一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备的制作方法

本发明属于工业设备领域，涉及一种矿石分选装置，特别涉及一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备。

背景技术：

20世纪80年代，美国曾做过研究：原矿u3o8品位从0.1％提高到0.2％，每磅u3o8的直接加工费用可以节约近50％；我国衡阳铀水冶厂的研究结果表明：铀品位每降低0.01％，按铀质量计成本要提高11％～15％。所以，很多国家都非常重视利用选矿手段来提高水冶前的铀矿石品位，并将设备研发重点集中在精矿与贫矿的甄别上。值得注意的是，我国铀矿石以地浸砂岩型和硬岩经济型为主，露天开采过程中，特别是在层状沉积的砂岩矿脉上，难免有废石混入，以至贫化当前铀矿石资源，导致生产成本增加。因此，在对精矿与贫矿进行甄别的同时，也需要对铀矿石与废石的分选给予足够的重视。

现有的矿石分选机主要基于以下几种方式识别物料类别：①利用x射线、γ射线等穿透能力强的射线来照射矿石物料，通过分析投射后的射线能级衰减特征来识别矿石原子序数特征；②利用核辐射衰减理论，依据射线在不同物料中透射差别原理，识别分拣矿石；③利用不同物料的近红外特征识别矿石类别；④利用矿石块中元素受不同射线照射激发产生的电磁波谱，通过特征谱比对或特征谱强度感知来识别矿石类别；⑤利用放射性射线探测器感知放射强度，利用激光光电探测器、摄像器或射线粒子测量矿块粒度，从而估算矿石品位；⑥利用视觉识别系统，基于矿物质的光谱特性识别矿石类别。

在物料识别后，现有矿石分选机主要采用以下三种方法对目标矿石进行分拣：①利用气动分离装置分选矿石；②利用带图像识别系统的机械手臂自动分拣矿石；③利用分隔挡板适时分选矿石。其中气动分离装置选用较多，它通过高压空气喷射改变目标矿石抛落路径与方向，实现分选目的；机械手臂分拣则是在机械自动化工艺水平提高后的产物；分隔挡板是采用物理方法改变目标矿石的抛落路径与方向。

在进行铀矿石精矿与贫矿甄别和废石分选时，出于清洁、环保和降低成本的目的，最大限度利用铀矿石的天然放射性将是分选设备设计时的首选。一方面，稳定、经济、可靠的目标矿石分拣方案，将是决定产品线使用效率及推广价值的重点，现有矿石分选机大多集中在精矿与贫矿的甄选技术上，却忽略了矿石内废石的分选。另一方面，现有设备的分选效率及可靠性较低，稳定性不足。因此，基于铀矿石天然放射性特征，设计一种稳定、经济、可靠的铀矿石精矿、贫矿及废石分选同步完成的分选设备，对于提高采出矿石品位，优化矿石品位结构，减少铀矿石生产成本，具有重要的战略意义和经济价值。本发明的提出正是为了解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备，用于解决铀矿石开采过程中由于废石混入而引起的铀矿石贫化，以及矿石品位结构粗放，导致的单位质量铀生产成本过高的问题。本发明不仅适用于在矿岩块堆中智能分拣铀矿石与废石，它还可以在铀矿石中分选精矿与贫矿，并同步完成上述两项分选任务，有效解决铀矿生产成本过高、分选效率及可靠性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备，其特征在于：包括供料系统、第一级识别分选系统、第二级识别分选系统和输送系统组成；

所述供料系统包括振动给料台、给料斜槽，所述振动给料台和所述给料斜槽活动连接，所述给料斜槽设置于所述输送系统上；

所述输送系统包括采出矿石输送皮带、第一级分选斜槽、第一级分选块石输送皮带、第二级分选斜槽、第二级分选块石输送皮带；所述第一级分选斜槽连接于所述采出矿石输送皮带与所述第一级分选块石输送皮带之间；所述第二级分选斜槽连接于所述第一级分选块石输送皮带与所述第二级分选块石输送皮带之间；

所述第一级识别分选系统包括第一级检测组件、第一级控制器、第一级驱动装置、推进板，所述第一级驱动装置连接有所述推进板，所述第一级检测组件、推进板、第一级分选斜槽布置在同一平面内，所述推进板设置于所述采出矿石输送皮带的上侧，所述第一级驱动装置设置于所述采出矿石输送皮带的一侧，所述第一级分选斜槽设置于所述采出矿石输送皮带的另一侧，并与所述推进板相对设置；

所述第二级识别分选系统包括第二级检测组件、第二级控制器、第二级驱动装置、推进板，所述第二级驱动装置连接有所述推进板，所述第二级检测组件、推进板、第二级分选斜槽布置在同一平面内，所述推进板设置于所述第一级分选块石输送皮带的上侧，所述第二级驱动装置设置于所述第一级分选块石输送皮带的一侧，所述第二级分选斜槽设置于所述第一级分选块石输送皮带的另一侧，并与所述推进板相对设置。

