CN87107366A

CN87107366A - 旋液分离器

Info

Publication number: CN87107366A
Application number: CN 87107366
Authority: CN
Inventors: 丹·布特勒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1988-06-22

Abstract

复合锥底旋液分离器的底流出口锥体部份的材料经过特殊处理后去除了表面缺陷，这些缺陷会干扰尺寸在70μm以下的砂金等高密度粒子的流动。复合锥底的锥体间交界处按平滑曲线过渡可防止锥角的突然变化。从而提高了尺寸范围在44μm以下的细粒物料收率。

Description

本发明涉及从轻尾渣物料中分离细粒重矿物的方法及实施此方法的改进的旋液分离器。

大家知道，复合锥底旋液分离器通常有一个圆柱筒体，其上有切向料液入口，复合锥底与圆柱体下部相连形成高密度物料的出口。锥底的较长的部分与圆筒壁的夹角为120°，中心较短部分锥角为75°，中心部分外延至出口管，锥角为0°～20°。

大多数改善旋液分离器效率的专利都专注于改变其几何形状。只有一个美国专利U.S2827，334建议消除曲率不连续性以减少磨损。

在回收砂金及粒度小于44μ以下尤其是0.1～30μm的金粒时曾遇到困难。在很多情况下，对含有这种细金粒的金矿进行验定难于实现。本发明即是部分地根据以下的现实所存在的情况：冲积沉积矿中的细晶粒矿物或自然金属含量比常规分析法得出的量要大得多，并且发现高密度尾矿中大量超细物料至今未能回收，而提出的。

为此目的，本发明提供一种从开采矿石中浓集高密度物料的方法，即在旋液分离器中处理矿浆。此旋液分离器有一圆柱筒体，其底流出口部分为一复合锥体，该锥体的第一部分是分离器圆柱体壁向内延伸而成，第二部分则从前述第一锥体部分伸至出口管。此旋液分离器有一个或几个如下特点：

a）复合锥体的第一和第二锥体的交界处做成平滑曲线：

b）第一锥体与圆筒壁的交界处做成平滑曲线：

c）第一和第二锥体用一种去除了表面缺陷的材料做成。这些缺陷会干扰高密度细粒子的平滑流动。

任何有适当硬度、表面光滑的可加工成曲线形状的材料都可用作旋液分离器的内壁材料。陶瓷，塑料以及车削或磨削的金属都是适宜的材料。

早先的文献中，上述特点在回收超细物料中的重要性均未提及。

现参照附图描述本发明的一个优选实例。图1为一常规复合锥体旋液分离器。图2为其复合锥体的剖面图。图3为本发明的锥体部分剖面图。

如图1、2所示，在常规旋液分离器中，矿浆经切向入口11进入圆筒体10。矿浆绕筒体10的内壁12按螺旋线流动。密度小的尾渣经溢流出口13排出，密度大的矿物则从底流出口14排出。圆柱体的下部是复合锥体15，其下部至底流出口14为止。锥体部分包括两个锥体16及17。锥体16从圆筒壁12上延伸，其间夹角为120°。锥体17则从锥体16处向出口14延伸，锥角为75°。

除溢流口13下端相对于出口14的高度可以变动外，在图3中，代号12、13、14与图1图2中所指相同。

在本发明中，圆筒体12的底20里位于壁12与底20的交界处有一曲线部分21，而在底20与底流出口14的起始段交界处则是第二个曲线部分22。

在图1及图2示出的常规旋液分离器中，其锥底15通常由金属例如钢，经车削加工而形成两个交角锥面16及17。本发明则与此不同，锥底20是由适宜的金属成型或由陶瓷或合成塑料模压而成以提供极为光滑的表面，在该表面上几乎不存在大于10μ的表面缺陷。适宜的合成塑料是具有必需的抗磨损能力的聚丙二醇酯。此外，利用车削加工钢材后使其表面光滑，无表面缺陷后再进行表面淬火处理也可。

