CN110064504A - 一种注气式石英砂水力分选方法 - Google Patents

一种注气式石英砂水力分选方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石英砂加工技术领域，公开了一种注气式石英砂水力分选方法，在分选箱内进行分选，包括以下步骤：步骤A、通入气体，向分选箱内持续通入气体，气体的气流方向朝向上；步骤B、通入砂水混合物，将石英砂颗粒和气体混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内；步骤C、完成分选，分选完成后，将分选腔内的石英砂颗粒排出并收集。本发明，通过气液混合的方式对石英砂进行多级筛选。

Description

一种注气式石英砂水力分选方法
技术领域
本发明涉及石英砂加工技术领域，具体涉及一种注气式石英砂水力分选方法。
背景技术
目前国内对石英砂的生产流程主要包括：采矿、破碎、清洗、烘干、分选等，其中分选普遍采用振动筛分机进行，振动筛分机内具有多层筛板，即每层筛板根据设定颗粒度进行分筛，以获取不同粒度(目数)的石英砂，但这样的筛分方式存在很多问题，首先分选后的石英砂粒度不均匀，在较大的砂粒中容易混入一些细小颗粒，使分筛后的标准砂由于目数大小不同，造成成品砂粒度分布不达标的问题；其次振动筛分机在工作过程中，由于砂粒之间或砂粒与筛板之间的撞击，产生大量的粉尘，而粉尘主要的成分二氧化硅对人体有极大的健康威胁，如果振动筛密封不严实，这些粉尘就会在生产区域四处飞扬，同时分选之后的砂粒还需要进一步清洗，最后由于砂粒在分选过程中，砂粒与振动筛的筛板不断的撞击，使得筛板的耐久度下降，使得筛板在使用一段时间后就需要更换。因此采用振动筛分的方式只适用于小批量的生产。
而目前石英砂常规的工艺流程，在分选之前均需要对破碎的砂粒进行清洗和烘干处理，使得生产工艺较长，不适合于石英砂产量较大的企业，基于上述问题，申请人研发出了一种能够缩短石英砂生产流程的分选方法。
发明内容
本发明意在提供一种注气式石英砂水力分选方法，以达到将石英砂进行多级分选的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种注气式石英砂水力分选方法，在分选箱内进行分选，包括以下步骤：
步骤A、通入气体
在分选箱内的放满水，再向分选箱内持续通入气体，气体的气流方向朝向上；
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和气体混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内；
步骤C、完成分选
分选完成后，将分选腔内的石英砂颗粒排出并收集。
本发明的原理以及有益效果：
1、步骤A中，气体通入分选腔内所产生的向上的作用力大小范围确定，石英砂在分选腔内受到的竖直方向的作用力包括自身重力、浮力以及向上的气体作用力，重力和浮力难以人为改变，因此通过控制向上的气体作用力，可以控制石英砂颗粒在分选腔内向下的沉降速率。通过气体的阻力对石英砂颗粒进行阻挡，粒度较小的颗粒无法向下掉落，粒度较大的颗粒可以克服气体的阻力向下掉落，如此达到筛选的目的。
2、步骤A中，持续通入气体且气体的气流方向朝向上，石英砂在分选箱内受到水平方向的水流作用分散开，悬浮在水里同时受到持续向上的气体作用力的使得水震荡，从而震荡的水实现对石英砂的清洗，因此采用本技术方案无需在分选前对石英砂进行清洗步骤，极大的缩短了石英砂的生产工艺流程，极大的提高了石英砂生产的效率。
3、步骤B中，将砂水混合物通过水流作用输送至分选箱内，相比直接使用传送带将石英砂传送到分选箱内，本申请中利用水流作用输送石英砂，可以减少石英砂进入到分选箱内的动能，避免石英砂的初始动能影响分选效果。若是砂粒撞击在分选箱的侧壁上，碰撞过程中附着在砂粒上的泥粉也会进一步脱落，由于石英砂是在水中，并不会产生粉尘飞扬的情况，极大的改善了加工环境。
4、本申请通过水力和气体的作用力对石英砂颗粒进行筛选，与传统的筛网相比，本申请的水的作用下可以减少粉尘的产生。传统的筛网筛选同一粒度的石英砂颗粒，粒度较大的石英砂颗粒容易将筛网堵塞，从而无法进行大量筛选。本申请通过水的流动以及气体的作用力，可以对石英砂进行大量筛选。
