CN110624684A - 一种水套式旋流离心分选设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水套式旋流离心分选设备，由上到下依次接设设有同轴的溢流口、旋流腔、带孔分选锥面、底流口，带孔分选锥面为直径从上到下逐渐缩小的倒锥面，带孔分选锥面上设有反冲水孔，带孔分选锥面外套设有水套筒，水套筒接设在旋流腔下端，水套筒的侧壁设置有反冲水进水管，反冲水进水管上安装有反冲水进口控制阀，进料口连接在旋流腔的侧面。本发明利用旋流器结构产生的高强度离心力场和反冲压力水产生的复合流场实现对细颗粒、微细颗粒的有效分选。

Description

一种水套式旋流离心分选设备

技术领域

本发明涉及属于细粒级、微细粒级矿物颗粒中有价金属回收利用领域，尤其涉及一种水套式旋流离心分选设备。

背景技术

随着社会经济的发展以及富矿资源的减少，迫切需要高效率的选矿设备开采选别储量大的难选贫矿和尾矿，以便从低含量的矿产资源中获得优质的矿物原料。这些资源的主要特点是贫、细、杂，尤其是对细粒度的分选，传统的选矿设备已不能满足。重选是能够实现细颗粒有效分选的重要技术，且细粒重选设备一直是重选领域研究的重要课题。

传统的重选设备多以简单的应用重力、水流阻力进行分选为主。而在重力场中，决定力场强度的加速度g基本为定值，因而使微细粒的沉降速度受到限制，设备生产能力也难以提高。

随着水力学、两相流、机械振动学等的发展，重选设备已发展到复合应用离心力、机械振动力、磁力等的水平。由于复合力场的采用，重选设备对细粒和微细粒的分离与富集能大大提高。且近数十年来，利用回转流产生的惯性离心力来提高运动速度获得了广泛的应用。目前国内外利用复合力场对细粒、微细粒分选设备典型代表有Kelson、Falcon和水套式离心分选机。这些离心机均是利用旋转的内转筒产生的离心力并加入一水套结构及施加反冲压力水形成复合力场进分选，其中反冲水流使矿粒在分选区处于流态化状态，解决了矿层板结现象，提高细粒的回收率。离心力越大，处理量越大，这是因为离心加速度与沉降时间成反比，高强度的离心加速度可以弥补微细颗粒由于粒径小二导致沉降时间长的缺点，实现快速沉降，为后续的有效回收奠定基础。

高强度的离心力也就要求离心机中内转筒的转速很高，相应的对离心机自身的加工精度，装配，动平衡实验要求就很高，设备的成本大幅增加。产生离心场的设备除了离心机外，分级旋流器也能产生高强度的离心力场。正常情况下，旋流器产生的离心力强度能达到几十甚至几百，于强旋流状况下其能够达数千倍。且旋流器中不包含运动构件，结构简单。因此本发明的一种水套式旋流离心分选设备，利用旋流器结构产生的高强度离心力场和反冲压力水产生的复合流场实现对细颗粒、微细颗粒的有效分选。

发明内容

本发明提供一种水套式旋流离心分选设备，其目的是解决现有技术的缺点，不包含运动构件，结构简单，利用旋流器结构产生的高强度离心力场和反冲压力水产生的复合流场实现对细颗粒、微细颗粒的有效分选。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水套式旋流离心分选设备，由上到下依次接设有同轴的溢流口、旋流腔、带孔分选锥面、底流口，带孔分选锥面为直径从上到下逐渐缩小的倒锥面，带孔分选锥面上设有反冲水孔，带孔分选锥面外套设有水套筒，水套筒接设在旋流腔下端，水套筒的侧壁设置有反冲水进水管，反冲水进水管上安装有反冲水进口控制阀，进料口连接在旋流腔的侧面。

旋流腔为两段式，上段为圆柱形，下段为中间直径最大并且由中间到两端直径逐渐减小，进料口接在上段的侧壁，溢流口接在上段的顶端。

溢流口插入旋流腔中，溢流口的下表面低于进料口的下表面。

反冲水孔交错均匀分布或上密下疏分布在带孔分选锥面上。

带孔分选锥面也可以由多层环形叠片堆积而成，反冲水则可从相邻两层环形叠片之间的环形缝隙通过流进分选区。

水套筒的底部设置卸流排渣管，卸流排渣管上设有卸流排渣控制阀控制。

本发明的有益之处在于：

本发明通过旋流器结构产生的高强度离心力场和流经反冲水孔的水流形成的复合场，使得细粒级、微细粒级的多密度颗粒得以分离。该水套式旋流离心分选设备结构简单，无运动构件，可避免形成高强度的离心场所需的旋转速度造成的设备结构复杂，加工制造要求及成本高的缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明结构示意图。

图2为环形叠片堆积而成的近似锥面示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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实施例。

如图1所示：

本发明由溢流口1，进料口2，旋流腔3，带孔分选锥面4，水套筒5，反冲水进口控制阀6，底流口7，卸流口控制阀8构成，上述组成部分中溢流口1、旋流腔3、带孔分选锥面4、水套筒5和底流口7处于同一轴线上并自上而下连接。

