CN108940879A - 等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 - Google Patents
等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108940879A CN108940879A CN201711060599.8A CN201711060599A CN108940879A CN 108940879 A CN108940879 A CN 108940879A CN 201711060599 A CN201711060599 A CN 201711060599A CN 108940879 A CN108940879 A CN 108940879A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mineral powder
- sorting
- plasma
- layer
- powder granular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 166
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 166
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 92
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 157
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 72
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 70
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 31
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000053 physical method Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
- B07B13/003—Separation of articles by differences in their geometrical form or by difference in their physical properties, e.g. elasticity, compressibility, hardness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
- B07B13/14—Details or accessories
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种等离子体物理矿石分选处理方法，采用等离子体物理方法，利用矿石各组分电性差异及电子吸附能力差异，对矿石中金属化合物、金属化合物簇集体、电性特征差异较大非金属矿物成分、矿石胶质部分等进行物理分选处理。综合考虑矿物形成过程、矿物组合、矿石胶结物及矿石空隙结构等因素，分选处理过程包括预处理、激发等离子体状态、等离子体分选等步骤。该方法安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产生，分选效率较高。本发明还公开了一种等离子体物理矿石分选系统，包括预处理子系统、激发等离子体状态子系统、等离子体分选子系统、出仓装置等装置。该系统结构简单，安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产生，分选效率高。
Description
技术领域
本发明涉及原矿产品分选处理领域，具体涉及一种等离子体物理矿石分 选处理方法及其系统。
背景技术
随着矿石不断开采，精矿的数量正迅速减少，而复杂难选的矿石却大量 存在。原矿尤其低品位原矿、尾矿、冶炼厂尾渣、矸石等矿物及固体废料中， 通常含有大量的有价金属，例如含有有大量的金属化合物、金属化合物簇集 体、电性特征差异较大非金属矿物成分、矿石胶质部分等。通过对上述固体 材料中的有价元素做精细分选处理，可以提高高价元素产量，获得品位较高 的精矿产品，提高矿石综合利用水平，减少环境破坏，降低环境污染，且能 满足金属及其它元素冶炼厂品位需求，是矿产行业的重要环节。然而，由于 我国选矿技术较为落后，可能有5％-40％的目的组分和一部分共生或伴生金 属仍留在上述固体材料中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种等离子体物理矿石分选处理方法， 可提高固体矿石产品综合利用水平，处理过程安全无污染。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种等离子体物理矿石分选处理方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将矿石破碎、干燥和/或磁选，得到矿粉颗粒；
