專利名稱：選礦機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助液體，尤其是借助水在重力場(chǎng)作用下分離固體物質(zhì)的領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是涉及選礦機(jī)。
本發(fā)明能夠在采礦、化學(xué)、石油工業(yè)中用于分離具有不同密度或粒度的顆粒，在上述工業(yè)中存在有分離顆粒的必要性。
礦體和砂礦的消耗，有用部分含量的不斷減少要求處理全部大量的礦石，以滿足人們對(duì)金屬，尤其象金、鉑、鎢、鉛、錫這類重金屬的正常需要量，并且還要考慮到對(duì)這些金屬需要量的增長(zhǎng)，以及對(duì)這些金屬的天然化合物，例如硫化物的需要量。
對(duì)生態(tài)學(xué)要求的增長(zhǎng)，電能的不斷漲價(jià)、在有用礦物采掘區(qū)的水資源缺乏，使得能夠清楚地評(píng)價(jià)原有的礦物原料分選方法。在這方面，重力選礦方法沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)者。
已知的重力選礦設(shè)備一般有跳汰機(jī)、搖床和螺旋溜槽。所有這些設(shè)備的生產(chǎn)率是極低的，而前兩種設(shè)備要消耗大量的水和電能。
因此，目前存在著創(chuàng)造根本上全新的選礦機(jī)的問(wèn)題，這種選礦機(jī)應(yīng)在確保高的礦物顆粒分離度的情況下，水和電能的消耗最低。
大多數(shù)這些生產(chǎn)設(shè)備的工作原理是基于具有不同質(zhì)量的被處理物料在液體中，例如在水或礦漿中自由和強(qiáng)制沉降速度的差別。在這種情況下，被處理的物料受到各種擾動(dòng)，例如在不同平面上的搖動(dòng)或振動(dòng)以及脈動(dòng)。
在有限空間中，帶入連續(xù)流動(dòng)的被處理物料流的上述擾動(dòng)在短區(qū)局部地實(shí)現(xiàn)。并能夠順利地將大顆粒(大金粒、鉑、鉍礦物、鎢和錫礦物)分離到重顆粒級(jí)中。但是在重顆粒級(jí)中沒(méi)有分選出5-500μm的小顆粒，也包括特別細(xì)小(5-40μm)的顆粒，并且構(gòu)成輕顆粒級(jí)，而且通常不能回收而損失。也就是說(shuō)，在現(xiàn)有選礦機(jī)結(jié)構(gòu)中一直沒(méi)有解決細(xì)顆粒的精選問(wèn)題。
已知的一種選礦機(jī)(US，A，4157951)包括在空間垂直布置的中空殼體，該殼體裝有設(shè)置在靠近該殼體下端的分離介質(zhì)輸入管道、設(shè)置在靠近殼體上端的分離介質(zhì)和輕顆粒級(jí)輸出管道，以及設(shè)置在靠近殼體下端的重顆粒級(jí)輸出管道。
將被處理的物料裝入選礦機(jī)與分離介質(zhì)混合。在殼體中，由于送進(jìn)分離介質(zhì)的原故形成從分離介質(zhì)輸入管道至輕顆粒級(jí)輸出管道向上移動(dòng)的被處理物料流。正在被處理的物料流使輕顆粒級(jí)向上運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)輕顆粒級(jí)輸出管排出，而較高比重的重顆粒級(jí)集中在殼體下部并經(jīng)過(guò)重顆粒級(jí)輸出管排出。
已知的該選礦機(jī)適用于被分選物料的分級(jí)分離。在選礦機(jī)殼體中僅形成層狀的向上移動(dòng)的被處理物料流，這就不能使重顆粒級(jí)部分成為懸浮狀態(tài)。這就減小了獲得高質(zhì)量選礦機(jī)的可能性。在該選礦機(jī)中不能利用靠近殼體內(nèi)表面的被處理物料顆粒的摩擦作用，重顆粒級(jí)的小顆粒被向上移動(dòng)的被處理物料流送出選礦機(jī)。
已知的該選礦機(jī)不能使重顆粒級(jí)的顆粒在重顆粒級(jí)輸出管中達(dá)到高度聚集并且不能控制其聚集度，這就降低了被處理物料的分離效率。
另外一種已知的選礦機(jī)(GB，A，2003756)包括在空間傾斜布置的中空?qǐng)A筒形殼體，該殼體裝有將其分成兩個(gè)相連室的分離隔板，這兩個(gè)室通過(guò)設(shè)置在隔板內(nèi)，并以相對(duì)于殼體縱軸軸向設(shè)置的導(dǎo)管相通。殼體上端裝有被處理物料輸入管，而殼體下端裝有重顆粒級(jí)輸出管。除此之外，殼體上還裝有切向固定的用于輸入和輸出分離介質(zhì)和輕顆粒級(jí)的附加管。
在已知的該選礦機(jī)中，全部被處理物料在渦流中處于懸浮狀態(tài)，這就不能保證重顆粒級(jí)和輕顆粒級(jí)顆粒的高質(zhì)量分離。
該已知的選礦機(jī)也不能使重顆粒級(jí)的顆粒在重顆粒級(jí)輸出管中達(dá)到高度聚集。并且不能在不同種類礦物原料的分選過(guò)程中控制重顆粒級(jí)的顆粒聚集度。
與本發(fā)明最相近的技術(shù)解決方案是選礦機(jī)(GB，A，2164589)，它包括用于裝入被處理物料的傾斜布置的橢圓形中空殼體，該殼體帶有被處理物料輸入管、分離介質(zhì)輸入管和被處理物料的輕顆粒級(jí)和重顆粒級(jí)輸出管。
該選礦機(jī)規(guī)定要形成一列連續(xù)的渦流區(qū)，在該渦流區(qū)中進(jìn)行重顆粒級(jí)和輕顆粒級(jí)的分離。來(lái)自強(qiáng)渦流中的重顆粒級(jí)的細(xì)小顆粒來(lái)不及向選礦機(jī)底部移動(dòng)，并且與輕顆粒級(jí)一起被送出。這就不能使分離被處理物料顆粒級(jí)的流體動(dòng)力學(xué)條件最佳化，也就是不能形成這樣的被處理物料流，即具有逐漸變成有近壁效應(yīng)的層流的局部渦流。該選礦機(jī)不能使重顆粒級(jí)的顆粒在分離室和重顆粒級(jí)輸出管中達(dá)到高度聚集，并不能在不同種類礦物原料的分選過(guò)程中控制重顆粒級(jí)的顆粒聚集度。
本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)立這樣的選礦機(jī)，該選礦機(jī)應(yīng)能夠在分離室和重顆粒級(jí)輸出管中提高被處理物料的重顆粒級(jí)的顆粒聚集度，并且能夠控制重顆粒級(jí)的品級(jí)(該品級(jí)取決于對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量和被處理原料經(jīng)費(fèi)的需求)，這樣就能夠提高被處理物料的輕顆粒級(jí)和重顆粒級(jí)的分離效率。
上述任務(wù)是這樣解決的，選礦機(jī)包括傾斜的橢圓形中空殼體、至少兩根分離介質(zhì)輸入管、被處理物料輸入管和被處理物料的輕、重顆粒級(jí)輸出管，按照本發(fā)明，選礦機(jī)還包括與殼體縱軸同心布置的分離室，分離室的內(nèi)腔在其下部與殼體的內(nèi)腔相通，分離室裝有與殼體縱軸同心布置的被處理物料輸入管、重顆粒級(jí)輸出管和第一根分離介質(zhì)輸入管、而第二根分離介質(zhì)輸入管被接到被處理物料的重顆粒級(jí)輸出管的自由端區(qū)。
分離室與殼體的橫截面面積比最好為1.1-3。
殼體與分離室的長(zhǎng)度比可以是3-10。
