专利名称：一种砂金矿力选设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及选矿技术领域，具体地说是一种用于砂金矿的力选设备。
背景技术：
我国的金沙江等河流，储有大量的砂金矿，每年大量的砂金随洪水和泥 沙石流失，仅金沙江每年流失十多吨砂金.要解决大量砂金流失问题，只有 设法回收洪水期间由洪水冲刷下来的泥沙石中的砂金。这是一项浩大而且复 杂的工程。
现有的砂金生产线主要由粗选、精选，混汞蒸馏等环节组成。在现有的
粗选、精选工艺和设备中，无法有效回收小于60目的细微金和片状金，造成 回收率不高。此外，设备繁杂，占地面积大。而现有的混汞工艺及设备存在
以下诸多问题1、混汞时，矿沙流速缓慢，矿浆中常见的碲、粘土、高岭土、
水云母、绢云母、蛇纹石和墨石等物质的细屑易络合在活化汞层的表
面，构成坚韧的机械膜，严重阻碍金矿沙进入汞中混汞。2.单凭汞的齐化反
应捕捉金，氧化膜包裹的金和被润滑油脂粘染的金都无法回收。3、矿沙流速
慢，几乎不分层的矿物从汞板上面流过，各种物质和汞面接触的概率都很大。 从矿沙中游离出来的单质硫、单质砷、单质锑和单质辉锑与汞接触后，起化 学反应生成汞盐，使活化汞层变色变质，产生硬化、脆化，剥落流失，酿成
金银和水银损失并带来严重的水污染。4、常规混汞工艺难于回收中粒级和粗 粒级的金，而细微金的质量太轻微，加上涡流紊流的作用，沉降概率很低， 混汞回收率不高。片状金也存在质量轻微和沉降概率低的问题.此外，虽然 沉降下来的片状金，当其宽平面平行于汞面运动时也无法混汞，混汞回收率 也很低等一系列问题。
专利号为zL992 31583.2和专利号为zL99114855.x的专利公开了一种砂金 矿的力选设备，在以下两个方面远远超过了当今世界的最高水平。其一，在 常规混汞作业中，对水银接触矿浆中的众多元素后变质并粉化成150目 270 目的粉沫随泥浆流失于尾矿，造成水银和金银的流失，还带来严重的环境污
染的难题，该专利利用了水银的齐化反应粘附黄金白银、白金的特异功能， 把回收率提高到空前的高度，同时在水银变质出现粉化的情况下，达到水银 粉沫几乎不流失的程度。其二在蒸镏汞齐时，常规生产中在一千多度的高温 下，高温水银蒸汽泄漏严重、污染环境毒害工人健康的难题，而该专利的设 备达到100%蒸镏回收的成果。虽然对砂金矿的选矿取得了突破性的进展，但 该设备需用化学试剂水银(为了捕收微粒金增加了混汞装置)，不能适应国家 对各行业日益严格的环境净化要求。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种不投放化学试剂，
又能有效地回收各种粒度，尤其是小于60目的砂金和片状金，且回收率高的
砂金矿力选设备。
本发明的砂金矿力选设备是将上述专利中与混汞有关的零部件拿掉后，
又进行了一些结构改造后完成的。其选矿原理主要包括离心分层原理、旋 风偏聚原理、吸力捕收原理和等压转移原理等共同组合成的综合性选矿原理。 适应矿种除了黄金、白金的砂矿外，还适用于黄金、白金的岩金矿的选矿， 以及钨、锡、铁、钛、锑、镍、钽、铌等矿的选矿。
本发明的设备由分离釜连接抽砂泵，抽砂泵连接储矿罐，储矿罐又与分 离釜连接构成一个等压闭环循环输矿系统，使刚选出的精矿及时转移到储罐 中储存起来，解决流下来的精矿及时离开选矿的强力流场和及时排出精矿。
本发明主要是对分离釜的结构进行了改进，具体改进的技术方案为由
分离釜盖(5)、进料筒(6)、立柱筒(16)、进料嘴(8)、离心筒(25)及离 心筒盖(15)、整流筒(26)、整流罩(19)、离心叶轮(20)、导流罩(33)、 中心锥(32)及整流顶(29)，精选斗(27)及传动轴(36)等构成；进料筒 装在立柱筒与分离釜盖之间，分离釜盖上的内轴装有进料嘴、整流罩、整流 筒座，整流筒座连接整流筒，整流筒径向连接离心叶轮，整流筒下部连接导 流罩，导流罩下边是中心锥，整流顶装于中心锥上；进料嘴外圈装有离心筒 盖及轴承装置，离心筒上部连接离心筒盖，下部连接精选斗，立柱筒的下部 连接轴承座，精选斗轴向连接传动轴。 工作原理
