CN113210124A - 一种磷矿破碎-分选系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磷矿破碎‑分选系统及其工艺，包括破碎筛分系统、重介质选矿系统，重介质选矿系统的进料口连接破碎筛分系统的出料口，还包括光电分选系统；光电分选系统的进料口连接重介质选矿系统的精矿出料口，光电分选系统包括光电分选设备，光电分选设备包括依次先实现高清彩色图像识别功能的物料识别机构和后续再实现气动分选识别功能的落料分仓组件。通过进行破碎筛分‑重介质选矿‑光电分选模式的系统组合，实现了磷矿从原矿到合格精矿粉的破碎‑分选全流程技术控制；使得最大程度剔除尾矿，提升了磷矿粉产品的出产率，在尾矿磷品位不超过10％的前提下，精矿品位提升1.5～2％。

Description

一种磷矿破碎-分选系统及其工艺

技术领域

本发明涉及磷矿选矿技术领域，具体涉及一种磷矿破碎-分选系统及其工艺。

背景技术

随着我国磷矿需求越来越大，磷矿资源中的富集矿开采已经无法满足需求，现如今采出矿石品位日益贫化。低品位磷矿矿开采出来后，为满足后续对磷矿进行产品加工，需首先对磷矿进行分选富集。

目前磷矿最常用的选矿方法有浮选法、重力选矿法和光电选矿法。浮选法是指根据矿石性质的不同，根据矿石在水中对水、气泡、药剂的作用不同，通过药剂或机械调节，用浮力方法分离出有用矿物和无用的脉石。但是由于浮选法使用化学药剂，会造成一定的污染，环保问题较难处理，以及对尾矿必须湿排干堆的要求，造成浮选厂的建立也大大受限。重力选矿法是指根据矿粒间由于密度的差异，而出现所受重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程。重力选矿的工艺简单，处理量大，但是选矿回收率低；设备磨损较大，动力消耗较大，电耗较高。光电选矿法是根据矿石组分不同所反映的易被检测的物理特性(光学性、放射性、磁性及电性等)的差异，通过各种检测方法进行鉴别，并依靠一定外力将矿石或废石分离出来的一种物理分选方法，设备简单，操作自动化程度高，可针对特定的矿石有较好的分选效果。

现阶段因光电选矿法的高效、精准的选矿特性，越来越受到选矿技术领域研究人员的注意。光电选矿法在磷矿分选领域中除了要求分选设备的识别机构具有精准识别判断功能，其次决定磷矿分选效果的重要因素还在于分选设备的机械精度以及磷矿的破碎-分选的全流程技术控制。若在光电选矿前未对磷矿进行破碎和初选，则会导致矿料粒径、品级不够，从而影响后续光电选矿的效率和效果；光电选矿前对磷矿的破碎装置、工艺无优选，也将导致矿料粒径无法满足光电分选设备的识别要求，造成分选效率和分选精度的下降。

发明内容

本发明的目的是针对以上技术问题，提出一种磷矿破碎-分选系统及其工艺。

一种磷矿破碎-分选系统，包括破碎筛分系统、重介质选矿系统，所述重介质选矿系统的进料口连接所述破碎筛分系统的出料口，还包括光电分选系统；所述光电分选系统的进料口连接所述重介质选矿系统的精矿出料口，所述光电分选系统包括光电分选设备，所述光电分选设备包括依次先实现高清彩色图像识别功能的物料识别机构和后续再实现气动分选识别功能的落料分仓组件。

进一步优选的，上述破碎筛分系统包括原矿缓冲仓、第一粗碎机、第二中碎机、第三细碎机、分级筛、中间矿仓；所述原矿缓冲仓的出料口与第一粗碎机的进料口连接，第一粗碎机的出料口与第二中碎机的进料口连接，所述分级筛的进料口与第二中碎机的出料口连接，所述分级筛的上层物料出料口与第三细碎机的进料口连接，第三细碎机的出料口返回连接分级筛的进料口，所述分级筛的下层物料出料口与中间矿仓连接。

进一步优选的，上述重介质选矿系统包括脱粉筛、脱泥筛、重介质旋流器、尾矿脱介筛、精矿脱介筛、尾矿仓；所述脱粉筛的进料口与所述中间矿仓的出料口连接，所述脱粉筛的出料口与脱泥筛的进料口连接，所述脱泥筛的出料口与重介质旋流器的进料口连接，所述重介质旋流器的中矿出口以及尾矿出口与尾矿脱介筛连接，所述重介质旋流器的精矿出口与精矿脱介筛连接，尾矿脱介筛的出料口连接尾矿仓。

进一步优选的，上述光电分选系统还包括光电分选系统矿仓和精矿仓；所述光电分选系统矿仓的进料口连接所述精矿脱介筛的出料口，所述光电分选系统矿仓的出料口连接所述光电分选设备的进料端，所述光电分选设备的出料端连接精矿仓。

进一步优选的，上述光电分选设备包括进料滑槽、输送带机构、物料识别机构、落料分仓组件和电控柜；

所述输送带机构包含输送带及控制输送带运动的伺服控制器；输送带的物料入口端紧邻所述进料滑槽的物料出口端设置；

所述落料分仓组件包含分料装置；

所述分料装置紧邻所述输送带机构的物料出口端设置；

所述物料识别机构架于所述输送带机构上方并靠近所述落料分仓组件；

所述电控柜分别与进料滑槽、输送带机构、物料识别机构和落料分仓组件以电连接的方式进行连接控制。

进一步优选的，上述分料装置包括集成阀体，所述集成阀体内设置有气腔，集成阀体一端设置有喷气嘴、另一端设置有与所述气腔相通的进气口，所述集成阀体上还安装有同时与喷气嘴以及气腔连接以控制气流大小的分料电磁阀组；所述分料电磁阀组设有多排，且均设于集成阀体上且朝向固体物料被喷吹后下落方向的一侧。

进一步优选的，上述集成阀体内设有连通喷气嘴、分料电磁阀组和气腔的气道，各气道的长度均保持一致；

所述分料电磁阀组设有两排，包括第一分料电磁阀组和第二分料电磁阀组；所述第一分料电磁阀组所在的安装基座面与第二分料电磁阀组所在的安装基座面的夹角为100-160度；

