CN219702247U - 一种可调式多频电磁超声波矿物分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可调式多频电磁超声波矿物分离装置，分离筒体为筒状结构且两端分别固定有筒盖、倒置的短椎体，进浆管偏置设于分离筒体上部，成品出口设于短椎体底端，溢流管贯穿筒盖且下端向内延伸，分离筒体下部设有电磁脉冲线圈，分离筒体在进浆管与电磁脉冲线圈间设有若干超声波发生器，电磁脉冲线圈、超声波发生器分别电连接控制器。本实用新型在筒体设置进浆管及溢流管，且侧壁设置电磁脉冲线圈及若干超声波发生器，使进入筒体内的矿浆产生涡流离心力，涡流内的块状物料及磁团在超声波发生器高频振荡下分散并向筒壁靠近，然后在电磁脉冲线圈间歇作用下使磁性矿物向筒壁聚集并向下输出，具有工艺简单、收率高、能耗低、污染小、设备投资少的特点。

Description

一种可调式多频电磁超声波矿物分离装置

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种工艺简单、收率高、能耗低、污染小、设备投资少的可调式多频电磁超声波矿物分离装置。

背景技术

磁性矿物通常采用浮选、磁选及重力等技术进行选矿。其中，磁选是在不均匀的磁场中利用矿物之间的磁性差异，而使不同矿物实现相互分离的一种选矿方法。

目前，永磁筒式磁选机由于结构简单、使用方便可靠、处理量大等优点，是应用最为广泛的磁选设备之一。但是，由于永磁筒式磁选机的磁系是固定的，交变磁极数目受结构空间的限制而无法大量增加，使入选的磁性矿物在磁系的筒体表面附近很快形成紧密的磁团，使得矿物中包裹的脉石难以排除，造成精矿质量下降，从而难以满足精选作业生产要求。为此，现有技术中针对永磁筒式磁选机的不足，有通过改变筒体的结构或在筒体内增加聚磁介质结构，以达到增加磁极数目或增强磁场梯度，从而增加排除包裹在磁团中的非磁性颗粒的机会；但由于受筒体结构空间的限制，不仅可增加的磁极数目有限，改进的效果不明显，而且还会导致磁选机结构复杂及加剧磨损。此外，还有在永磁筒式磁选机中增加搅拌结构或压力水流，利用搅拌力或水流冲击作用破坏磁团来提高磁选机的分离精度；但由于磁性矿物之间的磁力较大，形成的磁团比较紧密，搅拌或水流冲击力很难破坏磁团，因此实际的精矿分离效果也不明显，使得矿物中的精矿分离不充分，导致矿物收率低，而增加搅拌结构会增加选矿的能耗高，且水流冲击又会增加耗水量和污水处理的压力。

现有技术中，有通过在永磁筒式磁选机中引入超声波，既在卧式永磁筒式磁选机的给矿口下部增加超声分散装置，并在给矿口及精矿口分别设置冲洗水管，从而利用超声波分散力与重力、水流冲击力等作用联合破坏磁团聚，以提高精矿的品位和选矿效率。但由于其磁系采用永磁结构，导致磁场强度及梯度难以根据矿物的磁性大小及包裹形态进行针对性的调整，因此造成选矿的应用面较窄，而且大量的冲洗水也导致耗水量较大且后期处理难度大，并且卧式结构也导致占地面积较大。为此，现有技术中还有通过在立式空心圆柱形选矿设备主体内设置搅拌机构及下部横向设置喷水管，同时还在选矿设备主体的底部设置圆盘状超声波发生器，并环绕选矿设备主体外壁上部设置环形脉冲电磁体及中部设置环形电磁体。搅拌机构使进入选矿设备主体内的矿石快速朝着斜向下方运动，并在喷水管的间歇喷射下使精矿继续下沉而含量一般或极低的矿石缓慢下沉或向上运行完成初步分离，然后下沉的矿石在环形脉冲电磁体的间歇性电磁作用下使磁性矿与非磁性物质快速分离，而环形电磁体可持续捕获矿石中的磁性矿石，从而使磁性矿与非磁性物质更加充分的分离，随后沉入底部的矿石在超声波发生器超声震动下重新分布，使得精矿集中沉于选矿设备主体最底层，便于抽矿泵将精矿抽出以提高选矿效率和精矿品位，而选矿后的矿浆自顶部的溢流管流出。前述立式结构相较卧式结构虽然占地面积小，但由于超声波发生器设置于底部，仅起到使沉底的矿石重新分布的作用，虽然能够提高精矿的品位，但矿浆在选矿设备主体内的中部及上部依靠搅拌及水流冲击难以有效的破坏磁团，因此在较强磁力作用下会导致包裹在磁团中的非磁性颗粒随之沉底而降低精矿品位，而在较弱磁力作用下又会导致包裹有非磁性颗粒的磁团向上溢出而降低收率。为此，研究一种工艺简单、收率高、能耗低、污染小、设备投资少的选矿设备，就成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

