專利名稱：用于確定礦物選礦前景的浮沉方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定不同雜質(zhì)水平的煤和礦物精礦的理論產(chǎn)率的方法和裝置。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種適合于確定煤、金屬礦石、非金屬礦石及工業(yè)礦物在選礦工藝中的選礦前景的方法和浮沉裝置。
背景技術(shù)：
在煤或任何其他礦物的情況下，通過(guò)圖形化地闡釋表示不同雜質(zhì)水平的精礦的理論產(chǎn)率值的曲線而評(píng)估原料的選礦前景。該理論產(chǎn)率被認(rèn)為是在精礦的相應(yīng)雜質(zhì)含量下所能達(dá)到的最大產(chǎn)率。由于直接示出了原料的解離狀態(tài)、精礦產(chǎn)率與等級(jí)的關(guān)系以及廢品損失值，因此這是很有價(jià)值的信息。理論產(chǎn)率值與設(shè)備或裝置的實(shí)際產(chǎn)率值對(duì)比，可得到該設(shè)備或裝置的效率。該效率的通常表達(dá)式為=[-(實(shí)際產(chǎn)率)/理論產(chǎn)率]*100煤的理論產(chǎn)率通過(guò)一系列浮沉測(cè)試確定。該過(guò)程以制備比重為I. 3-2. 2且間隔O. I的重介質(zhì)液體開(kāi)始。通過(guò)以不同比例混合苯、四氯乙烯和三溴甲烷而制得該液體。實(shí)施浮沉測(cè)試，其中原料煤的尺寸范圍與供應(yīng)到洗煤廠的尺寸范圍一致。首先在I. 3比重的液體上測(cè)試煤，獲得的上浮物為原料中最純凈的煤。下沉物再次在下一更高比重的比重為I. 4的液體中進(jìn)行處理。持續(xù)該過(guò)程，直到從2. 2比重的液體中獲得上浮和下沉部分。過(guò)程的終點(diǎn)得到一個(gè)下沉部分，并在每個(gè)比重液體中獲得上浮部分。然后分析所有這些部分的灰分含量。1.3比重液體中的上浮物的灰分含量最小，其余上浮部分的灰分含量連續(xù)增加，且唯一的下沉部分顯示出最高的灰分含量。該趨勢(shì)對(duì)于煤來(lái)說(shuō)是通用的，這是因?yàn)榘V物的灰分的比重高于純煤物質(zhì)。這些成組的數(shù)據(jù)用于獲得洗精(潔凈)煤的理論產(chǎn)率-灰分曲線，經(jīng)常被形容為可選性曲線。盡管在煤的情況下上述過(guò)程被良好地建立，然而在礦物的情況下該過(guò)程并不那樣建立，這是因?yàn)榈V物的比重遠(yuǎn)高于煤的比重從而煤的浮沉測(cè)試使用的液體不能用于礦物。在礦物的情況下，浮沉測(cè)試的應(yīng)用具有工業(yè)特殊性，并經(jīng)常本身沒(méi)有結(jié)論。例如，已知的沙灘礦選礦方法涉及在三溴甲烷(比重2. 88的液體)中測(cè)試原料。該液體將所有重的礦物從硅酸鹽中分離。然后在通過(guò)顯微鏡法半定量評(píng)估礦物之前，使用乙炔清洗所述重的礦物。在鐵礦石工業(yè)中，使用兩種不同類型的方法,但是它們中的任何一個(gè)本身是不充分的。在第一種方法中，霧化的硅鐵以不同的比例與水混合以產(chǎn)生固體的懸浮液，這可提供不同比重的混合物。之后在具有由低至高的比重的混合物中對(duì)鐵礦石原料進(jìn)行測(cè)試。然后對(duì)上浮部分和唯一的下沉部分的鐵含量進(jìn)行化學(xué)分析。在礦物的情況下，上浮部分含有更多的雜質(zhì)，而下沉物代表最純凈形式的礦物。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種現(xiàn)有技術(shù)的方法制備高比重介質(zhì)存在難點(diǎn)，所以該已知方法本身是不充分的。因此，這種已知方法不能將理論產(chǎn)率-等級(jí)曲線擴(kuò)展至所需等級(jí)的精礦水平。在第二種方法中，依次使用三種不同比重的液體，即溴化乙烯、二碘甲烷、克列里斯溶液(clarici solution)，比重分別為2. 96,3. 30和4. 03。這些液體不能彼此混合，因此不能通過(guò)混合形成中間比重的液體，這一直是這種已知方法的主要缺點(diǎn)。