所述气道包括连通分料电磁阀组和气腔的入气通道以及连通分料电磁阀组和喷气嘴的出气通道；所述入气通道基本垂直于分料电磁阀组的安装基座面；所述出气通道包括连接气道和垂直气道，所述垂直气道连通于喷气嘴且位于集成阀体的中轴面上；所述连接气道连接垂直气道和分料电磁阀组，且连接气道与入气通道基本平行；

所述分料电磁阀组中每个分料电磁阀对应的垂直气道的长度相等，且每个分料电磁阀对应的入气通道与连接气道的长度之和也基本相等。

进一步优选的，上述集成阀体上设有连通所述气腔或进气口的疏排组件；所述疏排组件包括疏排电磁阀和开设在集成阀体侧壁的疏排孔，所述疏排孔上安装有疏排电磁阀；所述疏排孔的孔径大于入气通道的孔径。

进一步优选的，上述集成阀体包括顶部的锥状体和底部的矩形体，两者相互连接、且在两者连接处的出气通道周边设置有密封垫圈。

进一步优选的，上述分料装置还包括密封罩体，所述集成阀体和分料电磁阀组均固定在密封罩体内，所述密封罩体对应喷气嘴的位置设置有开口；所述密封罩体于开口处设置有伸出喷气嘴之外的导流板；

分料装置上还包括与进气口连接的进气管道，所述进气管道上设置有过滤组件；所述过滤组件为两级过滤器，其中一级为用于过滤进气中的粉尘杂质的粉尘过滤器，另一级为用于过滤进气中的水、油成分的液体过滤器。

分料装置上还包括机架，所述集成阀体的两端安装在所述机架上，所述机架上还装设有用于对密封罩体进行清洗的喷水装置。

进一步优选的，上述物料识别机构包括固定架和多个XYR微调平台，各XYR微调平台上安装有相机，所有XYR微调平台通过一组以上升降调节组件以能同步调节高度的方式安装在固定架上；所述升降调节组件上安装有多个水平滑轨机构，所述XYR微调平台安装在水平滑轨机构上。

进一步优选的，上述升降调节组件包括升降平台、螺杆和与所述螺杆配合的螺纹套，所述螺杆与升降平台固定连接，所述螺纹套以转动方式安装在固定架上；

所述升降调节组件设有两组以上，两组以上升降调节组件的螺纹套通过同步驱动机构相连并由所述同步驱动机构驱动同步转动；

所述同步驱动机构包括与任意一个升降调节组件的螺纹套相连的手轮盘，各升降调节组件的螺纹套通过链轮传动机构相连。

进一步优选的，上述固定架和升降平台之间设有一个以上用于对升降平台的升降运动进行导向的导向机构；

所述导向机构包括导向立柱和套设在所述导向立柱上的滑动轴承，所述导向立柱与升降平台固定连接，所述滑动轴承与固定架固定连接；

所述导向立柱上远离升降平台的一端抵着滑动轴承套装有紧锁块。

一种磷矿破碎-分选工艺，包括以下步骤：

(1)原矿准备：原矿运送到原矿缓冲仓；

(2)破碎筛分：原矿缓冲仓物料给入到第一粗碎机进行粗碎，粗碎后物料进入第二中碎机进行中碎后，将中碎的物料给入分级筛进行筛分，筛上物输送至第三细碎机进行细碎，细碎后物料返回分级筛进行筛分，筛下物直接运至中间矿仓储存；

(3)重介质选矿：将中间矿仓物料给料进入脱粉筛分级，再进入脱泥分级筛脱泥分级，筛下物去矿泥沉淀池，筛上物进入重介质旋流器，经重介质旋流器分选后得到精矿、中矿和尾矿；精矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器而物料则进入精矿脱介筛进行二次脱水分级，得到的精矿粉直接进入精矿仓，得到的矿粉进入光电分选系统矿仓；中矿和尾矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器而物料则进入中尾矿脱介筛进行二次脱水分级，得到的沉淀进入尾矿仓；

(4)光电分选：将光电分选系统矿仓内物料通过振动给料机均匀给料进入光电分选设备；在光电分选中，进料滑槽使物料均匀分布在输送带机构上，而后向落料分仓组件方向输送，架设于输送带机构上的物料识别机构对通过的物料进行实时拍摄，并将拍摄数据传输至电控柜内计算机系统，计算机系统利用磷矿石与脉石的颜色波段、表面纹理等光学特征的差异计算分辨出入选原矿的类型及位置，再将计算机识别结果即时发送给数字控制电路系统；数字控制电路系统控制落料分仓组件内的分料装置按指令工作开关分料电磁阀组，利用高压空气剔除尾矿。

进一步优选的，上述步骤(3)重介质选矿中经重介质旋流器分选后得到精矿、中矿和尾矿在通过弧形筛进行一次脱水时，得到的较多杂质的部分水介质需通过磁选机将其内部杂质进一步分离沉淀后再将水介质通过合介桶返回重介质旋流器。

进一步优选的，上述步骤(2)中经第一粗碎机初破后粒度在50mm以下的物料进入第二中碎机；

所述分级筛的分隔粒度为30mm，大于30mm的为筛上物，则输送至第三细碎机进行细碎，小于30mm的为筛下物，则直接运至中间矿仓储存筛；

所述步骤(3)中精矿脱介筛筛分后得到的精矿粉粒度为0-10mm，得到的矿粉粒度为10-30mm。

进一步优选的，上述步骤(4)中物料识别机构采用工业线阵彩色相机并配合线形光源照射来拍摄获得物料实物原图。重介质选矿后的矿石和脉石经高亮线形可见白光照射后，可获得可用于分类的特征；矿物在经过高亮线形可见白光激发后，矿物表面会反射出不同波段与强度的光谱信息，工业线阵彩色相机收集到这些光谱信息并将其传输到电控柜的计算机系统，从而在计算机内建立有效的矿石与脉石分类规则。

