塔，燃烧产生的矿粉聚集在氧化分解炉下部，并由螺旋输送机输出待处理；烟气净化塔净化后的二氧化硫通过热交换经催化剂氧化成三氧化硫，并继续将三氧化硫用酸吸收生成硫酸；
C：等离子二次氧化分解
步骤B中的待处理矿粉再由射流给料器供给等离子氧化器，通过等离子氧化器的矿物进入氧化分解炉进行二次氧化反应，反应后上部重量漂浮起来的较轻氧化物由集尘机回收，下部的矿粉由螺旋输出待用；
D：热风扬尘分选
步骤C输出的矿粉用压缩空气进行扬尘分选，扬尘分选机压缩空气的风速通过矿物分析仪检测粉尘是否含有金属矿物，然后通过伺服电路进行自动调整压缩空气的风速，控制金属、金属矿物及钾、钠、钙、镁、铝等氧化物等较重物质扬尘分离器中富集在下部待处理，上部较轻的粉尘由集尘器收集；集尘器上部为烟尘分离，将含有二氧化硫的气体通过矿物棉的隔离把烟尘分离，并将二氧化硫烟气输送到烟气净化塔后制成硫酸，集尘器下部的粉尘输出待压制地砖用；
E：矿物磁性分选
扬尘分选机下部富集的矿物输入磁选机，通过两次氧化后具有不同的磁性，磁选机分别通过弱磁、中磁、强磁选取不同磁性的矿物，磁选机的自动给料装置的给料量和转速根据磁选机尾端反馈的电磁传感器信号进行调整控制，非磁性矿物如金、银、氧化铜、锡石、白钨输出待处理；
F：高压电分选
E步骤输出的非磁性矿物通过多级高压电选系统进行单一金属分选，每级电选机的电磁式自动给料机都设有电热装置和矿物检测仪，矿物检测仪把所检测的数据反馈到电磁式自动给料机和电热装置的伺服电路，然后对自动给料和电热装置进行调整，高压电选后剩余的非金属矿物输出待处理；
G：非金属氧化物回收
F步骤输出的非金属矿物与集尘器回收价值不高的氧化物通过制砖机压制成异型地砖综合利用。
离子体氧化器是目前最环保的一种氧化器，利用高压电场激发0.01-0.03Mpa压力空气中的粒子进行工作，等离子体被定义为除固、液、气三态之外的第四态物质存在形式，等离子体核心的温度在5000k以上，目前单一个氧化器的功率可达200kw，功率可从50kw-200kw之间进行调整。与以往的沸腾炉和焚烧炉比较，该燃烧器既环保又节约，而温度可自动化控制，空气与矿粉混合后经过等离子体区时间以毫秒计算，矿物舜间被氧化分解，以硅灰岩矿物为例，功率200kw的等离子氧化器每小时可处理10吨左右的矿物。
A步骤中的原矿经过三级破碎：20-50厘米的原矿送到一级破碎机，破碎成直径5-10厘米大小，然后通过橡胶输送带送到二级破碎的储料仓，二级破碎把5-10厘米原矿破碎成直径2-4厘米，并通过橡胶输送带送到三级破碎机的储料仓，三级破碎机把2-4厘米的矿石破碎成1-2厘米的细矿。
二级破碎机的储料仓通过光电传感器发出仓储情况信号鸣笛告知装载机驾驶员。
三级破碎机的储料仓的仓储信息由光电传感器控制二级破碎的自动给料器运行。
A步骤中所采用的的磨机为雷蒙磨机，雷蒙磨机的出口处安装激光粒度仪，检测出口的矿物粒度后把信号分别送往粒度分析机，调节控制雷蒙磨机的工作状态。
B步骤中，氧化分解炉上设置红外线温度传感器，温度传感器信号反馈到等离子发生器伺服供电系统，伺服供电系统根据信号调整等离子体氧化器的功率。因为常用的金属矿物大多是硫化矿物，不同的矿物需要氧化温度也不相同，例如硫化铜矿，硫与铜分离所需的温度在600-650摄氏度，没有达到铜分解的温度。
B步骤中氧化分解炉是由燃烧室与烟气缓冲室组成，燃烧室与烟气缓冲室中间设置烟尘分离器，烟尘分离器是用耐高温金属丝网，孔径小于金属微粒，烟尘分离器联接到外部电磁间歇振动器，定时振动使矿粉脱落，以免堵塞网孔。
燃烧室的燃烧情况由红外线成像仪进行监控。
C步骤中氧化分解炉上设置红外线温度传感器，温度传感器信号反馈到等离子发生器供电系统，伺服供电系统根据信号调整等离子体氧化器的功率，氧化分解炉中的燃烧情况由红外线成像仪进行监控。
F步骤中使用板式高压电选机。由于有价金属矿物回收率要达到90%以上，矿石的细度在400-500目之间，为此不能采用鼓筒式电选机，由于各种矿物的介电常数、电导率、比导电度、整流性不一样，不同的金属矿物设定不同的恒温参数。
本发明方法利用等离子氧化等高科技的技术手段，用等离子火焰对矿物进行氧化分解，改变以往对环境造成影响的选矿方法，如浮选、重选。本发明方法避免以往的选矿方法会产生大量的药物废水和大量的尾砂，使重金属充分回收，既节约了不可再生的资源又保护了环境，本发明方法的选矿工艺，综合利用了不可再生的资源，生产成本比以往的选矿方法更低。

Claims (10)

1.一种环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：包括A：原矿破粉碎、B：等离子硫化物氧化、C：等离子二次氧化分解、D：热风扬尘分选、E：矿物磁性分选、F：高压电分选、G：非金属氧化物回收；具体步骤如下：
A：原矿破碎