进一步，所述步骤A中的分选箱内竖直滑动连接有至少一块隔板，隔板将分选箱分隔为至少两个且并列设置的分选腔，隔板高度是分选箱高度的1/2～3/4。由于水流在多个分选腔内流动时会受到隔板的阻挡，从而降低水流水平方向的流速，而隔板的高度越高，对水流流速的影响降低作用越明显。步骤A中隔板高度是分选箱高度的1/2～3/4，避免隔板的高度过低，水流可以轻易越过隔板所导致的分选效果不好，也避免隔板的高度过高，水流的流速在每个分选腔内降低过大，难以带动石英砂颗粒翻过隔板。
进一步，所述步骤B中，气体的流量为1T/H～100T/H。气体的流量在1T/H～100T/H范围内，可分选出5目～270目的石英砂颗粒。
进一步，所述步骤B中，气体通过气管从分选箱的底部通入，气管上端高出分选箱的底壁。相比从分选腔的侧壁通入气体，为使得气体具有向上的水流方向，需要在分选腔侧壁开设倾斜的孔供气体通入，斜孔不易加工；而从分选腔的底部通入气体，只需要将气体向上通即可，更为方便。
进一步，所述步骤C中，砂水混合物的石英砂的含量不大于50％。砂水混合物的比例越大，石英砂含量越多，石英砂在分选箱内的量就越多，分选出的石英砂就越多。
进一步，在供水管的上部设置过滤网。过滤网可以避免石英砂颗粒进入到气管内，从而降低气管被堵塞的几率。
进一步，所述隔板包括固定板和与固定板竖直滑动连接的滑动板。通过滑动板滑动来调节固定板的高度，从而达到调节隔板高度的目的。
进一步，所述固定板上固定有与滑动板固定连接的气动件。通过气动件来对滑动板进行控制，从而减少人工操作，提高工作效率。
进一步，所述固定板与滑动板之间设置有固定在滑动板上的橡胶条。橡胶条可阻挡石英砂进入到固定板与滑动板之间的间隙内。
进一步，所述橡胶条为圆柱形。橡胶条为圆柱形，与正方形相比，圆柱形更利于滑动板向上滑动。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：分选箱1、分选腔2、进砂口3、隔板4、滑动板41、固定板42、排砂口5、总管6、气管7、过滤网8。
一种注气式石英砂水力分选方法，实施例1至实施例13中涉及的各参数如表1所示：
表1
下面以实施例1为例，阐述本发明一种分选石英砂的方法，使用一种分选箱1，如附图1所示，分选箱1的右侧设置有供砂水混合物进入的进砂口3，分选箱1的左侧设有出砂口。分选箱1内可拆卸连接有若干隔板4，本实施例中有一块，一块隔板4将分选箱1分隔为两个分选腔2。隔板4包括固定在分选箱1上的固定板42和与固定板竖直滑动连接的滑动板41，固定板42与滑动板41之间设置有固定在滑动板41上的橡胶条，固定板42与滑动板41发生相对滑动时，橡胶条发生变形将固定板42与滑动板41的间隙封闭，同时圆柱形橡胶条利于滑动板41的滑动，滑动板41的下方设置有固定在固定板42上的气动件，本实施例中气动件为气缸，气缸的输出轴与滑动板41的底部固定连接。分选腔2的底部中心处设有可启闭的排砂口5，分选腔2底部设有与分选箱1水平滑动连接且可遮挡排砂口5的底板，分选腔2的底部均设有呈倒锥形的导流部。
分选箱1上设置有若干根垂直向上的气管7，所有气管7的直径一致，本实施例中气管7直径均为20cm，气管7贯穿导流部并延伸至分选腔2内，多根气管7以排砂口5为圆心沿导流部周向均布，且多根气管7的上端平齐，气管7的侧壁设置有朝向分选箱1底部向下倾斜的气孔(图中未示出)，气体一部分会从气孔排出吹动分选箱1底部的水，使得石英砂颗粒不会堆积在气管7与气管7之间。分选腔2内的多根气管7下端连通在一根总管6上，总管6连通有水泵，气管7上均设置有可调节的阀门，阀门位于分选箱1外部的气管7上。气管7上端均固定有过滤网8。
包括以下步骤：
步骤A、通入气体
本实施例中，准备长1.6m、宽1.5m、高1.5m的分选箱1，并在分选箱1内安装一块隔板4，隔板4将分选箱1分隔为两个并列设置的分选腔2，启动气缸，使得滑动板41向上滑动，且将隔板4的高度至0.75m。若需要调节隔板的其他高度时，通过气缸将滑动板41的位置改变。通过底板将排砂口5封闭。将分选箱1内充满水，即每个分选腔2充满水，向每个分选腔2内同时通入气体，气体的气流方向朝向上，并将气体的流量调节至1T/H。
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和气体混合物形成砂水混合物，且砂水比为13.5％，混合方式可采用常规的混合方式，例如使用现有的混凝土搅拌机，此处不再赘述。如附图1所示，将砂水混合物以100M3/H的流量从进砂口3送入到分选箱1内，当砂水混合物从进砂口3进入到右侧第一个分选腔2内，受到水流作用分散开，同时气管7持续供水，通过喷水孔喷出的水流具有向上的分力，可降低石英砂颗粒的在分选箱1内的沉降速度。粒度最大的砂粒克服喷水孔向上的水力作用(竖直方向的作用力)沉降到分选箱1的底部，其余粒度的砂粒随着最初进入的砂水混合物的水流作用(水平方向的作用力)经过右侧的第一块隔板，进入到右侧的第二个分选腔2内。右侧第二个分选腔2内的石英砂颗粒的分选原理与右侧第一个分选腔2的分选原理相同。