第二根分離介質(zhì)輸入管以與重顆粒級(jí)輸出管相切的方式安裝在該管上是適宜的。
重顆粒級(jí)輸出管裝有帶校準(zhǔn)孔的蓋是合理的。
利用上述選礦機(jī)使得能夠形成緊湊的組件設(shè)備，該設(shè)備被用于在連續(xù)工作狀態(tài)下分選5-500μm的大范圍粒度的礦物顆粒，并且能夠在10-80的大范圍內(nèi)改變被處理物料的密集度。在一臺(tái)選礦機(jī)中顆粒精選度可達(dá)到80。這種選礦機(jī)在工作時(shí)不污染環(huán)境，并且只消耗最小量的水，而且水還可以重復(fù)使用。這種選礦機(jī)不消耗或只消耗極小量的電能。把被處理物料送進(jìn)選礦機(jī)殼體中的必需壓力是1×104-3×104帕。
下面用具體實(shí)施結(jié)構(gòu)和附圖解釋本發(fā)明，其中

圖1是按照本發(fā)明的選礦機(jī)的縱剖面全視圖。
圖2是按照本發(fā)明沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的剖面放大圖。
選礦機(jī)包括外形隨縱軸2延伸的中空殼體1(圖1)，該殼體在空間與水平面成γ傾角布置。γ角的數(shù)值選擇在30-85°的范圍內(nèi)。
該選礦機(jī)包括與殼體縱軸2同心設(shè)置并與殼體底部連接在一起的分離室3，而且分離室3的內(nèi)腔與殼體1相互連通。
分離室3裝有與殼體1縱軸2同心設(shè)置的被處理物料管道4、重顆粒級(jí)輸出管5和分離介質(zhì)輸入管6。分離介質(zhì)管7切向地安裝在被處理物料的重顆粒級(jí)輸出管5上。這些管的內(nèi)腔相通。重顆粒級(jí)輸出管5裝有設(shè)置在該管的自由端上、帶有校準(zhǔn)孔9的蓋8。
該選礦機(jī)還裝有設(shè)置在靠近殼體1上端的輕顆粒級(jí)輸出管10。
被處理的物料11按箭頭α的方向經(jīng)由管道4進(jìn)入。被處理物料輸入管道4至少部分地伸入殼體1中，在管道4的外表面和殼體1的內(nèi)表面之間形成間隙12。
分離介質(zhì)按箭頭P的方向經(jīng)過(guò)管6進(jìn)入分離室3。重顆粒級(jí)13經(jīng)過(guò)管5按箭頭β排出。輕顆粒級(jí)14經(jīng)過(guò)管10按箭頭θ排出。
經(jīng)過(guò)管7按箭頭P′的方向輸入附加的分離介質(zhì)液流，該液流在管5中沿箭頭ω(圖2)方向形成對(duì)重顆粒級(jí)的顆粒13(圖1)起作用的擾動(dòng)，由于除去較多的輕顆粒而提高了重顆粒級(jí)的顆粒品級(jí)。
蓋8中的校準(zhǔn)孔9能夠調(diào)節(jié)來(lái)自管5的重顆粒級(jí)13的卸料速度，并且能夠控制通過(guò)管道7進(jìn)入管5中的分離介質(zhì)液流的擾動(dòng)特性。
分離室3和殼體1的橫截面面積比在1.1-3的范圍內(nèi)。
殼體1的長(zhǎng)度L與分離室3的長(zhǎng)度L′之比在3-10的范圍內(nèi)。
圖2是沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖。
分離介質(zhì)輸入管7與管5相切布置，以便在管5中沿箭頭ω形成分離介質(zhì)和重顆粒級(jí)的旋轉(zhuǎn)液流。這種旋轉(zhuǎn)液流有助于將輕顆粒級(jí)的顆粒14從重顆粒級(jí)13中分離出來(lái)。從而提高這些顆粒級(jí)的分離效率。
該選礦機(jī)按以下方式工作。