重选是利用不同比重物料在选矿流体力场中的沉降速度不同而选别矿物。而 力选是利用人为的流体力系场的作用加大轻重物料的分层偏聚力度分选矿 物，故称之为力选。以表示和常规重选区别开采。研究表明，仅凭比重不同 沉降速度的不同来分选矿物无法达到更高层次的分选要求。
本发明的分离釜工作时，矿浆输入分离釜后，通过离心叶轮使矿浆在极 短暂的瞬间加速到和分离釜旋转同步的转速进入离心筒进行离心分层。离心 筒是圆柱管形筒状物，矿浆进入后，矿浆转速总是低于离心筒，为了使矿浆 的旋转速度始终和离心筒同步，在整流筒外表面加装了同步条(70)，保证矿 浆中的物料在极短的时间内较彻底的分层，使重物料偏聚于外层贴壁旋转向 下运动，为下一步重物料贴近中心锥锥面盘旋向上运动作好准备。
矿浆旋转向下至精选斗底部时，沿着中心锥和导流罩组合成的锥形夹缝 中旋转向心向上运动。此时，矿浆中各种物料的颗粒受到介质流的流体推力 作用，作龙巻风式的旋转向上运动。由于轻物料颗粒的比表面积比重物料颗 粒的比表面积大。因此，在同一流体力场中，比重小的颗粒平均单位质量上 受到的流体推力较大。在流体推力的向心向上分力作用下，轻矿物向心向上 的速度较快，易处于重物料的上方。在流体推力的旋转分力作用下，轻物料 旋转速度较快，向外飘移的离心力较大。因此在旋转向上的运动中，重物料 总是偏聚于中心锥表面附近旋转向上运动，轻物料总是偏聚于外层旋转向上 运动，且上升速度比重物料快些。
当物料颗粒的粒度小于200目时，物料颗粒在水中的运动状态和云雾在空 中的运动状态极为相似，不沉降、不受障碍物阻挡。重物料在组合式流线型 工作腔中按类似于锥形螺线的流线在贴近中心锥表面附近鱼贯而行。为了捕 收这些重物料的颗粒，我们采取和吸尘器类似的办法，在中心锥的上部开设 吸力口，用人为的流体吸力捕收贴近锥面的重物料。
在旋风偏聚作用的作用下，物料按比重由大到小依次从中心锥表面向外 排列。流体吸力较小时，只能捕到贴近中心锥锥面的极薄一层较重矿物，随 着流体吸力加大，被吸捕的矿层厚度将增加，直至捕收一部分无矿沙粒。
另外，同一比重的物料中，粒度小的颗粒的比表面积大，因此，使用低 一点的转子转速，有利于捕收微粒矿物，有利于提高回收率。
根据这一特性，所选矿物的比重大，可用较高的转速，使精矿中含沙量尽可 能少些，所选矿物的比重不大时，宜用低一点的转速以保证获得较高的回收 率。选别粒度较大的矿时，可用较高的转速有利于减少精矿中的含沙量。选 别细微矿物时，宜用较低速度，防止微粒矿流入尾矿，以提高回收率。
本发明的分离釜的转子转速和人为的流体吸力的大小都极容易调节，因此 可以通过试选测试和经济核算来确定最佳转速和流体吸力，从而使企业获得 最佳经济效益。
捕收到的精矿源源不断的流入精选斗下方和传动轴内的圆柱管流入接矿 盆中，并及时地将接矿盆中的的精矿等压转移到足够大的储矿罐中储存起来。 即用钢管将接矿盆、小型抽沙泵、球阀、储矿罐、接矿盆串联起来构成闭环 系统。
在闭环系统注满水启动小型抽砂泵并进入正常运转状态时开始选矿作 业。在小型抽矿泵的驱动下，闭环系统中的矿浆沿着管道，由接矿盆进入小 型抽沙泵、球阀、储矿罐，然后又回到接矿盆，如此不间断的循环流动。刚 捕收到的精矿一流入接矿盆便随循环流流入小型抽砂泵，然后被泵入储矿罐 并在储矿罐中盘旋向下运动沉积于储罐底部，储矿罐上部很少矿物的矿浆又 进入循环流。
根据需要，储矿罐可设一只或两只，如当选别多金属硫化矿和贱金属矿， 需要选取的矿物的相对含量较大时，可设两只储矿罐轮流使用，以保证连续 运行数天或数周。
由于精矿转移到储罐中的过程是在静压相同相互连通的腔体中进行的等 压转移作业对流线型工作腔内的运行压力和龙巻风式流体力系场不会带来干 扰和影响。精矿从储罐中排出时，是在储罐跟闭环系统和流线型工作腔都相 互隔绝的状态下进行的，排出精矿更不会对选矿系统带来干扰。因而极为圆 满的解决了精矿及时排出的问题。减少了频繁停机取出精矿带来的时间损失， 大大提高了生产效率。
本发明与现有技术比较具有以下特点