第二種方法產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于精礦品位的幾個(gè)離散的理論產(chǎn)率值，而不是連續(xù)曲線，因此測(cè)試的部分目的經(jīng)常不能實(shí)現(xiàn)。此外，為了從低解離礦石中分離所需等級(jí)的鐵精礦，經(jīng)常需要比重大于4. 03的液體。這種情況下，精礦的理論產(chǎn)率不能通過(guò)這種測(cè)試獲得。另外，浮沉分析是用有機(jī)液體實(shí)施的，這不利于環(huán)境保護(hù)并且經(jīng)常是有害的。這些液體的大部分昂貴且不容易由市場(chǎng)購(gòu)得。由于這些缺點(diǎn)，浮沉測(cè)試不是礦產(chǎn)部門的常規(guī)做法，導(dǎo)致工廠中的產(chǎn)率損失或者精礦質(zhì)量惡化。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種簡(jiǎn)單可靠地確定煤以及金屬、非金屬和礦物礦石的理論產(chǎn)率的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種分離煤以及金屬、非金屬和礦物礦石的具有不同比重的顆粒粒級(jí)的各部分的方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種允許簡(jiǎn)單可靠地分離煤以及金屬、非金屬和礦物礦
石的具有不同比重的顆粒粒級(jí)的各部分的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種分離煤以及金屬、非金屬和礦物礦石的具有不同的比重的顆粒粒級(jí)的各部分的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種裝置，使用該裝置可簡(jiǎn)單且低成本地分離煤以及金屬、非金屬和礦物礦石的具有不同比重的粒度粒級(jí)的各部分。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上述目的中的一個(gè)或多個(gè)通過(guò)提供一種從篩選過(guò)的礦石原料中分離不同比重的顆粒的方法，該方法包括步驟a)篩分顆粒以獲得不同顆粒尺寸范圍的粒級(jí)，b)將某一粒級(jí)的顆粒負(fù)載放置在容器中，c)通過(guò)使流體流穿過(guò)所述顆粒負(fù)載而使顆粒流態(tài)化，d)降低通過(guò)所述顆粒負(fù)載的流體的流速以使顆粒沉積在容器中，e)將容器中的沉積的顆粒分離成分開(kāi)的部分。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“礦石”包括煤以及金屬、非金屬和礦物礦石。關(guān)于術(shù)語(yǔ)“篩選過(guò)的礦石原料”，意味著煤或其他礦石原料的部分保持在限定的最大和最小尺寸內(nèi)。在本方法中，為了能夠分離不同比重的顆粒，顆粒應(yīng)當(dāng)具有大約相等的尺寸。在整個(gè)流態(tài)化期間顆粒的位置取決于作用在顆粒上的三個(gè)重要的力的平衡。這些力為重力、浮力和拉力(drag)。在假設(shè)顆粒周圍具有均勻的空隙度的情況下，相同尺寸的顆粒包括相同的浮力和拉力，其中空隙度是床的未填充顆粒的部分。然而，這些顆粒的重量不同，其重量是這些顆粒各自的比重的函數(shù)。因此，根據(jù)比重，這些顆粒獲得它們的終速度，其中所述終速度為由阻力導(dǎo)致的顆粒的恒定速度或沉降速度，所述阻力由顆粒移動(dòng)通過(guò)的流體所施力口。最重類別的顆粒顯示出最高的終速度，并比其他類別的顆粒更早到達(dá)流態(tài)化柱的底部。下一類別的較重的顆粒跟隨該趨勢(shì)并形成下一層。該過(guò)程持續(xù)進(jìn)行并形成層，相繼的層每一個(gè)都比之前的層更輕。但是這些層不是很穩(wěn)定，某種程度的混合不可避免，因?yàn)楫?dāng)趨于沉降至底部時(shí)，由于周圍空隙度的減小，這些顆粒受到了更多的拉力。由于該增加的拉力，顆粒再次得到部分流態(tài)化并允許流體流過(guò)床。因此，這些層為動(dòng)態(tài)性質(zhì)的，部分混合是可以預(yù)見(jiàn)到的。