S2、激发等离子体状态：将步骤S1中得到的矿粉颗粒进行电子激发过 程和电子吸附过程，使所述矿粉颗粒吸附电子，表现为带负电荷的点电荷等 离子体状态；
S3、等离子体分选：将步骤S2中呈等离子体状态的矿粉颗粒以分选速 度进入使所述矿粉颗粒沿弧形轨迹运动的分选磁场中，所述分选磁场为一组 或多组平行磁场，磁场方向与径向方向垂直，使受洛伦兹力大小不同的矿粉 颗粒具有大小不同的磁矩，根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
进一步地，所述步骤S3还包括：
S31、整流：在所述矿粉颗粒进入分选磁场前，先经过用于调节矿粉颗 粒运行速度和方向的整流电场，所述整流电场为一组或多组平行电场，使矿 粉颗粒进入分选磁场前，具有相同的运行方向和分选速度。
进一步地，所述步骤S2还包括：
S21、在进行所述电子激发过程中，施加用于使所述矿粉颗粒径向分散 的径向可控电场；
S22、在进行所述电子吸附过程中，施加用于使所述矿粉颗粒沿弧形轨 迹运动的径向方向的电场和垂直径向方向的电场。
进一步地，还包括S4、收集：对矿粉颗粒做电性中和处理，再依据分选 出的不同矿粉颗粒分别出料。
本发明的有益效果：本发明的等离子体物理矿石分选处理方法，采用等 离子体物理方法，利用矿石各组分电性差异及电子吸附能力差异，对矿石中 金属化合物、金属化合物簇集体、电性特征差异较大非金属矿物成分、矿石 胶质部分等进行物理分选处理。综合考虑矿物形成过程、矿物组合、矿石胶 结物及矿石空隙结构等因素，分选处理过程包括预处理、激发等离子体状态、 等离子体分选等步骤。该方法安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产 生，分选效率较高。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种等离子体物理矿石分选处理系 统，可提高固体矿石产品综合利用水平，处理过程安全无污染。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种等离子体物理矿石分选处理系统，包括：依次连通的预处理子系统、 激发等离子体状态子系统、等离子体分选子系统和出仓装置。
进一步地，所述激发等离子体状态子系统至少分为一次电子激发段和一 次电子吸附段，在所述一次电子激发段设置产生电子流的电子激发装置。
进一步地，所述一次电子激发段配置有使矿粉颗粒径向分散的径向可控 电场，所述一次电子吸附段配置有一组或多组径向方向的电场及一组或多组 垂直径向方向的电场。
进一步地，所述等离子体分选子系统，等离子体分选子系统至少包括一 次等离子分选装置，一次等离子分选装置设置在所述一次电子吸附段的侧面， 并且与所述一次电子吸附段连通，所述一次等离子分选装置包括一次整流段 和一次筛分段。
进一步地，所述一次整流段配置有用于调节矿粉颗粒运行速度和方向的 整流电场，所述一次整流段由内至外依次分为内层、中层和外层，内层为绝 缘介质层，中层为导电层，外层为绝缘层。
进一步地，所述一次筛分段配置有分选磁场，所述一次筛分段为四层结 构，由内至外依次分为层一、层二、层三和层四，层一为绝缘层，层二为磁 导层，层三由螺旋线圈构成，层四为绝缘层。
本发明的有益效果：
该等离子体物理矿石分选系统，利用矿石各组分电性差异及电子吸附能 力差异，对矿石中金属化合物、金属化合物簇集体、电性特征差异较大非金 属矿物成分、矿石胶质部分等进行物理分选处理。综合考虑矿物形成过程、 矿物组合、矿石胶结物及矿石空隙结构等因素，分选系统包括预处理子系统、 激发等离子体状态子系统、等离子体分选子系统、出仓装置等装置。该系统 结构简单，安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产生，分选效率高。
附图说明
图1为本发明等离子体物理矿石分选处理系统一个优选实施例的结构示 意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所 描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
等离子体物理中，电子与某些物质颗粒或分子接触时，常会发生电子附 着现象，即电子与中性分子或中性微粒相碰，形成一个不稳定的负离子微粒， 表现为带负电荷的点电荷等离子体状态。
较短时间内，将处于等离子体状态的负离子微粒置于外部磁场或电场中， 该负离子微粒将满足点电荷在磁场或电场中运动规律，同时考虑重力影响， 该负离子微粒所受合力F＝Fm+Fe+Fg。其中，Fm、Fe、Fg分别为负离子微 粒受到的磁作用力、电作用力和重力。通过调节外部磁场或电场的方向和大 小，可改变负离子微粒的运动轨迹，达到区分这些负离子微粒的目的。
对于不同的中性微粒，电子附着能力不同，且附着电子数也不相同，这 些不同使这些微粒成为负离子微粒后所受到的磁作用力或电作用力不同，加 大了负离子微粒各分力的作用水平，使这些负离子微粒运动轨迹被区分的程 度加大。
实施例1
本发明即利用等离子体物理中上述相关原理进行原矿组分分选，这种方 法对矿石，尤其低品位原矿、尾矿、冶炼厂尾渣、矸石等矿石原料及固体废 料中的有价元素，做进一步精细分选深加工处理，获得品位较高的精矿产品， 提高矿石综合利用水平，处理过程安全无污染，有一定应用前景。