根据现有技术的不足，本实用新型提供一种工艺简单、收率高、能耗低、污染小、设备投资少的可调式多频电磁超声波矿物分离装置。

本实用新型是这样实现的：包括分离筒体、筒盖、短椎体、进浆管、溢流管、成品出口，所述分离筒体为上下敞口的空心筒状结构，所述筒盖可拆卸的密封固定在分离筒体的顶端，所述短椎体倒置且顶端与分离筒体的底端可拆卸的密封固定，所述进浆管偏置设置于分离筒体的上部侧壁上，所述成品出口设置于短椎体的底端，所述溢流管竖直密封贯穿筒盖且下端向分离筒体内延伸，所述分离筒体的侧壁下部设置有电磁脉冲线圈，所述分离筒体的侧壁上在进浆管与电磁脉冲线圈之间间隔固定设置有若干超声波发生器，所述电磁脉冲线圈、超声波发生器分别电连接有控制器。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型在分离筒体的侧壁上部偏置进浆管且顶部设置溢流管，并在侧壁的下部设置电磁脉冲线圈及在进浆管与电磁脉冲线圈之间设置若干超声波发生器，从而在进浆管结构的引导下使进入分离筒体内的矿浆产生涡流离心力，并且使涡流内的块状物料及磁团在超声波发生器的高频振荡下分散、分离，从而促使比重较重的矿物向分离筒体的边缘靠近并分层形成床层，沿分离筒体边缘下落的矿物在电磁脉冲线圈的间歇磁力作用下，使磁性矿物向分离筒体的筒壁进一步聚集，并在自重作用下随磁力消失而向下沉淀在短椎体中，最后精矿自成品出口中输出，而比重较轻的矿物及流体则由顶部的溢流管输出。

2、本实用新型通过使进浆管在分离筒体的侧壁偏置设置，使得进入分离筒体内的矿浆产生涡流离心力，相较搅拌结构节约了能耗；而在离心力的作用下，矿浆中比重较重的矿物形成贴近分离筒体的内壁并向下移动的初步分离，从而便于块状物料、磁团等比重较重的矿物在超声波高频振荡下破碎及重新分布，还有利于矿物在间隙磁力作用下进一步分层以提高精矿品位，因此相较喷水结构节约了选矿用水，而且降低了污水处理量，总体相较传统工艺的同等产能生产线能耗可减少50%以上。

3、本实用新型的磁性矿物依次通过离心分离、超声波高频振荡下破碎及间隙磁力分离，不仅工艺控制简单且相较传统工艺的同等产能生产线可节约投资近60%，并且还可有效分散、分离矿浆中的块状物料、磁团，又能使磁性矿快速充分的与非磁性矿物分离，因此磁性低品位矿的回收率达92%以上，高于传统工艺的68~72%，且精矿的品位较高，而且相较底部圆盘状超声波发生器结构可实现精矿的连续输出，从而也提高了选矿效率。