在流態(tài)化期間，還有另一種可能性，例如當(dāng)獲得O終速度時(shí)，一些顆粒趨于以表面流體速度保持在流態(tài)化狀態(tài)。為了允許這些顆粒分離，表面流體速度降低。流體速度的降低以連續(xù)方式進(jìn)行或階梯式地(stepwise)進(jìn)行。該過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，直到所有的流態(tài)化顆粒被分離并沉降至底部。為了獲得不同粒級(jí)顆粒的良好分離，對(duì)分開(kāi)的部分重復(fù)步驟b)_c) —次或多次。每個(gè)顆粒負(fù)載在流態(tài)化后已經(jīng)沉降之后可被分成兩個(gè)或多個(gè)部分。然而，由于在沉降的顆粒中將發(fā)生某些混合，通常不可能將沉降的顆粒分離成清楚限定的層。由于該原因，沉降的顆粒優(yōu)選僅分成有限數(shù)量的部分，例如兩個(gè)部分，第一部分具有比重較大的顆粒，第二部分具有比重較小的顆粒。然后對(duì)每個(gè)分離的部分重復(fù)該方法一次或多次。以這種方式可獲得良好的分離，基于此可以獲得礦石理論產(chǎn)率的可靠的確定。根據(jù)本發(fā)明的另一方方面，在對(duì)由第一次流態(tài)化、沉積和分離產(chǎn)生的第一部分和
第二部分進(jìn)行第二次流態(tài)化、沉積和分離之后產(chǎn)生四個(gè)部分，-對(duì)具有相應(yīng)地最高比重和最低比重的部分實(shí)施第三次流態(tài)化和沉積，每個(gè)部分被分離成兩個(gè)另外的部分。在該另一步驟中，顆粒被分離成不同比重的6個(gè)部分，其中4個(gè)部分由之前的具有最高和最低比重的部分產(chǎn)生，具有中間比重的2個(gè)部分由之前的流態(tài)化和沉積產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由第二次流態(tài)化產(chǎn)生的中間比重的兩個(gè)部分首先被混合，之后所述混合的部分被實(shí)施第三次流態(tài)化、沉積，并分離成兩個(gè)另外的部分。實(shí)施該混合和流態(tài)化步驟以將不同比重的顆粒更好地分離成兩個(gè)部分。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由所述中間比重部分的流態(tài)化、沉積和分離的得到的兩個(gè)另外的部分被實(shí)施第四次流態(tài)化、沉積和分離，并且其中所產(chǎn)生的四個(gè)部分中的中間部分被混合并被實(shí)施第五次流態(tài)化、沉積，并分離成兩個(gè)另外的部分。通過(guò)實(shí)施第四次和第五次流態(tài)化、沉積和分離步驟，獲得4個(gè)良好分離的部分，并且對(duì)于原料的一個(gè)粒級(jí)的顆粒一共獲得8個(gè)良好分離的不同比重部分。通過(guò)對(duì)原料的每個(gè)粒級(jí)實(shí)施相同的步驟，原料將被分離成足夠多的部分，從而能夠確定礦石的理論產(chǎn)率。根據(jù)在一個(gè)粒級(jí)內(nèi)比重的變化，對(duì)于不同的礦石，所需要的部分的數(shù)量可能不同。上述的將每個(gè)粒級(jí)分離成8個(gè)不同比重的部分對(duì)于煤來(lái)說(shuō)作用非常好。對(duì)于其他礦石，確定礦石的理論產(chǎn)率所需的不同比重部分的數(shù)量可能會(huì)更多或更少，這由每種具體的礦石或具體礦石的負(fù)載決定。在顆粒流態(tài)化時(shí)，經(jīng)過(guò)流態(tài)化容器的流體流速使得顆粒和顆粒之間空隙的總體積為顆粒體積的I. 5-3. O倍。優(yōu)選地，顆粒和顆粒之間空隙的總體積為顆粒體積的I. 5-2. 2倍。比例為2. O時(shí)的流態(tài)化被定義為完全流態(tài)化。流體的流動(dòng)速度以連續(xù)的方式或階梯式地從最大速度降低，其中顆粒將以從較高比重至較低比重逐漸過(guò)渡的方式或以更加階梯式過(guò)渡的方式沉積。優(yōu)選地，所使用的流體為水。然而，盡管水對(duì)于煤來(lái)說(shuō)工作非常好，但對(duì)于具有更高比重的礦石，可使用具有比水更高的比重的其他流體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，顆粒尺寸范圍內(nèi)的顆粒尺寸差在O. 