CN113275120B - 一种矿物临界流速分选方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿物临界流速分选方法及其装置，该技术是利用以液体或者是气体为介质的矿粉流体、不同结构的矿粉在管状体装置中流动时都有一个相对的临界流速，密度最大的粉末流体相对临界流速最大，以该流速为最佳分选流速，收集管状体装置底部床面滑动、滚动、跳动和沉积的粉末完成矿粉集合体的分选。这种分选技术方法对于密度存在差异的所有矿物集合体粉末都可以分选，通过增加再选的级数分选矿物可以获得很高的矿物品位、增加扫选的级数可以获得很高的回收率，也可以对固体粉末进行颗粒度分选。本发明可以同步分选金属硫化矿中的金属硫化物和金属氧化物矿物，并且不受疏水易浮脉石杂质含量的影响。

Description

一种矿物临界流速分选方法及其装置

技术领域

本发明属于矿物分选技术领域，涉及一种矿物临界流速分选方法及其装置。

背景技术

矿石是矿物集合体，公知的物理法分选矿物首先要通过破碎、磨粉，把有用矿物从矿物集合体(矿石)中尽可能的分离出来，然后采用水淘洗、风力分选、重介质分选、浮选等方法从矿石粉末中分选出需要的矿物。在这些方法中，水淘洗不适宜规模化生产，风力分选不适宜低品位矿物的分选，重介质分选成本高且不适于规模化生产；目前，浮选技术被广泛采用，但浮选技术分选矿物需要依赖浮选药剂，既增加了生产成本，同时也对矿区水系造成污染破坏，而富含易浮疏水脉石的硫化矿、被严重氧化了的硫化矿在浮选工艺技术中被列为难选矿，而这些已经开采出的难选矿石因生产经济效益的约束被常常放弃、造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于针对公知技术存在的上述不足，发明了一种矿物临界流速分选方法及其装置。这种分选技术方法对于密度存在差异的所有矿物集合体粉末都可以分选，通过增加再选的级数分选矿物可以获得很高的矿物品位、增加扫选的级数可以获得很高的回收率，也可以对固体粉末进行颗粒度分选。本发明可以同步分选金属硫化矿中的金属硫化物和金属氧化物矿物，并且不受疏水易浮脉石杂质含量的影响。

一种矿物临界流速分选装置，其特征是包括至少一个分选单元、一个或者是一组集矿器、一个或者是一组流速监测器及支架，分选单元包括分选管、一个进料接头和一个出口接头，分选单元一端设置有流体进口或者是一个流体进口和一个辅助进口，分选单元另一端设置有一个中矿流体出口和一个尾矿流体出口，分选单元底部床面设置有多个贯通的出矿口和外接管，外接管设置有与集矿器对接的螺纹或者是法兰，出矿口通过外接管与集矿器密封对接，流速监测器固定连接在分选管上，分选管水平或倾斜置放置在支架上。

一种矿物临界流速分选方法，其特征是包括分选、再选、中矿回流再选、中矿扫选、尾矿扫选所构建的循环生产工艺流程；

所述的分选是指矿物集合体粉末流体，在以其中相对密度最大的粉末流体对应的临界流速下通过分选单元时，分选出这些相对密度最大的粉末流体的一个工艺过程；

所述的再选是对分选单元底部汇集的矿物流体进行的再次分选；

所述的中矿回流再选是从分选单元另一端中矿出口流出中矿流体回流至自身分选单元或者是上一级分选单元或者是上上一级分选单元或者是下一级分选单元或者是下下一级分选单元中的一个工艺过程；

所述的中矿扫选是对含矿的中矿流体进行的再次分选工艺过程；

所述的尾矿扫选对含矿的尾矿流体进行的再次分选工艺过程；

上述的分选、再选、中矿回流再选、中矿扫选、尾矿扫选工艺流程根据实际需要可以任意组合形成循环生产工艺流程。

进一步地，矿物集合体粉末流体在分选单元尾端第一个出矿口截面处的流速等于或小于被选的粉末流体在该截面处的临界流速，大于不选的粉末流体在该截面处的临界流速，被选粉末流体在该截面处的临界流速是最佳分选流速。

进一步地，进入分选单元中的粉末流体流量＝分选单元出矿口流量+中矿流体出口流量+尾矿流体出口流量，出矿口流体流量、中矿流体出口流量和尾矿流体出口流量的比例都是可以相互调节的。

