CN202700631U - 立式离心跳汰机 - Google Patents

Abstract

一种立式离心跳汰机，主要由锥形筒、跳汰筛板、跳汰室、搅拌轴、搅拌叶轮、进料管组成，锥形筒为中空的夹套结构，外壁上有进水口，内壁截面为带沟槽的圆锥形，跳汰筛板和跳汰室安装在锥形筒下方，进料管安装在锥形筒中心，搅拌轴位于进料管中心，搅拌轴末端安装有搅拌叶轮。利用矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异使矿粒按密度分离复合矿粒在垂直变速流动的水流中按密度分层进行离心复合跳汰选矿，可在较高离心力强度下有效捕集微细粒重矿物，筛板磨损较小，跳汰床石基本不流失，可不停机排出已分选出的重选精矿，停机后易于清理机体内残余矿物。适用于选矿过程中对已单体解离的目的矿物进行预先分选，也适用于选矿尾矿的再次分选回收。

Description

立式离心跳汰机

所属技术领域

本实用新型涉及一种以水为介质进行重选的重力选矿设备，尤其是利用矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异使矿粒按密度分离复合矿粒在垂直变速流动的水流中按密度分层的立式离心跳汰选矿设备。

背景技术

目前，离心跳汰机的类型很多，不同型号的离心跳汰机尽管其结构不同，但都具备跳汰的基本特征：都有筛网、筛下室、脉动水流。给矿从离心跳汰机顶部进入中心选别体，在离心力的作用下均匀分布在直立的旋转筛网上，重产物通过透筛排料，轻产物溢流捕集，该类离心跳汰机的优点是回收粒度下限低，处理量大，但都存在筛网磨损和堵塞严重和床石易流失的缺点。

当前，在砂金和脉金重选中，应用的还有离心盘选机和离心选金锥，也是利用矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异使矿粒按密度分离的原理进行重选分离，回收粒度下限较低，但为了避免矿物在沟槽内快速板结，离心强度较低，而且都属于间歇生产设备，难以进行持续生产，生产出的中矿需要进行进一步处理；跳汰机是利用矿粒在垂直变速流动的水流中按密度分层对矿物进行分选，可以对钨矿、锡矿、砂金和脉金等重选可选性较好的矿物进行跳汰重选，但是有效回收粒度下限较高。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是：克服背景技术的不足，提供一种筛网磨损小，床石不易流失，可以持续工作的、操作方便的兼具离心和跳汰功能的重力选矿设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该立式离心跳汰机主要由锥形筒、跳汰筛板、跳汰室、搅拌轴、搅拌叶轮、进料管组成，其特征是：锥形筒为中空的夹套结构，外壁上设有进水口，内壁截面为带沟槽的圆锥形，锥形筒内侧竖壁上分布有小孔，跳汰筛板和跳汰室依次安装在锥形筒下方，进料管安装在锥形筒中心，搅拌轴位于进料管中心，搅拌轴下部末端安装有搅拌叶轮；为减少矿粒在搅拌叶轮下堆积，在中心轴搅拌叶轮的背面，安装带耙齿的叶轮：为了及时且不停机排出已分选出的精矿物，跳汰室的底部串联安装有两个或两个以上的阀门，阀门之间有卸料缓冲室；为及时排出已分离出的轻矿物，锥形筒内至锥形筒外，安装有虹吸管，虹吸管的吸入端靠近锥形筒内进料管处；锥形筒和跳汰室联接后放置在弹性底座上，将激振电动机安装在激振电动机底座上，再固定在锥形筒顶端上平面上，适当的振动可有效减少矿物在锥形筒内壁沟槽内的板结，因而可以使本实用新型可以在较高离心力强度下工作，以降低有效回收粒度下限、提高回收率；为便于在停机后清理锥形筒内残余矿物，跳汰筛板由固定跳汰筛板和可动跳汰筛板构成，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板间用轴销联接，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板可以分别有一块或若干块。