5-3. Omm之間變化，優(yōu)選在O. 5-2. Omm之間變化，更優(yōu)選在O. 5-1. Omm之間變化。為了能夠從流態(tài)化、沉積和將顆粒分離成不同比重的部分獲得良好的結(jié)果，必須將礦石原料篩分成窄直徑范圍內(nèi)的粒級(jí)。在篩選過(guò)的礦石原料中具有寬范圍的顆粒尺寸，這可能意味著必須制備大量的粒級(jí)并對(duì)它們實(shí)施該方法。代替對(duì)每個(gè)和每一個(gè)粒級(jí)實(shí)施該方法，該方法也可對(duì)選自整個(gè)尺寸范圍的多個(gè)粒級(jí)實(shí)施，選擇的方式為所選的粒級(jí)形成原料的代表性的選擇。根據(jù)另一方面，本發(fā)明還提供一種確定篩選過(guò)的礦石原料的理論產(chǎn)率的方法，其中篩選過(guò)的礦石原料被分成不同顆粒尺寸范圍的粒級(jí)，并且根據(jù)上文所描述的方法將每個(gè)粒級(jí)分離成不同比重的部分，然后確定每個(gè)粒級(jí)的每個(gè)部分的礦石含量。為了確定煤的理論產(chǎn)率，比重和具體尺寸范圍的每個(gè)部分的灰分含量被確定。這組數(shù)據(jù)用于獲得洗精(潔凈)煤的理論產(chǎn)率-灰分曲線，經(jīng)常被稱為可選性曲線。如果該方法應(yīng)用于鐵礦石，則鐵礦石的鐵含量通過(guò)每個(gè)比重部分的化學(xué)分析來(lái)確定，其中所獲得的數(shù)據(jù)用于確定理論產(chǎn)率。本發(fā)明還提供一種實(shí)施該方法的裝置，其中所述用于使顆粒流態(tài)化的裝置包括流 態(tài)化容器，所述流態(tài)化容器具有連接到容器底部的流體供應(yīng)部、位于容器的底部部分上方一定距離處的流體出口、用于控制通過(guò)所述容器的流體的表面流速的機(jī)構(gòu)、以及安裝在所述流態(tài)化容器內(nèi)或與所述流態(tài)化容器連接的顆粒容器。為了獲得穩(wěn)定的顆粒流態(tài)化床，提供進(jìn)入流態(tài)化容器的均質(zhì)化(homogenise)的流體流非常重要。因此，提供有在所述流體進(jìn)入所述流態(tài)化容器之前使所述流體均質(zhì)化的機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)可由位于流態(tài)化容器底部的腔室構(gòu)成，該腔室具有使流體流中的湍流最小化的機(jī)構(gòu)。該均質(zhì)室具有在向流態(tài)化容器的過(guò)渡段處的細(xì)網(wǎng)孔，以防止來(lái)自流態(tài)化容器的細(xì)顆?？赡苓M(jìn)入均質(zhì)室。盡管流態(tài)化容器可具有任何適合的形狀，但優(yōu)選流態(tài)化容器為細(xì)長(zhǎng)的圓柱形容器。粒級(jí)的顆粒負(fù)載優(yōu)選借助顆粒容器放置在流態(tài)化容器的內(nèi)部。這種顆粒容器不僅使將顆粒放置于流態(tài)化容器中更容易，而且更重要的是利用顆粒容器，通過(guò)實(shí)施本方法所獲得的分離的沉降顆?？扇菀椎貜牧鲬B(tài)化容器中移除，而沒(méi)有破壞顆粒容器中的分離顆粒層的危險(xiǎn)。此外，顆粒容器可設(shè)計(jì)為在從流態(tài)化容器移除顆粒容器后，顆粒負(fù)載可容易的分成兩個(gè)或多個(gè)部分。例如，借助由環(huán)形部分組成的顆粒容器，其中環(huán)形部分可通過(guò)該部分的滑動(dòng)彼此分離。為了使顆粒保持在顆粒容器中并使流體穿過(guò)均質(zhì)室進(jìn)入流態(tài)化容器，顆粒容器的底部具有網(wǎng)孔。用于控制通過(guò)流態(tài)化容器的流體的流速的機(jī)構(gòu)包括流體泵，其中該流體泵位于連接到流體供應(yīng)部和流態(tài)化容器的供應(yīng)管線中。根據(jù)另一實(shí)施例，流體供應(yīng)部為保持流體的流體容器。利用流體容器，該裝置不依賴于外部流體供應(yīng)部，例如公共供水系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是與公共供水系統(tǒng)可能的流動(dòng)相比可產(chǎn)生更大的流動(dòng)，并且可使用除水之外的其他流體。另一優(yōu)點(diǎn)是該裝置可建造為便攜式或移動(dòng)式系統(tǒng)，并可現(xiàn)場(chǎng)使用。