进一步地，当矿物杂质是矿物集合体粉末中相对密度最大的粉末时，将上述分选工艺中的出矿口和尾矿出口的功能互换操作。

进一步地，工作中，待选矿物集合体粉末流体从流体进口进入分选单元，流体在分选管内腔流速是被选粉末流体的临界流速，被选粉末流体全部通过集矿器流出，收集该流体中的粉末实现矿物集合体粉末的分选；从中矿流体出口和尾矿流体出口流出的流体按权利2的方法处理；辅助进口用于流量调节、也可以用于清扫分选管底部床面，不使用时可以封堵。

进一步地，分选单元的各个出矿口接管与对应的集矿器接管之间采用法兰或螺纹连接方式密封连接，或者是在出矿口接管与对应的集矿器接管之间对应加装流量调节阀后再相互密封连接。

进一步地，分选管管体是一个整体或由多段密封件连接组成；分选管截面形状不受限制，是等截面或截面大小不等的直管、或者是没有死角的弯管、或者是任意形状的盘管。

进一步地，为了清扫分选管底部床面沉积物，出矿口前方可以设置相应喷嘴，通过外部高速脉冲流体清扫分选管底部床面。

进一步地，分选管管体是变径的，不同管径段末端的第一个出矿口截面位置设置了流速监测器。

进一步地，集矿器是管式集矿器、箱式集矿器、槽式集矿器、或罐式集矿器。

进一步地，为了均衡流体在分选管内的流动状态，分选管内腔前端端口或者是进料接头内腔设置有均流装置，该装置由一组均流板构成。

进一步地，分选管内腔设置有流层调节装置，该装置包括流层调节板、轴、与另外设置的轴座、旋转手柄或电动旋转机构、锁紧机构，流层调节板在出口接头壳体内可以上下转动并被锁紧，流层调节板以轴为中心，上下转动流层调节板，可以调节中矿和尾矿出口流体的结构，有利于中矿的回流再选或扫选。

本发明具有的有益效果：提供了一种新型的矿物临界流速分选技术方法和装置，矿物分选工艺流程组合方便，适用广泛。与浮选技术比较，该技术分选过程不使用任何化学药剂，有效降低了选矿生产成本，环保效益显著；该技术可以同步分选金属硫化矿中的金属硫化物和金属氧化物矿物，解决了浮选技术的一项技术瓶颈，有效提高了矿产资源的利用率；分选金属硫化矿不受矿石集合体中滑石、云母、石墨等疏水物含量的影响，精矿表面没有吸附捕收剂等药剂，更有利于精矿脱水、干燥处理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步说明。

图1是本发明中矿物临界流速分选装置工艺符号。

图2是本发明中一个辉钼矿一次性给矿分选实施例的工艺流程图。

图3是本发明中一个采用多级再选循环分选矿物实施例的工艺流程图。

图4是本发明中一个采用临界流速分选工艺与浮选工艺相结合实施例的工艺流程图。

图5是本发明中一个技术装置实施例的纵剖面结构示意图。

图6是图5A-A剖面结构示意图。

图7是本发明中另一个技术装置实施例的纵剖面结构示意图。

图8是图7B-B剖面结构示意图。

图9是本发明中一个使用箱式集矿器的实施例的纵剖面结构示意图。

图10是本发明中一个使用槽式集矿器的实施例的纵剖面结构示意图。

图11是本发明中一个在进料接头上没有辅助进口的局部结构的剖面示意图。

图12是本发明中一个在进料接头内腔设置有均流装置的局部结构的剖面示意图。

图13是本发明中一个在出口接头中没有中矿出口的局部结构的剖面示意图。

图14是本发明中一个在出口接头内腔设置有流层调节装置的局部结构的剖面示意图。

图15是本发明中一个分选管底部床面有积矿槽的局部结构的剖面示意图。

图16是本发明中一个分选管底部床面有辅助喷嘴的局部结构的剖面示意图。

图17是本发明中一个分选管是由多段等截面管体构成的剖面示意图。

图18是本发明中一个分选管倾斜置放工作的实施例的纵剖面结构示意图。

图19是本发明中另一个分选管倾斜置放工作的实施例的纵剖面结构示意图。

图20是本发明中一个分选管采用不同截面积的实施例的纵剖面结构示意图。

附图标号说明：进料接头1、分选管2、前段20、中段21、尾段22、流速监测器3、出口接头4、集矿器5、支架6、箱式集矿器7、流量调节阀8、槽式集矿器接头9、槽式集矿器10、均流板11、流层调节板12、轴13、喷嘴14、进矿口15、辅助进口16、出矿口17、中矿出口18、尾矿出口19。