本发明涉及一种等离子体物理矿石分选处理方法，采用等离子体物理方 法，利用矿石各组分电性差异及电子吸附能力差异，对矿石中金属化合物、 金属化合物簇集体、电性特征差异较大非金属矿物成分、矿石胶质部分等进 行物理分选处理。综合考虑矿物形成过程、矿物组合、矿石胶结物及矿石空 隙结构等因素，分选处理过程包括预处理、激发等离子体状态、等离子体分 选等步骤。该方法安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产生，分选效 率较高。
具体地，如图1所示，一种等离子体物理矿石分选处理方法，包括以下步 骤：
S1、预处理：将矿石破碎、干燥和/或磁选，得到矿粉颗粒。
在该步骤中，根据矿石具体情况，对矿石进行一次或多次破碎、干燥、 研磨、磁选等处理过程，使矿粉颗粒平均粒径相当于岩石平均空隙直径，直 径差异在10％以内，表面较为圆滑，含水率达到10-4级或更低，并且不包括 铁磁性元素、剩余磁化强度高的元素或化合物。本发明通过预处理步骤降低 了矿石颗粒大小、含水量、磁性等因素对分选处理结果的影响。
例如在发明的一个优选实施例中，采用粗碎、中碎、细碎等多级破碎过 程对矿石进行破碎。细碎级别至10-6-10-5m级，矿石细碎后，矿石颗粒平均 粒径相当于岩石平均空隙直径，直径差异在10％以内，以降低矿石颗粒大小 对分选处理结果的影响。对细碎后得到的矿石颗粒进行一次干燥处理，使其 含水率达到10-3级。对干燥过的矿石颗粒进行精细研磨，精细研磨目的是对 矿石颗粒表面进行钝化处理，精细研磨后的矿粉颗粒最小粒径，取决于分选 矿物粒度分析结果。对精细研磨后的矿粉颗粒进行二次干燥处理，使其含水 率达到10-4级或更低。对二次干燥后的矿粉颗粒进行磁选，利用磁场分选出 磁性矿粉颗粒，具体地，通过对矿粉颗粒做磁化处理，并利用电磁铁分离出 具磁性或具剩余磁性的颗粒，剩余矿粉颗粒进行步骤S2。
上述流程中对矿石处理的过程包含粗碎、中碎、细碎、一次干燥处理、 研磨、二次干燥处理和磁选。对于某些块状且体积较大的原矿，破碎至矿粉 颗粒，并非一次流程即可完成，需反复进行多次；而对于某些选厂尾矿，只 需进行一次干燥处理且研磨一次即可。磁选流程将根据具体情况而定，若化 验分析结果表明矿石中未含有铁磁性元素、剩余磁化强度高的元素或化合物， 该步骤可省略。
S2、激发等离子体状态：将步骤S1中干燥的矿粉颗粒进行电子激发过 程和电子吸附过程，使所述矿粉颗粒吸附电子，表现为带负电荷的点电荷等 离子体状态。
电子激发过程和电子吸附过程优选均在密闭空间中进行。电子激发过程 由电子激发装置产生电子流，如电子发生器激发出电子，使电子与悬浮在空 气中的矿粉颗粒接触。矿粉颗粒与电子接触后，对电子进行吸附，吸附了电 子的矿粉颗粒表现为带同种电荷的点电荷等离子体状态。矿粉颗粒由不同矿 物及矿物组合组成，由于含有的有价元素不同，其对电子吸附能力不相同。
为了保证有价元素的分选比例，使电子吸附能力强的有价元素矿粉颗粒 与电子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒初步分离，确保足够比例的矿粉获取 电子吸附，在该步骤中，电子激发过程和电子吸附过程具体包括一次电子激 发、一次电子吸附以及二次电子激发、二次电子吸附。以上四步流程中一次 电子激发到一次电子吸附和二次电子激发到二次电子吸附是对同一批矿粉颗 粒的先后处理过程。比例的控制采用三步法：第一步由一次电子激发、一次 电子吸附过程完成，该过程将分离出电子吸附能力强的有价元素矿粉颗粒，例如金属氧化物；第二步由二次电子激发、二次电子吸附过程完成，该过程 将分离出电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗粒，例如金属硫化物；第 三步针对电子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒，例如二氧化硅、云母等，由 于其对电子吸附能力最弱，而被剩余。
可以理解的是，虽然本实施例中，电子激发过程和电子吸附过程均为两 次，但是，本发明不限定电子激发过程和电子吸附过程的次数，可以进行一 次或反复进行多次。
为了增加电子与悬浮在空气中的矿粉颗粒的接触概率，电子激发过程在 径向可控电场中进行，使矿粉颗粒径向分散。在本发明中，矿粉颗粒主要的 宏观运动方向为垂直径向的方向，例如矿粉颗粒受重力影响，沿竖直方向运 动，则竖直方向为垂直径向的方向，水平方向为径向方向。
为了将电子吸附能力不同的有价元素矿粉颗粒分离，使吸附了电子的矿 粉颗粒改变原运动路径，电子吸附过程在一组或多组径向方向的电场及一组 或多组垂直径向方向的电场中进行。在径向方向的电场及垂直径向方向的电 场的影响下，吸附了电子的矿粉颗粒的运动路径将由垂直径向方向向径向方 向偏转，即沿弧形轨迹运动，在径向方向即可收集到吸附了电子的矿粉颗粒。
