CN109926198A - 一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，包括中心柱，中心柱的外侧设置有螺旋槽主体，螺旋槽主体上侧的槽面包括内侧重矿区，内侧重矿区外侧的槽面上设置有螺旋排布且由外至内延伸的扰流凹槽，扰流凹槽上端位于槽面的外边缘，下端螺旋向下与内侧重矿区的外边缘相切，扰流凹槽外侧的槽面上设置有沿扰流凹槽螺旋向下的侧挡条，侧挡条靠近扰流凹槽的一侧为向外倾斜的导流面。本发明扰流凹槽+侧挡条的分布设计基于阿基米德螺线原理，该结构可使矿物颗粒轴向螺旋运动过程中，沿径向方向松散‑翻滚，实现了可浮性不同的颗粒分层分流，同时借助离心力的搬用作用实现分带富集，对浮选粗精矿采用重选+浮选联合的方法进行分质。

Description

一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机

技术领域

本发明涉及石墨选矿分质的技术领域，特别是指一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机。

背景技术

晶质石墨，又称鳞片石墨，广泛应用于冶金、机械、电气、轻工、化工、纺织、国防等众多领域，是当今全球高新技术发展不可或缺的非金属材料之一。低品位晶质石墨经过浮选工艺可初步提纯至90％～98％，考虑到大鳞片保护浮选工艺一般对粗精矿进行多次磨矿多段分选进行，该工艺往往存在大鳞片过磨、细鳞片解离不足的问题，导致最终精矿产品品位不高、高价值大鳞片产率低。根据大鳞片与细鳞片解离速度存在差异的原理，虽然可以通过预先筛分作业提前将合格大鳞片筛出起到保护大鳞片的作用，但其造成的筛下产物再浮选作用效率低、整体流程冗长、耗水量大的问不容小觑。

因此，申请人提出了对浮选粗精矿进行分质作业，分质作业采用重选+浮选联合的方法进行，目前在实际工业生产中，并未有该方法的应用，而且现有的选矿设备并不能实现上述分质作业或者分质效果较差。

发明内容

基于以上问题，本发明提出一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，对浮选粗精矿进行分质作业，对分质产品依各自解离特性在不同的磨矿及浮选环境进行分选，起到鳞片保护作用。该结构可使矿物颗粒轴向螺旋运动过程中，沿径向方向松散-翻滚，实现了可浮性不同的颗粒分层分流，同时借助离心力的搬用作用实现分带富集，从而起到分质效果。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，包括中心柱，中心柱的外侧设置有螺旋槽主体，螺旋槽主体上侧的槽面包括内侧重矿区，内侧重矿区外侧的槽面上设置有螺旋排布且由外向内延伸延伸的扰流凹槽，扰流凹槽上端位于槽面的外边缘，下端螺旋向下与内侧重矿区的外边缘相切，扰流凹槽外侧的槽面上设置有沿扰流凹槽螺旋向下的侧挡条，侧挡条靠近扰流凹槽的一侧为向外倾斜的导流面。

进一步地，槽面360弧度内的扰流凹槽数量为n，扰流凹槽的上端位于槽面360弧度外边缘的n等分点一，下端螺旋向下位于内侧重矿区360弧度外边缘的n等分点二，n等分点一和n等分点二之间为90弧度，n＝36～56，且为整数。

进一步地，侧挡条的横截面为直角梯形结构。

进一步地，侧挡条的高度从上到下逐渐降低，侧挡条的下端与内侧重矿区相平。

进一步地，中心柱和内侧重矿区之间的槽面上设置有螺旋向下的分流槽，分流槽的外侧设置有分流口，分流口处设置有弧形的导矿闸板，导矿闸板的下端与分流口的下端活动相连。

进一步地，螺旋槽主体的出料端从内到外依次设置有第一接料槽和第二接料槽，相邻接料槽的上端均设置有弧形的分隔板。

进一步地，第一接料槽的上端与内侧重矿区和分流槽的出料端相连。

进一步地，螺旋槽主体的螺距450mm～550mm、螺旋圈数5～8，横截面向内倾斜，横截面径向倾角10°～20°，横截面直径800mm～1200mm。

进一步地，扰流凹槽和侧挡条的下端均位于重矿区的外侧，扰流凹槽的下端距中心柱的距离占该端部所在螺旋槽主体半径的1/4～1/6，即内侧重矿区的横截面半径为螺旋槽主体横截面半径的1/4～1/6。

