本发明涉及一种多层次粒径筛分装置，属于矿山尾矿筛分、处理技术领域。
背景技术：
我国矿产资源特点是伴生矿多，难选矿多，贫矿多，小矿多。矿山企业多，每年产生大量尾矿。据统计，2000年以前，我国矿山产出的尾矿总量为50.26亿t，其中，铁矿尾矿量为26.14亿t，主要有色金属尾矿量为21.09亿t，黄金尾矿量为2.72亿t，其他0.31亿t。目前已成为我国目前产出量最大、堆存量最多的固体废弃物。最新的《环保税法》将其列入，排放一吨要交15元的税。尾矿中存在的较大的利用价值也为大家所熟知，只是在应用方面仍然存在一些问题。
我国尾矿生产量巨大，利用率低我国目前累计堆存尾矿600亿吨以上，年产出量达到了16亿吨，而尾矿综合利用率仅为18.9%，绝大多数尾矿尚未被综合利用。随着我国矿产资源开采力度的不断加大，尾矿排出量会每年不断递增，加快尾矿的综合利用已经迫在眉睫。
尾矿大量堆存不进造成了有限的土地资源的巨大浪费，而且带来了严重的环境和安全问题。尾矿所含的重金属离子，甚至砷、汞等污染物质，以及矿石选矿过程中加入的各种化学药剂，部分会随尾矿谁流入附近河流或深入地下，严重污染河流及地下水源，自然干涸后的尾砂，遇大风吹到周边地区，对环境造成危害。
提高尾矿资源的综合利用水平迫切需要科技支撑在技术方面，国家在尾矿综合利用的前瞻性技术开发方面投入不足，企业缺少投资开发尾矿综合利用重大关键技术的动力和积极性，导致大多数尾矿综合利用工艺只停留在简单易行的技术上，缺乏能够使尾矿高效利用和大宗高值利用的原创性技术研发。
因此提高我国尾矿资源的综合利用水平迫切需要先进的科技手段予以支撑，依托重点和骨干企业，开展尾矿综合利用关键技术和装备的研究，突破综合利用过程中的技术瓶颈，提高综合利用过程中决策水平和技术管理水平，从而全面提升尾矿资源的综合利用水平。
传统的旋流分级器处理尾矿的效率比较低，只能将尾矿大致分为粗细两种状态，无法再对尾矿进行进一步的划分，方便尾矿处理后的综合利用，且传统分离方法使用的电力较多，在尾矿处理过程中造成了人力、电力的浪费和土地资源的污染，因此应该加强尾矿的分类及分类的综合应用，采取相关技术减少电力的损耗，提高电力的有效应用，充分提升尾矿的利用价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种多层次粒径筛分装置，包括旋流分离装置、离心分离装置34、颗粒干燥装置41、静电分离装置、废水回收再利用装置；
所述旋流分离装置包括尾矿输入管24、混水输入管道25、悬浮分离装置26、颗粒通过孔27、向下旋流扇叶28、水平旋流扇叶29、向上旋流扇叶30、离心分离输入管道31和旋流分离液输送管道33；尾矿输入管24穿过悬浮分离装置26顶部外侧，与悬浮分离装置26连通，混水输入管道25穿过悬浮分离装置26顶部的中间位置，与悬浮分离装置26连通；向下旋流扇叶28、水平旋流扇叶29和向上旋流扇叶30从上到下依次固定在转轴上，转轴和安装于旋流分离装置顶部的电动机连接；悬浮分离装置26采用内外双壁结构，内壁为设有颗粒通过孔27的钢材，外部为不透水密封钢材；旋流分离液输送管道33固定在悬浮分离装置26的底部出料口处，旋流分离液输送管道33内裹离心分离输入管道31；旋流分离液输送管道33与悬浮分离装置26外壁连接，离心分离输入管道31与悬浮分离装置26内壁连接；旋流分离液输送管道33的下端与旋流分离液储罐66连通；
所述离心分离装置34包括离心分离电动机32、螺旋离心分离器35、颗粒干燥输入管道36、离心分离液输送管道37、均匀放矿罩38；离心分离装置的壳体倾斜10°~30°放置，两端均有支撑装置支撑，壳体固定不动，螺旋离心分离器35侧壁设有小孔，且位于壳体内部；离心分离电动机32通过齿轮与螺旋离心分离器35连接，螺旋离心分离器35两端通过转动轴固定于支撑装置上，转动轴为中空结构；螺旋离心分离器35的上端通过转动轴与离心分离输入管道31连通，下端通过转动轴与颗粒干燥输入管道36连通；颗粒干燥输入管道36的末端与均匀放矿罩38连接，离心分离液输送管道37上端焊接与离心分离装置34外壳体的尾部连通，离心分离液输送管道37的下端与离心分离液储罐67连通；