通过波长在400～780纳米范围内的可见白光照射，磷矿石是以黑色、深灰色等颜色为主，外表纹理光滑，甚至出现晶体状特征；脉石主要以白色、浅灰色、淡黄色、粉色等颜色为主，外表纹理粗糙。根据物料反馈信息的差异，经计算机系统计算分析后即可得到矿废识别结果。

进一步优选的，上述光源为非标定制的4组线形高亮LED光源，单组功率502w。通过几组光源的高低角度组合，实现全方位照射，减少图像阴影的产生，获得拟真的物像信息。

进一步优选的，上述步骤(4)中物料识别机构在图像采集时采用与输送带运动同步触发采集的方式；输送带每运动一定位移，伺服控制器即时反馈一组差分脉冲信号，经电路板光耦信号转换后，生成工业线阵彩色相机采集所需的触发信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明在处理磷矿时，分选精度高、产品产率高、成本低。通过进行破碎筛分-重介质选矿-光电分选模式的系统组合，实现了磷矿从原矿到合格精矿粉的破碎-分选全流程技术控制；使得最大程度剔除尾矿，提升了磷矿粉产品的出产率，在尾矿磷品位不超过10％的前提下，精矿品位提升1.5～2％。提高低品位矿石的资源利用率，减少矿方物流运输及化工厂的生产提炼成本，使矿产资源得到最充分的利用。

2、本发明降低了人工成本和磷矿分选过程中的安全隐患，通过引入智能化分选系统，利用其无人值守的特点，还可减少现场操作人员的介入，消除旧选矿工艺中的许多安全隐患，从而可提高矿山生产过程中的人员安全。

3、本发明在磷矿分选中能源消耗少，生产过程污染物排放少。通过设计重介质选矿系统(S2)流程中水介质的使用流向。使得水介质可以循环使用，降低了污水排放量，通过结合光电分选，使得以较小的能源消耗得到最大化物料分选效果。

4、本发明的光电分选设备对合前段破碎工艺处理后得到的合适粒度物料的分选效果更佳；光电分选设备中的物料识别机构可根据物料具体情况进行调节识别，识别精度高稳定性好；光电分选设备的分料装置因其具有特殊结构设计因而不易损坏且便于检修。

附图说明

图1为本发明的破碎-分选系统结构连接图

图2为本发明的破碎-分选工艺流程图；

图3为光电分选设备的立体结构示意图；

图4为光电分选设备的立面结构连接示意图；

图5为包含分料电磁阀组的集成阀体剖面结构示意图；

图6为密封罩体与集成阀体的装配结构剖面图；

图7为包含分料电磁阀组的集成阀体的立体结构示意图；

图8为分料装置的立体结构示意图；

图9为过滤组件示意图；

图10为物料识别机构的立体结构示意图；

图11为物料识别机构的剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

S1、破碎筛分系统；S2、重介质选矿系统；S3、光电分选系统；

f1、原矿缓冲仓；f2、第一粗碎机；f3、第二中碎机；f4、第三细碎机；f5、分级筛；f6、中间矿仓；f7、脱粉筛；f8、脱泥筛；f9、重介质旋流器；f10、尾矿脱介筛；f11、精矿脱介筛；f12、尾矿仓；f13、光电分选系统矿仓；f14、光电分选设备；f15、精矿仓；

b1、进料滑槽；b2、输送带机构；b21、输送带；b22、伺服控制器；b3、物料识别机构；b4、落料分仓组件；b41、分料装置；b5、电控柜；

1、集成阀体；101、喷气嘴；102、进气口；103、气腔；104、入气通道；105、出气通道；1051、连接气道；1052、中轴面；1053、垂直气道；106、锥状体；107、矩形体；2、分料电磁阀组；201、第一分料电磁阀组；202、第二分料电磁阀组；3、疏排组件；301、疏排电磁阀；302、疏排孔；4、密封垫圈；5、密封罩体；501、开口；502、导流板；6、进气管道；7、过滤组件；701、粉尘过滤器；702、液体过滤器；8、机架；9、喷水装置；

121、固定架；122、XYR微调平台；123、相机；124、升降调节组件；125、水平滑轨机构；41、升降平台；42、螺杆；43、螺纹套；44、同步驱动机构；441、手轮盘；442、链轮传动机构；45、导向机构；451、导向立柱；452、滑动轴承；46、紧锁块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种磷矿破碎-分选系统，包括破碎筛分系统S1、重介质选矿系统S2，所述重介质选矿系统S2的进料口连接所述破碎筛分系统S1的出料口，还包括光电分选系统S3；所述光电分选系统S3的进料口连接所述重介质选矿系统S2的精矿出料口，所述光电分选系统S3包括光电分选设备f14，所述光电分选设备f14包括依次先实现高清彩色图像识别功能的物料识别机构b3和后续再实现气动分选识别功能的落料分仓组件b4。光电分选设备f14具体选用的是CCD光电分选机。

通过结合破碎筛分系统S1、重介质选矿系统S2和光电分选系统S3，使得磷矿物料在经过前期破碎分选工艺后达到最适合光电分选系统S3分选的粒度。磷矿物料经过前期破碎分选后，其内部脉石已经除去很大一部分，且磷矿物料的粒度较为合适，因而在进行光电分选时物料更容易被精准识别，从而达到了提供磷矿分选精度的目的。

如图1所示，在本实施例中，破碎筛分系统S1包括原矿缓冲仓f1、第一粗碎机f2、第二中碎机f3、第三细碎机f4、分级筛f5)、中间矿仓f6；所述原矿缓冲仓f1的出料口与第一粗碎机f2的进料口连接，第一粗碎机f2的出料口与第二中碎机f3的进料口连接，所述分级筛f5的进料口与第二中碎机f3的出料口连接，所述分级筛f5的上层物料出料口与第三细碎机f4的进料口连接，第三细碎机f4的出料口返回连接分级筛f5的进料口，所述分级筛f5的下层物料出料口与中间矿仓f6连接。采取三段一闭路的多级破碎工艺，既保证了使磷矿破碎后达到合适的粒度，又不至于使得磷矿过于破碎而影响后续的分料识别。

