CN205700999U - 谐波超重力选矿设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种谐波超重力选矿设备，其特征在于：包括谐波组件，谐波组件包括谐波壁、谐波壁上设置的一层以上的隔离片、谐波壁下方的底板，谐波组件内设有主轴，主轴连接电机并被电机驱动旋转，主轴上连接叶片组件；进料管道伸入谐波组件内；轻矿出料管道设置在谐波组件的上部；重矿出料管道位于谐波组件的底部。本实用新型选矿设备以水为载体，电机通过主轴带动叶片组件旋转，在双阶内锥内建立螺旋流态化激励波，形成逆向激振源，不同密度的矿物颗粒在多种力叠加的作用下，轻重矿物的运动轨迹被改变，轻重矿物的分离系数扩大，从而实现重矿物和轻矿物的分离。

Description

谐波超重力选矿设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于矿物加工的分离设备，特别涉及低品位矿、尾矿中重金属组份与非金属组份的分离。

背景技术

在过去几十年里，我国金属矿产资源相对丰富，大多数选矿厂只选高品位矿而丢弃了较低品位矿，导致现在面临金属矿产资源贫、细、杂等严峻形势，不得不对过去丢弃的低品位矿和尾矿进行再加工利用。目前，国外对低品位矿、尾矿、难选复杂矿产资源的利用水平明显高于中国，如在矿山的采选回收率和矿产资源综合利用水平方面。中国黑色金属矿产的共伴生资源的综合利用率不到20％，有色金属资源的综合利用率为30％～35％，而国外的平均水平达到50％以上，其中有色金属资源综合利用率达到70％左右。我国有色金属冶炼企业的资源综合利用率仅有40％～60％，而国外达到90％以上。我国新、老尾矿堆积量越来越多，目前尾矿的综合利用率仅为8.3％左右。由于尾矿中有用组份含量低、粒度细、嵌布复杂，用传统的选矿工艺和设备难以高效回收有用组份，导致我国绝大多数尾矿尚未被综合利用。

目前国内外针对低品位矿、尾矿的强化、快速分选方法与理论很少涉及。低品位矿和尾矿资源中低含量有价组份的工业化回收与低成本回收是一个广泛而深层的难题，关键是能否找到一种较为简单而有效的方法实现矿资源的减排与资源再利用，变废为宝，化害为利。

实用新型内容

本实用新型提供一种谐波超重力选矿设备，其目的是解决现有技术存在的缺点，实现对低品位矿、尾矿中重金属组份的有效分离。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种谐波超重力选矿设备，其特征在于：包括谐波组件，谐波组件包括谐波壁、谐波壁上设置的一层以上的隔离片、谐波壁下方的底板，谐波组件内设有主轴，主轴连接电机并被电机驱动旋转，主轴上连接叶片组件；进料管道伸入谐波组件内；轻矿出料管道设置在谐波组件的上部；重矿出料管道位于谐波组件的底部。

上述谐波壁的横截面的内壁为一个谐波曲线，谐波曲线由六段(或多段)以上的曲线组成，每段曲线分为凹下区段和凸起区段。

上述谐波壁为锥形，有一定锥角β。

谐波壁上部的顶环为一圆环，其内孔覆盖谐波壁上部部分谐波曲线。

上述隔离片的形状为月牙形，隔离片的大圆弧面与谐波曲线的凹下区段贴合，隔离片的两个端点的角度范围为α，凹下区段的圆弧角度为α₁，相邻两个凸起圆弧的中点的角度为α₂，α介于α₁、α₂之间；且每片隔离片上都设有一通孔。