所述颗粒干燥装置41包括尾矿输送器42、尾矿盛放器43、电加热棒53、干燥尾矿排放孔54、湿润尾矿排放孔55、三阶段输送管道56和静电分离输入管道57，颗粒干燥装置41的外壳体倾斜10°放置，均匀放矿罩38固定于颗粒干燥装置41的右侧顶部，并与颗粒干燥装置41连通；三阶段输送管道56固定于颗粒干燥装置41的右侧底部，通过湿润尾矿排放孔55与颗粒干燥装置41连通；静电分离输入管道57固定于颗粒干燥装置41的左侧底部，通过干燥尾矿排放孔54与颗粒干燥装置41连通；电加热棒53固定于颗粒干燥装置41壳体的四周，尾矿输送器42位于颗粒干燥装置41内部，倾斜10°放置；尾矿盛放器48通过弹簧49与支柱50连接，支柱50固定在尾矿输送器42上，尾矿盛放器48上设有尾矿通过孔52；三阶段输送管道56的下端与三阶段尾矿液储罐68连通，静电分离输入管道57与静电分离装置连通；
所述静电分离装置包括静电分离电动机58、储矿槽59、出矿口挡板60、出矿口61；静电分离电动机58通过转轴与出矿口挡板60连接，储矿槽59下部切割形成出矿口61，静电分离出矿器63中内部出矿口与静电分离粗矿出矿口65连接，外围部分与静电分离细矿出矿口64连接，静电分离细矿输送带69位于静电分离细矿出矿口64的正下方，静电分离粗矿输送带70位于静电分离粗矿出矿口65的正下方；静电分离出矿器63位于储矿槽59的下面，静电分离出矿器63包括不导电外壁62、静电发生器21、静电板22、接地23，静电板22分别与静电发生器21和接地23连接；
所述废水回收再利用装置包括外来水水管1、冷却罐2、蒸汽输送管3和蒸汽集气罩14；外来水水管1、冷却罐2、蒸汽输送管3、蒸汽集气罩14依次连通，蒸汽集气罩14与颗粒干燥装置41连通；冷却罐2与混水输入管道25连通。
本发明所述向下旋流扇叶28与水平面角度为-10°~30°，向上旋流扇叶30与水平面角度为10°~30°，水平旋流扇叶29与水平面角度为90°。
本发明所述均匀放矿罩38包括尾矿颗粒流动区39和流动区均分锥40，尾矿颗粒流动区39和流动区均分锥40相间排列。
本发明所述尾矿输送器42包括异步齿轮44、传动链条45、支撑块46、从动齿轮47、链条支撑平板51，左侧异步齿轮44与右侧从动齿轮47通过传动链条45连接，传动链条45内侧固定有链条支撑平板51，支柱50固定在链条支撑平板51上；支撑块46位于两侧传动链条45中部，链条支撑平板51固定于传动链条45上，同时底部用支撑块46进行支撑。
本发明所述多层次粒径筛分装置还包括辅助电力装置，所述辅助电力装置包括小型水力发电机组4、小型空气动力发电机组10、发电机电力输送线路9，小型水力发电机组4包括水轮5、传动轴承6、发电机ⅰ7、电力转换机ⅰ8，水轮5位于混水输入管道25中，水轮5通过传动轴承6与发电机ⅰ7连接，发电机ⅰ7与电力转换机ⅰ8连接；小型空气动力发电机组10包括45°传动轴承11、汽轮12、发电机ⅱ71、电力转换机ⅱ72，45°传动轴承11和汽轮12连接，位于蒸汽输送管3内部，45°传动轴承11与发电机ⅱ71连接，发电机ⅱ71与电力转换机ⅱ72连接，电力转换机ⅰ8和电力转换机ⅱ72均与发电机电力输送线路9连接；小型水力发电机组4与小型空气动力发电机组10生成的电力通过发电机电力输送线路9连接到干线电力输送线路13，干线电力输送线路13连接到稳流器15，稳流器15连接到变压器16，变压器16和外接交流电19连接到综合电控器18，综合电控器18与颗粒干燥装置供电线路20和静电发生器21连接进行供电。
本发明所述旋流分离装置、离心分离装置34、颗粒干燥装置41、静电分离装置、废水回收再利用装置、辅助电力装置之间为可拆卸连接。
本发明所述旋流分离装置可通过颗粒的尺寸为＜10-2mm；离心分离装置可通过颗粒的尺寸为＜5*10-2mm；颗粒干燥装置中尾矿盛放器48可通过颗粒的尺寸为＜8*10-2mm；静电分离装置可通过颗粒的尺寸为＜10-1mm。