含有礦物顆粒和液體混合物的被處理物料11(圖1)經(jīng)過(guò)被處理物料輸入管道4送入殼體1中。分離介質(zhì)，例如水經(jīng)過(guò)管道被送入分離室3并與被處理物料11在殼體1中混合。在這種情況下，由于在與水混合時(shí)這些物料性質(zhì)的非均質(zhì)性，在被處理的物料流11中形成渦流的擾動(dòng)。已得到的混合物由于渦流擾動(dòng)進(jìn)入懸浮狀態(tài)，此時(shí)，在被處理的物料流11中進(jìn)行顆粒的分離。構(gòu)成重顆粒級(jí)13的下沉固體顆粒經(jīng)過(guò)間隙12進(jìn)入分離室3中，并接著通過(guò)管5，而作為輸送液流被使用的液體部分經(jīng)過(guò)管6進(jìn)入分離室3。被處理物料11的輕顆粒，即由被處理物料流11引入的輕顆粒級(jí)14，沿傾斜的殼體1向上移動(dòng)進(jìn)入強(qiáng)制狀態(tài)，接著進(jìn)入輕顆粒級(jí)輸出管10。被處理的物料11在重力、摩擦力、推進(jìn)力以及取決于被處理物料粘滯性而對(duì)被處理物料中的礦物顆粒移動(dòng)的阻力的作用下，沿傾斜殼體1前進(jìn)的過(guò)程中，進(jìn)行被處理物料11的分離。被處理物料11中下落的最重顆粒13在重力作用下沿殼體1的近壁層、逆著在殼體內(nèi)的被處理物料流11的移動(dòng)方向而移動(dòng)。近壁層的形成與被處理物料流11和靠近殼體1內(nèi)表面的分離介質(zhì)存在摩擦力有關(guān)。由殼體1的內(nèi)表面、被處理物料輸入管道4的外表面和水流所引起的局部渦流的存在有助于分選在近壁層中移動(dòng)的重顆粒13。重顆粒13進(jìn)入間隙12后，在該處與水流混合，靠被處理物料11與水混合時(shí)的不均質(zhì)性所引起的局部渦流對(duì)這些重顆粒13進(jìn)行補(bǔ)充分選。來(lái)自間隙12的重顆粒級(jí)13的顆粒進(jìn)入分離室3，分離室的橫截面面積大于殼體1的橫截面面積。
接著重顆粒級(jí)13的顆粒進(jìn)入管5，在其中通過(guò)管7輸入的分離介質(zhì)液流的作用對(duì)其進(jìn)行與較輕顆粒分離的補(bǔ)充分選。通過(guò)管6和管7的分離介質(zhì)進(jìn)入分離室3，在該室的局部范圍形成相對(duì)于被處理物料來(lái)說(shuō)是過(guò)剩的分離介質(zhì)。這有助于洗選被處理物料，尤其是重顆粒級(jí)的顆粒。分離室3和殼體1中的速度梯度有助于提高重顆粒級(jí)顆粒在分離室3和管5中的聚集。蓋8上的校準(zhǔn)孔9的存在使得能夠借助在管5中向上移動(dòng)的分離介質(zhì)流的變化來(lái)控制擾動(dòng)流。
因此，利用本發(fā)明的選礦機(jī)能夠提高被處理物料中重顆粒級(jí)顆粒的聚集度，并且能保證重顆粒級(jí)的品級(jí)控制。
分離室3與殼體1的橫截面面積之比在1.1-3的范圍內(nèi)。這就有助于在分離室3和間隙12內(nèi)部形成分離介質(zhì)最佳的速度梯度。在這種情況下，進(jìn)行重顆粒級(jí)顆粒13與輕顆粒級(jí)顆粒14分離的強(qiáng)化分選。該面積比降至小于1.1，則導(dǎo)致分離室3中的分離介質(zhì)流的速度梯度降低，這就不能有效地分選重顆粒級(jí)13的顆粒。分離室3與殼體1的橫截面面積比增大至大于3是不適宜的，因?yàn)樵谶@種情況下，分離室部分主要被分離介質(zhì)充滿并幾乎不含有被處理物料11。因此，在分離室3中不能進(jìn)行被處理物料的分選。
殼體1與分離室3的長(zhǎng)度比在3-10的范圍內(nèi)，這有助于形成分離介質(zhì)和被處理物料液流的最佳速度梯度，同時(shí)有助于保證分離室中被處理物料的最佳分選。