本发明的有益效果：本发明的螺旋分质机采用重选+浮选联合的方法对晶质石墨浮选粗精矿进行分质，分质过程依据粗精矿中不同组分在可浮性、解离度、比重及粒度方面协同差异随着往下的螺旋运动实现，主要结构扰流凹槽+侧挡条的分布设计基于阿基米德螺线原理，该结构可使矿物颗粒轴向螺旋运动过程中，沿径向方向松散-翻滚，实现了可浮性不同的颗粒分层分流，同时借助离心力的搬用作用实现分带富集，从而起到分质效果。

本发明的扰流凹槽上端位于槽面的外边缘，下端螺旋向下与内侧重矿区的外边缘相切，利于重矿颗粒进入内侧重矿区，而且减轻了重矿颗粒对槽面的作用力，降低了槽面的磨损，延长螺旋槽主体的使用寿命。

本发明侧挡条用于阻挡重矿颗粒外移，同时靠近扰流凹槽的一侧为向外倾斜的导流面有利于轻矿物颗粒越过侧挡条进入槽面的外侧；侧挡条的高度逐渐降低，利于分离出的重矿颗粒从外侧向内侧移动，进入内侧重矿区，提高重矿颗粒和轻矿物颗粒的分离速率和分离效果。

本发明通过分流槽和导矿闸板的配合，将分离出的重矿颗粒提前沿分流槽导出，避免后续重矿颗粒对槽面的磨损，也避免重矿颗粒对分离过程的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为扰流凹槽和侧挡条的立体结构示意图；

图4为侧挡条的横截面示意图；

图5为分流槽的结构示意图；

图6为导矿闸板的结构意图；

图7为螺旋槽主体出料端的结构示意图；

图8内蒙古某浮选粗精矿分质试验流程；

图9为本发明螺旋分质机试验实拍图。

中心柱1，螺旋槽主体2，护套3，内侧重矿区4，扰流凹槽5，侧挡条6，n等分点一7，n等分点二8，分流槽9，导矿闸板10，连接柱11，螺母12，压缩弹簧13，第一接料槽14，第二接料槽15，分隔板16。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明中的“上”、“下”等术语是相对于图1的位置关系。槽面360弧度指的是螺旋分质机俯视图中，360度的槽面。

如图1-7所示，一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，包括中心柱1，中心柱1的外侧固定有螺旋槽主体2，螺旋槽主体2沿中心柱1的外侧螺旋向下设置，螺旋槽主体2的外边缘固定有护套3，螺旋槽主体2的上端为槽面，槽面包括内侧重矿区4，内侧重矿区4外侧的槽面上设置有螺旋排布且由外至内延伸延伸的扰流凹槽5，扰流凹槽5上端位于槽面的外边缘，下端螺旋向下与内侧重矿区4的外边缘相切，扰流凹槽5外侧的槽面上设置有沿扰流凹槽5螺旋向下的侧挡条6，侧挡条6靠近扰流凹槽5的一侧为向外倾斜的导流面。

槽面360弧度内的扰流凹槽5数量为n，扰流凹槽5的上端位于槽面360弧度外边缘的n等分点一7，下端螺旋向下位于内侧重矿区4360弧度外边缘的n等分点二8，n等分点一7和n等分点二8之间为90弧度，n≥16，且为整数；螺旋槽主体2的螺距450mm～550mm、螺旋圈数5～8，横截面向内倾斜，横截面径向倾角10°～20°，截面直径800mm～1200mm。扰流凹槽5和侧挡条6的下端交汇于内侧重矿区4的外侧，扰流凹槽5的下端距中心柱1的距离占该端部所在螺旋槽主体2横截面半径的1/4～1/6，即内侧重矿区4的半径为螺旋槽主体2横截面半径的1/4～1/6。

侧挡条6的横截面为直角梯形结构。直角梯形的倾斜面位于靠近扰流凹槽5的一侧，侧挡条6的高度从上到下逐渐降低，侧挡条6的下端与内侧重矿区4相平，侧挡条6的高度指的是侧挡条6凸出槽面的距离。

中心柱1和内侧重矿区4之间设置有沿中心柱1螺旋向下的分流槽9，分流槽9的外侧设置有分流口，分流口处设置有弧形的导矿闸板10，导矿闸板10的下端与分流口的下端活动相连，分流口下端的槽面上固定有连接柱11，导矿闸板10的下端与连接柱11铰接，连接柱11的上端螺纹连接有螺母12，螺母12和导矿闸板10之间的连接柱11上套装有压缩弹簧13，压缩弹簧13将导矿闸板10压在槽面上，避免导矿闸板10下端漏矿。分流口和导矿闸板10位于中心柱1靠近下端的位置。