如图1所示，在本实施例中，重介质选矿系统S2包括脱粉筛f7、脱泥筛f8、重介质旋流器f9、尾矿脱介筛f10、精矿脱介筛f11、尾矿仓f12；所述脱粉筛f7的进料口与所述中间矿仓f6的出料口连接，所述脱粉筛f7的出料口与脱泥筛f8的进料口连接，所述脱泥筛f8的出料口与重介质旋流器f9的进料口连接，所述重介质旋流器f9的中矿出口以及尾矿出口与尾矿脱介筛f10连接，所述重介质旋流器f9的精矿出口与精矿脱介筛f11连接，尾矿脱介筛f10的出料口连接尾矿仓f12。

如图1所示，在本实施例中，光电分选系统S3还包括光电分选系统矿仓f13和精矿仓f15；所述光电分选系统矿仓f13的进料口连接所述精矿脱介筛f11的出料口，所述光电分选系统矿仓f13的出料口连接所述光电分选设备f14的进料端，所述光电分选设备f14的出料端连接精矿仓f15。

如图3、4所示，在本实施例中，光电分选设备f14包括进料滑槽b1、输送带机构b2、物料识别机构b3、落料分仓组件b4和电控柜b5；

所述输送带机构包含输送带b21及控制输送带运动的伺服控制器b22；输送带b21的物料入口端紧邻所述进料滑槽b1的物料出口端设置；

所述落料分仓组件b4包含分料装置b41；

所述分料装置b41紧邻所述输送带机构b2的物料出口端设置；

所述物料识别机构b3架于所述输送带机构b2上方并靠近所述落料分仓组件b4；

所述电控柜b5分别与进料滑槽b1、输送带机构b2、物料识别机构b3和落料分仓组件b4以电连接的方式进行连接控制。

分选设备的工作步骤为：待分选物料通过进料滑槽落入输送带机构的输送带上，由输送带运输物料向分料装置方向输送，待分选物料在输送带机构的出口端落下，分料装置此时喷出的气体击中下落的待分选物料，改变不同种类的物料的下落轨迹而实现分选。在工作过程中进料滑槽、输送带机构、物料识别机构和落料分仓组件由电控柜控制其停动。待分选物料在输送带机构上输送时会经过物料识别机构，物料识别机构中的相机会对待分选物料进行拍照识别，而后将识别数据传输到电控柜，再由电控柜中的处理系统发出指令控制分料装置进行喷气。

如图5、6、7所示，在本实施例中，分料装置b41包括集成阀体1，所述集成阀体1内设置有气腔103，集成阀体1一端设置有喷气嘴101、另一端设置有与所述气腔103相通的进气口102，所述集成阀体1上还安装有同时与喷气嘴101以及气腔103连接以控制气流大小的分料电磁阀组2；所述分料电磁阀组2设有多排，且均设于集成阀体1上且朝向固体物料被喷吹后下落方向的一侧。

分料装置b41工作时，外部高压气体通过进气口102进入集成阀体1的气腔103，再进入同时与喷气嘴101以及气腔103连接的分料电磁阀组2，最后从喷气嘴101喷出高压气体以击中前段工位上下落的物料，改变下落的物料的运行轨迹以实现不同的物料得到分选；分料电磁阀组2可以控制气流大小和通断，通过控制分料电磁阀组2就可以对不同质量的物料进行分选，使物料可以分选成几类。

分料电磁阀组2在使用较长一段时间后，难免会由于各种原因而损坏，若分料电磁阀组2在工作过程中出现损坏那么就需要对其进行维修更换。现有技术中是将两排分料电磁阀组2分别置于集成阀体1的两侧，若需要将靠近前段工位的分料电磁阀进行更换维修，则需将整个分料装置从分选设备中拆卸下来，再对分料装置上的电磁阀进行维修，这样的维修操作方式耗费时间，维修操作困难。本实施例通过将分料电磁阀组2设置于集成阀体1上且朝向固体物料被喷吹后下落方向的一侧。使得当分料电磁阀组2出现损坏需要更换时，只需在分选设备上对集中于一侧的分料电磁阀组2进行修理更换，而不再需要将分料装置整体从分选设备上拆卸下来。使得在分选设备中的分料装置的安置区域空间较小时也能方便的进行修理更换。

本实施例中集成阀体1的结构设计使得工作时集成阀体1上的喷气嘴101能够更加靠近前段工位，更有利于喷气分选。因为分选的物料含有水和其他因素的缘故，导致喷气嘴101离前段工位出料口越远，物料下路运动的轨迹越不稳定，对分选的效果影响越大；所以分料电磁阀组2需尽可能需要靠近前段工位出料端。又因为在同一批次物料的分选工序中，分料装置喷气嘴101与前段工位出料口处的相对位置角度是经过调试选定的，所以在维修更换分料电磁阀组2时需保证选定的位置不改变，因而这种不需要拆卸改变位置的分料电磁阀组设置方式更好操作，也使得在维护过后的分选精度不受到影响。

通过在集成阀体1上设置多排分料电磁阀组2，使得分料电磁阀组2能够控制更多的喷气嘴101，因而集成阀体1上的喷气嘴101的排列密度也将更高，喷气嘴101之间的中心距更小，适应处理的物料粒度更小，分选更加精确且适用范围更广。喷气嘴101之间的中心距为6mm，最小能适用与6mm粒径的矿石颗粒，同时也提高了喷气嘴101吹气的准确率。喷气嘴101喷出的气体的剔除力道也更大，更适用于剔除比重大的物料。

如图5所示，在本实施例中，集成阀体1内设有连通喷气嘴101、分料电磁阀组2和气腔103的气道，各气道的长度均保持一致；

所述分料电磁阀组2设有两排，包括第一分料电磁阀组201和第二分料电磁阀组202；所述第一分料电磁阀组201所在的安装基座面与第二分料电磁阀组202所在的安装基座面的夹角为100-160度；