具体地，所有矿粉颗粒经过一次电子激发过程，在此过程中径向可控电 场影响下，矿粉颗粒径向分散，矿粉颗粒与电子充分接触，其中电子吸附能 力强的有价元素，在一次电子吸附过程中，受到径向方向的电场和垂直径向 方向的电场的电场力较大，其运动路径由垂直径向方向向径向方向偏转，此 时可以收集到电子吸附能力强的有价元素。剩余矿粉颗粒继续沿垂直径向方 向运动，经过二次电子激发过程，在此过程中径向可控电场影响下，矿粉颗 粒再次径向分散，矿粉颗粒与电子充分接触，其中电子吸附能力相对中等的 有价元素矿粉颗粒，再次充分吸附电子，在二次电子吸附过程中，受到径向 方向的电场和垂直径向方向的电场的电场力，其运动路径由垂直径向方向向 径向方向偏转，此时可以收集到电子吸附能力相对中等的有价元素。剩余电 子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒，继续沿垂直径向方向运动，进而被收集。
该步骤利用等离子体物理中电子吸附原理及矿粉颗粒对电子吸附能力存 在的本质差异，配置相应电场，综合矿粉颗粒电性、密度、颗粒大小、颗粒 形状等因素，实现对矿粉颗粒初步分选处理。
S3、等离子体分选：将步骤S2中呈等离子体状态的矿粉颗粒以分选速 度进入使所述矿粉颗粒沿弧形轨迹运动的分选磁场中，所述分选磁场为一组 或多组平行磁场，磁场方向与径向方向垂直，使受洛伦兹力大小不同的矿粉 颗粒具有大小不同的磁矩，根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
该步骤优选在密闭空间中进行，利用配置的电场、磁场等物理场，对具 有不稳定状态的负离子矿粉颗粒进行物理分选。
该步骤还包括步骤S31、整流：在所述矿粉颗粒进入分选磁场前，先经 过用于调节矿粉颗粒运行速度和方向的整流电场，所述整流电场为一组或多 组平行电场，使矿粉颗粒进入分选磁场前，具有相同的运行方向和分选速度。 矿粉颗粒进入整流电场时，矿粉颗粒之间速度大小差异小，但运动方向差异 较大，利用整流电场，对矿粉颗粒进行方向整流，调节矿粉颗粒速度大小， 使矿粉颗粒进入分选磁场之前，矿粉颗粒速度分布范围足够窄，且达到速度 分布要求。所述整流电场为一组或多组平行电场，电场方向相同，电场方向 为径向方向，电场可以是静电场，也可以是交变电场。
经过整流后，矿粉颗粒以分选速度进入分选磁场中，分选磁场为一组或 多组平行磁场，且分选磁场方向与矿粉颗粒进入分选磁场时的运动方向垂直， 或者说与整流电场方向垂直，分选磁场可以是静磁场，也可以是交变磁场。 带有负电荷的矿粉颗粒在分选磁场中，受到洛伦兹力，运动轨迹变为圆弧状。 矿粉颗粒根据带有电荷的多少不同，其受洛伦兹力大小不同，磁矩大小也不 同，即运动半径大小不同，从而根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
为了与步骤S2中一次电子激发、一次电子吸附相对应，在一个优选实 施例中该步骤包括一次等离子体分选；为了与步骤S2中二次电子激发、二 次电子吸附相对应，在一个优选实施例中该步骤还包括二次等离子体分选。 其中优选地，一次等离子体分选与二次等离子体分选过程中的分选磁场方向 相反。即矿粉颗粒经过一次电子激发、一次电子吸附以及二次电子激发、二 次电子吸附过程后，先初步分为吸附能力强的矿粉颗粒和吸附能力相对中等 的矿粉颗粒。吸附能力强的矿粉颗粒经过一次等离子体分选过程，根据其吸 附能力大小，进行进一步的分选。吸附能力相对中等的矿粉颗粒经过二次等 离子体分选过程，同样根据其吸附能力大小，进行进一步的分选。
S4、收集：对矿粉颗粒做电性中和处理，再依据分选出的不同矿粉颗粒 分别出料。
优选地，所有带有负电荷的矿粉颗粒在被收集前，先进行电荷中和过程， 使其呈电中性，再进行收集。本发明仅限定所述步骤S1、步骤S2和步骤S3 的先后次序，但是不限定操作次数。
实施例2
本发明还提供了一种利用上述方法对有价元素矿粉颗粒进行分选的系 统。如图1所示，该系统包括预处理子系统100、激发等离子体状态子系统 200、等离子体分选子系统300和出仓装置400。
预处理子系统100包括多级破碎装置110、干燥装置120、研磨装置130 和磁选装置140中的一个或多个，根据矿石具体情况，使矿石选择性经过多 级破碎装置110、干燥装置120、研磨装置130或磁选装置140，使经过预处 理子系统100处理过的矿粉颗粒平均粒径相当于岩石平均空隙直径，直径差 异在10％以内，表面较为圆滑，含水率达到10-4级或更低，并且不包括铁磁 性元素、剩余磁化强度高的元素或化合物。
经过预处理后的矿粉颗粒，由预处理子系统100进入激发等离子体状态 子系统200。激发等离子体状态子系统200包括入仓装置210和电子激发装 置。
入仓装置210为密闭腔体，如图1所示，在垂直径向的方向上，即z方 向上，由上至下至少分为一次电子激发段211和一次电子吸附段212。矿粉 颗粒由入仓装置210的上端进入，在重力的作用下依次进过一次电子激发段 211和一次电子吸附段212。入仓装置210各段的长度、宽度均可调节，调节 比例依原料特征确定。
在一次电子激发段211设置可以产生电子流的电子激发装置，如电子发 生器。为了增加电子与悬浮在空气中的矿粉颗粒的接触概率，一次电子激发 段211配置有径向可控电场，即电场方向为x方向，使矿粉颗粒径向分散。
为了将电子吸附能力不同的有价元素矿粉颗粒分离，使吸附了电子的矿 粉颗粒改变原运动路径，一次电子吸附段212配置有一组或多组x方向的电 场及一组或多组z方向的电场。在x方向的电场及z方向的电场的影响下， 吸附了电子的矿粉颗粒的运动路径将由z方向向x方向偏转，即沿弧形轨迹 运动，在一次电子吸附段212的x方向即可收集到吸附了电子的矿粉颗粒。
