CN114602821A - 一种选矿装置 - Google Patents

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CN114602821A CN202210310749.0A CN202210310749A CN114602821A CN 114602821 A CN114602821 A CN 114602821A CN 202210310749 A CN202210310749 A CN 202210310749A CN 114602821 A CN114602821 A CN 114602821A
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Abstract

本发明公开了一种选矿装置，其包括：传输机构、背散射机构及喷射机构。传输机构用于传输矿石，矿石自传输机构的出料端离开，且沿第一轨迹运动；背散射机构设置于传输机构的下方，背散射机构包括背散射发射器和背散射探测器，背散射发射器用于发射射线至矿石，背散射探测器用于接收自矿石散射的射线以获取背散射图像；喷射机构位于背散射机构的下方，喷射机构根据背散射图像的灰度值与预设灰度值的比较结果，喷出高压流体使矿石的一部分沿第二轨迹运动。本申请通过背散射机构位于传输机构的下方，背散射机构相当于隐藏在传输机构的下方，使得选矿装置的各机构之间结构紧凑，减小选矿装置的整体尺寸。

Description

一种选矿装置
技术领域
本发明涉及矿石分选技术领域，尤其是涉及一种选矿装置。
背景技术
随着矿产资源的不断开发利用，机械化采矿技术的发展，使矿石的贫化率也有所提高，故粗粒矿石预选的必要性受到重视，对拣选的要求更是越来越高。
在相关技术中，利于X射线透射技术选矿，其高效、清洁、环保的特点。然而，X射线透射源位于皮带传输机构的正上方，致使设备整体尺寸大，占用大量空间尺寸，此外，透过矿石的X射线在到达X射线探测器之前会因选矿装置自身(例如需要透过皮带)的结构而进一步衰减或散射，由此导致成像不清楚。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种选矿装置。
根据本申请实施例的选矿装置，包括：传输机构、背散射机构及喷射机构。
所述传输机构用于传输矿石，所述矿石自所述传输机构的出料端离开，且沿第一轨迹运动；所述背散射机构设置于所述传输机构的下方，所述背散射机构包括背散射发射器和背散射探测器，所述背散射发射器用于发射射线至所述矿石，所述背散射探测器用于接收自所述矿石散射的射线以获取背散射图像；所述喷射机构位于所述背散射机构的下方，所述喷射机构根据所述背散射图像的灰度值与预设灰度值的比较结果，喷出高压流体使所述矿石的一部分沿第二轨迹运动。
根据本申请实施例，通过背散射机构位于传输机构的下方，背散射机构相当于隐藏在传输机构的下方，使得选矿装置的各机构之间结构紧凑，减小选矿装置的整体尺寸。背散射技术识别速度快，这有利于在矿石下落过程中快速地进行矿石的成像、分析、识别以及喷射机构的动作；再者，对于大颗粒度的矿石，透射技术无法穿透，进而无法获取完整的矿石图像。而背散射技术仅需根据自矿石表面和浅层散射的射线信号即可获取背散射图像，不受矿石尺寸大小的影响，故背散射技术可以应用于大、小颗粒度的矿石的筛选。
根据本发明的在一些实施例，所述传输机构、所述背散射发射器及所述背散射探测器自上至下依次设置，所述背散射发射器位于所述传输机构的出料端的下方，所述背散射探测器位于所述背散射发射器的下方。
根据本发明的一些实施例，所述背散射发射器为飞点装置，所述飞点装置包括设置有束流孔的飞轮和设置有准直缝的扇形盒。
根据本发明的一些实施例，所述背散射发射器射出笔形射线束，所述笔形射线束的扫描方向垂直于竖直方向。