本实用新型工作前应先在跳汰筛板上铺设人工床层，人工床层由大密度粗粒矿石或铁球作为床石，床石的粒度应为筛板筛孔直径的2～5倍，床层厚度应介于10～50毫米之间。

工作时，矿浆从离心跳汰机侧顶部由进料管进入锥形筒内搅拌叶轮上端面上搅拌叶轮旋转带动矿浆作回转流运动，矿浆在锥形筒内形成凹下的曲面，矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异使矿粒按密度分离，重矿物在离心力作用下向周围器壁移动，在惯性作用下进入锥形筒内壁上的沟槽，在锥形筒内侧竖壁上的小孔中喷出的小水柱的扫描下，部分重矿物进入并停留在沟槽内，部分重矿物坠落，逐渐向跳汰筛板上方人工床层上聚集；轻矿物则沿螺旋线轨迹逐渐向锥形筒上部移动，直至被排出锥形筒外。

跳汰室顶部设置跳汰筛板并已铺设人工床石，坠落并聚集在人工床层上的重矿物，由于受到由跳汰室进水口进入的周期性变化的脉动水流的作用，在跳汰床石层上反复交替地松散和靠紧，由于密度不同的矿物在同一水力场内沉降加速度不同，重矿物逐渐向下层富集，并最终透过跳汰筛板进入跳汰室，在跳汰室底部汇集，是为重选精矿。

坠落并聚集在人工床层上的矿物，其中也含有部分密度不够大的较轻矿物，这部分较轻矿物始终不能透过跳汰筛板进入跳汰室，为了防止不能进入跳汰室的较轻矿物在搅拌叶轮下堆积，妨碍分选过程的持续进行，在搅拌叶轮的背面，安装带耙齿的叶轮，旋转的叶轮使较轻矿物不能持续堆积并推动部分较轻矿物进入搅拌叶轮形成的回转流中，重复离心分选过程。

排卸重选精矿时，不需要停机，只要先关闭卸料阀门b，再打开卸料阀门a，汇集于跳汰室底部的重选精矿自流至卸料缓冲室，待跳汰室底部的重选精矿大部分或全部排入卸料缓冲室后，关闭卸料阀门a，再打开卸料阀门b，卸料缓冲室中的重选精矿就可以排出并被收集。卸料缓冲室的容积有限且排料时间较短，因此对机体内的跳汰作业影响很小。

铺设在跳汰筛板上的人工床层，与搅拌叶轮或带耙齿的叶轮下缘有适当间隙，回转矿浆流对人工床层的影响很小，因而人工床层与跳汰筛板间的相对运动很微弱，跳汰筛板磨损较小，跳汰床石也基本不流失；当矿粒靠近锥形筒内壁沟槽时，受到锥形筒内侧竖壁上的小孔中持续喷出的小水柱的扫描，受到了缓冲，因而对锥形筒内壁沟槽的摩擦作用力减弱，而且，设备正常工作一段时间后，锥形筒内壁沟槽内存留有重矿物，刚刚被搅拌叶轮甩出的矿粒直接檫划沟槽竖壁的可能性较小或者力度很小，因此锥形筒内壁(筛网)的磨损也较小。

锥形筒内侧竖壁上的小孔中持续喷出的小水柱的另一个作用是有效防止矿物在沟槽内板结，矿物在沟槽内停留后，受到小水柱的持续扫描，矿粒被松散并受到一个指向锥形筒中心的径向力的作用，便会有部分矿物被挤出沟槽，坠向锥形筒的底部，在跳汰床层上继续跳汰的的过程；矿物不易在沟槽内板结，就可以适当提高搅拌轴的转速，在较高离心力强度下尽可能放大不同密度矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异，提高分选效率和回收率。

由于离心力强度与离心回转半径成正比，将锥形筒内壁截面设置成上大下小的倒截锥形，矿粒在回转流中沿螺旋线轨迹逐渐向锥形筒上部移动时，越向上，所受的惯性离心力越大，锥形筒水平截面积的逐渐变大使得矿浆流速逐渐趋缓，在锥形筒下部未及沉降的微细粒重矿物，也向周围器壁沉降，因此可降低微细粒重矿物的回收粒度下限。