所述气道包括连通分料电磁阀组2和气腔103的入气通道104以及连通分料电磁阀组2和喷气嘴101的出气通道105；所述入气通道104基本垂直于分料电磁阀组2的安装基座面；所述出气通道105包括连接气道1051和垂直气道1053，所述垂直气道1053连通于喷气嘴101且位于集成阀体1的中轴面1052上；所述连接气道1051连接垂直气道1053和分料电磁阀组2，且连接气道1051与入气通道104基本平行；

所述分料电磁阀组2中每个分料电磁阀对应的垂直气道1053的长度相等，且每个分料电磁阀对应的入气通道104与连接气道1051的长度之和也基本相等。

保证各排分料电磁阀组的入气通道和出气通道的总长度一致，是为了使气流在从气腔通过入气通道和出气通道后排出喷气嘴时的压力一致。入气通道104与出气通道105采用直线或折线使其总路径最短的方式与分料电磁阀组2连接，是因为越短的话，对吹气效果和吹气时间，还有余压释放都更有利。通过对集成阀体1内部气路管道的设计，使得集成阀体在工作时喷出的气体稳定性更高，分选精度更高。

通过特别结构的气道位置安排，首先使得分料电磁阀的气道在加工时比较便利，只需进行直线钻孔操作就可完成，工件加工精度易于控制；其次是这种气道结构与分料电磁阀的相对位置使得分料电磁阀在与集成阀体的装配时装配精度高之间的气道密封性好。

如图5所示，在本实施例中，集成阀体1上设有连通所述气腔103或进气口102的疏排组件3；所述疏排组件3包括疏排电磁阀301和开设在集成阀体1侧壁的疏排孔302，所述疏排孔302上安装有疏排电磁阀301；所述疏排孔302的孔径大于入气通道104的孔径。

因为气腔103的腔径大于入气通道104的孔径，所以当进气从进气口102进入气腔103再从气腔103进入分料电磁阀组2内部的入气通道104时，进气中若携带杂质则容易淤积在气腔103与入气通道104之间的道口；当杂质含量较多时则会堵塞入气通道104。为避免这种情况，可以通过定时对气腔103内的杂质进行排杂处理。排杂处理的方法是，打开疏排孔302的疏排电磁阀301，利用气腔103内的气压使杂质通过疏排孔302喷气排出。因疏排孔302的孔径大于入气通道104的孔径，所以在打开疏排电磁阀301时，气腔103内的气体会优先从疏排孔302排出而不会进入入气通道104。因为分料装置开始喷气分料工作前所进气体为高压气体，因而若气腔103先前残留有液体杂质如水、油等，在高压气体的压力作用下会汽化；此时再打开疏排孔302的疏排电磁阀301将气体排出，将起到将液体杂质排出的功能。

如图5所示，在本实施例中，集成阀体1包括顶部的锥状体106和底部的矩形体107，两者相互连接、且在两者连接处的出气通道105周边设置有密封垫圈4。

锥状体106为一体化的结构件且其中设置有出气通道105，气流通过出气通道105从锥状体106上的进气口102喷出，采用这种设计避免了常规多管气嘴安装时易产生误差导致密封不良而漏气使喷出气流方向出现偏差的问题，也避免了粉尘等杂质由此部分结构进入到集成阀体1内部的气腔103。设置密封垫圈4则是为了更好的保障锥状体106和矩形体107的气密性。

如图6、8、9所示，在本实施例中，分料装置b41还包括密封罩体5，所述集成阀体1和分料电磁阀组2均固定在密封罩体5内，所述密封罩体5对应喷气嘴101的位置设置有开口501；所述密封罩体5于开口501处设置有伸出喷气嘴101之外的导流板502；

分料装置上还包括与进气口102连接的进气管道6，所述进气管道6上设置有过滤组件7；所述过滤组件7为两级过滤器，其中一级为用于过滤进气中的粉尘杂质的粉尘过滤器701，另一级为用于过滤进气中的水、油成分的液体过滤器702。

分料装置上还包括机架8，所述集成阀体1的两端安装在所述机架8上，所述机架8上还装设有用于对密封罩体5进行清洗的喷水装置9。

通过对分料装置的外部结构设计和增加过滤组件，使得外部污质难以进入分料装置，保障了分料装置的正常运行。

如图10所示，在本实施例中，物料识别机构b3包括固定架121和多个XYR微调平台122，各XYR微调平台122上安装有相机123，所有XYR微调平台122通过一组以上升降调节组件124以能同步调节高度的方式安装在固定架121上；所述升降调节组件124上安装有多个水平滑轨机构125，所述XYR微调平台122安装在水平滑轨机构上125。

在使用时，先调节升降调节组件124，使其上的XYR微调平台122和相机123运动到高度适宜的位置；再调节XYR微调平台122，使得XYR微调平台122上的相机123精准对焦所需拍照的位置。通过在XYR微调平台122上安装有相机123，将XYR微调平台122通过升降调节组件124以能同步调节高度的方式安装在固定架121上；实现了多个相机位置可以同步进行高度方向的调节。又因为是在XYR微调平台122上安装有相机123，所以在完成高度方向的位置调节后还可以对各个不同位置相机123进行微调，保证了相机123位置的安装精度。水平滑轨机构125能够带动其上的XYR微调平台122及相机123在水平方向上的位移，提供水平方向的调节维度。

如图11所示，在本实施例中，升降调节组件124包括升降平台41、螺杆42和与所述螺杆42配合的螺纹套43，所述螺杆42与升降平台41固定连接，所述螺纹套43以转动方式安装在固定架121上；

所述升降调节组件124设有两组以上，两组以上升降调节组件124的螺纹套43通过同步驱动机构44相连并由所述同步驱动机构44驱动同步转动；

所述同步驱动机构44包括与任意一个升降调节组件124的螺纹套43相连的手轮盘441，各升降调节组件124的螺纹套43通过链轮传动机构442相连。

通过螺杆与升降平台组合的方式，既简化升降组件的内部结构，又因是以螺杆来带动升降平台进行升降运动，升降过程稳定不易受外部震动的影响。通过设置两组的升降调节组件，使得当升降平台为较大的版面时，也可以由两组升降调节组件同时对其进行提降，避免使用单个升降组件导致升降平台在升降工作时出现受力不均匀，而使得升降不顺畅以及由于升降组件的过快磨损导致的位置调节精度不准确。