为了保证有价元素的分选比例，使电子吸附能力强的有价元素矿粉颗粒 与电子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒初步分离，确保足够比例的矿粉获取 电子吸附，在该系统中，还包括二次电子激发段213和二次电子吸附段214， 入仓装置210由上至下一次分为一次电子激发段211、一次电子吸附段212、 二次电子激发段213和二次电子吸附段214。具体地，二次电子激发段213 与一次电子激发段211相同，二次电子吸附段214与一次电子吸附段212相 同。可以理解的是，本申请不限制电子激发段和电子吸附段的数目，电子激 发段和电子吸附段的数目为一个或多个，例如当电子激发段和电子吸附段的 数目为一时，入仓装置210仅包括一次电子激发段211和一次电子吸附段 212；当电子激发段和电子吸附段的数目为二时，入仓装置210还包括二次电 子激发段213和二次电子吸附段214。
激发等离子体状态子系统200的工作过程为：矿粉颗粒由入仓装置210 的上端进入，在重力的作用下依次经过过一次电子激发段211和一次电子吸 附段212。在一次电子激发段211，矿粉颗粒在电场的作用下与电子充分接触。 随后矿粉颗粒进入一次电子吸附段212，在此段矿粉颗粒尤其是电子吸附能 力强的有价元素矿粉颗粒在电场的作用下，沿弧形轨迹运动，由z方向向x 方向偏转，此时在一次电子吸附段212侧面即可收集到电子吸附能力强的有 价元素矿粉颗粒。而电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗粒和电子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒继续向下运动，依次经过二次电子激发段213和 二次电子吸附段214。在二次电子激发段213，矿粉颗粒在电场的作用下再次 与电子充分接触。随后矿粉颗粒进入二次电子吸附段214，在此段矿粉颗粒 尤其是电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗粒在电场的作用下，沿弧形 轨迹运动，由z方向向x方向偏转，此时在二次电子吸附段214侧面即可收 集到电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗粒。剩余电子吸附能力弱的有 价元素矿粉颗粒沉入入仓装置210底端。在激发等离子体状态子系统200中， 矿粉颗粒被初步分选成电子吸附能力强的有价元素矿粉颗粒、电子吸附能力 相对中等的有价元素矿粉颗粒和电子吸附能力弱的有价元素矿粉颗粒。
经过激发等离子体状态子系统200的分选出的矿粉颗粒，再经过等离子 体分选子系统300进行进一步地分选。等离子体分选子系统300至少包括一 次等离子分选装置310。一次等离子分选装置310设置在一次电子吸附段212 的侧面，分为一次整流段311和一次分选段312。
一次整流段311配置有用于调节矿粉颗粒运行速度和方向的整流电场， 所述整流电场为一组或多组平行电场，使矿粉颗粒进入一次分选段312前， 具有相同的运行方向和分选速度，矿粉颗粒速度分布范围足够窄，且达到速 度分布要求。所述整流电场为一组或多组平行电场，电场方向为x方向，电 场可以是静电场，也可以是交变电场。
一次整流段311为密闭腔体，与一次电子吸附段212相连通，设置方向 为x方向、y方向或倾斜设置。一次整流段311由内至外依次分为内层、中 层和外层，内层为绝缘介质层，该绝缘介质层为高介电常数层，约束电子和 带电矿粉颗粒的范围；中层为导电层，用于形成电场；外层为绝缘层，该绝 缘层具有防腐蚀的作用。一次整流段311的长度由矿石粉碎粒度、矿石电性 特征以及矿石含水率确定。
一次分选段312配置有分选磁场，分选磁场为一组或多组平行磁场，且 分选磁场方向与矿粉颗粒进入分选磁场时的运动方向垂直，或者说与整流电 场方向垂直，即为z方向或y方向，分选磁场可以是静磁场，也可以是交变 磁场。带有负电荷的矿粉颗粒在分选磁场中，受到洛伦兹力，运动轨迹变为 圆弧状。矿粉颗粒根据带有电荷的多少不同，其受洛伦兹力大小不同，磁矩 大小也不同，即运动半径大小不同，从而根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
一次分选段312为横截面呈圆环状的腔体，与一次分选段312的一端连 通。一次分选段312为四层结构，由内至外依次分为层一、层二、层三和层 四。层一为绝缘层，用于约束电子和带电矿粉颗粒范围；层二为磁导层，该 层由高磁导率材料构成；层三由螺旋线圈构成，线圈所在平面法向与x方向 垂直；层四为绝缘层，该绝缘层具有防腐蚀作用。一次分选段312的长度由 矿石电性特征和吸附电子能力确定。
带有负电荷的矿粉颗粒在分选磁场中，受到洛伦兹力，运动轨迹变为圆 弧状。矿粉颗粒根据带有电荷的多少不同，其受洛伦兹力大小不同，磁矩大 小也不同，即运动半径大小不同，从而根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