优选的，所述第一级识别分选系统和第二级识别分选系统依次设置有若干组。

优选的，所述第一级检测组件包括所述第一级γ射线探测器与所述第一级激光探测仪，并列设置于所述采出矿石输送皮带的上侧；所述第二级检测组件包括所述第二级γ射线探测器与所述第二级激光探测仪，并列设置于所述第一级分选块石输送皮带的上侧。

优选的，所述第一级驱动装置和第二级驱动装置为步进电机。

优选的，所述第一级驱动装置和第二级驱动装置也可以为液压缸或者气压缸，所述第一级驱动装置和第二级驱动装置连接有所述推进板。

优选的，所述推进板包括推板、连杆和连接件，所述连杆连接所述推板和连接件。

优选的，所述第一级驱动装置、所述第一级γ射线探测器和所述第一级激光探测仪分别电连接于所述的第一级控制器；所述第二级驱动装置、所述第二级γ射线探测器和所述第二级激光探测仪分别电连接于所述的第二级控制器。

优选的，所述第一识别分选系统及所述第二级识别分选系统构造相同，还包括转动轮、联动臂杆和导轨，所述步进电机连接所述转动轮，所述转动轮通过所述联动臂杆固定连接在所述推进板的连接件上，所述连杆和连接件活动连接在所述导轨内部。

优选的，所述输送系统还包括第一级挡板、第二级挡板；所述第一级分选斜槽与所述第一级挡板相对设置于所述第一级分选块石输送皮带两侧，所述第二级分选斜槽与所述第二级挡板相对设置于所述第二级分选块石输送皮带两侧。

优选的，所述给料斜槽、第一级分选斜槽和第二级分选斜槽两侧设置有挡板。

本发明相对于现有技术而言取得了以下技术效果：

1)普遍适用于具有放射性精矿、贫矿与废石的分选；

2)γ射线探测器和激光探测仪协同工作，可根据爆堆块石实际情况，智能选择分选对象；

3)智能分选铀矿石与废石的同时，同步分选铀矿石的精矿与贫矿；

4)分选设备可靠性高，稳定性好，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更清楚地说明本发明现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备的整体结构示意图；

图2为本发明第一级识别分选系统的连接关系示意图；

图3为本发明第一级识别分选系统的部分零部件拆分示意图。

其中，1-振动给料台、2-给料斜槽、3-采出矿石输送皮带、4-第一级激光探测仪、5-第一级γ射线探测器、6-第一级控制器、7-第一级识别分选系统、8-第一级分选斜槽、9-第一级挡板、10-第一级分选块石输送皮带、11-第二级激光探测仪、12-第二级γ射线探测器、13-第二级控制器、14-第二级识别分选系统、15-第二级分选斜槽、16-第二级挡板、17-第二级分选块石输送皮带、18-步进电机、19-转动轮、20-联动臂杆、21-推板、22-导轨、23-连杆、24-连接件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备，解决现有技术中分选功能单一、分选可靠性低、稳定性不足的问题，本发明普遍适用于具有放射性精矿、贫矿与废石的分选。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本发明提供了一种用于放射性铀矿石精矿、贫矿与废石综合分选的设备，包括供料系统、第一级识别分选系统7、第二级识别分选系统14和输送系统组成；供料系统包括振动给料台1、给料斜槽2，振动给料台1和给料斜槽2活动连接，给料斜槽2设置于输送系统上；输送系统包括采出矿石输送皮带3、第一级分选斜槽8、第一级分选块石输送皮带10、第二级分选斜槽15、第二级分选块石输送皮带17；第一级分选斜槽8连接于采出矿石输送皮带3与第一级分选块石输送皮带10之间；第二级分选斜槽15连接于第一级分选块石输送皮带10与第二级分选块石输送皮带17之间。

第一级识别分选系统7包括第一级检测组件、第一级控制器6、第一级驱动装置、推进板，第一级驱动装置连接有推进板，第一级检测组件、推进板、第一级分选斜槽8布置在同一平面内，推进板设置于采出矿石输送皮带3的上侧，第一级驱动装置设置于采出矿石输送皮带3的一侧，第一级分选斜槽8设置于采出矿石输送皮带3的另一侧，并与推进板相对设置。

第二级识别分选系统14包括第二级检测组件、第二级控制器13、第二级驱动装置、推进板，第二级驱动装置连接有推进板，第二级检测组件、推进板、第二级分选斜槽布置15在同一平面内，推进板设置于第一级分选块石输送皮带10的上侧，第二驱动装置设置于第一级分选块石输送皮带10的一侧，第二级分选斜槽15设置于第一级分选块石输送皮带10的另一侧，并与推进板相对设置。本发明装置还可设置多组分选系统，该分选设备可靠性高，稳定性好，成本低，能普遍适用于具有放射性精矿、贫矿与废石的分选。

输送系统还包括第一级挡板9、第二级挡板16；第一级分选斜槽8与第一级挡板9相对设置于第一级分选块石输送皮带10两侧，第二级分选斜槽15与第二级挡板16相对设置于第二级分选块石输送皮带17两侧，挡板的设置可防止分选石块在推入分选块石输送皮带时掉落。