具体实施方式

本发明中的矿物临界流速分选方法是：矿石磨粉后的粉末是矿物集合体的粉末，需要分选和不需要分选的粉末之间相对结构必然不同；在这些粉末中，待分选的矿物粉末颗粒和将被淘汰的尾矿粉末颗粒之间其密度存在差异，利用这些粉末颗粒之间其密度、颗粒度(体积或直径大小)、形状、疏水性的差异，将它们与液体或者是气体介质混合制成流体，送入一个水平或倾斜的管道中流动时，在重力的作用下，流体中不同密度、颗粒度、形状、疏水性的固体颗粒从悬浮状态下落至管道底部，随流体在底部床面滑动、滚动或跳动时都有一个相对应的流速——临界流速(或者说是最小输送流速、或者说是临界不淤积流速、或者说是极限淤积流速)的特性，控制管管道内流体流速在等于或小于相对密度最大一类粉末流体在该管道中的临界流速、大于不选类粉末流体在该管道中的临界流速，从管道底部床面收集这些滑动、滚动、跳动和沉积的固体颗粒实现分选。

这样首先分选出的固体颗粒是该流体里矿石粉末中相对密度最大一类的物质、是矿物或者是应淘汰的杂质，不需要分选的其它类粉末因密度小、流体分选流速大于这类粉末流体的临界流速而只能悬浮在流体中、随流体继续流动，被分选出固体粉末从管道底部床面设置的出矿口随流体收集；管道另一端流出的是中矿和尾矿的混合流体，中矿和尾矿流体通过管道出口截面积上下划分，上部分流体作为尾矿流体处理，下部分流体作为中矿流体处理；中矿流体由于含有少量的悬浮矿物可以回流再选或直接扫选，没有扫选价值时直接作为尾矿流体处理；

相对密度最小的粉末是矿物，矿物杂质从管道底部床面出矿口收集并作为尾矿流体处理，矿物从尾矿流体出口收集。

在上述方法对应的矿物临界流速分选装置中：固体颗粒在流体中的浓度增加，临界流速增大；固体颗粒的流动载体粘度增大，临界流速增大；同密度的物料，体积大的临界流速大于体积小的临界流速；同体积的物料，密度大的临界流速大于密度小的临界流速。

这种分选方法对于密度存在差异的所有矿物集合体粉末都可以分选，通过增加再选的级数可以获得很高品位的矿物、增加扫选的级数分选矿物可以获得很高的回收率，该方法也可以对粉末的颗粒度进行分选。

为实现上述发明所采用的矿物分选工艺是这样的：本发明要求分选矿物的装置是指在一个水平或倾斜的管道腔体上，其中一端上有流体进口或者是一个流体进口和一个辅助进口，另一端有一个中矿流体出口和一个尾矿流体出口，分选装置腔体底部床面有多个贯通出矿口的结构与功能的矿物分选装置；

使用该装置分选矿物采用的工艺与流程如下：

(一)矿物流体制备：将开采到的矿石破碎、磨粉，首先把矿石中的矿物从矿石集合体中解离出来；干式分选是在无水干燥条件下磨矿，湿式分选是在矿石与水相混合的条件下磨矿。

(二)流体制备与输送：在湿式分选中，将湿式磨矿得到的矿粉进一步与水混合，矿粉质量比浓度为1％～50％，搅拌成矿浆流体，通过流体泵按流量要求从分选装置流体进口送入分选装置；在干式分选中，以空气介质为载体，使用风机气流将干式磨矿得到的矿粉混合成以空气介质为载体的流体并从分选装置流体进口送入分选装置。

(三)流体在分选装置中的流速：矿物集合体粉末流体在分选装置尾端第一个出矿口截面处的流速、等于或小于被选的粉末流体在该截面处的临界流速、大于不选的粉末流体在该截面处的临界流速，被选粉末流体在该截面处的临界流速是最佳分选流速；当分选流速小于被选粉末流体的临界流速、大于不选粉末流体的临界流速时，分选装置底部床面会出现被选粉末沉积现象，需要使用底部床面带清扫功能的分选装置。

(四)流体在分选装置中的流量：进入分选装置中的粉末流体流量＝分选装置出矿口流量+中矿流体出口流量+尾矿流体出口流量。当分选装置出矿口流量增大时、矿物回收率和杂质含量同时增高，出矿口流量过小会导致出矿口阻塞；中矿流体出口流量和尾矿流体出口流量可以任意比例相互调节。

(五)分选：矿物分选使用的装置是上述的临界流速分选装置。在工作流速下，当矿物是矿物集合体粉末中相对密度最大的粉末时，在含矿流体从进料口进入分选装置后，从出矿口流体中得到的矿物粉末即是分选得到的矿物；如果该矿物品位符合分选要求时，通过固液分离、干燥得到成品矿物；如果该矿物品位不符合分选要求时，可以对该流体进行再选或多级再选，直到符合矿物品位要求终止。受矿粉颗粒度、解离度和流体流速等因素影响，中矿流体中必然会含有少量的矿物，需要回收时可以通过回流再选或直接扫选回收，没有回收价值时直接作为尾矿流体处理；尾矿流体输送至尾矿库，沉淀后上清水循环使用。当矿物杂质是矿物集合体粉末中相对密度最大的粉末时，将上述分选工艺中的出矿口和尾矿流体出口功能互换操作；采用干式分选时，当分选装置出矿口流体中的矿物粉末品位符合分选要求后，将该流体送入气固分离装置回收矿物，尾矿流体送入气固分离装置回收尾矿并按国家规范处置(以下相同，不再另述)。

(六)再选(精选)：精选是矿物的再选过程。为了获得较高的矿物品位，将分选得到的矿物流体送入第二、第三……、第N级进行再选，直到符合矿物品位要求终止，固液分离该流体、干燥矿物粉末得到成品矿物；为了获得较高的矿物回收率，将再选的中矿流体回流再选或者是送入第一、第二……、第N级进行扫选，直到流体中矿物品位符合尾矿要求终止，终止扫选后的中矿流体并入尾矿流体中处理，扫选中矿流体得到的矿物流体按含矿品位合理并入上述的再选流程中。

(七)当矿物集合体粉末颗粒度的跨度过大并且对分选矿物品位有要求、或者是分选流速大于细粒级矿物分选要求时，分选中会造成细粒级或极细粒级矿物粉末在尾矿流体中的含量增高，尾矿流体不符合尾矿矿物含量要求，在这种情况下可以直接增加一级或两级扫选或并入中矿流体的扫选流程中处理。当矿石集合体粉末颗粒度不一致及矿物解离度对矿物分选的效果和效率产生影响时，在再选流程中应合理插入颗粒度分级分选和粉末再磨的工艺操作。

为实现上述发明所采用的技术装置是这样的：矿物临界流速分选装置是由一个分选单元、一个或者是一组集矿器5、一个或者是一组流速监测器3及支架6组合构成。分选单元包括分选管2、一个进料接头1和一个出口接头4，分选单元一端设置有流体进口15或者是一个流体进口15和一个辅助进口16，分选单元另一端设置有一个中矿流体出口18和一个尾矿流体出口19，分选单元底部床面设置有多个贯通的出矿口17和外接管，外接管设置有与集矿器对接的螺纹或者是法兰，出矿口17通过外接管与集矿器5密封对接，流速监测器3固定连接在分选管上，分选管2水平或倾斜置放置在支架6上。

分选单元的各个出矿口接管与集矿器对应的接管之间采用法兰或螺纹连接方式密封连接、或者是在两者之间对应加装流量调节阀后再相互密封连接。

流速监测器3固定连接在分选管2的壳体上。

分选管2截面形状不受限制、是等截面或截面大小不等的直管、或者是没有死角的弯管、或者是任意形状的盘管，两端设置有与接头对接的法兰或者是螺纹，管体上有流速监测器安装底座或探头安装底座，分选管底部床面有多个出矿口，出矿口有外接管，外接管设置有与集矿器对接的螺纹或者是法兰；为了提高使用寿命，分选管2采用耐磨材料制作或在内腔壁有耐磨复合涂层或耐磨材料衬层。

分选管管体是一个整体或由多段密封连接组成，为了清扫分选管底部床面沉积物、出矿口前方可以设置相应喷嘴14、通过外部高速脉冲流体清扫分选管底部床面；

为了方便收集或清扫收集分选管底部床面沉积物，分选管底部整体或按出矿口配置设置集矿器5；分选管的长径比由流体中矿物粉末在临界流速条件下的沉降速率及分选能力要求确定。

出矿口17形状应满足分选管截面形状及底部床面集矿要求，出矿口数量以分选管底部床面不产生积矿为条件。

集矿器5是汇集分选管底部出矿口流体的装置，是由对应连接分选管底部床面出矿口的接管和集矿管、或者是集矿箱、或者是集矿槽、或者是集矿罐构成，分别构成的是管式集矿器、或者是箱式集矿器、或者是槽式集矿器、或者是罐式集矿器；集矿器接管总数量与分选管底部床面出矿口数量一致。

流速监测器3是监测分选装置内腔矿物流体流速的装置，根据流体流速、流量、压力之间的关系，也可以通过监测流体压力变化或者是流量变化达到监测流速的目的。

进料接头1的端面有与进料设施连接的法兰或者是螺纹，另一端有与分选管2对接的法兰或螺纹；为了流量流速调节便利，进料接头1上可以增加一个辅助进口，为了均衡流体在分选管内的流动状态、接头内腔可以设置均流装置。

出口接头4一端有与分选管2对接的法兰或螺纹，另一端有一个或两个出口，端面均有连接法兰或螺纹，为了调节中矿和尾矿流体结构的比例、接头内腔可以设置一个流层调节装置。

临界流速分选装置整体的其它进口、出口设置的连接构造也是法兰或者是螺纹。

工作中，待选矿物集合体粉末流体从流体进口15进入临界流速分选装置，流体在装置内腔流速是被选粉末流体的临界流速，被选粉末流体全部通过集矿器5流出，收集该流体中的粉末实现矿物集合体粉末的分选；从中矿流体出口18和尾矿流体出口19流出的流体按上述的工艺方法处理；辅助进口2用于流量调节、也可以用于清扫分选管底部床面，不使用可以封堵。

实施例1

参见图1，图1是本发明的临界流速分选装置X2，图中进矿口15，辅助进口16，粗(精)矿出口17，中矿出口18，尾矿出口19。在矿物分选流程中：进矿口15与流体输送设备的出口或者是进料管连接，流体流量通过流体输送设备调节控制或者是加装流量调节阀调节控制或者是通过辅助进口16调节控制，辅助进口16不使用时可以并入进矿口或封闭、或选用仅有一个进矿口的装置；粗(精)矿出口17是矿物集合体粉末中相对密度最大的物料出口；中矿出口18连接流量调节阀或中矿流体管道，通过流量调节阀调节中矿流量或者是通过中矿流体管道出口的流量调节阀调节中矿流量；在末端扫选不需要中矿回流再选时，中矿出口18可以并入尾矿出口19或者是封闭、或者是选用没有中矿出口18的装置；尾矿出口19连接流量调节阀或尾矿流体管道，通过流量调节阀调节尾矿流量或者是尾矿流体管道出口的流量调节阀调节尾矿流量；当分选矿物集合体粉末密度是相对最小的物料时、粗(精)矿出口17和尾矿出口19可以互换。

实施例2

参见图2，图中所示是本发明中一个辉钼矿一次性给矿分选实施例的工艺流程图。图中：搅拌机X1，矿浆输送泵B1，临界流速分选装置X2、流速监测器FL，粗(精)矿出口流量调节阀F1，中矿出口流量调节阀F2，工艺调节阀F3，尾矿出口流量调节阀F4，补充水截止阀F5，止回阀F6。

矿物分选中，将辉钼矿石破碎后湿式磨粉，矿石粉末颗粒度-0.075mm占80％，加入水、通过搅拌机X1制作20％～25％浓度的矿浆，该矿浆经输送泵B1送至临界流速分选装置X2中进行矿物分选，矿浆在临界流速分选装置X2中的流速0.5～1.5(m/s)或按操作法确定，中矿出口18的中矿矿浆通过管道与输送泵B1进口管道连接返回、重新进入分选循环中再选，尾矿沉淀后的上清水为补充水循环使用，临界流速分选装置X2底部粗(精)矿出口17收集粗(精)矿浆流体，脱水干燥后得到粗(精)矿。

一次性给矿分选操作流程如下：

(一)一次性给矿矿量：

一次性给矿矿量＝临界流速分选装置容积×矿浆浓度

(二)关闭粗(精)矿出口流量调节阀F1、尾矿出口流量调节阀F4和补充水截止阀F5，打开中矿出口流量调节阀F2、工艺调节阀F3，启动矿浆输送泵B1，通过转速控制将矿浆在较高的流速下送入临界流速分选装置X2；矿浆全部送入临界流速分选装置X2中后立即开启补充水截止阀F5，补充中矿回流管排气所需的流体及防止矿浆输送泵B1空吸。

(三)矿浆流体通过中矿回流管循环，循环稳定后，小幅度开启粗(精)矿出口流量调节阀F1，检查出矿流体，粗(精)矿流体的流出量由补充水等量补给。

(四)操作法确定分选流速：缓慢降低输送泵B1的流速，当粗(精)矿出口17开始明显出矿后，同时开启尾矿出口流量调节阀F4和关闭工艺调节阀F3，尾矿流体的流出量由补充水等量补给，调节设定中矿和尾矿流体流量比例，临界流速分选装置X2进入正常工作；此时流速监测器FL的度数即是该装置分选该矿物所要求的的临界流速，记录该数据备用或二次使用。

(五)当粗(精)矿出口17出矿开始明显减小后，表明粗粒级矿物分选过程结束；继续降低矿浆输送泵B1的输出流速至正常出矿，回收细粒级矿物。

(六)重复上述五的操作，继续回收细粒级和极细粒级矿物，检测尾矿中矿物品位，符合分选要求后停机。

(七)收集粗(精)矿流体，脱水、干燥后得到钼粗(精)矿；循环分选8min、12min的效果如下：

实施例3

参见图3，图中所示是本发明中一个采用多级再选循环分选矿物实施例的工艺流程图，与图2不同之处是增加了扫选和再选(精选)流程，在再选(精选)流程段插入了粒径分级、矿浆再磨的工序。通过增加一级或多级扫选可以有效提高矿物的回收率，增加一级或多级再选(精选)可以有效提高矿物的品位；这种生产工艺流程，在氧化率较高的金属硫化矿和富含滑石、云母、石墨等疏水物的金属硫化矿的选矿生产中，相对浮选工艺可以获得相对较高的回收率及精矿品位。

实施例4

参见图4，图中所示是一个采用临界流速分选工艺与浮选工艺相结合实施例的工艺流程图，与图3不同之处是在再选(精选)N段之后、从临界流速分选转换为浮选。在氧化率较高的金属硫化矿分选中，对于单一金属分选，再选(精选)N段获得的精矿首先是同一种金属的氧化物和硫化物的混合体；由于同一种金属的氧化物和硫化物矿物的密度差异较小，在分别分选该金属的氧化物和硫化物时，采用临界流速分选生产效率相对较低，因此在再选(精选)N段之后从临界流速分选转换为浮选，有利于提高生产效率。在以液体为载体的矿物集合体粉末矿浆分选生产应用中，根据生产需要，临界流速分选技术方法及生产工艺与浮选技术方法及生产工艺可以任意组合。

实施例5

参见图5、图6，图5是本发明中一个技术装置实施例的结构示意图，图6是该装置A-A的剖面结构示意图。该装置由一个进料接头1、一个分选管2、一个流速监测器3、一个出口接头4、一个集矿器5和支架6组成，其中所用的集矿器5是一个管式集矿器。进料接头1与分选管2、出口接头4、集矿器5之间(参见图6)均是法兰连接，流速监测器3固定在分选管2尾端第一个出矿口的截面位置的底座上。进料接头1的进料端有两个进口，一个进矿口，另一个是辅助进口，两个进口端面都有连接的法兰，进料接头1的另一端有与分选管2的接口匹配的法兰；分选管2由主管道及两端连接一体的法兰、出矿口接管、接管法兰构成，底部床面均布出矿口，为利于出矿及减少流体流动能耗、分选管2的出矿口接管与壳体可以是直角或是斜角连接；出口接头4有两个出口，上出口是尾矿出口，下出口是中矿出口，上下两个出口垂直地面排列，两端各个口端面都有连接一体的法兰；集矿器5由主管、支管及接口法兰构成，为利于矿物流体汇集，集矿器支管与主管可以是直角或是斜角连接，支管及连接的法兰数量与分选管2底部出矿口数量一致。该装置采用耐磨材料制作或在内腔壁有耐磨复合涂层或有耐磨材料衬层。