4、本实用新型通过在进浆管与电磁脉冲线圈之间的分离筒体侧壁上间隔设置若干超声波发生器，使得筒内旋转移动的矿浆中的块状物料、磁团等经过反复高频振荡冲击，从而使块状物料、磁团中的脉石及连生体发生破裂、分散、重组，最终减小磁团并分离出脉石和连生体，从而减少精矿中脉石夹杂并强制排除脉石，达到精矿提质降杂的目的。进一步在短椎体的侧壁上也交错间隔设置有超声波发生器，从而可利用超声波发生器使沉入短椎体内的矿物在超声震动下重新分布，使得精矿集中沉于短椎体的最底层而排出，而顶层较轻的矿物则随选矿液重新上浮再选或自顶部的溢流管流出，可有效提高精矿的品位。

5、本实用新型通过使溢流管能够上下滑移的贯穿筒盖，并且使电磁脉冲线圈、超声波发生器分别电连接有控制器，从而可根据矿物的磁性强弱、磁团状况等，灵活调整溢流管的进口高度和电磁脉冲线圈的脉冲频率、吸力，以及超声波发生器的频率、功率等参数，使得本实用新型具有较强的矿物适应能力。

综上所述，本实用新型具有工艺简单、收率高、能耗低、污染小、设备投资少的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1之局部剖切结构示意图之一；

图3为图1之局部剖切结构示意图之二；

图4为本实用新型的矿物分离工艺流程图；

图中：1-分离筒体，2-筒盖，3-短椎体，4-进浆管，5-溢流管，6-成品出口，7-电磁脉冲线圈，8-超声波发生器，9-端盖，10-紧固螺钉，11-密封垫圈Ⅰ，12-顶盖，13-密封垫圈Ⅱ，14-密封槽，15-观察窗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所做的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1、2和3所示，本实用新型包括分离筒体1、筒盖2、短椎体3、进浆管4、溢流管5、成品出口6，所述分离筒体1为上下敞口的空心筒状结构，所述筒盖2可拆卸的密封固定在分离筒体1的顶端，所述短椎体3倒置且顶端与分离筒体1的底端可拆卸的密封固定，所述进浆管4偏置设置于分离筒体1的上部侧壁上，所述成品出口6设置于短椎体3的底端，所述溢流管5竖直密封贯穿筒盖2且下端向分离筒体1内延伸，所述分离筒体1的侧壁下部设置有电磁脉冲线圈7，所述分离筒体1的侧壁上在进浆管4与电磁脉冲线圈7之间间隔固定设置有若干超声波发生器8，所述电磁脉冲线圈7、超声波发生器8分别电连接有控制器。

所述短椎体3的侧壁上也间隔固定设置有若干超声波发生器8，所述分离筒体1及短椎体3侧壁上的超声波发生器8交错间隔设置；所述溢流管5可上下滑动的与筒盖2密封连接。

所述分离筒体1的侧壁至少在电磁脉冲线圈7处为非磁性材料。

如图2和3所示，所述筒盖2的顶端设置有通过紧固螺钉10连接的端盖9，所述端盖9与筒盖2之间设置有密封垫圈Ⅰ11，所述溢流管5滑动贯穿密封垫圈Ⅰ11并贯穿端盖9。

所述溢流管5滑动贯穿端盖9（图2）；或者溢流管5间歇贯穿端盖9，所述端盖9的顶端设置有通过紧固螺钉10连接的顶盖12，所述端盖9与顶盖12之间设置有密封垫圈Ⅱ13，所述溢流管5滑动贯穿密封垫圈Ⅱ13（图3）。

所述密封垫圈Ⅰ11和/或密封垫圈Ⅱ13的内孔壁上设置有C形或V形的密封槽14。

所述溢流管5的底端距离分离筒体1底端的高度为分离筒体1总高度的10～100%。

所述溢流管5的底端可在分离筒体1的底端至进浆管4之间上下调节。

所述进浆管4与加压供料系统的供料管连通，所述进浆管4的矿浆浓度为5～50%、压力为0.02～1.5Mpa。

所述进浆管4的流量为1~500m³/h。

所述进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.2～1，所述短椎体3的内壁夹角为20～150°。