为方便停机后及时将锥形筒内残余矿物清理出去，跳汰筛板由若干块固定跳汰筛板和若干块可动跳汰筛板构成，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板间用轴销联接，可动跳汰筛板可以沿着轴销翻转一定角度，经过调节，使可动跳汰筛板边缘与原结合面间有了适当间隙，就可以使锥形筒内残余矿物和跳汰床石经由间隙排出。

本实用新型的有益效果是：可以在较高离心力强度下有效捕集微细粒重矿物，筛网和筛板磨损较小，跳汰床石基本不流失，并在不停机的状态下排出已分选出的重选精矿，停机后易于清理锥形筒内残余矿物。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的正视图。

图2是本实用新型的俯视图。机体外形不影响本实用新型功效，图中以正方形为例。

图3是本实用新型中搅拌叶轮(7)的俯视图。叶轮叶片的片数可以有3～8片，图中以6片为例。

图4是本实用新型中搅拌叶轮(7)的正视图。叶片立端面与叶轮平端面间应呈70°～88°夹角，图中以83°为例。

图5是本实用新型中一种平面形筛板和跳汰室在正常工作时的正视剖面图。

图6是图5中平面形筛板和跳汰室在排放跳汰床石时的正视剖面图。

图中：1.机体，2.搅拌轴，3.排料口，4.锥形筒内侧竖壁上的小孔，5.锥形筒，6.锥形筒夹套进水口，7.搅拌叶轮，8.带耙齿的叶轮，9.紧固螺母，10.跳汰筛板，11.跳汰室，12.皮带轮，13.进料口，14.虹吸管注水阀门a，15.轴承座，16.进料管，17.弹性垫圈，18.虹吸管固定螺栓，19.密封垫，20.长条形滑孔，21.跳汰室进水口，22.卸料阀门a，23.卸料缓冲室，24.卸料阀门b，25.虹吸管，26.虹吸管排水阀门b，27.激振电动机，28.激振电动机底座，29.固定跳汰筛板，30.轴销，31.可动跳汰筛板，32.螺杆，33.调节螺母，34.连杆。

如图1所示：锥形筒(5)、密封垫(19)、跳汰筛板(10)和跳汰室(11)紧密联接，跳汰室底部安装卸料阀门a(22)，卸料阀门a下端接卸料缓冲室(23)，卸料缓冲室底部安装卸料阀门b(24)，为防止旋出的矿浆对激振电动机产生损害，将激振电动机(27)安装在激振电动机底座(28)上，再固定在锥形筒顶端上平面上，使激振电动机与矿浆液面保持适当距离，以上各部分安装好以后，锥形筒顶端下平面悬挂在机体(1)支承座上的弹性垫圈(17)上；进料管(16)固定在锥形筒中心；搅拌轴(2)位于进料管中心，皮带轮(12)装配在搅拌轴(2)的上顶端，搅拌叶轮(7)、带耙齿的叶轮(8)装配在搅拌轴的下顶端，由紧固螺母(9)锁紧，该转动部装配在轴承座(15)上，紧固在机体(1)上；虹吸管(25)由虹吸管固定螺栓(18)紧定在附着于机体底座上的长条形滑孔(20)中。

各部件间的联接采用普通螺栓或管螺纹联接，图中未做标示。

跳汰筛板(10)位于锥形筒下端面与跳汰室上端面的结合部，图1中采用下凹弧面形筛板，应用中亦可采用上凸形或平面形筛板(下凹弧面形筛板利于缩小筛板上端面与搅拌叶轮或带耙齿的叶轮下缘间距离，减少人工床层上矿物堆集；上凸形筛板利于排放锥形筒内残余矿物和人工床石；平面形筛板易于加工制造)。为便于安放人工床层且矿砂不在人工床层上堆积，筛板上端面与搅拌叶轮或带耙齿的叶轮下缘有4～15厘米的间隙。跳汰室进水口(21)设置在跳汰室的侧面。