通過(guò)提供連接到流體泵與流態(tài)化容器之間的供應(yīng)管線的具有可控閥門的返回管線，流動(dòng)的速度可通過(guò)控制返回管線中的閥門來(lái)控制。該可控閥門也可與可控流體泵結(jié)合使用，以實(shí)現(xiàn)流速的精確調(diào)節(jié)。該裝置進(jìn)一步被提供有在返回管線和流態(tài)化容器之間的流體供應(yīng)管線中的流體測(cè)速儀(fluid velocity meter),以能夠嚴(yán)格控制流體的流速。此外，返回管線被提供在流態(tài)化容器的流體出口與流體容器之間。這允許使用有限量的水或其他流體來(lái)實(shí)施該方法，并允許建立便攜式或移動(dòng)式系統(tǒng)。
在返回管線中，過(guò)濾機(jī)構(gòu)被提供在流態(tài)化容器的流體出口與流體容器之間，以防止任何種類的顆粒進(jìn)入流體容器。流態(tài)化容器具有沿著所述流態(tài)化容器的高度分隔開(kāi)的試樣出口，這允許提取低比重的顆粒試樣。


通過(guò)附圖所示的非限制性實(shí)例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明，其中圖1(a)示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖。圖I (b)示出在測(cè)試期間將放置在圖I (a)的裝置內(nèi)的顆粒容器的示意圖。圖2示意性地示出在不同粒級(jí)的原料在該裝置中流態(tài)化之前的原料制備過(guò)程。圖3示意地示出從篩選過(guò)的礦石原料中分離不同比重材料部分所采用的步驟。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有技術(shù)論述中確定了通過(guò)流態(tài)化的基于比重的顆粒分離過(guò)程對(duì)于相似尺寸和形狀的顆粒是可行的。但是，在實(shí)際中盡管可設(shè)計(jì)一過(guò)程來(lái)制備接近于理論假設(shè)的原料，但含有相同尺寸和形狀的顆粒的原料是不可能實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)篩分窄范圍粒級(jí)的原料來(lái)制備原料，然后這些粒級(jí)中的每一個(gè)在流態(tài)化裝置中單獨(dú)地測(cè)試。如圖Ib中所示，顆粒容器11保持將被實(shí)施流態(tài)化測(cè)試的顆粒。在完成測(cè)試時(shí)，該顆粒容器11再次保持所有的沉降顆粒。流態(tài)化測(cè)試后，從流態(tài)化柱(fluidizationcolumn)4中取出顆粒容器11。隨著被分離成兩部分，顆粒容器11的上半部分含有較輕的顆粒，下半部分含有較重的顆粒。這兩部分在每個(gè)運(yùn)行周期后被分離?，F(xiàn)在圖2示出了由-10. Omm粒級(jí)制得的原料。原料制備步驟的主要目的是由原料產(chǎn)生封閉的粒級(jí)。然后在設(shè)備中對(duì)這些粒級(jí)中的每一個(gè)單獨(dú)地進(jìn)行測(cè)試，從而形成每個(gè)粒級(jí)以及整個(gè)原料的理論產(chǎn)率與精礦品位之間的關(guān)系。圖3進(jìn)一步示出了下沉由附圖標(biāo)記S表示，而上浮由附圖標(biāo)記F表示。可以注意到這些成組的操作在初始階段分離了純粹的重材料和輕材料，然后中間部分反復(fù)流態(tài)化，以確保從重力接近部分分離較輕和較重的顆粒。如圖2中所示，使用手工/機(jī)械篩將原料顆粒篩分成接近的尺寸范圍。這些粒度中的每一個(gè)被單獨(dú)地測(cè)試，從而找出每個(gè)粒級(jí)的理論產(chǎn)率與等級(jí)的關(guān)系。一個(gè)這樣的粒級(jí)被傳遞到粒度容器11 (11)，總的顆粒體積保持在略小于圓柱體積。流態(tài)化柱(4)具有多個(gè)試樣采集口(7)。填充有顆粒的顆粒容器11被放置在流態(tài)化柱(4)的底部。流態(tài)化柱(4)底部的法蘭(圖中未示出)、小圓柱(11)和均質(zhì)室(6)使用螺栓緊固。均質(zhì)室和流態(tài)化柱由第一細(xì)孔篩分離，第二細(xì)孔篩被提供在流態(tài)化柱和流態(tài)化柱的上部出口之間，以防止較細(xì)顆粒的淘洗。