所述控制器控制电磁脉冲线圈7的脉冲频率为10～4000Hz、电压为2～1200V及吸力为1000～20000Gs，所述控制器控制超声波发生器8的频率为10Hz～200KHz、功率为10w～10Kw。

所述控制器为连接有PC、PLC或工控机的开关电路。

所述进浆管4与分离筒体1的轴线垂直，或者进浆管4的轴线向分离筒体1内倾斜向下延伸，所述进浆管4设置于分离筒体1的轴线一侧。

所述进浆管4、溢流管5及成品出口6上分别设置有开关调节阀。

所述分离筒体1上还设置有观察口15。

实施例1

如图1至4所示，取含量10%的铁矿原矿25000kg，粉碎后过100目筛网，与475000L水混合，制成浓度为5%的液态混合铁矿物原料；经压力为0.02Mpa的管道将混合原料从进浆管4输送入分离筒体1内（其中短锥体3的内壁夹角为90°、进浆管4流量为500m³/h），原料在设备内经过涡流离心、超声波震荡（超声波发生器8的频率为0.5KHz、功率为4KW）、电磁脉冲（电磁脉冲线圈7的频率为10Hz、吸力为12000Gs、电压为400V）处理后，在短锥体3的底部得到原矿含量35%的成品，最终经成品出口6（进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.2）输送至下一道工序，收率为92.3%；经过处理的废料（铁矿含量≤0.091%）由溢流管5（溢流管5的底端距离分离筒体1底端的距离为分离筒体1总高度的40%）排出。

实施例2

如图1至4所示，取含量6%的铅锌矿50000kg，粉碎后过200目筛网，与200000L水混合，制成浓度为20%的液态混合铅锌矿物原料；经压力为1.0Mpa的管道将混合原料从进浆管4输送入分离筒体1内（其中短锥体3的内壁夹角为90°、进浆管4流量为500m³/h），原料在设备内经过涡流离心、超声波震荡（超声波发生器8的频率为40KHz、功率为1KW）、电磁脉冲（电磁脉冲线圈7的频率为200Hz、吸力为1000Gs、电压为180V）处理后，在短锥体3的底部得到原矿含量21%的成品，最终经成品出口6（进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.4）输送至下一道工序，收率为92.1%；经过处理的废料（铅锌矿含量≤0.048%）由溢流管5（溢流管5的底端距离分离筒体1底端的距离为分离筒体1总高度的60%）排出。

实施例3

如图1至4所示，取含量12%的铅锌矿15000kg，粉碎后过100目筛网，与35000L水混合，制成浓度为30%的液态混合铅锌矿物原料；经压力为0.1Mpa的管道将混合原料从进浆管4输送入分离筒体1内（其中短锥体3的内壁夹角为90°、进浆管4流量为50m³/h），原料在设备内经过涡流离心、超声波震荡（超声波发生器8的频率为150KHz、功率为2KW）、电磁脉冲（电磁脉冲线圈7的频率为400Hz、吸力为8000Gs、电压为10V）处理后，在短锥体3的底部得到原矿含量35%的成品，最终经成品出口6（进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.3）输送至下一道工序，收率为93.5%；经过处理的废料（铅锌矿含量≤0.96%）由溢流管5（溢流管5的底端距离分离筒体1底端的距离为分离筒体1总高度的30%）排出。

实施例4

如图1至4所示，取含量4%的铜矿36000kg，粉碎后过120目筛网，与214000L水混合，制成浓度为18%的液态混合铜矿物原料；经压力为0.2Mpa的管道将混合原料从进浆管4输送入分离筒体1内（其中短锥体3的内壁夹角为60°、进浆管4流量为250m³/h），原料在设备内经过涡流离心、超声波震荡（超声波发生器8的频率为10KHz、功率为0.1KW）、电磁脉冲（电磁脉冲线圈7的频率为25Hz、吸力为1000Gs、电压为60V）处理后，在短锥体3的底部得到原矿含量15%的成品，最终经成品出口6（进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.2）输送至下一道工序，收率为92.7%；经过处理的废料（铜矿含量≤0.037%）由溢流管5（溢流管5的底端距离分离筒体1底端的距离为分离筒体1总高度的80%）排出。

实施例5

如图1至4所示，取含量7‰的金矿30000kg，粉碎后过120目筛网，与220000L水混合，制成浓度为12%的液态混合金矿物原料；经压力为0.14Mpa的管道将混合原料从进浆管4输送入分离筒体1内（其中短锥体3的内壁夹角为120°、进浆管4流量为50m³/h），原料在设备内经过涡流离心、超声波震荡（超声波发生器8的频率为20KHz、功率为3KW）、电磁脉冲（电磁脉冲线圈7的频率为100Hz、吸力为4000Gs、电压为24V）处理后，在短锥体3的底部得到原矿含量22‰的成品，最终经成品出口6（进浆管4与成品出口6的口径比为1:0.2）输送至下一道工序，收率为93.2%；经过处理的废料（金矿含量≤0.56‰）由溢流管5（溢流管5的底端距离分离筒体1底端的距离为分离筒体1总高度的50%）排出。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于包括分离筒体（1）、筒盖（2）、短椎体（3）、进浆管（4）、溢流管（5）、成品出口（6），所述分离筒体（1）为上下敞口的空心筒状结构，所述筒盖（2）可拆卸的密封固定在分离筒体（1）的顶端，所述短椎体（3）倒置且顶端与分离筒体（1）的底端可拆卸的密封固定，所述进浆管（4）偏置设置于分离筒体（1）的上部侧壁上，所述成品出口（6）设置于短椎体（3）的底端，所述溢流管（5）竖直密封贯穿筒盖（2）且下端向分离筒体（1）内延伸，所述分离筒体（1）的侧壁下部设置有电磁脉冲线圈（7），所述分离筒体（1）的侧壁上在进浆管（4）与电磁脉冲线圈（7）之间间隔固定设置有若干超声波发生器（8），所述电磁脉冲线圈（7）、超声波发生器（8）分别电连接有控制器。

2.根据权利要求1所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述短椎体（3）的侧壁上也间隔固定设置有若干超声波发生器（8），所述分离筒体（1）及短椎体（3）侧壁上的超声波发生器（8）交错间隔设置；所述溢流管（5）可上下滑动的与筒盖（2）密封连接。

3.根据权利要求2所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述分离筒体（1）的侧壁至少在电磁脉冲线圈（7）处为非磁性材料。

4.根据权利要求2所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述筒盖（2）的顶端设置有通过紧固螺钉（10）连接的端盖（9），所述端盖（9）与筒盖（2）之间设置有密封垫圈Ⅰ（11），所述溢流管（5）滑动贯穿密封垫圈Ⅰ（11）并贯穿端盖（9）。

5.根据权利要求4所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述溢流管（5）滑动贯穿端盖（9）；或者溢流管（5）间歇贯穿端盖（9），所述端盖（9）的顶端设置有通过紧固螺钉（10）连接的顶盖（12），所述端盖（9）与顶盖（12）之间设置有密封垫圈Ⅱ（13），所述溢流管（5）滑动贯穿密封垫圈Ⅱ（13）。

6.根据权利要求5所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述密封垫圈Ⅰ（11）和/或密封垫圈Ⅱ（13）的内孔壁上设置有C形或V形的密封槽（14）。

7.根据权利要求3至6任意一项所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述溢流管（5）的底端距离分离筒体（1）底端的高度为分离筒体（1）总高度的10～100%。

8.根据权利要求7所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述进浆管（4）与加压供料系统的供料管连通，所述进浆管（4）的矿浆浓度为5～50%、压力为0.02～1.5Mpa。

9.根据权利要求8所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述进浆管（4）与成品出口（6）的口径比为1:0.2～1，所述短椎体（3）的内壁夹角为20～150°。

10.根据权利要求7所述可调式多频电磁超声波矿物分离装置，其特征在于所述控制器控制电磁脉冲线圈（7）的脉冲频率为10～4000Hz、电压为2～1200V及吸力为1000～20000Gs，所述控制器控制超声波发生器（8）的频率为10Hz～200KHz、功率为10w～10Kw。