将原矿多级破碎成1-2厘米直径大小的细矿，由输送带送到粉碎机储料仓，再由磨机根据不同的矿种和金属矿物的粗细度研磨至25-38um大小，然后送入粉料仓待用，粉料仓保持干燥；
B：等离子硫化物氧化
射流给料器压缩空气将粉料仓中的粉料射入等离子体氧化器，射入风速每秒1-20m可控，空气与物料的配比根据固相矿物分析仪反馈矿物的氧化指标进行调整，矿粉与空气的混合物在经过等离子氧化器后进入氧化分解炉，在氧化分解炉内进行氧化，氧化后的产生的烟气由真空机抽出送到烟气净化塔，燃烧产生的矿粉聚集在氧化分解炉下部，并由螺旋输送机输出待处理；烟气净化塔净化后的二氧化硫通过热交换经催化剂氧化成三氧化硫，并继续将三氧化硫用酸吸收生成硫酸；
C：等离子二次氧化分解
步骤B中的待处理矿粉再由射流给料器供给等离子氧化器，通过等离子氧化器的矿物进入氧化分解炉进行二次氧化反应，反应后上部重量漂浮起来的较轻氧化物由集尘机回收，下部的矿粉由螺旋输出待用；
D：热风扬尘分选
步骤C输出的矿粉用压缩空气进行扬尘分选，扬尘分选机压缩空气的风速通过矿物分析仪检测粉尘是否含有金属矿物，然后通过伺服电路进行自动调整压缩空气的风速，控制金属、金属矿物及钾、钠、钙、镁、铝等氧化物等较重物质扬尘分离器中富集在下部待处理，上部较轻的粉尘由集尘器收集；集尘器上部为烟尘分离，将含有二氧化硫的气体通过矿物棉的隔离把烟尘分离，并将二氧化硫烟气输送到烟气净化塔后制成硫酸，集尘器下部的粉尘输出待压制地砖用；
E：矿物磁性分选
扬尘分选机下部富集的矿物输入磁选机，通过两次氧化后具有不同的磁性，磁选机分别通过弱磁、中磁、强磁选取不同磁性的矿物，磁选机的自动给料装置的给料量和转速根据磁选机尾端反馈的电磁传感器信号进行调整控制，非磁性矿物如金、银、氧化铜、锡石、白钨输出待处理；
F：高压电分选
E步骤输出的非磁性矿物通过多级高压电选系统进行单一金属分选，每级电选机的电磁式自动给料机都设有电热装置和矿物检测仪，矿物检测仪把所检测的数据反馈到电磁式自动给料机和电热装置的伺服电路，然后对自动给料和电热装置进行调整，高压电选后剩余的非金属矿物输出待处理；
G：非金属氧化物回收
F步骤输出的非金属矿物与集尘器回收价值不高的氧化物通过制砖机压制成异型地砖综合利用。
2.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：A步骤中的原矿经过三级破碎：20-50厘米的原矿送到一级破碎机，破碎成直径5-10厘米大小，然后通过橡胶输送带送到二级破碎的储料仓，二级破碎把5-10厘米原矿破碎成直径2-4厘米，并通过橡胶输送带送到三级破碎机的储料仓，三级破碎机把2-4厘米的矿石破碎成1-2厘米的细矿。
3.根据权利要求2所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：二级破碎机的储料仓通过光电传感器发出仓储情况信号鸣笛告知装载机驾驶员。
4.根据权利要求2所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：三级破碎机的储料仓的仓储信息由光电传感器控制二级破碎的自动给料器运行。
5.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：A步骤中所采用的的磨机为雷蒙磨机，雷蒙磨机的出口处安装激光粒度仪，检测出口的矿物粒度后把信号分别送往粒度分析机，调节控制雷蒙磨机的工作状态。
6.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：B步骤中，氧化分解炉上设置红外线温度传感器，温度传感器信号反馈到等离子发生器伺服供电系统，伺服供电系统根据信号调整等离子体氧化器的功率。
7.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：B步骤中氧化分解炉是由燃烧室与烟气缓冲室组成，燃烧室与烟气缓冲室中间设置烟尘分离器，烟尘分离器是用耐高温金属丝网，孔径小于金属微粒，烟尘分离器联接到外部电磁间歇振动器，定时振动使矿粉脱落，以免堵塞网孔。
8.根据权利要求7所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：燃烧室的燃烧情况由红外线成像仪进行监控。
9.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：C步骤中氧化分解炉上设置红外线温度传感器，温度传感器信号反馈到等离子发生器供电系统，伺服供电系统根据信号调整等离子体氧化器的功率，氧化分解炉中的燃烧情况由红外线成像仪进行监控。
10.根据权利要求1所述的环保节能的等离子氧化矿物分选方法，其特征在于：F步骤中使用板式高压电选机。
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