等离子分选装置的数目与电子吸附段的数目相对应，例如在本申请的一 个优选实施例中还包括二次等离子分选装置320，二次等离子分选装置320 设置在二次电子吸附段214的侧面。二次等离子分选装置320的具体设置与 一次等离子分选装置310大体相同，包括二次整流段321和二次分选段322， 只是分选磁场的配置方向与一次等离子分选装置310相反。
等离子体分选子系统300的数目可以有一个或多个，其与电子吸附段的 数目相对应。例如在本申请的一个优选实施例中，等离子体分选子系统300 有两个包括一次等离子分选装置310和二次等离子分选装置320。
等离子体分选子系统300的工作过程为：电子吸附能力强的有价元素矿 粉颗粒由一次电子吸附段212进入一次整流段311进行整流，一次整流段311 配置有整流电场，使矿粉颗粒进入分选磁场前，具有相同的运行方向和分选 速度。随后在整流电场的作用下进入一次分选段312，因不同矿粉颗粒吸附 电子能力、离子质量等不同，进入分选磁场后，不同矿粉颗粒受到洛仑兹力 作用大小也不同，从而分选磁场中磁矩不同，达到分离不同有价元素矿粉颗 粒的目的。而电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗粒，由二次电子吸附 段222进入二次整流段321进行整流，二次整流段321配置有整流电场，使 矿粉颗粒进入分选磁场前，具有相同的运行方向和分选速度。随后在整流电 场的作用下进入二次分选段322，电子吸附能力相对中等的有价元素矿粉颗 粒根据磁矩进行进一步地分选。
总的来说，吸附了电子的矿粉颗粒表现为负离子状态，该状态并非稳定 状态，在一个相对较短的时间内，利用电场将其引入一次等离子分选装置310 或二次等离子分选装置320，如经过一次电子吸附段212后进入一次等离子 分选装置310，二次电子吸附段214后进入二次等离子分选装置320，利用配 置的电场和磁场对这种具有不稳定状态的负离子矿粉颗粒进行物理分选。
该系统还包括出仓装置400，在一个较短时间段内，矿粉颗粒通过电场 和磁场作用，进入出仓装置400，出仓装置400包括设置在前段的电荷中和 仓和设置在后段的出料口装置。出仓装置400与等离子体分选子系统300相 连通，其数目与等离子体分选子系统300所包含的等离子分选装置的数目相 对应。例如在本申请的一个优选实施例中，一次整流段311和二次整流段321 分别与两个出仓装置400的电荷中和仓相连通。
电荷中和仓由可调节宽度的栏板构成，栏板由导电材料制成。经等离子 体分选子系统300分选过后的负离子矿粉颗粒，进入出仓装置400的电荷中 和仓，先对矿粉颗粒做电性中和处理，再依据分选出的不同矿粉颗粒分别出 料。
出料口装置依据分选结果可进行宽度调节，且出料口装置与电荷中和仓 的栏板之间距离相同。通过出料口装置即可将分选后的矿粉颗粒收集起来。
该等离子体物理矿石分选系统利用矿石各组分电性差异及电子吸附能力 差异，对矿石中金属化合物、金属化合物簇集体、电性特征差异较大非金属 矿物成分、矿石胶质部分等进行物理分选处理。综合考虑矿物形成过程、矿 物组合、矿石胶结物及矿石空隙结构等因素，分选系统包括预处理子系统 100、激发等离子体状态子系统200、等离子体分选子系统300、出仓装置400 等装置。该系统结构简单，安全卫生，无废液、固体废弃物、污染气体产生， 分选效率高。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据 本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些 变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种等离子体物理矿石分选处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预处理：将矿石破碎、干燥和/或磁选，得到矿粉颗粒；
S2、激发等离子体状态：将步骤S1中得到的矿粉颗粒进行电子激发过程和电子吸附过程，使所述矿粉颗粒吸附电子，表现为带负电荷的点电荷等离子体状态；
S3、等离子体分选：将步骤S2中呈等离子体状态的矿粉颗粒以分选速度进入使所述矿粉颗粒沿弧形轨迹运动的分选磁场中，所述分选磁场为一组或多组平行磁场，磁场方向与径向方向垂直，使受洛伦兹力大小不同的矿粉颗粒具有大小不同的磁矩，根据磁矩分选矿粉颗粒中的各组分。
2.根据权利要求1所述的等离子体物理矿石分选处理方法，其特征在于，
所述步骤S3还包括：
S31、整流：在所述矿粉颗粒进入分选磁场前，先经过用于调节矿粉颗粒运行速度和方向的整流电场，所述整流电场为一组或多组平行电场，使矿粉颗粒进入分选磁场前，具有相同的运行方向和分选速度。
3.根据权利要求1所述的等离子体物理矿石分选处理方法，其特征在于，
所述步骤S2还包括：
S21、在进行所述电子激发过程中，施加用于使所述矿粉颗粒径向分散的径向可控电场；
S22、在进行所述电子吸附过程中，施加用于使所述矿粉颗粒沿弧形轨迹运动的径向方向的电场和垂直径向方向的电场。
4.根据权利要求1所述的等离子体物理矿石分选处理方法，其特征在于，还包括S4、收集：对矿粉颗粒做电性中和处理，再依据分选出的不同矿粉颗粒分别出料。