本发明所述多层次粒径筛分装置的工作过程为：
第一步：在现场选择一个稳定的平地，从下到上依次将筛分尾矿收集装置、静电分离装置、颗粒干燥装置、离心分离装置、旋流分离装置、废水回收再利用装置、辅助电力装置，各个部分组装完毕，进行调试后，可以开始进行操作。
第二步：将选矿后的尾矿通过尾矿输入管24输入到旋流分离装置内，外来水水管1和蒸汽输送管3流经冷却罐2将混合后的生产用水输入到旋流分离装置内，旋流分离装置内的电动机带动焊接在转轴上的向下旋流扇叶28、水平旋流扇叶29和向上旋流扇叶30转动，尾矿向旋流分离装置外壁移动，颗粒通过孔27设置可通过的尺寸为＜10-2mm，小于10-2mm的尾矿通过旋流分离液输送管道33进入旋流分离液储罐66，大于10-2mm通过离心分离输入管道31进入离心分离装置。
离心分离电动机32以12000r/min带动螺旋离心分离器35转动，螺旋离心分离器35上的小孔设置可通过的尺寸为＜5*10-2mm，小于5*10-2mm的尾矿通过离心分离液输送管道37进入离心分离液储罐67，大于5*10-2mm通过颗粒干燥输入管道36进入颗粒干燥装置；大于5*10-2mm的尾矿通过均匀放矿罩38将尾矿均匀放置于尾矿盛放器48上，电动机带动异步齿轮44转动，尾矿盛放器48上的尾矿通过孔52可通过的尺寸为＜8*10-2mm的颗粒，小于8*10-2mm的尾矿通过三阶段输送管道56进入三阶段尾矿液储罐68，大于8*10-2mm通过颗粒干燥装置去除水分后通过静电分离输入管道57进入静电分离装置；
综合电控器18为静电发生器21供给电力，干燥尾矿通过出矿口61进入到静电分离装置内部，静电板22产生静电吸引颗粒很小的尾矿发生位移，小于10-1mm的尾矿颗粒移动向装置的四周，通过静电分离细矿出矿口64排到静电分离细矿输送带69上，大于10-1mm的尾矿颗粒，通过静电分离粗矿出矿口65排到静电分离粗矿输送带70。
第三步：综合电控器18通过颗粒干燥装置供电线路20向电加热棒53提供电力，电加热棒53加热尾矿浆，让尾矿浆中的水分蒸发，蒸发的水分通过蒸汽集气罩14输入到冷却罐2，与外来水水管1共同提供生产用水。
第四步：混合水向下输送的过程中产生水的重力势能，带动小型水力发电机组4中的水轮5转动，进而带动发电机ⅰ7转动产生电力，产生的电力通过电力转换机ⅰ8，发电机电力用输送线路9输送到干线电力输送线路13；蒸发所产生的蒸汽形成动力势能，带动小型空气动力发电机组10中的汽轮12转动，通过45°传动轴承11带动发电机ⅱ71转动产生电力，产生的电力通过电力转换机ⅱ72，发电机电力用干线电力输送线路13输送到稳流器15，稳流器15输入变压器16，变压器16将产生的电力储存到蓄电池式储电器17，蓄电池式储电器17和外接交流电19通过综合电控器18进行控制；通过本装置可以将输入的尾矿根据粒径大小分为五个不同的等级，而且可以做到电力和水的资源的节约和循环利用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明能对尾矿根据粒径大小进行多层次的筛分。
（2）本发明通过多种方法对尾矿进行筛分。
（3）本发明所述装置筛分的效率高、成本低，能筛分出干湿两种尾矿；能重复利用水资源，降低水污染，能节约生产活动用电。
（8）本发明装置各个功能部分能够分解，便于运送和存放，安装简便。
附图说明
图1为本发明的结构结构示意图；
图2为“小型水力发电机组4”的原理图；
图3为”小型空气动力发电机组10”的原理图；
图4为旋流分离装置扇叶分布图；
图5为“颗粒通过孔27”原理图；
图6为“颗粒干燥输入管道36”和”均匀放矿罩38”连接示意图；
图7为“均匀放矿罩38”内部结构图；
图8为“尾矿输送器42”侧面剖视图；
图9为“尾矿输送器42”结构图；
图10为“尾矿盛放器48”结构示意图；
图11静电分离装置剖视图。