工作中，进料口与输送设备或通过管道与输送设备连接，辅助进口16用作流量调节及清理分选管2底部床面积矿的流体进口，使用时与流体的输送设备连接、或者连接一个单向阀后在与流体输送设备连接，增加一个单向阀可以有效预防分选单元中因流体泄压而导致的流速变化，辅助进口16不使用时可以直接封堵；出口接头4的尾矿出口19和中矿出口18分别通过流量调节阀连接输出管道，通过流量调节阀分别调节流量；集矿器5主管进料方向端的接口上连接一个单向阀后再与流体介质输送设备连接用作清扫主管积矿，不使用时可以直接封堵留作维修使用，另一端是该装置的出矿口17，连接一个流量调节阀后再与输出管道连接，通过流量调节阀调节控制该装置出矿口17流量。

当分选的含矿粉末流体在输送泵的输送下从该装置进料口进入并充满分选管2后，所进入的流体从尾矿出口19、中矿出口18和出矿口17这三个出口流出，根据各自的流体结构、通过调节这三个出口外接的流量阀确定相互间的流量比例；分选中，由于出矿口17的分流作用，分选管2内腔流体前段流速必然大于尾段的流速，且由于同密度的物料、体积大的临界流速大于体积小的临界流速，因此在分选管2底部均布的出矿口从前到后所流出的矿物颗粒度也是从大到小呈线性变化，符合本发明技术特性。

该装置可用于各种密度不同的矿物粉末之间的分选，也能够对固体粉末的颗粒度进行分选。

实施例6

参见图7、图8，图7是本发明中另一个技术装置实施例的纵剖面结构示意图，图8是该装置B-B的剖面结构意图。该装置与图5实施例所不同之处是在分选管2的前端增加了一个流速监测器3，另一个不同之处是使用了多个集矿器5；该集矿器5与图5实施例集矿器5的不同之处是每个集矿器主管上只有一个支管，各个主管的轴向相互平行，每一个集矿器5对应分选管2的一个出矿口。设置两个流速监测器3的有益之处是通过两个流速值与分选管的截面积，可以计算得到分选管前后两端的流量及分流到集矿器的流量；使用多个集矿器5有益之处是可以对分选的矿物粒度直接分级。

实施例7

参见图9，该图是本发明中一个使用箱式集矿器的实施例的纵剖面结构示意图。该装置与图5实施例所不同之处是在组成临界流速分选装置中的集矿器使用的是一个箱式集矿器7。

实施例8

参见图10，该装置与图5实施例所不同之处是在组成临界流速分选装置中的集矿器使用的是一个槽式集矿器10；这种集矿器与图5实施例管式集矿器不同之处是将管式集矿器中的主管更换成了集矿槽，槽式集矿器接头9没有与槽式集矿器10连接固定，而是通过流量调节阀8连接固定在分选管底部出矿口的接口上。由于集矿槽是开放性容器，分选管出矿口流量通过流量调节阀8控制；槽式集矿器接头9的数量和流量调节阀8的数量与分选装置底部出矿口数量一致，集矿槽与机架固定或在地面固定安装。使用槽式集矿器的有益之处是有利于临界流速分选工艺与传统的浮选工艺直观对接。

实施例9

参见图11，该接头与图5实施例进料接头1所不同之处是没有辅助进口16，这种进料接头使用在不需要通过辅助进口16对分选管底部床面清理及调节管内流体流速的装置中。

实施例10

参见图12，该接头与图5实施例进料接头1所不同之处是在接头内腔增加了均流装置，该装置由一组均流板11构成。在流体输送设备输出流速大于分选装置工作流速时，在冲击作用下，会导致分选管前端截面轴向一部分区域上的流体流速大于分选要求的流速，另一部分区域上的流体流速小于分选要求的流速，影响分选装置的效率和效果，通过在进料接头内腔增加均流板11，可以均分分选管截面上的流量，可以有效改善这种现象；均流板11是一个或多个，也可以使用筛网式均流板。

实施例11

参见图13，该接头与图5实施例出口接头4所不同之处是没有中矿出口18；在临界流速分选矿物的分选中，为了获得矿物较高的回收率和品位，会选用多级循环工艺，在最后一级扫选中，中矿不再扫选或回流再选时，选用只有一个出口的出口接头4更为方便有利。

实施例12

参见图14，该接头与图5实施例出口接头4所不同之处是在出口接头内腔设置有流层调节装置；该装置以出口接头壳体为支座，由流层调节板12、轴13、与另外设置的轴座、旋转手柄或电动旋转机构、锁紧机构等零部件构成，流层调节板12在出口接头壳体内可以上下转动并被锁紧。流层调节板12以轴13为中心，上下转动流层调节板12，可以调节中矿和尾矿出口流体的结构，有利于中矿的回流再选或扫选。