5.一种等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，包括：依次连通的预处理子系统(100)、激发等离子体状态子系统(200)、等离子体分选子系统(300)和出仓装置(400)。
6.根据权利要求5所述的等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，所述激发等离子体状态子系统(200)至少分为一次电子激发段(211)和一次电子吸附段(212)，在所述一次电子激发段(211)设置产生电子流的电子激发装置。
7.根据权利要求6所述的等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，所述一次电子激发段(211)配置有使矿粉颗粒径向分散的径向可控电场，所述一次电子吸附段(212)配置有一组或多组径向方向的电场及一组或多组垂直径向方向的电场。
8.根据权利要求6所述的等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，所述等离子体分选子系统(300)，等离子体分选子系统(300)至少包括一次等离子分选装置(310)，一次等离子分选装置(310)设置在所述一次电子吸附段(212)的侧面，并且与所述一次电子吸附段(212)连通，所述一次等离子分选装置(310)包括一次整流段(311)和一次筛分段(312)。
9.根据权利要求8所述的等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，所述一次整流段(311)配置有用于调节矿粉颗粒运行速度和方向的整流电场，所述一次整流段(311)由内至外依次分为内层、中层和外层，内层为绝缘介质层，中层为导电层，外层为绝缘层。
10.根据权利要求9所述的等离子体物理矿石分选处理系统，其特征在于，所述一次筛分段(312)配置有分选磁场，所述一次筛分段(312)为四层结构，由内至外依次分为层一、层二、层三和层四，层一为绝缘层，层二为磁导层，层三由螺旋线圈构成，层四为绝缘层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711060599.8A CN108940879B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711060599.8A CN108940879B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108940879A true CN108940879A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108940879B CN108940879B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=64494911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711060599.8A Active CN108940879B (zh) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108940879B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109833046A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-04 | 湖南警察学院 | 一种适于单手操作的磁性刷 |
| CN110586271A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 新昌县大菠萝农业发展有限公司 | 一种快拆式自吸中药粉碎机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3856666A (en) * | 1971-07-20 | 1974-12-24 | Saburo Yashima And Nippon Mini | Magnetic separator |
| CN101480632A (zh) * | 2009-01-12 | 2009-07-15 | 安徽大昌矿业集团有限公司 | 一种磁铁矿的选矿方法 |
-
2017
- 2017-10-30 CN CN201711060599.8A patent/CN108940879B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3856666A (en) * | 1971-07-20 | 1974-12-24 | Saburo Yashima And Nippon Mini | Magnetic separator |
| CN101480632A (zh) * | 2009-01-12 | 2009-07-15 | 安徽大昌矿业集团有限公司 | 一种磁铁矿的选矿方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109833046A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-04 | 湖南警察学院 | 一种适于单手操作的磁性刷 |