上下两层相邻的隔离片之间有一定的间距。

叶片组件由圆周均布的数片叶片、环形碟片、筒体三部分固连组成；叶片的形状为直角梯形，直角梯形的斜边嵌固在碟片上，碟片连接在筒体上；筒体与主轴花键联结。

进料管道与主轴同轴，且进料管道的下端口位于叶片组件之中，高于筒体的上顶部，低于叶片的上顶部。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型选矿设备以水为载体，电机通过主轴带动叶片组件旋转，在双阶内锥内建立螺旋流态化激励波，形成逆向激振源，不同密度的矿物颗粒在多种力叠加的作用下，轻重矿物的运动轨迹被改变，轻重矿物的分离系数扩大，实现重矿物和轻矿物的分离。

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是谐波超重力选矿设备的纵向中心剖面示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是谐波超重力选矿设备的锥形谐波组件俯视图；

图4是谐波超重力选矿设备的锥形谐波组件立体图；

图5是谐波超重力选矿设备的锥形谐波组件纵向中心视图；

图6是图5的B-B剖视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，该设备包括锥形谐波组件1，锥形谐波组件1安装在支架2上，轻矿出料管道3设置在上筒体4与锥形谐波组件1的过渡处。进料管道5伸入叶片组件6，叶片组件6连接主轴17，主轴17连接电机8，重矿出料管道9位于锥形谐波组件1的底部。

上筒体4为圆柱体，锥形谐波组件1的锥形谐波壁1-5上设有隔离片1-1，锥形谐波组件1的下部有底板1-2，上部有顶环板1-3，锥形谐波壁1-5的横截面的形状由同心的外圆和内谐波曲线构成，谐波曲线由六段(或多段)曲线组成，每段曲线分为a、b两个区段，a段下凹，b段凸起，锥形谐波壁1-5有一定锥角。谐波壁1-5上部的顶环也即顶环板1-3为一圆环，其内孔覆盖谐波壁1-5上部部分谐波曲线。

如图5、图6，隔离片1-1的形状为月牙形，隔离片1-1的底部与谐波曲线中a段曲线贴合，隔离片1-1两端的角度范围为α，a段曲线圆弧角度为α₁，相邻两个b段圆弧的中点的角度为α₂，α介于α₁、α₂之间。且每片隔离片1-1上都设有一通孔1-4，该孔1-4靠近谐波壁1-5。纵向方向上，两两隔离片之间有一定的间距。

如图2，叶片组件6由四片圆周均布的叶片6-1，一个环形碟片6-2，一个筒体6-3这三部分固连组成。叶片6-1的形状为直角梯形，直角梯形的斜边嵌固在碟片6-2上，碟片6-2连接在筒体6-3上，筒体6-3上顶设有内花键孔，与主轴17连接，花键实现周向定位，螺母12和弹簧垫圈13将筒体6-3紧固在主轴17上。筒体6-3底部开设有与轴承座7配合的孔，孔的内壁上开设有环形槽，用于放置密封16，密封16为动密封。

螺栓组件18、21分别将电机8、轴承座7固定在底板1-2上。主轴17与电机输出轴用平键19连接，上下两端轴颈由轴承15支承，轴承15安装在轴承座孔内，由主轴轴肩和轴承端盖14、20实现轴向定位，轴承端盖14、20由螺栓组件固定在轴承座7上。

如图1，进料管道5与主轴17同轴，且进料管道5的下端口位于叶片组件6之中，与筒体6-3的上顶相距一定的距离。重矿出料管道9设置在在底板1-2的边缘处，靠近谐波壁1-5。轻矿出料管道3设置在上筒体4与锥形谐波组件1的过渡处。

谐波超重力选矿设备的工作方式是：在只有分选介质(水)从进料管道流进并充满设备内腔时，电机工作，带动叶片组件6旋转，在叶片绕中心轴旋转时会带动设备内腔的分选介质做圆周运动，形成规则的离心流场。选矿设备中的分选介质除了做旋转运动外，还会沿轴线方向向上运动，分选介质的圆周运动和轴向运动合成形成向上的螺旋流场，最终向上从轻矿出料管道流出。

而在第一层隔流板1-1之下的流体的运动为向下的螺旋运动，这个运动是由两部分合成：一是，水流在旋转叶片6-1带动下的圆周运动；二是，水流从重矿出料管道9流动时带动流体在沿轴线方向向下运动。

在两个月牙形隔离片1-1之间形成的圆弧溜槽100中(如图4、图5)，由于台阶流作用会产生局部涡旋运动。因为设备内流体整体为向上的螺旋运动，而两隔离片1-1之间形成的局部涡旋流在隔离片1-1的作用下不会受到向上运动流体的影响，能产生稳定的自旋运动。

当矿浆经进料管道5流进入设备时，在旋转碟片6-2的作用下迅速加速，并沿碟片6-2径向被抛撒于旋转流场中；矿粒在流体形成的离心力场中做圆周运动，同时向锥形谐波壁1-5运动。颗粒在运动的过程中会沿锥形谐波壁1-5分布。当矿粒运动至谐波壁1-5时会沿谐波壁1-5曲线向圆弧溜槽100运动，进入局部涡旋流场产生自旋、在流固耦合作用下分离。重矿物颗粒因自身密度比较大，重颗粒被甩向谐波壁1-5，逐渐在圆弧溜槽100中堆积，通过隔离片1-1上的孔1-4下落至下层隔离片1-1所形成的圆弧溜槽100中进行二次或多次分选，直至下落到底板1-2经重矿出料管道9排出。轻矿物颗粒因自身密度较小，被甩出圆弧溜槽100后又随着上螺旋流场向轻矿出料口运动，最后和水流一起从轻矿出料管道3排出。

通过上述过程，由双阶谐波内锥内建立螺旋流态化激励波形成逆向激振源，利用各种矿物颗粒密度不同的特性，在分选流体介质和自旋激励波的作用下，改变轻重矿物的运动轨迹，放大轻重矿物的分离系数，实现重矿物和轻矿物的分离。

以上叙述力图显示和描述本实用新型的主要特征、实用新型实质、基本原理、技术优点以及具体实施方式，本领域的技术人员将会意识到，这里所述的实施方式是为了帮助读者理解本实用新型的原理，在不脱离本实用新型思想和范围的前提下，本实用新型还会有其他各种变化和改进，应被理解为本实用新型的保护范围内。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种谐波超重力选矿设备，其特征在于：包括谐波组件，谐波组件包括谐波壁、谐波壁上设置的一层以上的隔离片、谐波壁下方的底板，谐波组件内设有主轴，主轴连接电机并被电机驱动旋转，主轴上连接叶片组件；进料管道伸入谐波组件内；轻矿出料管道设置在谐波组件的上部；重矿出料管道位于谐波组件的底部。

2.根据权利要求1所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：谐波壁的横截面的内曲线为一谐波曲线，谐波曲线由六段(或多段)以上的曲线组成，每段曲线分为凹下区段和凸起区段。

3.根据权利要求1所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：谐波壁为锥形，有一定锥角β。

4.根据权利要求1所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：谐波壁上部的顶环为一圆环，其内孔覆盖谐波壁上部部分谐波曲线。

5.根据权利要求1所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：隔离片的形状为月牙形，隔离片的大圆弧面与谐波曲线的凹下区段贴合，隔离片的两个端点的角度范围为α，凹下区段的圆弧角度为α₁，相邻两个凸起圆弧的中点的角度为α₂，α介于α₁、α₂之间；且每片隔离片上都设有一通孔。

6.根据权利要求1所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：叶片组件由圆周均布的数片叶片、环形碟片、筒体三部分固连组成；叶片的形状为直角梯形，直角梯形的斜边嵌固在碟片上，碟片连接在筒体上；筒体与主轴用花键联结。

7.根据权利要求6所述的谐波超重力选矿设备，其特征在于：进料管道与主轴同轴，且进料管道的下端口位于叶片组件之中，高于筒体的上顶部，低于叶片的上顶部。