在該長(zhǎng)度比低于3時(shí)，分離室3主要被分離介質(zhì)充滿，并幾乎不含被處理物料，因此，不能進(jìn)行被處理物料的分選。長(zhǎng)度比增大至大于10就會(huì)導(dǎo)致被處理物料既聚集在殼體1中，又聚集在分離室3中，這就實(shí)際上同樣在室3中不能保證被處理物料的有效分選。
因此，由于在分離室和殼體中的分離介質(zhì)和被處理物料的液流形成速度梯度。由于在分離室中分離介質(zhì)的過(guò)剩，以及由于在重顆粒級(jí)輸出管中利用分離介質(zhì)進(jìn)行重顆粒級(jí)的補(bǔ)充分選，所以在推薦的選礦機(jī)中能夠高效率地實(shí)現(xiàn)被處理物料的分離。
權(quán)利要求
1.一種選礦機(jī)，它包括傾斜的橢圓形中空殼體(1)，至少有分離介質(zhì)輸入管(6，7)、被處理物料輸入管道(4)、以及適當(dāng)?shù)谋惶幚砦锪系妮p顆粒級(jí)和重顆粒級(jí)輸出管(10，5)，其特征在于，該選礦機(jī)包括與殼體(1)的縱軸(2)同心設(shè)置的分離室(3)，分離室的內(nèi)腔與殼體(1)的內(nèi)腔在殼體下部相互連通，分離室裝有與殼體(1)的縱軸(2)同心設(shè)置的被處理物料輸入管道(4)，重顆粒級(jí)輸出管(5)和分離介質(zhì)輸入管(6)，而分離介質(zhì)輸入管(7)連接到被處理物料(11)的重顆粒級(jí)輸出管(5)的自由端區(qū)上。
2.按照權(quán)利要求1的選礦機(jī)，其特征在于，分離室(3)與殼體(1)的橫截面面積比在1.1-3的范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1的選礦機(jī)，其特征在于，殼體(1)與分離室(3)的長(zhǎng)度比在3-10的范圍內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1的選礦機(jī)，其特征在于，分離介質(zhì)輸入管(7)以與重顆粒級(jí)輸出管(5)相切的方式安裝在管(5)上。
5.按照權(quán)利要求3的選礦機(jī)，其特征在于，分離介質(zhì)輸入管(7)以與重顆粒級(jí)輸出管(5)相切的方式安裝在管(5)上。
6.按照權(quán)利要求1或2的選礦機(jī)，其特征在于，重顆粒級(jí)輸出管(5)裝有帶校準(zhǔn)孔(9)的蓋(8)。
7.按照權(quán)利要求3的選礦機(jī)，其特征在于，重顆粒級(jí)輸出管(5)裝有帶校準(zhǔn)孔(9)的蓋(8)。
8.按照權(quán)利要求4的選礦機(jī)，其特征在于，重顆粒級(jí)輸出管(5)裝有帶校準(zhǔn)孔(9)的蓋(8)。
全文摘要
選礦機(jī)包括傾斜的中空殼體(1)和與殼體連接在一起的分離室(3)，分離室裝有被處理物料輸入管道(4)、被處理物料的重顆粒級(jí)輸出管(5)和分離介質(zhì)輸入管(6)，分離介質(zhì)輸入管(7)安裝在重顆粒級(jí)輸出管(5)上。
文檔編號(hào)B03B5/36GK1038596SQ89103489
公開日1990年1月10日 申請(qǐng)日期1989年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月21日
發(fā)明者亞歷山大·伊萬(wàn)諾維奇·亞庫(kù)尼, 伯雷斯·沃夫維奇·彼拉特, 愛(ài)迪·克曼歷維奇·哥里姆亞諾夫 申請(qǐng)人:″卡茲梅克哈諾勃勒″國(guó)家有色金屬選礦科學(xué)研究設(shè)計(jì)院