根据本发明的一些实施例，所述背散射机构包括第一背散射发射器和第二背散射发射器，所述传输机构、所述第一背散射发射器、所述背散射探测器及所述第二背散射发射器自上至下依次设置，所述第一背散射发射器位于所述传输机构的出料端的下方，所述背散射探测器位于所述第一背散射发射器的下方，所述第二背散射发射器位于所述背散射探测器的下方。
根据本发明的一些实施例，所述喷射机构包括沿所述传输机构的宽度方向排布的多个喷嘴，所述喷嘴的喷口自下向上喷射高压气体，喷射方向与竖直方向呈预设夹角a。
根据本发明的一些实施例，所述预设夹角a位于20°至60°之间。
根据本发明的一些实施例，还包括控制系统，所述控制系统与所述背散射机构、所述喷射机构通信连接，所述控制系统将所述背散射图像的灰度值与预设灰度值作比较，以控制所述喷射机构的开启。
根据本发明的一些实施例，还包括振动给料机构，所述振动给料机构位于所述传输机构的上料端，且二者衔接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例的选矿装置的主视图；
图2是根据本申请实施例的选矿装置的右视图；
图3是根据本申请实施例的选矿装置的另一种右视图；
图4是根据本申请实施例的飞点装置的结构示意图；
附图标记：
传输机构10，
皮带11，辊筒12，挡板13，
背散射机构20，
背散射发射器21，第一背散射发射器21a，第二背散射发射器21b，飞轮211，轮盘2111，轮缘2112，扇形盒212，背散射探测器22，
喷射机构30，喷嘴31。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的选矿装置。
如图1所示，本发明实施例的选矿装置包括：传输机构10、背散射机构20及喷射机构30。传输机构10用于传输矿石，传输机构10沿第一方向传输矿石，如图1中箭头方向。矿石自传输机构10的出料端离开，且沿第一轨迹运动。背散射机构20设置于传输机构10的下方，背散射机构20包括背散射发射器21和背散射探测器22，背散射发射器21用于发射射线至矿石，背散射探测器22用于接收自矿石散射的射线以获取背散射图像。喷射机构30位于背散射机构20的下方，喷射机构30根据背散射图像的灰度值与预设灰度值的比较结果，喷出高压流体使矿石沿第二轨迹运动。
矿石按所含有用矿物性质和利用的特征分为金属矿石和非金属矿石两大类，金属矿石具有较大的密度，其介于3.5～5.0g/cm3；大部分非金属矿石的密度值较小，例如，岩石的密度介于1.2～3.5g/cm3。其中，金属矿石为含有金属的矿石，其可以为铁矿、锰矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿等。
本实施例的选矿装置以背散射技术识别矿石，是用一定能量的X射线或γ射线照射矿石，收集自矿石表面和表层散射返回的X射线或γ射线，并进行统计分析，以获取矿石表面的图像。因密度比较低的矿石，它的散射的截面比较大，散射回来的光子就较多，故该矿石的背散射图像较亮；因密度比较高的矿石，它的散射的截面比较小，散射回来的光子就较少，故该矿石的背散射图像较暗。
在一些实施例中，因金属矿石与非金属矿石的密度差异，进而根据金属矿石背散射图像和非金属矿石背散射图像的灰度值以识别金属矿石。在一些实施例中，按照铁含量的多少，铁矿包括菱铁矿、赤铁矿及磁铁矿，菱铁矿的密度为3.8～3.9g/cm3，赤铁矿的密度为3.4～4.4g/cm3，磁铁矿的密度为4.9～5.2g/cm3，进而根据菱铁矿背散射图像、赤铁矿背散射图像及磁铁矿背散射图像的灰度值以识别三者中任一者。在一些实施例中，按照锰含量的多少，锰矿包括软锰矿、硬锰矿及水锰矿，软锰矿的密度为7.44g/cm3，硬锰矿的密度为4.7～4.8g/cm3，水锰矿的密度为3.7～4.7g/cm3，进而根据软锰矿背散射图像、硬锰矿背散射图像及水锰矿背散射图像的灰度值以识别三者中任一者。在一些实施例中，按照钒含量的多少，也可以识别各含钒矿石的种类；对于铜矿、铅矿、锌矿等，在此不再赘述。