利用这类材料即可得到平滑曲线过渡的21及22，因而消除了任何湍流并保证了粒子的平滑流动。

可以认为，高密度的物料都夹带在锥底20表面上的一个运动相对较快的流体层中，由于此表面上不存在突然的角度变化就消除了湍流并在该流层内保持了极细的高密度粒子。实测的高密度物料在旋液分离器内停留时间要大大低于较轻尾渣的停留时间。这些尾渣据分析是夹带在溢流管13附近的湍流层中。改变溢流管13末端的位置可以改变轻尾渣的排出速度。对一个直径为8或10cm的旋液分离器，溢流管13与锥长20（内面）最佳距离为它们接触点以上2.5cm。

在常规旋液分离器中，进料管11的管上端通常在锥底20与筒壁12交界处以上，其距离为筒体内径的1.5倍，也可在1.5～4或5倍之间变化。

利用本发明，对极细的，粒度在30μm以下直至1μm的粒状矿物经底流管14而得的收率都有改善。由于表面十分光滑，因而快速移动的重矿物层得以保持，也未出现由于表面缺陷而引起的向上偏流。此外，在21及22处不出现湍流也保证了细粒子不会卷出该层。

从本发明中还发现，当从底流管14而得的重矿物收率与加料中的重矿物浓度成正比时，从溢流管13排出的尾渣收率与加料浓度成正比。

在使用低密度浆料，例如低至1～20gms/l的试验中细粒物料的收率也有改善。据信，这是因为保持重物料薄层比较容易。而一般的浆料密度都是在100～250gms/l这一数量级。

本发明的分离技术亦可应用于其它领域。利用常规旋液分离器分离污水中的砂子时，由于浆料密度低，压力也低而使分离特别困难。

然而，在使用本发明的旋液分离器时，只需要保持不到两米的重力落差即可提供足够的压力来分离大部分砂粒。

在某一应用实例中，当上溢流管端与锥底距离为35～40mm时，浓度为0.25～1.5%的浆料一次通过后物料浓度即达到97%，因而二次通过后实际上就排出了全部砂粒。

本发明由于具有特殊性能，因而并不限于在固液分离中应用、也可用于固-气混合物或液-液混合物的分离。

因此，在粉尘或烟道气体处理中分离固体粒子时，对细粒子可达到很高的分离效率。

对于由密度不同的液体组成的混合物及乳液亦可用本发明的旋液分离器进行分离。使用大直径的底流口可使较重的液体，如油水混合物中的水排出，而较轻的液体，如油则从溢流口内收集。

本发明的旋液分离器在各种应用中对主要载体流体都没有限制。由成本和使用方便来考虑，水是最适用的一种。

以下将描述一台内径为75mm的本发明的旋液分离器在冲积金砂回收中的应用实例。

实例1

以下是使用本发明的旋液分离器一次通过时的回收实例。

使用Fountain Head（北方领土）冲积矿，其细粒冲积金砂验定值为0.65gms。使用常规旋液分离器时回收到的砂金微乎其微。

首次通过的试验结果如下：

尾渣（溢流管排出） 0.31gms/吨

精砂粒度

＞150μm 收率43gms/吨

75～150μm 收率30.7gms/吨

＜75μm 204.5gms/吨

计算收率为0.37gms/吨或54%

第二次通过

尾渣微量

精砂粒度

＞150μm 无

75～150μm 2.3gms/吨

＜75μm 75.6gms/吨

计算收率为0.2gms/吨

实例2

本实例比较了本发明的旋液分离器和常规复合锥底旋液分离器。

在每种情况下，试验设备及旋液分离器的安装都相似。旋液分离器安装在容积都是300升的加料槽及尾渣槽上方，并与一使用变速驱动装置的离心泵相连，泵出口上装有压力表。旋液分离器的接口孔径及旋涡探测器的深度可以调整。对每一台旋液分离器，探测仪都安装在接口开孔上方25mm（1吋）处。