图中：1-外来水水管；2-冷却罐；3-蒸汽输送管；4-小型水力发电机组；5-水轮；6-传动轴承；7-发电机ⅰ；8-电力转换机ⅰ；9-发电机电力输送线路；10-小型空气动力发电机组；11-45°传动轴承；12-汽轮；13-干线电力输送线路；14-蒸汽集气罩；15-稳流器；16-变压器；17-蓄电池式储电器；18-综合电控器；19-外接交流电；20-颗粒干燥装置供电线路；21-静电发生器；22-静电板；23-接地；24-尾矿输入管；25-混水输入管道；26-悬浮分离装置；27-颗粒通过孔；28-向下旋流扇叶；29-水平旋流扇叶；30-向上旋流扇叶；31-离心分离输入管道；32-离心分离电动机；33-旋流分离液输送管道；34-离心分离装置；35-螺旋离心分离器；36-颗粒干燥输入管道；37-离心分离液输送管道；38-均匀放矿罩；39-尾矿颗粒流动区；40-流动区均分锥；41-颗粒干燥装置；42-尾矿输送器；43-尾矿盛放器；44-异步齿轮；45-传动链条；46-支撑块；47-从动齿轮；48-尾矿盛放器；49-弹簧；50-支柱；51-链条支撑平板；52-尾矿通过孔；53-电加热棒；54-干燥尾矿排放孔；55-湿润尾矿排放孔；56-三阶段输送管道；57-静电分离输入管道；58-静电分离电动机；59-储矿槽；60-出矿口挡板；61-出矿口；62-不导电外壁；63-静电分离出矿器；64-静电分离细矿出矿口；65-静电分离粗矿出矿口；66-旋流分离液储罐；67-离心分离液储罐；68-三阶段尾矿液储罐；69-静电分离细矿输送带、70-静电分离粗矿输送带；71-发电机ⅱ；72-电力转换机ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述多层次粒径筛分装置包括旋流分离装置、离心分离装置34、颗粒干燥装置41、静电分离装置、废水回收再利用装置(如图1~11所示)；
所述旋流分离装置包括尾矿输入管24、混水输入管道25、悬浮分离装置26、颗粒通过孔27、向下旋流扇叶28、水平旋流扇叶29、向上旋流扇叶30、离心分离输入管道31和旋流分离液输送管道33；尾矿输入管24穿过悬浮分离装置26顶部外侧，与悬浮分离装置26连通，通过螺纹连接，混水输入管道25穿过悬浮分离装置26顶部的中间位置，与悬浮分离装置26连通，通过螺纹连接；向下旋流扇叶28、水平旋流扇叶29和向上旋流扇叶30从上到下依次焊接在转轴上，转轴和安装于旋流分离装置顶部的电动机连接；悬浮分离装置26采用内外双壁结构，内壁为设有颗粒通过孔27的钢材，外部为不透水密封钢材；旋流分离液输送管道33固定在悬浮分离装置26的底部出料口处，旋流分离液输送管道33内裹离心分离输入管道31；旋流分离液输送管道33与悬浮分离装置26外壁连接，离心分离输入管道31与悬浮分离装置26内壁连接；旋流分离液输送管道33的下端与旋流分离液储罐66连通；
所述离心分离装置34包括离心分离电动机32、螺旋离心分离器35、颗粒干燥输入管道36、离心分离液输送管道37、均匀放矿罩38；离心分离装置的壳体倾斜10°~30°放置，两端均有支撑装置支撑，壳体固定不动，螺旋离心分离器35侧壁设有小孔，且位于壳体内部；离心分离电动机32通过齿轮与螺旋离心分离器35连接，螺旋离心分离器35两端通过转动轴固定于支撑装置上，转动轴为中空结构；螺旋离心分离器35的上端通过转动轴与离心分离输入管道31连通，下端通过转动轴与颗粒干燥输入管道36连通，通过螺纹连接；颗粒干燥输入管道36的末端与均匀放矿罩38通过螺纹连接，离心分离液输送管道37上端焊接与离心分离装置34外壳体的尾部连通，离心分离液输送管道37的下端与离心分离液储罐67连通；
所述颗粒干燥装置41包括尾矿输送器42、尾矿盛放器43、电加热棒53、干燥尾矿排放孔54、湿润尾矿排放孔55、三阶段输送管道56和静电分离输入管道57，颗粒干燥装置41的外壳体倾斜10°放置，均匀放矿罩38焊接于颗粒干燥装置41的右侧顶部，并与颗粒干燥装置41连通；三阶段输送管道56焊接于颗粒干燥装置41的右侧底部，通过湿润尾矿排放孔55与颗粒干燥装置41连通；静电分离输入管道57焊接于颗粒干燥装置41的左侧底部，通过干燥尾矿排放孔54与颗粒干燥装置41连通；电加热棒53通过螺丝固定于颗粒干燥装置41壳体的四周，尾矿输送器42位于颗粒干燥装置41内部，倾斜10°放置；尾矿盛放器48通过弹簧49与支柱50连接，支柱50固定在尾矿输送器42上，尾矿盛放器48上设有尾矿通过孔52；三阶段输送管道56的下端与三阶段尾矿液储罐68连通，静电分离输入管道57与静电分离装置连通；