| CN109833046B (zh) * | 2019-04-01 | 2023-04-28 | 湖南警察学院 | 一种适于单手操作的磁性刷 |
| CN110586271A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 新昌县大菠萝农业发展有限公司 | 一种快拆式自吸中药粉碎机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108940879B (zh) | 2024-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107442549B (zh) | 一种废弃电路板中有价组分的干法分选回收工艺 | |
| CN105233976B (zh) | 预富集‑焙烧‑再磨磁选尾矿回收工艺 | |
| CN101229528A (zh) | 多种元素矿物的磁电联合分选方法及设备 | |
| CN104394993A (zh) | 一种钛铁矿选铁尾矿的预处理方法 | |
| CN106179759B (zh) | 高压脉冲外场强化结合静电分选回收菱镁矿的方法及设备 | |
| CN109351467A (zh) | 一种基于铁矿物嵌布粒度处理磁赤混合矿石的分选工艺 | |
| CN105772218B (zh) | 一种铁矿循环分级选矿方法及应用于该方法的干选机 | |
| Manouchehri et al. | Review of electrical separation methods: part 1: fundamental aspects | |
| CN108816497B (zh) | 磁铁矿选矿工艺 | |
| CN107159445A (zh) | 一种铁矿石混合矿分磨、分选，磁—浮选矿工艺 | |
| CN105728185A (zh) | 串联分级磁选机 | |
| CN104437825A (zh) | 一种处理含泥细粒铌矿的选矿工艺 | |
| CN103189143A (zh) | 借助于电晕放电的电子分拣 | |
| CN107029871A (zh) | 一种磁性混合矿的选矿方法 | |
| CN106311441A (zh) | 钒钛磁铁矿多金属矿物分离选矿方法 | |
| CN108940879A (zh) | 等离子体物理矿石分选处理方法及其系统 | |
| CN204672415U (zh) | 钛铁矿组合分级分选系统 | |
| Vlad et al. | Modelling of conducting particle behaviour in plate-type electrostatic separators | |
| CN107088470B (zh) | 一种混合矿分磨、分选，强磁-悬浮焙烧-弱磁选工艺 | |
| CN109482338A (zh) | 一种磁铁矿窄级别分选、中矿单独磨矿的选矿方法 | |
| CN208116178U (zh) | 等离子体物理矿石分选处理系统 | |
| CN106994387A (zh) | 一种多次分层、分带‑筛分的重选方法 | |
| CN106111318B (zh) | 一种强磁性矿物分级流态化弱磁选装置 | |
| CN113953080B (zh) | 一种混合铁矿石的选矿方法 | |
| CN203862383U (zh) | 一种干式磁团聚分选机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240312 Address after: Room 102, Pingfang, Fuguo Industrial Zone, No. 28 Kaifeng North Road, Maling Community, Meilin Street, Futian District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518000 Applicant after: Lianghan (Shenzhen) Energy Storage Technology Development Technology Co.,Ltd. Country or region after: Zhong Guo Address before: 518052 Room 201, building A, 1 front Bay Road, Shenzhen Qianhai cooperation zone, Shenzhen, Guangdong Applicant before: GUOHUABAO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY (SHENZHEN) Co.,Ltd. Country or region before: Zhong Guo |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |