CN115069403A - 一种低速偏心旋转分选机及分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低速偏心旋转分选机，包括给矿桶，给矿桶内部设置自搅拌装置，给矿桶一侧设置给矿口，给矿口上设置第一调节阀门，给矿桶下部固定在旋转轴的顶部，旋转轴的底部固定在第一传动装置上，旋转轴的中部设置偏心旋转支架，偏心旋转支架上远离旋转轴的一端竖直贯穿设置第二收集装置，第二收集装置的顶部通过第二调节阀门与漏斗形分选器的小口端相连通，在偏心旋转支架上设置第二传动装置，第二传动装置与漏斗形分选器进行传动连接，漏斗形分选器与给矿口在同一侧并且给矿口的出口处正对着漏斗形分选器的上方大口端，在正对偏心旋转支架的下方设置第一收集装置。本发明还公开一种低速偏心旋转分选方法。

Description

一种低速偏心旋转分选机及分选方法

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，具体涉及一种低速偏心旋转分选机及分选方法。

背景技术

重选方法是利用不同矿物本身的密度差异，在无须添加多种类、大用量药剂的情况下即可实现矿物分离，因而往往具有环保、节能等优点。然而随着矿石特别是国内矿石性质的日益恶化，即可采品位低、嵌布粒度细且不均匀等问题，使得重选等物理分选方法渐渐被浮选甚至微生物选等化学方法所取代。这也暴露了传统重选设备存在其一定劣势，1、存在有效分选粒度下限高的问题——跳汰分选机的有效分选粒度下限为0.074mm，对-0.074mm的微细粒矿物回收效率不高；2、存在处理量不高的问题——摇床的单位面积处理能力较低，处理粗砂最大能力，每平方米床面不超过5t/h；处理微细粒矿泥时只有0.5t/h左右；3、存在能耗大、生产不连续的问题——作为最新的重选设备——离心选矿机不仅需要通过高速旋转的方式提供大于重力数十倍的离心力，最高转速可达3000r/min，而且生产过程为间断式，不能连续排矿；4、存在价格昂贵、对环境不友好的问题——近几年兴起的重介质选矿，重介质常为一些密度大的有机液体或无机盐的水溶液，工业应用较少。

鉴于以上不足，本发明提出一种有效分选粒度下限低、处理量大、可实现连续生产的环保节能分选机及分选方法。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种低速偏心旋转分选机，包括给矿桶，给矿桶内部设置自搅拌装置，给矿桶一侧设置给矿口，给矿口上设置第一调节阀门，给矿桶下部固定在旋转轴的顶部，旋转轴的底部固定在第一传动装置上，旋转轴的中部设置偏心旋转支架，偏心旋转支架上远离旋转轴的一端竖直贯穿设置第二收集装置，第二收集装置的顶部通过第二调节阀门与漏斗形分选器的小口端相连通，在偏心旋转支架上设置第二传动装置，第二传动装置与漏斗形分选器进行传动连接，漏斗形分选器与给矿口在同一侧并且给矿口的出口处正对着漏斗形分选器的上方大口端，在正对偏心旋转支架的下方设置第一收集装置。

作为本发明的进一步改进，漏斗形分选器内壁平滑无死角，漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为3～100:1，漏斗形分选器整体呈对称凹形。

作为本发明的进一步改进，当给矿的粒度为0.15～3mm时，漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为3:1；当给矿的粒度为0.001～0.025mm时，漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为100:1。

作为本发明的进一步改进，漏斗形分选器的自身旋转速度为0～10r/min，旋转轴的旋转速度为0～40r/min。

作为本发明的进一步改进，第一收集装置呈扇形，扇形第一收集装置在远离旋转轴的一侧设置收集槽。

作为本发明的进一步改进，第二收集装置呈竖直管状，并且，第二收集装置依次贯穿偏心旋转支架和第一收集装置，第二收集装置分别与偏心旋转支架和第一收集装置滑动接触。

本发明还提供一种如上述的低速偏心旋转分选机的分选方法，包括：

步骤一、在给矿桶中进行试验矿浆的均化；

步骤二、关闭漏斗形分选器底部第二调节阀门，注入1/3斗形高度的水，通过控制第一传动装置使漏斗形分选器进行低速偏心旋转，同时漏斗形分选器通过第二传动装置传动做自转运动；

步骤三、打开给矿桶的第一调节阀门开始给矿；

步骤四、在漏斗形分选器底部形成厚度为斗形高度的20％～33％的松散的旋转的中矿层之后，打开第二调节阀门；

步骤五、通过控制给矿速度、分选浓度、第二收集装置的排矿速度、偏心旋转速度、自转速度以及偏心距使试验矿浆实现分离，此时试验矿浆分选液面呈凹形，作旋转扩大运动，浮性好或密度小的矿料从漏斗形分选器的上沿旋转排出进入第一收集装置，浮性差或者密度大的矿料从漏斗形分选器的底部排出进入第二收集装置；

步骤六、稳定给料、排料，继续稳定运行，连续生产；

步骤七、生产需结束时，首先停止给矿，然后逐渐关小第二调节阀门，稳定漏斗形分选器中的中矿层厚度，同时向漏斗形分选器内补加清水，待浮性好或密度小的矿料全部收集完毕时，关停第一、第二传动装置，将第二调节阀门全部打开，将中矿层卸出并入尾矿或者单独处理。

作为本发明的进一步改进，步骤一中：试验矿浆的给矿浓度为0～100％；根据试验矿浆中矿石性质来选择添加选别药剂。

作为本发明的进一步改进，步骤二中：漏斗形分选器的自身旋转速度为1～5r/min，旋转轴的旋转速度为10～20r/min。

作为本发明的进一步改进，步骤三和步骤四中的调节阀门可以选择遥控式调节阀门，也可以选择手动式调节阀门。因为，旋转轴和漏斗形分选器的旋转速度属于低速旋转，所以，手动调节也是可以实现的。

作为本发明的进一步改进，步骤六中：如能稳定给料、排料，则继续稳定运行，连续生产。如果不能稳定给料和排料，则重复步骤四、步骤五的操作，到能够稳定给料和排料为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开的低速偏心旋转分选机及分选方法在分选作业中具有可实现连续作业、处理量大、能耗低、结构简单和分选效率高的优点，具有较大的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的低速偏心旋转分选机结构的示意图。

图中：

1、漏斗形分选器；2、偏心旋转支架；3、给矿桶；4、第一收集装置；5、第二收集装置；6、第一传动装置；7、第一调节阀门；8、旋转轴；9、第二调节阀门；10、第二传动装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、低速偏心旋转分选机

如图1所示，本发明提供一种低速偏心旋转分选机，包括给矿桶3，给矿桶3内部设置自搅拌装置，自搅拌装置的设置能够方便在给矿桶3内对试验矿浆进行均化，给矿桶3一侧设置给矿口，给矿口上设置第一调节阀门8，通过第一调节阀门8来调节试验矿浆的给矿速度，给矿桶3下部固定在旋转轴8的顶部，旋转轴8的底部固定在第一传动装置6上，旋转轴8的中部设置偏心旋转支架2，偏心旋转支架2上远离旋转轴8的一端竖直贯穿设置第二收集装置5。第二收集装置5的顶部通过第二调节阀门9与漏斗形分选器1的小口端相连通，在偏心旋转支架2上设置第二传动装置10，第二传动装置10与漏斗形分选器1进行传动连接。该传动连接是通过第二传动装置10传动轴与漏斗形分选器1之间的滑动摩擦来实现的，也可以选择在第二传动装置10传动轴与漏斗形分选器1上分别设置相互啮合的齿轮来实现传动。第二传动装置10在带动漏斗形分选器1自转的同时，也能够带动第二收集装置5转动，这样能够防止第二收集装置5中的物料发生堵塞。漏斗形分选器1与给矿口在同一侧并且给矿口的出口处正对着漏斗形分选器1的上方大口端，在正对偏心旋转支架2的下方设置第一收集装置4。第一收集装置4呈扇形，该扇形第一收集装置4在远离旋转轴8的一侧设置收集槽，用于收集从漏斗形分选器1上沿旋转排出的浮性好或密度小的矿料。第二收集装置5呈竖直设置的管状，第二收集装置5的直径从上到下逐渐缩小，并且依次贯穿偏心旋转支架2和第一收集装置4，第二收集装置5分别与偏心旋转支架2和第一收集装置4的接触位置进行滑动接触，并且，在接触位置处进行润滑油密封，防止矿料从缝隙中散落。漏斗形分选器1内壁平滑无死角，漏斗形分选器1的直径和斗形高度比例为3～100:1，当给矿的粒度为0.15～3mm时，漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为3:1；当给矿的粒度为0.001～0.025mm时，漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为100:1，漏斗形分选器1整体呈对称凹形。通过第一传动装置6和旋转轴8来带动漏斗形分选器1、第一收集装置4和第二收集装置5朝同一个方向进行低速偏心旋转，偏心旋转速度为0～40r/min。漏斗形分选器的自身旋转速度为0～10r/min

实施例二、低速偏心旋转分选方法

该分选方法的操作步骤如下：

步骤一、在给矿桶中进行试验矿浆的均化，可在保证流动性的前提下尽量提高矿浆浓度，同时，是否添加选别药剂可根据矿石性质来定，如果不同矿物之间自身可浮性差异较大，则无需添加药剂；相反，可以适量添加药剂以增大某一种矿物可浮性从而扩大他们彼此之间“有效重力”的差异；

步骤二、漏斗形分选器底部第二调节阀门关闭，注入1/3斗形高度的水，通过控制第一传动装置使漏斗形分选器进行低速偏心旋转，同时漏斗形分选器通过第二传动装置传动做自转运动，给矿前偏心旋转速度10～20r/min，自转速度1～5r/min；

步骤三、打开给矿桶第一调节阀门开始给矿，给矿点应悬于漏斗形分选器内壁中间上方位置，矿浆均匀恒速给入；

步骤四、在漏斗形分选器底部形成一定厚度的松散的旋转的中矿层之后，缓慢打开其底部第二调节阀门；

步骤五、通过控制给矿速度、分选浓度、第二收集装置的排矿速度、偏心旋转速度、自转速度以及偏心距等参数使物料尽可能实现最佳分离状态，此时分选液面呈凹形(中心低、外围高)，作旋转扩大运动，可浮性较好或密度较小物料刚好从漏斗形分选器的上沿旋转排出进入第一收集装置，可浮性较差或者密度较大的物料从漏斗形分选器的底部排出进入二收集装置；

步骤六、在稳定给料、排料前提下，如果分离效果良好，则可继续稳定运行，连续生产；

步骤七、生产需结束时，首先停止给矿，然后逐渐关小第二调节阀门，稳定中矿层厚度，同时向漏斗形分选器内适当补加清水，待浮性较好或密度较小物料全部收集完毕时，关停第一、第二传动装置，将第二调节阀门全部打开，中矿卸出并入尾矿或者单独处理。

该低速偏心旋转分选方法是基于拜格诺剪切理论，充分发挥多力场的综合优势，以重力场为基础，引入离心力场、浮力场以及流体力场，从而不同于传统意义上重选仅依靠矿石本身密度差异实现分选，而是利用不同矿物在重力场、离心力场、浮力场以及流体力场的综合作用下所展示的效果力——“有效重力”的差异来实现有效分选。

具体地，漏斗形分选器在进行偏心旋转运动时，矿浆也随之在径向做偏心旋转运动，轴向做“潮汐式”上下运动。在该运动模式下，刚开始给入漏斗形分选器的矿物颗粒由于底部第二调节阀门关闭而在进入矿浆后在底部实现松散，并逐渐累积，形成一定厚度的处于缓慢旋转状态的中矿层。随着持续给矿，在上述多力场综合作用下，不同可浮性或不同密度的矿物因“有效重力”不同而在水平方向进一步松散过程中实现竖直分层，具体可将此时的矿浆分为上下3层，其中最上一层为可浮性较好或者密度较小的颗粒富集层，中间一层为按照拜格诺理论依靠剪切力进行物料旋转悬浮的松散层，最下一层为可浮性较差或者密度较大的颗粒富集层，该层与中矿层可合并为一层。

矿浆表面为凹形、旋转、“潮汐式”运动，可浮性较好或者密度较小的颗粒将从漏斗形分选器的上沿旋转排出进入第一收集装置。随后逐渐打开第二调节阀门，可浮性较差或者密度较大的物料将从底部进入第二收集装置。由于漏斗形分选器的底部处于自身旋转状态，也有利于底部排矿，避免堵塞。之后持续、稳定给矿、排矿，分选过程因而能够连续进行。

实施例三、对石墨矿进行低速偏心旋转分选

取粒度为-3mm的石墨矿原矿，固定碳含量为10.53％，配制成质量分数约为40％的矿浆，按实施例二的操作步骤给入到实施例一的低速偏心旋转分选机中，稳定工作时偏心旋转速度20r/min，自转速度10r/min。分选结果如表1所示。

表1试验结果

产品名称	产率，％	固定碳，％	固定碳回收率，％
				精矿(产品1)	25.39	33.13	79.88
尾矿(产品2)	74.61	2.84	20.12
				给矿	100.00	10.53	100.00

从表1结果可以看出，本发明的低速偏心旋转分选机及分选方法分选效果良好，依靠石墨自身片状、可浮性好的优点，可用于无药剂添加、粒度较粗条件下的预先富集回收。

实施例四、对石墨矿进行低速偏心旋转分选

取粒度为-3mm的石墨矿原矿，固定碳含量为6.13％。通过镜下分析，其中的细泥部分有价组分含量较低，考虑到细泥与粗颗粒在重力、浮力等作用下均存在运动差异，因此采用实施例一的低速偏心旋转分选机中进行细泥的脱除。将矿样配制成质量分数约为15％的矿浆，按实施例二的操作步骤进行低速偏心旋转分选，稳定工作时偏心旋转速度10r/min，自转速度2r/min。结果如表2所示。

表2试验结果

产品名称	产率，％	固定碳，％	固定碳回收率，％
				细泥(产品1)	15.65	1.10	2.81
粗颗粒(产品2)	84.35	7.06	97.19
				给矿	100.00	6.13	100.00

从表2结果可以看出，本发明的低速偏心旋转分选机及分选方法分选效果良好，能够在较低的偏心旋转速度和自转速度条件下将矿浆中的细泥脱除。

实施例五、对微细粒石墨矿进行低速偏心旋转分选

为了验证本发明的低速偏心旋转分选机及分选方法在微细粒矿石分选方面的作用效果，按照选矿工艺粒度的分类方法，取粒度为-0.074mm的石墨矿原矿，固定碳含量为5.13％；同时，为了提高“有效重力”的差异性，给矿搅拌混匀时添加石墨捕收剂5g/t，起泡剂5g/t。将矿样配制成质量分数约为10％的矿浆，按实施例二的操作步骤给入到实施例一的低速偏心旋转分选机中，稳定工作时偏心旋转速度10r/min，自转速度2r/min。结果如表3所示。

表3试验结果

产品名称	产率，％	固定碳，％	固定碳回收率，％
				精矿(产品1)	30.25	14.51	85.59
尾矿(产品2)	69.75	1.06	14.41
				给矿	100.00	5.13	100.00

从表3结果可以看出，只要条件得当，对于微细粒矿石也能通过本发明的低速偏心旋转分选机及分选方法进行有效分选。

结论：

本发明提出的低速偏心旋转分选机及分选方法所带来的有益效果主要体现在以下几个方面：

1、不同于传统离心选矿机往往采用高速定心旋转方式产生离心运动从而分层，采用偏心旋转可在低速下实现旋转松散分层，低速运动不仅有利于节能，而且可实现流体以绝大多数层流形式运动，减少因高速引起的紊流，也因此能够降低有效分选的粒度下限，用于微细粒级矿物分选。

2、即使通过添加药剂来增大可浮性差异，本发明提出的分选设备所需药剂量也远少于常规浮选设备，原因之一在于矿化气泡的上浮距离明显缩短(以往设备是轴向分选，特别是浮选柱，轴径比很大，而本发明的分选设备采用轴向、径向联合分选，从而能够缩短轴向上浮距离)，之二在于本发明提出的分选设备所需气泡量较少，因为分选立场不仅仅局限于依托气泡的浮力场。所需泡沫量的大大减少不仅可从源头上降低起泡剂和充气装备的使用，节约能耗，而且能够实现流动性更好的流膜分选，避免出现泡沫量大、浓度高引起排矿不畅的问题，特别是解决石墨泡沫流动性差的问题。

3、二次富集作用更加明显。无效泡沫量的减少能够进一步降低气泡夹带脉石带来的影响，同时矿浆表面的“潮汐式”往复运动能够使位于旋转矿浆上层的可浮性较好或者密度较小的矿物颗粒在运动过程中“洗刷”掉其周围可能夹带上来的可浮性较差或者密度较大的矿物颗粒。

4、排矿的连续性能够使生产获得连续，从而通过设备尺寸的增加能够提高处理量。同时，中矿层的设置有利于增加分选时间，保障分选质量。

以上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 (9)

1.一种低速偏心旋转分选机，包括给矿桶，其特征在于，所述给矿桶内部设置自搅拌装置，所述给矿桶一侧设置给矿口，所述给矿口上设置第一调节阀门，所述给矿桶下部固定在旋转轴的顶部，所述旋转轴的底部固定在第一传动装置上，所述旋转轴的中部设置偏心旋转支架，所述偏心旋转支架上远离所述旋转轴的一端竖直贯穿设置第二收集装置，所述第二收集装置的顶部通过第二调节阀门与漏斗形分选器的小口端相连通，在所述偏心旋转支架上设置第二传动装置，所述第二传动装置与所述漏斗形分选器进行传动连接，所述漏斗形分选器与所述给矿口在同一侧并且所述给矿口的出口处正对着所述漏斗形分选器的上方大口端，在正对所述偏心旋转支架的下方设置第一收集装置。

2.如权利要求1所述的低速偏心旋转分选机，其特征在于，所述漏斗形分选器内壁平滑无死角，所述漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为3～100:1，所述漏斗形分选器整体呈对称凹形。

3.如权利要求2所述的低速偏心旋转分选机，其特征在于，当给矿的粒度为0.15～3mm时，所述漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为3:1；

当给矿的粒度为0.001～0.025mm时，所述漏斗形分选器的直径和斗形高度比例为100:1。

4.如权利要求1所述的低速偏心旋转分选机，其特征在于，所述漏斗形分选器的自身旋转速度为0～10r/min，所述旋转轴的旋转速度为0～40r/min。

5.如权利要求1所述的低速偏心旋转分选机，其特征在于，所述第一收集装置呈扇形，所述扇形第一收集装置在远离所述旋转轴的一侧设置收集槽。

6.如权利要求1所述的低速偏心旋转分选机，其特征在于，所述第二收集装置呈竖直管状，并且，所述第二收集装置依次贯穿所述偏心旋转支架和第一收集装置，所述第二收集装置分别与所述偏心旋转支架和第一收集装置滑动接触。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的低速偏心旋转分选机的分选方法，其特征在于，包括：

步骤一、在给矿桶中进行试验矿浆的均化；

步骤二、关闭漏斗形分选器底部第二调节阀门，注入1/3斗形高度的水，通过控制第一传动装置使所述漏斗形分选器进行低速偏心旋转，同时所述漏斗形分选器通过第二传动装置传动做自转运动；

步骤三、打开给矿桶的第一调节阀门开始给矿；

步骤四、在所述漏斗形分选器底部形成厚度为斗形高度的20％～33％的松散的旋转的中矿层之后，打开所述第二调节阀门；

步骤五、通过控制给矿速度、分选浓度、第二收集装置的排矿速度、偏心旋转速度、自转速度以及偏心距使试验矿浆实现分离，此时试验矿浆分选液面呈凹形，作旋转扩大运动，浮性好或密度小的矿料从所述漏斗形分选器的上沿旋转排出进入第一收集装置，浮性差或者密度大的矿料从所述漏斗形分选器的底部排出进入所述第二收集装置；

步骤六、稳定给料、排料，继续稳定运行，连续生产；

步骤七、生产需结束时，首先停止给矿，然后逐渐关小所述第二调节阀门，稳定所述漏斗形分选器中的中矿层厚度，同时向所述漏斗形分选器内补加清水，待浮性好或密度小的矿料全部收集完毕时，关停第一、第二传动装置，将所述第二调节阀门全部打开，将中矿层卸出并入尾矿或者单独处理。

8.如权利要求7所述的分选方法，其特征在于，所述步骤一中：试验矿浆的给矿浓度为0～100％；根据试验矿浆中矿石性质来选择添加选别药剂。

9.如权利要求7所述的分选方法，其特征在于，所述步骤二中：所述漏斗形分选器的自身旋转速度为1～5r/min，所述旋转轴的旋转速度为10～20r/min。

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