试验条件

加料尺寸 100%＜250μm

料浆密度 2%固体重量/体积（W/V）

加料速率 100升/分（l/min）

试验步骤

将Fountán Head矿提供的尾矿样品过筛，去除＞250μm的物料并配制成含固体2%的矿浆。矿浆按要求的流量100升/分用泵打入旋液分离器，并将1～2分钟运行过程中通过的全部物流及底流产物收集起来。溢流产物经过沉降，潷析，过滤，称重并制成验定样品。底流浓集物经过滤，烘干，并在106μm的筛上筛分并将＞106μm及＜106μm的产物称重后送验金。验金按照多元素试验（MET）5/3火试金法进行。

试验结果

每一个旋液分离器运行中的金属平衡示于表1及表2。比较完成的两次试验可以看出供试验用的样品的反算加料品位是：

本发明分离器常规分离器

反算加料品位 0.45g/t Au 0.20g/t Au

但是，从下表可见，本发明的旋液分离器的试验结果要比常规旋液分离器的好。

本发明分离器常规分离器

最终尾渣品位 0.08g/t Au 0.19g/t Au

最终浓集物品位 24.8g/t Au 5.2g/t Au

浓集比（浓集物∶加料） 55∶1 20∶1回收率

去底流（总共） 84.02% 29.55%

＜106μ的底流回收产物 58.18% 24.30%

注：金品位及回收率只代表可用火法验定出的金含量。

讨论：

应当注意到，试验仅仅是示范性的，试验过程中未对操作参数作出改变或调整。金相试验结果比较的有效性可能受加料样品性质的影响，但这并不影响这一观察结果，即本发明的旋液分离器能够回收可用火法验出的黄金，至少粒度细达106μ的可用重力选矿法回收的最小粒砂金。因此，本发明提供了一种特殊方法，可改善从矿石中回收细粒矿物的收率。此外，在很多情况下，用此方法分析矿物含量要比常规分析方法得到的高。

Claims

1、一种从料浆中浓集高密度颗粒的方法，其中料浆经过一复合锥底旋液分离器，该分离器有一圆柱筒体，筒体上有料液入口，底流出口在圆筒体下方，该底流出口为一复合圆锥体，第一锥体系从圆柱体向内延伸而成，而第二锥体则由前述第一锥体向内延伸而成出口管，其中底流出口管至少具有以下特点之一：

a)复合锥体的第一和第二锥体的交界处按平滑曲线过渡；

b)第一与圆筒圆筒壁的交界处按平滑曲线过渡；

c)第一和第二锥体材料表面均去除了表面缺陷，这些缺陷会干扰高密度细粒子的平滑流动。

2、权利要求1要求的方法，其中料浆为含天然金的矿浆，其中至少有50%的粒度小于100μ的金粒被回收。

3、一复合锥底旋液分离器，带一圆柱筒体，进口在圆筒壁上，底流出口在圆筒下方，前述底流出口由一复合圆锥组成，其第一圆锥系从圆筒壁向内延伸而成，而第二圆锥则由前述第一圆锥向内延伸而成出口管，其中该底流出口管至少具有以下特点之一：

a）复合锥体的第一和第二锥体的交界处按平滑曲线过渡;

b）第一锥体与圆筒壁的交界处按平滑曲线过渡;

c）第一和第二锥体材料表面均去除了表面缺陷，这些缺陷会干扰高密度细粒子的平滑流动。

4、权利要求3中要求的旋液分离器，其中第一锥体比第二锥体长并与圆筒壁成约120°夹角，而第二锥体与圆筒壁交角约为75°。

5、权利要求3中要求的旋液分离器，其中锥底材料从以下几种选择：

a）陶瓷

b）高密度塑料或硬塑料

c）车削或抛光金属。