“锥形筒”中的“锥形”系指该部件内壁截面为近似锥形，锥形筒的夹套外壁可以是锥形，也可以是圆形或者方形，不会影响到本实用新型的功效。锥形筒夹套进水口(6)设置在锥形筒外壁侧面。

带耙齿的叶轮(8)和搅拌叶轮(7)原理相同，都是常用的开放式叶轮，因此不再单独绘图示意，耙齿立端面与叶轮平端面间应呈75°～105°夹角，耙齿的个数可以有1～6个。

图5和图6中：采用了平面形跳汰筛板，跳汰筛板由一块固定跳汰筛板(29)和两块可动跳汰筛板(31)构成，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板间用轴销(30)联接，正常工作时筛板状态如图5所示；在停机后需要清理锥形筒内残余矿物和跳汰床石时，旋动调节螺母(33)，螺杆(32)向跳汰室内动作，推动连杆(34)、可动跳汰筛板，使可动跳汰筛板沿着轴销(30)翻转一定角度(如图6所示)，这样，可动跳汰筛板边缘与原结合面便有了间隙，跳汰床石和其上堆积的矿粒便可以经由间隙进入跳汰室内直至被排出。

具体实施方式

首先在跳汰筛板上铺设人工床层。

待选矿浆经由进料口(13)、进料管(16)进入锥形筒下部，在搅拌叶轮的带动下，做圆周旋回运动，矿粒在回转矿浆流中产生的惯性离心力差异使矿粒按密度分离，重矿物在惯性离心力作用下靠近锥形筒(5)内壁上的沟槽，在锥形筒内侧竖壁上的小孔(4)中喷出的小水柱的扫描下，部分重矿物进入并停留在沟槽内，部分重矿物坠落，渐次向跳汰筛板(10)上人工床层上聚集；轻矿物则沿螺旋线轨迹逐渐向锥形筒上部移动，直至被排出锥形筒外，经由排料口(3)排出。

跳汰室顶部设置跳汰筛板，坠落并聚集在跳汰床石层上的重矿物，由于受到由跳汰室进水口(21)进入的周期性变化的脉动水流的作用，在跳汰床石上反复交替地松散和靠紧，由于密度不同的矿物在同一水力场内沉降加速度不同，重矿物逐渐向下层富集，并最终透过跳汰筛板进入跳汰室，在跳汰室底部汇集，是为重选精矿。

坠落并聚集在跳汰筛板上的矿物中，部分密度不够大的较轻矿物始终不能透过跳汰筛板进入跳汰室，为了防止不能进入跳汰室的较轻矿物在搅拌叶轮下堆积，妨碍分选过程的持续进行，在搅拌叶轮的背面，安装带耙齿的叶轮(8)，旋转的叶轮使较轻矿物不能堆积并推动部分较轻矿物进入搅拌叶轮形成的回转流中，重复离心分选过程。耙齿立端面与叶轮平端面间的夹角和叶轮个数以能耙动矿粒又不致形成剧烈的回转流为宜。

由于矿粒所受离心力与矿粒密度成正比且离心力强度与离心回转半径成正比，越靠近锥形筒中心，轻矿粒受到的惯性离心力越小，为及时排出已分离出的轻矿物，锥形筒内至锥形筒外，安装有虹吸管(25)，虹吸管的吸入端靠近锥形筒内进料管处，轻矿物和泥质微细粒则随同矿浆由虹吸管排出机外。虹吸管由虹吸管固定螺栓(18)紧定在附着于机体底座上的长条形滑孔(20)中，调整固定螺栓在长条形滑孔(20)中的位置，就可以调整虹吸管的插入深度，由此控制排出轻矿物和泥质微细粒的排出量和排出粒度。虹吸管(25)正常工作方法为：关闭虹吸管排水阀门b(26)，打开虹吸管注水阀门a(14)向虹吸管内注满水后，再关闭虹吸管注水阀门a，打开虹吸管排水阀门b，在锥形筒内液面处与虹吸管排水口处压力差作用下，虹吸管就可以将锥形筒内轻矿物和泥质微细粒随同矿浆持续排出。

排卸重选精矿时，先关闭卸料阀门b(24)，再打开卸料阀门a(22)，汇集在跳汰室底部的重选精矿自流至卸料缓冲室(23)，待跳汰室底部的重选精矿大部分或全部排入卸料缓冲室后，关闭卸料阀门a，再打开卸料阀门b，卸料缓冲室中的重选精矿就可以排出并被收集。卸料缓冲室是一个顶部和底部开口的中空容器。此过程可以在不停机的情况下间歇操作，为使排料过程顺畅，应选择排料阀门的内径为最大床石粒径的3倍以上。此过程可以由人工操作完成，亦可以设定排料时间间隔由电磁阀或隔膜阀自动进行。

将激振电动机安装在激振电动机底座上，再固定在锥形筒顶端上平面上，由于离心跳汰筒放置在弹性底座(17)上，激振电动机产生的振动不会对机体等部分产生影响，只会传导到锥形筒、跳汰筛板、跳汰室和排料部件上(锥形筒夹套进水和跳汰室进水均由软管接入)，激振电动机产生的振动有助于矿粒松散并使部分矿粒向锥形筒底部坠落，和锥形筒内侧竖壁上的小孔中喷出的小水柱共同作用，减少矿物在锥形筒内壁沟槽内的板结，由于矿物不易在锥形筒内壁沟槽内板结，故可以选用较高的离心力强度，尽可能回收微细粒重矿物，提高回收率。弹性底座由10mm以上的弹性橡胶垫或弹簧构成。本实用新型中，应选用能产生较高频率、较低振幅的激振电动机。

在有可能停机时间较长时，为了防止锥形筒内残余矿物板结(尤其是含硫较高的矿物更容易板结)，应及时将锥形筒内残余矿物清理出来。此时，旋动调节螺母(33)，可动跳汰筛板(31)沿着轴销(30)翻转一定角度，这样，可动跳汰筛板边缘与原结合面便有了合适的间隙(此间隙应为最大床石粒径的3倍以上)，用水冲洗，跳汰床石和锥形筒中堆积的矿粒便可以经由间隙进入跳汰室内，顺序经由卸料阀门a、卸料缓冲室、卸料阀门b排出。固定跳汰筛板和可动跳汰筛板可以分别有一块或若干块，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板间用轴销联接。在图5和图6中示例了平面形跳汰筛板，当采用上凸形或下凹弧面形筛板时，只要在清理锥形筒内残余矿物时，经过调节，可动跳汰筛板边缘与原结合面间有了适当间隙，可以使锥形筒内残余矿物和跳汰床石由间隙排出就可以，能实现该过程的方式方法有很多且技术成熟，就不再一一举例说明。固定跳汰筛板和可动跳汰筛板的块数以方便排料且简单为宜，块数少时，排料时死角大；块数多时，操作、制造和维护都很复杂。

周期性变化的脉动水流经由滑阀或活塞或隔膜或压缩空气转变(该功能模块不在本实用新型权利要求范围内，且当前应用广泛技术成熟，附图中未体现，在此也不再表述)，由于跳汰室截面积和筛孔总面积确定，水流流量决定跳汰冲程；变化周期决定跳汰频率。当入选矿物粒度较粗时，应选用大冲程、小频率；当入选矿物粒度较细时，应选用小冲程、大频率。

锥形筒夹套进水口(6)和跳汰室进水口(21)所需的水可以有两种方式提供：一是锥形筒夹套进水和跳汰室进水分别由不同的进水管提供，这样，调整好锥形筒夹套进水的压力，锥形筒内侧竖壁上的小孔便可以喷出稳定的小水柱对游离到沟槽附近的矿粒扫描，另一供水管的水经由滑阀或活塞或隔膜或压缩空气转变为周期性变化的脉动水流后进入跳汰室(11)；另一方式为锥形筒夹套进水和跳汰室进水由同一进水管提供并分配，假定供水压力和流量稳定，由于进入跳汰室的水流会经由滑阀或活塞或隔膜或压缩空气转变为周期性变化的脉动水流，压力和流量会发生周期性变化，因而也必将对由同一进水管提供的锥形筒夹套进水水流产生影响，两者大致为互补关系，也就是进入锥形筒夹套的水流也会是呈周期性变化的脉动水流。前一供水方式适宜用于较高离心力强度下的矿物分选，稳定的小水柱可有效防止矿粒在锥形筒内壁沟槽内的板结；后一供水方式适宜用于较低离心力强度下的矿物分选，对微细粒重矿物的沉降有利，可以提高跳汰精矿的产率。进入锥形筒夹套的水流压力宜控制在0.05～0.25MPa，压力过低会造成锥形筒内壁沟槽内矿物板结；压力过高会造成微细粒重矿物难以沉降，回收率低。

电动机带动皮带轮(12)旋转时，拖动搅拌轴(2)和搅拌叶轮(7)、带耙齿的叶轮(8)做圆周旋回运动；此外，也可以不用皮带轮，电动机经减速机调速至合适转速后，减速机输出端直接与搅拌轴(2)的上顶端联接，拖动搅拌轴旋转，因该传动方式亦成熟且应用广泛，在此不再赘述。调整电动机的转速或者改变皮带轮(12)与电动机皮带轮之间的配比，或者改变减速机的减速比，就可以调整搅拌轴的转速，从而改变本实用新型工作时的离心力强度，本实用新型工作时的适宜离心力强度为15～100倍，离心力强度过低，不同密度矿物间沉降差异不能被有效放大，分选困难；离心力强度过高，锥形筒内壁沟槽内矿物容易板结，影响分选效果甚至使分选不能继续进行。

本实用新型应用于选矿流程时，为确保选矿过程的持续进行，避免大颗粒轻矿物不能及时排出锥形筒外，进料矿浆中矿粒的最大粒度宜小于4mm，最大不得超过6mm，由于锥形筒内是利用惯性离心力差异使矿粒按密度分离，细泥对分选过程影响较小，因此矿浆中含泥量小于25％时，勿需对矿浆预先脱泥。本实用新型适用于选矿过程中对已单体解离的或单体解离较高的目的矿物进行预先分选，也适用于对选矿尾矿中重选可选性较好(E≥1.60)的有用矿物的再次分选回收。应用于预先分选时，宜选用较低的离心力强度和大冲程、小频率的跳汰进程；应用于回收分选时，宜选用较高的离心力强度和小冲程、大频率的跳汰进程。

Claims (6)

1.一种立式离心跳汰机，主要由锥形筒(5)、跳汰筛板(10)、跳汰室(11)、搅拌轴(2)、搅拌叶轮(7)、进料管(16)组成，其特征是：锥形筒为中空的夹套结构，外壁上设有进水口，内壁截面为带沟槽的圆锥形，锥形筒内侧竖壁上分布有小孔(4)，跳汰筛板和跳汰室依次安装在锥形筒下方，进料管安装在锥形筒中心，搅拌轴位于进料管中心，搅拌轴下部末端安装有搅拌叶轮。

2.根据权利要求1所述的立式离心跳汰机，其特征是：在中心轴搅拌叶轮(7)的背面，安装有带耙齿的叶轮(8)。

3.根据权利要求1所述的立式离心跳汰机，其特征是：跳汰室(11)的底部，串联安装有两个或两个以上的阀门，阀门之间有卸料缓冲室(23)。

4.根据权利要求1所述的立式离心跳汰机，其特征是：锥形筒内至锥形筒外，安装有虹吸管(25)，虹吸管的吸入端靠近锥形筒内进料管处。

5.根据权利要求1所述的立式离心跳汰机，其特征是：锥形筒放置在弹性底座(17)上。

6.根据权利要求1所述的立式离心跳汰机，其特征是：跳汰筛板由固定跳汰筛板和可动跳汰筛板构成，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板间用轴销联接，固定跳汰筛板和可动跳汰筛板可以分别有一块或若干块。

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