通向流態(tài)化柱4的流體供應(yīng)管線上的水泵(2)然后隨著旁通閥的完全打開(kāi)而被開(kāi)啟，這允許水以較低的表面水流速度流過(guò)流態(tài)化柱(4)。在通向流態(tài)化柱4的供應(yīng)管線上提供有流量計(jì)3,例如轉(zhuǎn)子流量計(jì)(rotameter)。另外連接到流體容器(I)的溢流管線(8)在測(cè)試的初始階段被放置在排水口處，通向流體容器(I)的清水管線(9)也保持完全打開(kāi)。在一段時(shí)間內(nèi)允許渾水通過(guò)溢流管線(8)持續(xù)排出，從而使得粘附在粗顆粒上的污泥/非常細(xì)的顆粒被排出。一旦流態(tài)化柱(4)內(nèi)的水達(dá)到適當(dāng)?shù)那鍧嵆潭龋缌鞴芫€(8)再次被放置到流體容器上，并且向流體容器(I)供應(yīng)水的清水管線(9)的閥門也被完全關(guān)閉。此時(shí)回路為封閉的回路。為了防止非常細(xì)的顆粒留在流體容器I中，在溢流管線8上提供過(guò)濾機(jī)構(gòu)10。在下一階段，流態(tài)化柱(4)中的表面水流速度通過(guò)控制放置在旁通管線(5)中的閥門階梯式地增加。該表面水流速度增加，直到流態(tài)化床獲得幾乎為顆粒體積兩倍的體積。對(duì)于任何具體的顆粒類型，在測(cè)試開(kāi)始之前，在流態(tài)化柱(4)上插入標(biāo)記。表面水流速度被保持在這種狀態(tài)幾分鐘，以允許顆粒分離。在隨后的階段，表面水流速度階梯式地降低，這使所有的顆粒按照各自的密度在小柱內(nèi)部沉降，其中輕顆粒沉降在頂部。水的流速最終降至流速為O。旁通管線5中的閥門再次完全打開(kāi)，然后開(kāi)啟泵(2)。通過(guò)打開(kāi)放置在緊鄰均值室(6)下面的閥門，流態(tài)化柱(4)中的水被排出。顆粒已經(jīng)沉降在其中的顆粒容器11然后被取出并被倒置地放置在鋼板上。然后顆粒容器11被略微提升并被拉到鋼板上方，從而使顆粒出來(lái)形成床。該顆粒床然后被分成兩部分，即較輕的部分和較重的部分。該過(guò)程重復(fù)幾次，以產(chǎn)生足夠數(shù)量的輕的部分和重的部分。按照?qǐng)D3的步驟，對(duì)這兩個(gè)部分實(shí)施流態(tài)化測(cè)試以產(chǎn)生八種不同比重的部分。在鐵 礦石原料的情況下，這些部分中的每一個(gè)然后被稱重，并對(duì)其鐵、氧化鋁和二氧化硅含量進(jìn)行化學(xué)分析。按照原料和選礦要求，也可對(duì)其他化學(xué)成分進(jìn)行分析。使用這些數(shù)據(jù)，繪制出理論產(chǎn)率和等級(jí)(關(guān)于總的鐵、氧化鋁和二氧化硅)。對(duì)于其他金屬、非金屬礦物和煤可得到類似曲線。本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的浮沉裝置，其利用流態(tài)化基礎(chǔ)原理在原料由封閉的尺寸顆粒制備時(shí)分離不同比重的顆粒。根據(jù)本發(fā)明的方法，與其中使用不同比重的化學(xué)物質(zhì)分離顆粒的現(xiàn)有技術(shù)方法相反，水被用于分離顆粒。因此，本發(fā)明的方法有利于環(huán)境保護(hù)、無(wú)害且成本更低。本發(fā)明的方法可用于寬尺寸分布的原料，也可用于更大體積的原料，這是因?yàn)樵摲椒ú恍枰褂冒嘿F且有害的化學(xué)物質(zhì)。本方法可用于煤、金屬和非金屬礦石以及工業(yè)礦物。對(duì)于已有方法，金屬和非金屬礦物的理論產(chǎn)率-等級(jí)的關(guān)系不能可靠地基于浮沉分析，這是因?yàn)樵谀軌颢@得的不同類型比重的液體方面的限制。因此，必須通過(guò)插入僅僅一些數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)繪制理論產(chǎn)率曲線，這經(jīng)常誤導(dǎo)操作人員。與此相反，本發(fā)明的方法能夠產(chǎn)生大量的點(diǎn)并提供更可靠的數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法適用于所有的煤、金屬、非金屬礦石和工業(yè)礦物的開(kāi)采和選礦工藝。該操作簡(jiǎn)單，快捷，且不需要過(guò)多技術(shù)。本發(fā)明提供的改進(jìn)的裝置為便攜式或移動(dòng)式裝置，因此可在礦場(chǎng)或選礦工廠中使用。