选矿装置还包括控制系统，控制系统与背散射机构20、喷射机构30以有线或无线的方式通信连接。背散射机构20获取背散射图像信号，并将背散射图像信号发送至控制系统(未图示)；控制系统接收背散射图像信号后形成背散射图像，将背散射图像的灰度值与预设灰度值作比较。例如，在背散射图像的灰度值小于等于预设灰度值的情况下，控制系统发送第一信号至喷射机构30，喷射机构30喷出高压流体使矿石沿第二轨迹运动；在背散射图像的灰度值大于预设灰度值的情况下，控制系统发送第二信号至喷射机构30，喷射机构30不动作，矿石保持第一轨迹运动。其中，此处的预设灰度值为所需矿石的灰度值，其可以为定值，也可以为区间值。相关技术人员可以根据需求，设定对应的预设灰度值。
这里，控制系统控制喷射机构，在具体实施例中：喷射机构30包括沿传输机构10的宽度方向排布的多个喷嘴31，喷嘴31的喷口自下向上喷射高压气体。在一些实施例中，多个喷嘴31可以划分为多个喷嘴单元，一个喷嘴单元包括多个喷嘴31。一个喷嘴单元对应一个电磁阀，喷嘴单元中各个喷嘴31通过该电磁阀共同开启和关闭。在一些实施例中，一个喷嘴31对应一个电磁阀，电磁阀控制喷嘴31的开启和关闭，各个喷嘴31的动作可以相互独立。
在控制系统发送第一信号至喷射机构30时，喷射机构30接收第一信号且控制所需矿石对应的喷嘴单元的电磁阀，进而所需矿石对应的喷嘴单元中各喷嘴喷射出高压流体。此处，所述矿石对应的喷嘴单元为所需矿石在喷射机构30上的正投影覆盖的喷射单元。或者，在控制系统发送第一信号至喷射机构30时，喷射机构30接收第一信号且控制所需矿石对应的喷嘴31的电磁阀，进而所需矿石对应的喷嘴31喷射出高压流体。此处，所述矿石对应的喷嘴31为所需矿石在喷射机构30上的正投影覆盖的喷嘴31。
在相关技术中，采用透射技术识别矿石，透射机构的射线发射机构位于传输机构的上方，用于接收透过矿石的射线的探测器位于传输机构的下方。
基于此，本申请采用背散射技术，背散射技术与透射技术相比：
首先，背散射技术识别速度快。例如，在采用飞点扫描时，飞点装置的飞轮的转速可达到约2000rpm，这有利于在矿石下落过程中快速地进行矿石的成像、分析、识别以及喷射机构30的动作。
其次，本申请通过背散射机构20位于传输机构10的下方，背散射机构20相当于隐藏在传输机构10的下方，使得选矿装置的各机构之间结构紧凑，减小选矿装置的整体尺寸。
再者，对于大颗粒度的矿石，透射技术无法穿透，进而无法获取完整的矿石图像。而背散射技术仅仅根据自矿石散射的射线获取背散射图像，不受矿石尺寸大小的影响，故背散射技术可以应用于大、小颗粒度的矿石的筛选。
在一些实施例中，传输机构10、背散射发射器21及背散射探测器22自上至下依次设置，背散射发射器21位于传输机构10的出料端的下方，背散射探测器22位于背散射发射器21的下方。
需要说明的是，通常，背散射发射器21位于传输机构10的出料端的下方是指背散射发射器21在传输机构10上的正投影位于传输机构10的出料端。背散射探测器22位于背散射发射器21的下方是指背散射探测器22在背散射发射器21上的正投影完全落在散射发射器21内。
具体地，如图2所示，背散射发射器21位于传输机构10的出料端的下方，背散射发射器21与传输机构10的出料端在Z方向上存在间距，这样设置，背散射发射器21发射的X射线或γ射线能够完全辐照至矿石上，避免部分X射线或γ射线受到传输机构10的阻挡。背散射探测器22位于背散射发射器21的下方，以接收自矿石散射的X射线或γ射线。背散射探测器22与背散射发射器21在Z方向上存在间距。
在本发明的一个优选实施例中，如图3所示，选矿装置包括第一背散射发射器21a和第二背散射发射器21b。传输机构10、第一背散射发射器21a、背散射探测器22及第二背散射发射器21b自上至下依次间隔设置。第一背散射发射器21a位于传输机构10的出料端的下方，背散射探测器22位于第一背散射发射器21a的下方，第二背散射发射器21b位于背散射探测器22的下方。第一背散射发射器21a至背散射探测器22在Z方向上的距离与第二背散射发射器21b至背散射探测器22在Z方向上的距离相等。其中，第一背散射发射器21a和第二背散射发射器21b交替工作。这样设置，第一背散射发射器21a和背散射探测器22获取一次矿石表面的图像，第二背散射发射器21b和背散射探测器22获取一次矿石表面的图像。在此，例如可根据矿石从第一背散射发射器21a下落至第二背散射发射器21b的时间控制第一背散射发射器21a和第二背散射发射器21b的出束时间的间隔或相位差，实现对同一块矿石获取两次背散射图像，进而通过两次获取的背散射图像的灰度值(例如灰度值的平均值)与预设灰度值作比较，可以提高筛选精度，更准确地分选出所需的矿石。
另外，背散射发射器21可以为飞点装置，所述飞点装置包括设置有束流孔的飞轮211和设置有准直缝的扇形盒212。
进一步地，飞点装置包括飞轮211和扇形盒212，飞轮211相对于扇形盒212可转动，飞轮211的转数约为2000rpm。飞轮211包括轮盘2111和设置在轮盘2111外周并罩于扇形盒212径向外侧的轮缘2112，沿轮缘2112的周向设置径向出光的束流孔C。扇形盒212与轮盘2111同轴地设置于轮盘2111侧面，并位于轮缘2112的径向内侧，扇形盒212的圆心处设置有射线源，扇形盒212的弧形面上设置有准直缝。如图4所示，当束流孔C经过扇形盒212时，X或γ射线能够从射线源发出，经准直缝从束流孔C穿出，即点状X射线在从A点到B点的范围内发出X射线能够透过飞轮211的侧面；但束流孔C经过扇形盒212以外的角度时，X或γ射线均不可以透过飞轮211的侧面。
需要说明的是，背散射发射器21可以是带有可转动束流孔的飞点发射装置，也可以是其他飞点发射装置，如通过背散射射线发射装置自身来回摆动形成背散射扫描射线。
进一步地，背散射发射器21射出笔形射线束，笔形射线束的扫描方向垂直于竖直方向。背散射发射器21发出的笔形射线束在矿石上进行一个方向的扫描，如图2所示，即在Y方向上扫描，在矿石上的扫描轨迹形成一个扫描直线。矿石自上向下运动，矿石下降一段距离，背散射发射器21再在矿石上形成一个扫描直线。在背散射发射器21的一个出束周期内，矿石的下降距离较小，因此相邻两个扫描直线之间的间距较小，若干个扫描直线可以构成一个扫描面，由此获取的矿石的背散射图像是基本上连续的。
进一步地，背散射机构20可包括连接背散射发射器21的第一移动架(未示出)及连接背散射探测器22的第二移动架(未示出)，第一移动架驱动背散射发射器21沿第一方向往复运动，第二移动架驱动背散射探测器22沿第一方向往复运动。另外，第一移动架和第二移动架可以与控制系统通信连接。
需要说明的是，随着矿石与背散射机构20之间的距离增大，成像效果会大幅降低，进而选择合适的距离，有利于提高成像效果。在传输机构10的传输速度发生变化时，控制系统可以根据该传输速度的变化反馈，通过第一移动架驱动背散射机构20沿第一方向运动，即背散射机构20可以沿X方向往复运动，调整矿石与背散射机构20处于合适的距离以保证成像效果。其中，第一移动架可以为伸缩机构，例如，滚珠丝杠机构、齿轮齿条机构、电动推杆等。对应地，通过第二移动架也驱动背散射探测器22沿第一方向运动，即背散射探测器22可以沿X方向往复运动，以使背散射探测器22始终位于背散射发射器21的正下方，背散射发射器21与背散射探测器22之间的相对位置保持不变。其中，第二移动架可以为伸缩机构，例如，滚珠丝杠机构、齿轮齿条机构、电动推杆等。
在一些实施例中，传输机构10的出料端高于传输机构10的进料端。这样设置，可以使矿石先向上运动一段距离，再向下运动，进而延长矿石下落时间，有利于背散射探测器22的分析和喷射机构30的动作。
进一步地，传输机构10包括皮带11、若干个辊筒12和两个挡板13。皮带11缠绕若干个辊筒12。皮带11沿第一方向传输矿石，挡板13的长度沿第一方向延伸，两个挡板13分别位于皮带11的两侧。这样设置，两个挡板13对矿石起阻挡作用，避免传输的矿石自皮带11意外掉落。
在一些实施例中，选矿装置还包括振动给料机构(未示出)。振动给料机构位于传输机构10的上料端，振动给料机构与传输机构10的上料端衔接，进而振动给料机构将体积大致相同的矿石传至传输机构10。这样设置，以使矿石自动化进入传输机构10。