如图11所示，在本实施例中，所述固定架121和升降平台41之间设有一个以上用于对升降平台41的升降运动进行导向的导向机构45；

所述导向机构45包括导向立柱451和套设在所述导向立柱451上的滑动轴承452，所述导向立柱451与升降平台41固定连接，所述滑动轴承452与固定架121固定连接；

所述导向立柱451上远离升降平台41的一端抵着滑动轴承452套装有紧锁块46。

增加导向机构能够进一步规制升降平台在升降过程中的运动路径，保障升降调节的精度。本实施例中导向立柱451并配合紧锁块46后则能够延长上升下降的调节距离，解决现有相机位置调节范围过窄的问题。并且避免了长螺杆固定方式困难，振动会导致摇晃不利于平台的位置稳定的问题。

实施例2

如图2所示，一种采用实施例1中系统进行的磷矿破碎-分选工艺，包括以下步骤：

(1)原矿准备：原矿运送到原矿缓冲仓f1；

(2)破碎筛分：原矿缓冲仓f1物料给入到第一粗碎机f2进行粗碎，粗碎后物料进入第二中碎机f3进行中碎后，将中碎的物料给入分级筛f5进行筛分，筛上物输送至第三细碎机f4进行细碎，细碎后物料返回分级筛f5进行筛分，筛下物直接运至中间矿仓f6储存；

(3)重介质选矿：将中间矿仓f6物料给料进入脱粉筛f7分级，再进入脱泥分级筛f8脱泥分级，筛下物去矿泥沉淀池得到原生矿泥，筛上物进入重介质旋流器f9，经重介质旋流器f9分选后得到精矿、中矿和尾矿；精矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器f9而物料则进入精矿脱介筛f11进行二次脱水分级，得到的精矿粉直接进入精矿仓f15，得到的矿粉进入光电分选系统矿仓f13；中矿和尾矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器f9而物料则进入中尾矿脱介筛f10进行二次脱水分级，得到的沉淀进入尾矿仓f12；

(4)光电分选：将光电分选系统矿仓f13内物料通过振动给料机f16均匀给料进入光电分选设备f14；振动给料机f16内还包括筛网与洗矿装置以及与振动给料机f16配套的水砂分离装置。在光电分选中，进料滑槽b1使物料均匀分布在输送带机构b2上，而后向落料分仓组件b4方向输送，架设于输送带机构b2上的物料识别机构b3中的相机123对通过的物料进行实时拍摄，并将拍摄数据传输至电控柜b5内计算机系统，计算机系统利用磷矿石与脉石的颜色波段、表面纹理等光学特征的差异计算分辨出入选原矿的类型及位置，再将计算机识别结果即时发送给数字控制电路系统；数字控制电路系统控制落料分仓组件b4内的分料装置b41按指令工作开关分料电磁阀组2，利用高压空气剔除尾矿。

在本实施例中，步骤(3)重介质选矿中经重介质旋流器f9分选后得到精矿、中矿和尾矿在通过弧形筛进行一次脱水时，得到的较多杂质的部分水介质需通过磁选机将其内部杂质进一步分离沉淀后再将水介质通过合介桶返回重介质旋流器f9。

在本实施例中，经弧形筛、精矿脱介筛和中尾矿脱介筛脱出水介质后，水介质进入合介桶，再加入一定的清水介质后，将合介桶内的水介质返回重介质旋流器。经磁选机磁选出的含沉淀物质再在沉淀池经进一步沉淀后，分出的上清液经浓缩除去沉淀将水介质返回用于充作脱泥筛、精矿脱介筛、中尾矿脱介筛工作时所需的水介质。提供这种将水介质进行合理的处理利用，减少了选矿过程中污染的排放也节约了水资源，使得本发明中的选矿系统更加符合绿色矿山的要求。

在本实施例中，步骤(2)中经第一粗碎机f2初破后粒度在50mm以下的物料进入第二中碎机f3；

所述分级筛f5的分隔粒度为30mm，大于30mm的为筛上物，则输送至第三细碎机f4进行细碎，小于30mm的为筛下物，则直接运至中间矿仓f6储存筛；

所述步骤(3)中精矿脱介筛f11筛分后得到的精矿粉粒度为0-10mm，得到的矿粉粒度为10-30mm。

在本实施例中，步骤(4)中物料识别机构b3采用工业线阵彩色相机并配合线形光源照射来拍摄获得物料实物原图。重介质选矿后的矿石和脉石经高亮线形可见白光照射后，可获得可用于分类的特征；矿物在经过高亮线形可见白光激发后，矿物表面会反射出不同波段与强度的光谱信息，工业线阵彩色相机收集到这些光谱信息并将其传输到电控柜的计算机系统，从而在计算机内建立有效的矿石与脉石分类规则。

通过波长在400～780纳米范围内的可见白光照射，磷矿石是以黑色、深灰色等颜色为主，外表纹理光滑，甚至出现晶体状特征；脉石主要以白色、浅灰色、淡黄色、粉色等颜色为主，外表纹理粗糙。根据物料反馈信息的差异，经计算机系统计算分析后即可得到矿废识别结果。

上述光源为非标定制的4组线形高亮LED光源，单组功率502w。通过几组光源的高低角度组合，实现全方位照射，减少图像阴影的产生，获得拟真的物像信息。

在本实施例中，步骤(4)中物料识别机构b3在图像采集时采用与输送带b21运动同步触发采集的方式；输送带b21每运动0.04毫米位移，伺服控制器b22即时反馈一组差分脉冲信号，经电路板光耦信号转换后，生成工业线阵彩色相机采集所需的触发信号。结合电控柜内计算机系统的信号统计与纠错模块，可保证图像采集不丢帧，并能与皮带运动位置完全同步，保证了物料种类和位置的识别精度。