權(quán)利要求
1.一種從篩選過(guò)的礦石原料中分離不同比重的顆粒的方法，該方法包括步驟 a)篩分顆粒以獲得不同顆粒尺寸范圍的粒級(jí)， b)將某一粒級(jí)的顆粒負(fù)載放置在容器中， c)通過(guò)使流體流穿過(guò)所述顆粒負(fù)載而使所述顆粒流態(tài)化， d)降低通過(guò)所述顆粒負(fù)載的流體的流速以使所述顆粒沉積在所述容器中， e)將所述容器中的沉積的顆粒分離成分開(kāi)的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中對(duì)分開(kāi)的部分重復(fù)步驟b)_e)—次或多次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的方法，其中所述沉積的顆粒被分離成兩個(gè)部分，第一部分具有較大比重的顆粒，第二部分具有較小比重的顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在對(duì)由第一次流態(tài)化、沉積和分離產(chǎn)生的所述第一部分和所述第二部分進(jìn)行第二次流態(tài)化、沉積和分離之后產(chǎn)生四個(gè)部分， -對(duì)具有相應(yīng)地最高比重和最低比重的部分實(shí)施第三次流態(tài)化和沉積，每個(gè)部分被分離成兩個(gè)另外的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中由第二次流態(tài)化產(chǎn)生的兩個(gè)中間比重部分首先被混合，之后所述被混合的部分被實(shí)施第三次流態(tài)化、沉積，并分離成兩個(gè)另外的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中由所述中間比重部分的流態(tài)化、沉積和分離產(chǎn)生的所述兩個(gè)另外的部分承受第四次流態(tài)化、沉積和分離，并且其中四個(gè)所產(chǎn)生的部分中的中間部分被混合并承受第五次流態(tài)化、沉積，并分離成兩個(gè)另外的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其中所述流體的流速被控制以獲得體積在顆粒負(fù)載體積的I. 5-3. O倍之間的流態(tài)化顆粒床。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述流體的流速被控制以獲得體積在顆粒負(fù)載體積的I.5-2. 2倍之間的流態(tài)化顆粒床。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其中所述流體的流速階梯式地降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其中所述流體為水。
11.根據(jù)權(quán)利要求ι- ο中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其中一個(gè)顆粒尺寸范圍內(nèi)的尺寸差在O. 5-3. Omm之間變化，優(yōu)選在O. 5-2. Omm之間變化，且更優(yōu)選在O. 5-1. Omm之間變化。
12.一種確定篩選過(guò)的礦石原料的產(chǎn)率的方法，其中所述篩選過(guò)的礦石原料被分離成不同顆粒尺寸范圍的粒級(jí)，并且根據(jù)權(quán)利要求ι- ο中的一項(xiàng)或多項(xiàng)將每個(gè)粒級(jí)分離成不同比重的部分，然后確定每個(gè)粒級(jí)的每個(gè)部分的礦石含量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中每個(gè)粒級(jí)被分離成8個(gè)不同比重的部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述礦石為煤，并且所述煤的煤含量通過(guò)確定每個(gè)部分的灰分含量來(lái)確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述礦石為鐵礦石，并且所述鐵礦石的鐵含量通過(guò)每個(gè)部分的化學(xué)分析來(lái)確定。