水套式旋流离心分选设备的溢流口1的下表面要低于进料口2的下表面，溢流口1插入的深度设置为可调、可拆卸的结构，以确定溢流口1插入的最佳深度，且可更换不同直径大小的溢流口1，可改变溢流量和溢流粒度。

旋流腔33为两段式，上段31为圆柱形，上段31起旋流作用，下段32为外凸腰鼓形，也即中间直径最大，由中间到两端直径逐渐减小，下段32起整流作用。外凸腰鼓形的整流段使固相颗粒向壁面聚拢，减少分散，更有利于颗粒在分选区的分离。

进料口2接在上段31的侧壁，溢流口1接在上段31的顶端。

带孔分选锥面4为带反冲水孔41的锥面，下部为倒锥形，反冲水孔41交错均匀分布(或上密下疏，也即越往上，单位面积的反冲水孔41数量越多)在带孔分选锥面4上。反冲水通过该反冲水孔41形成在径向流动方向上与矿粒离心沉降方向相反的压力水，在分选区，也即带孔分选锥面4内的空间，形成旋流离心力和反冲压力的水复合力场，可使分选区具有松散的床层。

如图2所示，带孔分选锥面4也可以由多层环形叠43片堆积而成，反冲水则可从相邻两层环形叠片之间的环形缝隙44通过流进分选区。

水套筒5内表面与带孔分选锥面4的外表面形成的间隙即为水套50，水套筒5的左下侧设置有反冲水进水管61，通过反冲水进口控制阀6控制，水套筒5的底部设置卸流排渣管81，通过卸流排渣控制阀8控制以便排渣排水。

该设备的工作过程为：

工作时，从进料口2进料(细粒级、微细粒级的多密度颗粒)，先打开反冲水进口控制阀6，并关闭卸流口控制阀8，待具有一定压力的反冲水经过反冲水进水管61进入水套50，从水套50垂直流过带孔分选锥面4的的锥壁上的反冲水孔41时，多相流混合液依靠外部水泵提供的压力或重力由切向方向进入到旋流腔3，先在旋流腔3内做加速圆周运动，然后向下做螺旋形运动，并在旋流腔的下段32外凸腰鼓形段进行整流，使固体颗粒向壁运动。然后进入分选区即带孔分选锥面4内的空间。固相颗粒在分选区离心力的作用下向带孔分选锥面4的锥壁沉降，但固相颗粒粒度越小，颗粒按比重分离的趋势越小，颗粒会都向带孔分选锥面4的锥壁沉降，因此通过均匀分布在带孔分选锥面4的上的反冲水孔41流入具有一定压力的反冲水后，使带孔分选锥面4的锥壁上的细粒物料受到旋流离心力和反冲水的共同作用，比重大的颗粒能够克服反冲水的径向阻力向带孔分选锥面4的锥壁运动形成外旋流从最后变成底流底流管7排出；比重小的颗粒难以克服反冲水的作用，会随内旋流从溢流管1排出形成溢流，实现细粒物料的连续分选。

在整个分选过程中，会有少量的固体颗粒从反冲水孔移动到水套中，沉积在水套筒的底部，可以在停机后，打开卸流排渣控制阀将其排出。

正常情况下，旋流器产生的离心力强度能达到几十甚至几百，于强旋流状况下其能够达数千倍。且旋流器中不包含运动构件，结构简单。因此本发明利用旋流器结构产生的高强度离心力场和反冲压力水产生的复合流场实现对细颗粒、微细颗粒的有效分选。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种水套式旋流离心分选设备，由上到下依次接设设有同轴的溢流口、旋流腔、带孔分选锥面、底流口，带孔分选锥面为直径从上到下逐渐缩小的倒锥面，带孔分选锥面上设有反冲水孔，带孔分选锥面外套设有水套筒，水套筒接设在旋流腔下端，水套筒的侧壁设置有反冲水进水管，反冲水进水管上安装有反冲水进口控制阀，进料口连接在旋流腔的侧面。

2.如权利要求1所述的一种水套式旋流离心分选设备，其特征在于：旋流腔为两段式，上段为圆柱形，下段为中间直径最大并且由中间到两端直径逐渐减小，进料口接在上段的侧壁，溢流口接在上段的顶端。

3.如权利要求1所述的一种水套式旋流离心分选设备，其特征在于：溢流口插入旋流腔中，溢流口的下表面低于进料口的下表面。

4.如权利要求1所述的一种水套式旋流离心分选设备，其特征在于：反冲水孔或窄槽交错均匀分布或上密下疏分布在带孔分选锥面上。

5.如权利要求1所述的一种水套式旋流离心分选设备，其特征在于：带孔分选锥面由多层环形叠片堆积而成，相邻两层环形叠片之间具有环形缝隙。

6.如权利要求1所述的一种水套式旋流离心分选设备，其特征在于：水套筒的底部设置卸流排渣管，卸流排渣管上设有卸流排渣控制阀控制。