入选原料为20mm粒级、平均品位25.5-26.5％的磷矿物料，在光电分选设备的输送带速度3.5m/s、供气压力0.6MPf条件下进行的选矿操作后，其效果如下：

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (18)

1.一种磷矿破碎-分选系统，包括破碎筛分系统(S1)、重介质选矿系统(S2)，所述重介质选矿系统(S2)的进料口连接所述破碎筛分系统(S1)的出料口，其特征在于：还包括光电分选系统(S3)；所述光电分选系统(S3)的进料口连接所述重介质选矿系统(S2)的精矿出料口，所述光电分选系统(S3)包括光电分选设备(f14)，所述光电分选设备(f14)包括依次先实现高清彩色图像识别功能的物料识别机构(b3)和后续再实现气动分选识别功能的落料分仓组件(b4)。

2.根据权利要求1所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述破碎筛分系统(S1)包括原矿缓冲仓(f1)、第一粗碎机(f2)、第二中碎机(f3)、第三细碎机(f4)、分级筛(f5))、中间矿仓(f6)；所述原矿缓冲仓(f1)的出料口与第一粗碎机(f2)的进料口连接，第一粗碎机(f2)的出料口与第二中碎机(f3)的进料口连接，所述分级筛(f5)的进料口与第二中碎机(f3)的出料口连接，所述分级筛(f5)的上层物料出料口与第三细碎机(f4)的进料口连接，第三细碎机(f4)的出料口返回连接分级筛(f5)的进料口，所述分级筛(f5)的下层物料出料口与中间矿仓(f6)连接。

3.根据权利要求2所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述重介质选矿系统(S2)包括脱粉筛(f7)、脱泥筛(f8)、重介质旋流器(f9)、尾矿脱介筛(f10)、精矿脱介筛(f11)、尾矿仓(f12)；所述脱粉筛(f7)的进料口与所述中间矿仓(f6)的出料口连接，所述脱粉筛(f7)的出料口与脱泥筛(f8)的进料口连接，所述脱泥筛(f8)的出料口与重介质旋流器(f9)的进料口连接，所述重介质旋流器(f9)的中矿出口以及尾矿出口与尾矿脱介筛(f10)连接，所述重介质旋流器(f9)的精矿出口与精矿脱介筛(f11)连接，尾矿脱介筛(f10)的出料口连接尾矿仓(f12)。

4.根据权利要求3所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述光电分选系统(S3)还包括光电分选系统矿仓(f13)和精矿仓(f15)；所述光电分选系统矿仓(f13)的进料口连接所述精矿脱介筛(f11)的出料口，所述光电分选系统矿仓(f13)的出料口连接所述光电分选设备(f14)的进料端，所述光电分选设备(f14)的出料端连接精矿仓(f15)。

5.根据权利要求4所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述光电分选设备(f14)包括进料滑槽(b1)、输送带机构(b2)、物料识别机构(b3)、落料分仓组件(b4)和电控柜(b5)；

所述输送带机构(b2)包含输送带(b21)及控制输送带运动的伺服控制器(b22)；输送带(b21)的物料入口端紧邻所述进料滑槽(b1)的物料出口端设置；

所述落料分仓组件(b4)包含分料装置(b41)；

所述分料装置(b41)紧邻所述输送带机构(b2)的物料出口端设置；

所述物料识别机构(b3)架于所述输送带机构(b2)上方并靠近所述落料分仓组件(b4)；

所述电控柜(b5)分别与进料滑槽(b1)、输送带机构(b2)、物料识别机构(b3)和落料分仓组件(b4)以电连接的方式进行连接控制。

6.根据权利要求5所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述分料装置(b41)包括集成阀体(1)，所述集成阀体(1)内设置有气腔(103)，集成阀体(1)一端设置有喷气嘴(101)、另一端设置有与所述气腔(103)相通的进气口(102)，所述集成阀体(1)上还安装有同时与喷气嘴(101)以及气腔(103)连接以控制气流大小的分料电磁阀组(2)；所述分料电磁阀组(2)设有多排，且均设于集成阀体(1)上且朝向固体物料被喷吹后下落方向的一侧。

7.根据权利要求6所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述集成阀体(1)内设有连通喷气嘴(101)、分料电磁阀组(2)和气腔(103)的气道，各气道的长度均保持一致；

所述分料电磁阀组(2)设有两排，包括第一分料电磁阀组(201)和第二分料电磁阀组(202)；所述第一分料电磁阀组(201)所在的安装基座面与第二分料电磁阀组(202)所在的安装基座面的夹角为100-160度；

所述气道包括连通分料电磁阀组(2)和气腔(103)的入气通道(104)以及连通分料电磁阀组(2)和喷气嘴(101)的出气通道(105)；所述入气通道(104)基本垂直于分料电磁阀组(2)的安装基座面；所述出气通道(105)包括连接气道(1051)和垂直气道(1053)，所述垂直气道(1053)连通于喷气嘴(101)且位于集成阀体(1)的中轴面(1052)上；所述连接气道(1051)连接垂直气道(1053)和分料电磁阀组(2)，且连接气道(1051)与入气通道(104)基本平行；

所述分料电磁阀组(2)中每个分料电磁阀对应的垂直气道(1053)的长度相等，且每个分料电磁阀对应的入气通道(104)与连接气道(1051)的长度之和也基本相等。

8.根据权利要求6所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述集成阀体(1)上设有连通所述气腔(103)或进气口(102)的疏排组件(3)；所述疏排组件(3)包括疏排电磁阀(301)和开设在集成阀体(1)侧壁的疏排孔(302)，所述疏排孔(302)上安装有疏排电磁阀(301)；所述疏排孔(302)的孔径大于入气通道(104)的孔径。

9.根据权利要求6所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述集成阀体(1)包括顶部的锥状体(106)和底部的矩形体(107)，两者相互连接、且在两者连接处的出气通道(105)周边设置有密封垫圈(4)。

10.根据权利要求6所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：还包括密封罩体(5)，所述集成阀体(1)和分料电磁阀组(2)均固定在密封罩体(5)内，所述密封罩体(5)对应喷气嘴(101)的位置设置有开口(501)；所述密封罩体(5)于开口(501)处设置有伸出喷气嘴(101)之外的导流板(502)；