16.一種用于使顆粒流態(tài)化的裝置，包括流態(tài)化容器，所述流態(tài)化容器具有連接到所述容器的底部的流體供應(yīng)部、位于所述容器的底部部分上方一定距離處的流體出口、用于控制通過(guò)所述容器的流體的流速的機(jī)構(gòu)以及安裝在所述流態(tài)化容器內(nèi)或連接到所述流態(tài)化容器的顆粒容器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中提供有在所述流體進(jìn)入所述流態(tài)化容器之前使所述流體的流動(dòng)均質(zhì)化的機(jī)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述流態(tài)化容器為細(xì)長(zhǎng)的圓柱形容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其中所述顆粒容器的所述底部部分具有網(wǎng)孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求16-19中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其中所述用于控制通過(guò)所述流態(tài)化容器的流體的流速的機(jī)構(gòu)包括流體泵，該流體泵位于連接到流體供應(yīng)部和所述流態(tài)化容器的供應(yīng)管線中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述流體供應(yīng)部為保持所述流體的流體容器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中具有可控閥門的返回管線連接到所述流體泵與所述流態(tài)化容器之間的供應(yīng)管線。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中流體流量計(jì)被提供在所述流態(tài)化容器之前的流體供應(yīng)管線中。
24.根據(jù)權(quán)利要求16-23中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其中返回管線被提供在所述流態(tài)化容器的所述流體出口與所述流體容器之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中過(guò)濾機(jī)構(gòu)被提供在所述流態(tài)化容器的所述流體出口與所述流體容器之間的所述返回管線中。
26.根據(jù)權(quán)利要求16-25中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其中所述流態(tài)化容器具有沿著所述流態(tài)化容器的高度分隔開(kāi)的試樣出口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從篩選過(guò)的礦石原料中分離不同比重的顆粒的方法，其中所述礦石可為煤、金屬、非金屬及礦物礦石。根據(jù)該方法，礦石的顆粒被篩分以獲得不同顆粒尺寸范圍的粒級(jí)，然后將某一粒級(jí)的顆粒負(fù)載放置在容器中，并通過(guò)使流體流穿過(guò)所述顆粒負(fù)載而使顆粒流態(tài)化。通過(guò)降低經(jīng)過(guò)顆粒負(fù)載的流體的流速，顆粒沉積在容器中，根據(jù)每個(gè)顆粒的比重形成一個(gè)或多個(gè)層，然后將沉積的顆粒分離為不同比重的部分。所獲得的部分代表了每一部分顆粒的不同礦石成分，基于此可確定礦石的理論產(chǎn)率。本發(fā)明還提供了一種實(shí)施該方法的裝置。
文檔編號(hào)B03B9/00GK102791380SQ201080059246
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者B·K·米什拉, K·M·阿什斯 申請(qǐng)人:塔塔鋼鐵有限公司