分流槽9的出料口连接有。螺旋槽主体2的下端为出料端，出料端从内到外依次连接有第一接料槽14、第二接料槽15，相邻接料槽的上端之间均安装有弧形的分隔板16，分隔板16的结构与导矿闸板10的结构相同，第一接料槽14的上端与内侧重矿区4和分流槽9的出料端相连。

本发明的使用方法：对晶质石墨原矿经破碎磨矿，通过1-2段粗选和0-2段精选后得到粗精矿，将粗精矿通过螺旋分质机进行分质作业，粗精矿在槽面上沿扰流凹槽5和侧挡条6依据比重、可浮性及粒度差异三者的协同作用进行分质，粗精矿的重矿颗粒在扰流凹槽5和侧挡条6的作用下进入内侧重矿区4，轻矿物颗粒越过侧挡条6进入槽面的外侧；打开导矿闸板10，将内侧重矿区4的重矿颗粒引入第一接料槽14，轻矿物颗粒根据其在槽面上的位置分别进入第二接料槽15。

以内蒙古某地区晶质石墨浮选粗精矿为样品采用该设备进行分质试验。给矿(浮选粗精矿)固定碳含量为42.88％，主要脉石元素SiO₂含量为29.88％。按照如图8所示流程进行，试验实拍图见图9，螺旋分级机内侧重矿区(A区)产品命名K粗；外侧轻矿区产品(B区)命名K细。最终试验结果见表1，分质产品各自筛分结果见表2。

表1内蒙古某浮选粗精矿精细分质试验结果

表2分质产品100目筛析结果

产品名称	产率(％)	固定碳含量(％)	回收率(％)
				K粗(+100)	75.84	12.07	56.06
K粗(-100)	24.16	29.74	43.94
				K粗合计	100.00	16.33	100.00
K细(+100)	28.85	78.12	30.62
				K细(-100)	71.15	71.77	69.38
K细合计	100.00	73.60	100.00

从图9可以看出，分质作业过程中内侧重矿区液流层较干净，已完成分质作业的重矿颗粒呈现条带状围绕中心柱螺旋向下富集；外侧轻矿区液流层较浑浊，矿粒在扰流凹槽及梯形挡板的作用下翻滚、淘洗作用剧烈。从表1及表2可以看出，分质产品K粗及K细在固定碳含量、主要脉石矿物含量(SiO₂)及+100目含量上存在明显差异。可为后续分质产品的区别再磨再选作业的设备选型及工艺做出指导意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：包括中心柱(1)，中心柱(1)的外侧设置有螺旋槽主体(2)，螺旋槽主体(2)上侧的槽面包括内侧重矿区(4)，内侧重矿区(4)外侧的槽面上设置有螺旋排布且由外至内延伸的扰流凹槽(5)，扰流凹槽(5)上端位于槽面的外边缘，下端螺旋向下与内侧重矿区(4)的外边缘相切，扰流凹槽(5)外侧的槽面上设置有沿扰流凹槽(5)螺旋向下的侧挡条(6)，侧挡条(6)靠近扰流凹槽(5)的一侧为向外倾斜的导流面。

2.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：槽面360弧度内的扰流凹槽(5)数量为n，扰流凹槽(5)的上端位于槽面360弧度外边缘的n等分点一(7)，下端螺旋向下位于内侧重矿区(4)360弧度外边缘的n等分点二(8)，n等分点一(7)和n等分点二(8)之间为90弧度，n＝36～56，且为整数。

3.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：侧挡条(6)的横截面为直角梯形结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：侧挡条(6)的高度从上到下逐渐降低，侧挡条(6)的下端与内侧重矿区(4)相平。

5.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：中心柱(1)和内侧重矿区(4)之间的槽面上设置有螺旋向下的分流槽(9)，分流槽(9)的外侧设置有分流口，分流口处设置有弧形的导矿闸板(10)。

6.根据权利要求5所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：螺旋槽主体(2)的出料端从内到外依次设置有第一接料槽(14)和第二接料槽(15)，相邻接料槽的上端均设置有弧形的分隔板(16)。

7.根据权利要求6所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：第一接料槽(14)的上端与内侧重矿区(4)和分流槽(9)的出料端相连。

8.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：螺旋槽主体(2)的螺旋圈数5～8，螺距450mm～550mm，横截面向内倾斜，横截面径向倾角10°～20°。

9.根据权利要求1所述的一种用于晶质石墨浮选粗精矿精细分质的螺旋分质机，其特征在于：内侧重矿区(4)的横截面半径为螺旋槽主体(2)横截面半径的1/4～1/6。