所述静电分离装置包括静电分离电动机58、储矿槽59、出矿口挡板60、出矿口61；静电分离电动机58通过转轴与出矿口挡板60连接，储矿槽59下部切割形成出矿口61，静电分离出矿器63中内部出矿口与静电分离粗矿出矿口65连接，外围部分与静电分离细矿出矿口64连接，静电分离细矿输送带69位于静电分离细矿出矿口64的正下方，静电分离粗矿输送带70位于静电分离粗矿出矿口65的正下方；静电分离出矿器63位于储矿槽59的下面，静电分离出矿器63包括不导电外壁62、静电发生器21、静电板22、接地23，静电板22分别与静电发生器21和接地23连接；
所述废水回收再利用装置包括外来水水管1、冷却罐2、蒸汽输送管3和蒸汽集气罩14；外来水水管1、冷却罐2、蒸汽输送管3、蒸汽集气罩14依次连通，蒸汽集气罩14与颗粒干燥装置41连通；冷却罐2与混水输入管道25连通。
本实施例所述向下旋流扇叶28与水平面角度为-10°，向上旋流扇叶30与水平面角度为10°，水平旋流扇叶29与水平面角度为90°。
本实施例所述均匀放矿罩38包括尾矿颗粒流动区39和流动区均分锥40，尾矿颗粒流动区39和流动区均分锥40相间排列。
本实施例所述尾矿输送器42包括异步齿轮44、传动链条45、支撑块46、从动齿轮47、链条支撑平板51，左侧异步齿轮44与右侧从动齿轮47通过传动链条45连接，传动链条45内侧固定有链条支撑平板51，支柱50固定在链条支撑平板51上；支撑块46位于两侧传动链条45中部，链条支撑平板51固定于传动链条45上，同时底部用支撑块46进行支撑。
本实施例所述旋流分离装置可通过颗粒的尺寸为＜10-2mm；离心分离装置可通过颗粒的尺寸为＜5*10-2mm；颗粒干燥装置中尾矿盛放器48可通过颗粒的尺寸为＜8*10-2mm；静电分离装置可通过颗粒的尺寸为＜10-1mm。
本实施例通过外接电源为整个装置提供电力。
实施例2
本实施例结构与实施例1相同，不同在于本实施例通过辅助电力装置为整个装置提供电力。所述辅助电力装置包括小型水力发电机组4、小型空气动力发电机组10、发电机电力输送线路9，小型水力发电机组4包括水轮5、传动轴承6、发电机ⅰ7、电力转换机ⅰ8，水轮5位于混水输入管道25中，水轮5通过传动轴承6与发电机ⅰ7连接，发电机ⅰ7与电力转换机ⅰ8连接；小型空气动力发电机组10包括45°传动轴承11、汽轮12、发电机ⅱ71、电力转换机ⅱ72，45°传动轴承11和汽轮12连接，位于蒸汽输送管3内部，45°传动轴承11与发电机ⅱ71连接，发电机ⅱ71与电力转换机ⅱ72连接，电力转换机ⅰ8和电力转换机ⅱ72均与发电机电力输送线路9连接；小型水力发电机组4与小型空气动力发电机组10生成的电力通过发电机电力输送线路9连接到干线电力输送线路13，干线电力输送线路13连接到稳流器15，稳流器15连接到变压器16，变压器16和外接交流电19连接到综合电控器18，综合电控器18与颗粒干燥装置供电线路20和静电发生器21连接进行供电。
本实施例所述向下旋流扇叶28与水平面角度为-30°，向上旋流扇叶30与水平面角度为30°，水平旋流扇叶29与水平面角度为90°。
实施例3
本实施例结构与实施例2相同，不同在于所述旋流分离装置、离心分离装置34、颗粒干燥装置41、静电分离装置、废水回收再利用装置、辅助电力装置之间为可拆卸连接。
本实施例所述向下旋流扇叶28与水平面角度为-20°，向上旋流扇叶30与水平面角度为25°，水平旋流扇叶29与水平面角度为90°。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。