步骤C、完成分选
分选完成后，将底板从排砂口5滑出，排砂口5打开，将两个分选腔2内的石英砂颗粒排出并收集，并收集从出砂口排出的石英砂颗粒。
通过粒度检测仪，分别检测从右侧第一个分选腔收集的石英砂颗粒、从右侧第二个分选腔收集的石英砂、从出砂口收集的石英砂颗粒的粒度(均取5次测量的平均粒度，四舍五入取整)，具体如表2：
表2
上述表1和表2中可以看出，实施例1至实施例3中，改变砂水混合物的比例，对两个分选腔2内的石英砂颗粒以及出砂口的石英砂的粒度均影响不大，实施例4至实施例6中，改变注入两个分选腔2的气体流量，即改变了竖直方向的分力，气体流量逐渐增大，两个分选腔2内分选的石英砂颗粒的粒度逐渐增大，因此石英砂的分选与气体的流量具有较大的联系。
实施例7和实施例8中，改变注入砂水混合物的注入流量，即增大水平方向的分力，水平分力增大，出砂口的石英砂颗粒逐渐增大，则水平分力对出砂口的石英砂的粒度影响较大。
实施例8和实施例9中，砂水混合物的注入量增大，气体的流量增大，分选箱1和出砂口的石英砂颗粒的粒度均增大。综上所述，石英砂颗粒的分选，受到水平分力(砂水混合物的注入流量)和竖直分力(注入分选箱1的气体流量)的影响。
实施例10至实施例13中，逐渐增大了隔板的高度，即逐渐增大了水平分力(砂水混合物的注入流量)的阻力，减小了水平分力，从出砂口排出的石英砂颗粒的粒度逐渐减小，两个分选腔2内的石英砂粒度逐渐增大。
综上所述，筛选不同粒度的石英砂颗粒时，可以改变砂水混合物注入量，从而改变水平分力；改变注入分选箱清水流量，从而改变竖直分力，以达到筛选不同石英砂的目的。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：在分选箱内进行分选，包括以下步骤：
步骤A、通入气体
在分选箱内放满水，再向分选箱内持续通入气体，气体的气流方向朝向上；
步骤B、通入砂水混合物
将石英砂颗粒和气体混合形成砂水混合物；将砂水混合物以100M3/H～300M3/H的流量从分选箱的侧壁通入到分选箱内；
步骤C、完成分选
分选完成后，将分选腔内的石英砂颗粒排出并收集。
2.根据权利要求1所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述步骤A中的分选箱内竖直滑动连接有至少一块隔板，隔板将分选箱分隔为至少两个且并列设置的分选腔，隔板高度是分选箱高度的1/2～3/4。
3.根据权利要求1所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述步骤B中，气体的流量为1T/H～100T/H。
4.根据权利要求3所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述步骤B中，气体通过气管从分选箱的底部通入，气管上端高出分选箱的底壁。
5.根据权利要求1所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述步骤C中，砂水混合物的石英砂的含量不大于50％。
6.根据权利要求4所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：在供水管的上部设置过滤网。
7.根据权利要求2所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述隔板包括固定板和与固定板竖直滑动连接的滑动板。
8.根据权利要求7所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述固定板上固定有与滑动板固定连接的气动件。
9.根据权利要求7或8任意一项所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述固定板与滑动板之间设置有固定在滑动板上的橡胶条。
10.根据权利要求9所述的注气式石英砂水力分选方法，其特征在于：所述橡胶条为圆柱形。
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