1、基建规模小、基建投入少。相同处理能力的常规选矿厂占地面积约 二至四亩地。本发明只需200平方米的水泥地面，不用建厂房，可为用户节
约较大的基建投入。
2、 用工人数少。相同处理能力的常规选矿厂单班工人约需六七十人。本 发明的自动化程度高，单班工人约需六至十人，可大幅度减少用工开支。
3、 选别砂金矿时的有效回收粒度下限比较。据大量文献资料记载，常规 的砂金生产线中用圆形跳汰机粗选，摇床和混汞板为精选设备的情况下，有
效回收粒度下限为60目。本发明采取特有的原理结构，选别的粒级范围特别 大。选别+lmm _8mm物料时不发生板结现象，选别一60目甚至一400目 的物料时，仍能达到很高的回收率，圆满的解决了簸箕和风车分离米和糠时 碎米随糠流失的重大科技难题。有效回收粒度下限有望达到400目或更细的 粒度。处理粒度下限为lym。由于常规重选机械对微细金的回收能力很差， 对片状金和非粒状的不规则状金的回收能力较差。而实际砂金矿中，一60目 的细微金的相对含量通常高达80%左右，片状金和非粒状的不规则状金的相 对含量一般约占70%。因此，常规砂金生产中总回收率不超过40%。本发明 的分离釜特有的流线型工作腔和吸力捕收原理，极大地提高了微粒金的捕收 能力。在常规重选流体力场中运动规律很差，变化无常的片状金和非粒状的 不规则状金，在流线型工作腔中变得极有规律，回收率也空前提高。因此， 用本发明选别砂金矿的总回收率有望突破90%。也就是说开采同一个砂金矿， 使用本发明选别的总产量约可达到常规生产的2.25倍左右，可给用户带来重 大经济效益。
4、 常规重选机械对微粒金的回收能力很差，对含硫、含砷较重的矿，磨 矿粒度达到一200目的选矿更无能为力。 一方面是矿物粒度过细，另一方面是 含硫、含砷的矿粒的比重较轻，重选无法有效选别，几乎都采用浮选法进行 粗选富集。本发明捕收微粒矿的能力极强，并具有优先捕收相比之下较重矿 物的特性，因此，本发明具有选别硫化矿的能力，以及选别对浮选氰化工艺 有害杂质较多的难选矿的能力。
5、 氧化矿的选别也是困扰世界选矿业的难题之一，重选和浮选都不适用。 而对本发明而言，选别氧化矿的指标和选别微粒砂金矿类似。因此本发明将 可以填补这个世界性的机械选矿的空白。
6、 本发明选矿时不投放任何化学药剂，尾矿桨不经任何处理即可排入尾
矿库，尾矿库中自然沉淀渗出的水仍然是自然水，不会污染地表水和地下水， 可反复用于选矿，也可用作人畜饮用水和灌溉用水。可使用户免去沉重的环 保治污费用，在节约利用有限的水资源方面具有重大社会效益。
7、 本发明选矿时不放任何化学药品，矿浆中有害杂质带来的化学干扰不 复存在，选矿指标极为稳定。选别尾矿时，除粘性较强的残留药物易使矿粒 粘上细泥产生干扰外，残留化学药物的化学干扰不影响选矿。因此，本发明 将在尾矿二次开发中发挥重大作用。本发明能为正在兴起的尾矿再开发的世 界性热潮提供了理想的选矿设备。
8、 本发明能有效捕收常规混汞生产中流失于尾矿中的粉化水银和汞齐。 因此，本发明还可以用来消除混汞尾矿的污染。
图1为本发明的分离釜的上部分结构示意图； 图2为本发明的分离釜的下部分结构示意图； 图3为本发明的整流筒剖面图(A-A剖面)； 图4为本发明的分离釜的局部放大结构示意图； 图5为本发明的整套循环系统示意图。
图中，l一耐磨弯头，2—0型密封圈，3 —变径，4一0形密封圈，5 —分 离釜盖，6—进料筒，7—0形密封圈，8—进料嘴，9一调心橡垫，IO—进料嘴 套，ll一Y型密封圈，12 —轴承内套，13 —单列向心球轴承，14一轴承托盘， 15 —离心筒盖，16 —立柱筒，17、 18 — 0形密封圈，19一整流罩，20 —离心叶 轮，21—Y型密封圈，22 —密封圈架，23 —整流筒座，24 —抛尾管嘴套，25 一离心筒，26—整流筒，27 —精选斗，28 — 0形密封圈，29 —整流顶，30 —导 流罩基座，31 —中心锥连杆，32 —中心锥，33 —导流罩，34-轴承座，35 — 隔离筒，36—传动轴，37 —角接触球轴承，38 — 12个排油嘴，39 — 24个排油 嘴，40 —箍紧环，41一调心滚子轴承，42 —进油嘴，43 —小轴承盖，44—Y形 密封圈，45 —油封托盖，46—A型普通平键，47 —转子及皮带，48—托紧螺帽， 49一加长管嘴，50—Y形密封圈，51—接矿盘，52 —找正盘，53 —调节螺杆， 54 —活接头，55 —橡胶管嘴，56 —升降盘，57 —升降螺帽，58 —橡胶管，59 一直角弯头，60—橡胶管嘴，61 —活接头，62 —管接头，63 —钢管，64 —抽