在一些实施例中，喷射机构30包括沿传输机构10的宽度方向排布的多个喷嘴31，喷嘴31的喷口自下向上喷射高压气体，喷射方向与竖直方向呈预设夹角a。
具体地，如图1和图2所示，喷射机构30位于背散射机构20的下方，且背散射机构20靠近第一轨迹的中部设置。此处的中部可以是指第一轨迹在地面上的正投影在X方向上的长度的中间位置。喷射机构30与背散射机构20在X方向存在预设距离L。喷射机构30包括若干个喷嘴31，若干个喷嘴31呈一排设置，若干个喷嘴31的延伸方向与传输机构10的宽度方向平行，即若干个喷嘴31沿Y方向排布。同时，若干个喷嘴31的延伸长度与传输机构10的宽度相同。喷嘴31的喷口自下向上喷射高压气体，喷射方向与竖直方向呈预设夹角设置。流体可以为高压气体或液体。这样设置，高压流体施加作用力于矿石的下端部，有利于矿石的运动轨迹位于XZ平面内，避免矿石之间碰撞。
进一步地，如图1所示，所述预设夹角a位于20°至60°之间。这样设置，可改变作用于矿石底部的作用力的方向，进而调整第二轨迹，以使筛选后的矿石落至预设的位置。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种选矿装置，其特征在于，包括：
传输机构，所述传输机构用于传输矿石，所述矿石自所述传输机构的出料端离开，且沿第一轨迹运动；
背散射机构，所述背散射机构设置于所述传输机构的下方，所述背散射机构包括背散射发射器和背散射探测器，所述背散射发射器用于发射射线至所述矿石，所述背散射探测器用于接收自所述矿石散射的射线以获取背散射图像；
喷射机构，所述喷射机构位于所述背散射机构的下方，所述喷射机构根据所述背散射图像的灰度值与预设灰度值的比较结果，喷出高压流体使所述矿石的一部分沿第二轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的选矿装置，其特征在于，所述传输机构、所述背散射发射器及所述背散射探测器自上至下依次设置，所述背散射发射器位于所述传输机构的出料端的下方，所述背散射探测器位于所述背散射发射器的下方。
3.根据权利要求2所述的选矿装置，其特征在于，所述背散射发射器为飞点装置，所述飞点装置包括设置有束流孔的飞轮和设置有准直缝的扇形盒。
4.根据权利要求3所述的选矿装置，其特征在于，所述背散射发射器射出笔形射线束，所述笔形射线束的扫描方向垂直于竖直方向。
5.根据权利要求1所述的选矿装置，其特征在于，所述背散射机构包括第一背散射发射器和第二背散射发射器，所述传输机构、所述第一背散射发射器、所述背散射探测器及所述第二背散射发射器自上至下依次设置，所述第一背散射发射器位于所述传输机构的出料端的下方，所述背散射探测器位于所述第一背散射发射器的下方，所述第二背散射发射器位于所述背散射探测器的下方。
6.根据权利要求1所述的选矿装置，其特征在于，所述喷射机构包括沿所述传输机构的宽度方向排布的多个喷嘴，所述喷嘴的喷口自下向上喷射高压气体，喷射方向与竖直方向呈预设夹角a。
7.根据权利要求6所述的选矿装置，其特征在于，所述预设夹角a位于20°至60°之间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的选矿装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统与所述背散射机构、所述喷射机构通信连接，所述控制系统将所述背散射图像的灰度值与预设灰度值作比较，以控制所述喷射机构的开启。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的选矿装置，其特征在于，还包括振动给料机构，所述振动给料机构位于所述传输机构的上料端，且二者衔接。
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