分料装置上还包括与进气口(102)连接的进气管道(6)，所述进气管道(6)上设置有过滤组件(7)；所述过滤组件(7)为两级过滤器，其中一级为用于过滤进气中的粉尘杂质的粉尘过滤器(701)，另一级为用于过滤进气中的水、油成分的液体过滤器(702)；

分料装置上还包括机架(8)，所述集成阀体(1)的两端安装在所述机架(8)上，所述机架(8)上还装设有用于对密封罩体(5)进行清洗的喷水装置(9)。

11.根据权利要求5所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述物料识别机构(b3)包括固定架(121)和多个XYR微调平台(122)，各XYR微调平台(122)上安装有相机(123)，所有XYR微调平台(122)通过一组以上升降调节组件(124)以能同步调节高度的方式安装在固定架(121)上；所述升降调节组件(124)上安装有多个水平滑轨机构(125)，所述XYR微调平台(122)安装在水平滑轨机构上(125)。

12.根据权利要求11所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述升降调节组件(124)包括升降平台(41)、螺杆(42)和与所述螺杆(42)配合的螺纹套(43)，所述螺杆(42)与升降平台(41)固定连接，所述螺纹套(43)以转动方式安装在固定架(121)上；

所述升降调节组件(124)设有两组以上，两组以上升降调节组件(124)的螺纹套(43)通过同步驱动机构(44)相连并由所述同步驱动机构(44)驱动同步转动；

所述同步驱动机构(44)包括与任意一个升降调节组件(124)的螺纹套(43)相连的手轮盘(441)，各升降调节组件(124)的螺纹套(43)通过链轮传动机构(442)相连。

13.根据权利要求11-12中任一项所述的磷矿破碎-分选系统，其特征在于：所述固定架(121)和升降平台(41)之间设有一个以上用于对升降平台(41)的升降运动进行导向的导向机构(45)；

所述导向机构(45)包括导向立柱(451)和套设在所述导向立柱(451)上的滑动轴承(452)，所述导向立柱(451)与升降平台(41)固定连接，所述滑动轴承(452)与固定架(121)固定连接；

所述导向立柱(451)上远离升降平台(41)的一端抵着滑动轴承(452)套装有紧锁块(46)。

14.一种磷矿破碎-分选工艺，其特征在于，采用权利要求6-13任一项所述的磷矿破碎-分选系统，具体包括以下步骤：

(1)原矿准备：原矿运送到原矿缓冲仓(f1)；

(2)破碎筛分：原矿缓冲仓(f1)物料给入到第一粗碎机(f2)进行粗碎，粗碎后物料进入第二中碎机(f3)进行中碎后，将中碎的物料给入分级筛(f5)进行筛分，筛上物输送至第三细碎机(f4)进行细碎，细碎后物料返回分级筛(f5)进行筛分，筛下物直接运至中间矿仓(f6)储存；

(3)重介质选矿：将中间矿仓(f6)物料给料进入脱粉筛(f7)分级，再进入脱泥分级筛(f8)脱泥分级，筛下物去矿泥沉淀池，筛上物进入重介质旋流器(f9)，经重介质旋流器(f9)分选后得到精矿、中矿和尾矿；精矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器(f9)而物料则进入精矿脱介筛(f11)进行二次脱水分级，得到的精矿粉直接进入精矿仓(f15)，得到的矿粉进入光电分选系统矿仓(f13)；中矿和尾矿经弧形筛一次脱水后水介质经合介桶返回重介质旋流器(f9)而物料则进入中尾矿脱介筛(f10)进行二次脱水分级，得到的沉淀进入尾矿仓(f12)；

(4)光电分选：将光电分选系统矿仓(f13)内物料通过振动给料机(f16)均匀给料进入光电分选设备(f14)；在光电分选中，进料滑槽(b1)使物料均匀分布在输送带(b21)上，而后向落料分仓组件(b4)方向输送，架设于输送带机构(b2)上的物料识别机构(b3)对通过的物料进行实时拍摄，并将拍摄数据传输至电控柜(b5)内计算机系统，计算机系统利用磷矿石与脉石的颜色波段、表面纹理等光学特征的差异计算分辨出入选原矿的类型及位置，再将计算机识别结果即时发送给数字控制电路系统；数字控制电路系统控制落料分仓组件(b4)内的分料装置(b41)按指令工作开关分料电磁阀组(2)，利用高压空气剔除尾矿。

15.根据权利要求14所述的磷矿破碎-分选工艺，其特征在于：所述步骤(3)重介质选矿中经重介质旋流器(f9)分选后得到精矿、中矿和尾矿在通过弧形筛进行一次脱水时，得到的较多杂质的部分水介质需通过磁选机将其内部杂质进一步分离沉淀后再将水介质通过合介桶返回重介质旋流器(f9)。

16.根据权利要求14所述的磷矿破碎-分选工艺，其特征在于：所述步骤(2)中经第一粗碎机(f2)初破后粒度在50mm以下的物料进入第二中碎机(f3)；

所述分级筛(f5)的分隔粒度为30mm，大于30mm的为筛上物，则输送至第三细碎机(f4)进行细碎，小于30mm的为筛下物，则直接运至中间矿仓(f6)储存筛；

所述步骤(3)中精矿脱介筛(f11)筛分后得到的精矿粉粒度为0-10mm，得到的矿粉粒度为10-30mm。

17.根据权利要求14所述的磷矿破碎-分选工艺，其特征在于：所述步骤(4)中物料识别机构(b3)采用工业线阵彩色相机并配合线形光源照射来拍摄获得物料实物原图。

18.根据权利要求14所述的磷矿破碎-分选工艺，其特征在于：所述步骤(4)中物料识别机构(b3)在图像采集时采用与输送带(b21)运动同步触发采集的方式；输送带(b21)每运动一定位移，伺服控制器(b22)即时反馈一组差分脉冲信号，经电路板光耦信号转换后，生成工业线阵彩色相机采集所需的触发信号。

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