砂泵，65 —分离釜，66 —启动阀门，67 —调节阀，68 —排气阀门，69 —储矿
罐，70—同步条。
具体实施例方式
本发明的设备的主要组成部件为进矿输送带(4.4kw)，供水潜水泵(2 台2.2kw流量为65立方米/小时，扬程为7米)，隔离筛(1.5kw)，抽沙泵 (100ZJ—I一A34 45kw，流量为157立方米/小时，扬程为36.8米)，力 选分离釜，接矿盆，等压闭环循环输矿系统的小型抽砂泵(50ZJ—I一A33， 5.5kw流量为35立方米/小时，扬程为14.5米)，储矿罐，分离釜转子拖动 电机(15kw)等。上述部分设备的连接方式如图5所示。
本发明的分离釜结构为:由分离釜盖5、进料筒6、立柱筒16、进料嘴8、 离心筒25及离心筒盖15、整流筒26、整流罩19、离心叶轮20、导流罩33、 中心锥32及整流顶29，精选斗27及传动轴36等构成；进料筒装在立柱筒与 分离釜盖之间，分离釜盖上的内轴装有进料嘴、整流罩、整流筒座，整流筒 座连接整流筒，整流筒径向连接离心叶轮，整流筒下部连接导流罩，导流罩 下边是中心锥，整流顶装于中心锥上；进料嘴外圈装有离心筒盖及轴承装置， 离心筒上部连接离心筒盖，下部连接精选斗，立柱筒的下部连接轴承座，精 选斗轴向连接传动轴，如图l、图2 (或图3)所示，其中各密封件设置和联 接件(如螺栓等)的设置如图中所示。
本发明的力选生产线的主要运行参数如下 装机总功率约80kw，实际用电总功率60kw 用水量约IOO立方米/小时
处理能力约30 50吨/小时，选别一60目 400目矿粉时为30吨/小时， 选别16目 8mm的粗粒矿砂时约50吨/小时。 进矿粒度一8mm +5 um 。
权利要求
1、一种砂金矿力选设备，其特征在于由分离釜连接抽砂泵，抽砂泵连接储矿罐，储矿罐又与分离釜连接构成一个等压循环输矿系统。
2、权利要求1所述的设备中的分离釜，其特征在于分离釜主要由分离 釜盖(5)、进料筒(6)、立柱筒(16)、进料嘴(8)、离心筒(25)及离心筒 盖(15)、整流筒(26)、整流罩(19)、离心叶轮(20)、导流罩(33)、中心 锥(32)及整流顶(29)，精选斗(27)及传动轴(36)构成；进料筒装在立 柱筒与分离釜盖之间，分离釜盖上的内轴装有进料嘴、整流罩、整流筒座， 整流筒座连接整流筒，整流筒径向连接离心叶轮，整流筒下部连接导流罩， 导流罩下边是中心锥，整流顶装于中心锥上；进料嘴外圈装有离心筒盖及轴 承装置，离心筒上部连接离心筒盖，下部连接精选斗，立柱筒的下部连接轴 承座，精选斗轴向连接传动轴。
3、根据权利要求2所述的分离釜，其特征在于在整流筒外表面加装了同 步条(70)。
全文摘要
本发明是一种砂金矿力选设备，其特征在于由分离釜连接抽砂泵，抽砂泵连接储矿罐，储矿罐又与分离釜连接构成一个等压循环输矿系统。其中的分离釜具有流线型工作腔和吸力捕收原理矿浆输入分离釜后，通过离心叶轮使矿浆在极短暂的瞬间加速到和分离釜旋转同步的转速进入离心筒进行离心分层，极大地提高了微粒金的捕收能力。用本发明选别砂金矿的总回收率有望突破90％。本发明具有选别硫化矿的能力，以及选别对浮选氰化工艺有害杂质较多的难选矿的能力。本发明免去沉重的环保治污费用，在节约利用有限的水资源方面具有重大社会效益。
文档编号B03B5/28GK101108373SQ20071006601
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者张承东 申请人:张承东