实施例13

参见图15，该分选管2与图5实施例分选管2所不同之处是底部床面有集矿槽；从分选管2的截面C-C图上可以看出，底部床面积矿槽近似一个矩形凹槽，也可以是梯形凹槽或者是三角形凹槽或者是弧形凹槽，矿物出口在凹槽底部。分选管底部床面增加集矿槽有利于提高矿物的回收率，但同样也会使矿物中的杂质含量升高影响矿物品位。

实施例14

参见图16，该图所示与图15所不同的是在分选管底部床面增加了喷嘴14；喷嘴14固定在分选管底部，设置在分选管底部出矿口的前方，喷嘴接管外接单向阀防止分选管内部流体通过喷嘴倒流。为防止分选管底部床面矿物堆积，用高压流体介质通过喷嘴14可以对床面堆积的矿物采用脉冲方式进行清理。

实施例15

参见图17，该图与图5实施例分选管2所不同之处是该分选管是由多段等截面管体构成的；图中所示的分选管是由前段20、中段21、尾段22密封连接组成，有利于大型装置制造安装。

实施例16

参见图18，该图分选管2与图5实施例中分选管2所不同的是分选管2是倾斜置放在支架6上的，进料接头1在上方，出口接头4在下方；分选管2的这种倾斜置放方式可以减少其底部床面的积矿现象，但也增加了分选管的长径比，分选管和地平面的夹角与分选管的长径比是正比关系。

实施例17

参见图19，该图与图18实施例所示的不同之处是分选管2的倾斜方向相互相反，进料接头1在下方，出口接头4在上方，这种倾斜置放方式可以减小分选管长径比，降低设备重量，但也会增加分选管底部床面上的积矿现象；为了克服分选管底部床面上的积矿现象，该分选管2在底部床面增加了集矿槽，集矿槽底面水平设置或者按进料方向前高后低设置。

实施例18

参见图20，该图与图5和图7实施例所示的不同之处是分选管2管体是变径的；由于分选管底部出矿口的分流会导致分选管内流体前后流速存在一定的差异，不利于分选颗粒度均匀的矿物粉末，选用变径分选管可以克服这种缺陷；为了方便不同管径段的出矿口流量调节，不同管径段末端的第一个出矿口截面位置设置了流速监测器3。

最后应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术方法对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种矿物临界流速分选方法，其特征是包括分选、再选、中矿回流再选、中矿扫选、尾矿扫选所构建的循环生产工艺流程；

所述的分选是指矿物集合体粉末流体，在以其中相对密度最大的粉末流体对应的临界流速下通过分选单元时，分选出这些相对密度最大的粉末流体的一个工艺过程；

所述的再选是对分选单元底部汇集的矿物流体进行的再次分选；

所述的中矿回流再选是从分选单元另一端中矿出口流出中矿流体回流至自身分选单元或者是上一级分选单元或者是上上一级分选单元或者是下一级分选单元或者是下下一级分选单元中的一个工艺过程；

所述的中矿扫选是对含矿的中矿流体进行的再次分选工艺过程；

所述的尾矿扫选对含矿的尾矿流体进行的再次分选工艺过程；

所述的临界流速是指在重力的作用下，流体中不同密度、颗粒度、形状、疏水性的固体颗粒从悬浮状态下落至管道底部，随流体在底部床面滑动、滚动或跳动时相对应的流速。

2.如权利要求1所述的一种矿物临界流速分选方法，其特征是矿物集合体粉末流体在分选单元尾端第一个出矿口截面处的流速等于或小于被选的粉末流体在该截面处的临界流速，大于不选的粉末流体在该截面处的临界流速，被选粉末流体在该截面处的临界流速是最佳分选流速。

3.如权利要求1所述的一种矿物临界流速分选方法，其特征是进入分选单元中的粉末流体流量=分选单元出矿口流量+中矿流体出口流量+尾矿流体出口流量，出矿口流体流量、中矿流体出口流量和尾矿流体出口流量的比例能够相互调节。

4.如权利要求1所述的一种矿物临界流速分选方法，其特征是当矿物杂质是矿物集合体粉末中相对密度最大的粉末时，将分选工艺中的出矿口和尾矿出口的功能互换。

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