图2中驱动装置为步进电机18，第一级驱动装置和第二级驱动装置也可设置为液压缸或者气压缸，液压缸或者气压缸直接连接推进板完成推料运动。第一级γ射线探测器5和第一级激光探测仪4与第一级驱动装置通过第一级控制器6实现对话和数据传输，第一级控制器6根据第一级γ射线探测器5和第一级激光探测仪4的反馈数据控制第一级驱动装置的动作。同理，第二级γ射线探测器12和第二级激光探测仪11与第二级驱动装置通过第二级控制器13实现对话和数据传输，第二级控制器13根据第二级γ射线探测器12和第二级激光探测仪11的反馈数据控制第二级驱动装置的动作。识别分选系统中的γ射线探测器和激光探测仪协同工作，可根据爆堆块石实际情况，智能选择分选对象；智能分选铀矿石与废石的同时，同步分选铀矿石的精矿与贫矿。

第一级识别分选系统7及第二级识别分选系统14构造相同，如图3中所示，还包括转动轮19、联动臂杆20和导轨22。推进板包括推板21、连杆23和连接件24，连杆23连接推板21和连接件24，步进电机18连接转动轮19，转动轮19通过联动臂杆20固定连接在推进板的连接件24上，连杆23和连接件24活动连接在导轨22内部。通过联动臂杆20将转动轮19的圆周运动转换成推进板沿导轨22的往复直线运动，来实现对分选矿石的推出动作。

该设备具体工作方法如下：

本实施例以铀矿石-废石互层岩性条件下的露天开采工程为例，假定爆堆中废石混入较多，铀矿石比例较低，采用本发明的设备对采出矿石内的精矿、贫矿和废石进行综合分选；设定第一级识别分选系统7预留废石、分拣铀矿石，铀矿石在第一级识别分选系统7的参与下进入第一级分选块石输送皮带10上，第二级识别分选系统14安设在第一级分选块石输送皮带10上，识别铀矿石中的精矿与贫矿，并分选出精矿石进入第二级分选块石输送皮带17上；设定爆堆中块石尺寸最大不超过400mm，据此设计：

振动给料台1、给料斜槽2、第一级分选斜槽8和第一级分选斜槽15的宽度不小于800mm，给料斜槽2、第一级分选斜槽8和第一级分选斜槽15的两侧挡板高度不小于800mm，采出矿石输送皮带3、第一级分选块石输送皮带10和第二级分选块石输送皮带17的宽度不小于800mm，确保待分选石块有足够大的通过运输系统的空间。第一级识别分选系统7与第二级识别分选系统14的推板21尺寸不小于600mm×600mm，第一级识别分选系统7与第二级识别分选系统14的转动轮19直径不小于800mm，第一级挡板9与第二级挡板16的尺寸不小于800mm×800mm。

具体实施步骤如下：

1)采出矿石筛选：过采出矿石振动筛选台，将采出矿石中的细粒矿石(100mm以下)筛除，留大块采出矿石用于机械分选。

2)给料：开启振动给料台1，通过给料斜槽2向采出矿石输送皮带3上间隔给料，采出矿石输送皮带3上相邻两块石间距不小于100mm。

3)放射性铀矿石智能识别：同步开启第一级控制器6、第一级γ射线探测器5和第一级激光探测仪4；第一级激光探测仪4实时监控其下方采出矿石输送皮带3上的块石，当有块石通过其下方时，向第一级控制器6发出信号，激活第一级γ射线探测器5，识别其下方块石的放射性特征：当第一级γ射线探测器5探测到块石放射性时，向第一级控制器6传输“分选块石”信号；当第一级γ射线探测器5未探测到块石放射性时，向第一级控制器6传输“允许块石通过”信号。

4)铀矿石分选：第一级控制器6接收到第一级γ射线探测器5的信号后，向第一级驱动装置发出指令：信号为“分选块石”时，启动第一级驱动装置；信号为“允许块石通过”时，第一级驱动装置无动作。

5)精矿石与贫矿石的智能识别：同步开启第二级控制器13、第二级γ射线探测器12和第二级激光探测仪11；第二级激光探测仪11实时监控其下方采出矿石输送皮带3上的块石，当有块石通过其下方时，向第二级控制器13发出信号，激活第二级γ射线探测器12，识别其下方块石的放射性特征：当第二级γ射线探测器12探测到块石高放射性时，向第二级控制器13传输“分选块石”信号；当第二级γ射线探测器12探测到块石低放射性时，向第二级控制器13传输“允许块石通过”信号。

6)精矿与贫矿分选：第二级控制器13接收到第二级γ射线探测器12的信号后，向第二级驱动装置发出指令：信号为“分选块石”时，启动第二级驱动装置；信号为“允许块石通过”时，第二级驱动装置无动作。

7)块石入库：分选出的废石经采出块石输送皮带3进入废石料仓，分选出的低放射性矿石经第一级分选块石输送皮带10进入贫矿料仓，分选出的高放射性矿石经第二级分选块石输送皮带17进入精矿料仓。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书实施例内容不应理解为对本发明的限制。

本说明书中实施例采用递进的方式描述，实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。