一种基于干法分选设备的金属矿物富集工艺与系统的制作方法

本发明属于矿物干法分选领域，涉及一种金属矿物干法富集工艺与系统，尤其涉及一种基于干法分选设备的金属矿物富集工艺与系统。

背景技术：

金属矿是与人类生产、生活密切相关的矿产资源之一，为人类社会生存发展提供必要的金属资源。受到地质变化与金属自身化学特性的影响，中国金属矿产资源禀赋差，大部分金属矿产不以单体形式存在，而是与成矿环境中的非金属物质或其它金属共、伴生存在，给开发和综合利用带来很大难度。采矿、选矿和冶炼是金属矿产资源综合利用的三个主要环节，其中选矿最为关键，即通过施加外力使矿产资源中所含的具有一定形状和规格的有用金属矿物颗粒解离出来，然后通过物理、化学及物理化学的方法将目标矿物相对富集，并与非目标矿物分离的过程。

大部分金属矿物品味低、嵌布粒度细，随着矿物加工及矿产资源利用技术的发展，金属矿的利用不仅仅是提取金属元素，而是旨在分离提取矿产资源中的不同金属/非金属组分综合加工利用。在选矿工艺中，矿物解离、分级、富集是目标矿物提纯的基础，常用的湿法粗选富集技术入料粒级上限较低，要求将开采原矿进行充分破碎解离，产生大量能耗。另外，湿法粗选技术增加原矿水分，改变部分金属/非金属目标矿物的泥化特性与表面特性，影响进一步的精选提纯。因此，基于不用水的干法选矿设备对金属矿物进行富集分选具有重要意义。

干法选矿设备功能单一，分选效果有限，只是针对全粒级原矿粗选或针对某一特定粒级入料具有一定分选效果。风力干法选矿方法(如风力跳汰、风力摇床等)以空气作为分选介质，分选效率低，适用性差；依靠光电技术识别矿物中有用/无用组分的x射线、图像识别等设备分选下限高，主要适用于大块矿物分选排矸；自生介质的分选设备主要用于中、细粒级矿物排矸；基于振动外力，以不同密度极细固体颗粒作为加重质的振动重介质选矿设备可以灵活调节分选密度，分选精度高，对-6mm细粒矿物进行有效分选。由于各干法选矿设备自身的局限性，导致在基于该设备设计的分选工艺下，存在选别产品少、精矿质量差、介质利用率低、粉尘无度排放、入料受水分影响大等问题，使得金属矿产资源干选提质程度与高效利用受限。因此，必须加强对金属矿产资源的深层次干法分选加工，完善分选工艺，优化设备功能组合，以实现金属矿产资源高效干法富集与洁净利用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于干法分选设备的金属矿物富集工艺。

本发明的另一目的是提供一种基于干法分选设备的金属矿物富集系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于干法分选设备的金属矿物富集工艺，包括以下步骤：

1)原矿准备与干燥：矿井或储料场运来的矿石首先通过孔径为200mm的分级筛分级，筛上+200mm原矿经破碎机破碎至-200mm，与筛下-200mm原矿混合后进入孔径为100mm的分级筛筛分；筛下物即-100mm原矿外在水分mf高于8％的进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后排出干燥器，-100mm原矿外在水分mf低于8％的直接进入后续步骤；

2)分选原矿：100mm分级筛的筛上物即100～200mm原矿给入到光电分选机分选，排出粒度为100～200mm的精矿产品1和尾矿产品1；mf低于8％的-100mm原矿进入复合式干法分选机中，分选得到尾矿产品2和粗精矿，将粗精矿通过孔径为6mm的分级筛分级，筛上物即100～6mm物料成为精矿产品2；筛下物即-6mm粗精矿继续通过0.5mm筛子分级；筛上物即6～0.5mm物料进入振动流化床分选机分选，分选后的沉物与浮物分别成为尾矿产品3与精矿产品3。

进一步地，通过供风设备对复合式干法分选机和振动流化床分选机提供空气动力。

进一步地，通过除尘设备收集光电分选机、复合式干法分选机和振动流化床分选机产生的粉尘。

本发明还提供一种实施上述基于干法分选设备的金属矿物富集工艺的系统，包括原矿准备与干燥部分和分选部分，

所述原矿准备与干燥部分包括分级筛ⅰ、除铁器、破碎机、分级筛ⅱ、缓冲仓ⅱ、给料机ⅱ、干燥器、缓冲仓ⅲ和给料机ⅲ，

所述分选部分包括缓冲仓ⅰ、给料机ⅰ、光电分选机、复合式干法分选机、分级筛ⅲ、分级筛ⅳ、缓冲仓ⅳ、给料机ⅳ和振动流化床分选机；

所述分级筛ⅰ的筛上出料口与破碎机的入料口相连，除铁器设置在分级筛ⅰ的筛上出料口与破碎机的入料口之间，分级筛ⅰ的筛下出料口和破碎机的出料口均与分级筛ⅱ的入料口相连，分级筛ⅱ的筛下出料口与缓冲仓ⅱ的入料口相连，缓冲仓ⅱ的出料口与给料机ⅱ的入料口相连，给料机ⅱ的出料口分别与干燥器和复合式干法分选机的入料口相连，干燥器的出料口与缓冲仓ⅲ的入料口相连，缓冲仓ⅲ的出料口与给料机ⅲ的入料口相连，给料机ⅲ的出料与复合式干法分选机的入料口相连；

分级筛ⅱ的筛上出料口与缓冲仓ⅰ的入料口相连，缓冲仓ⅰ的出料口与给料机ⅰ的入料口相连，给料机ⅰ的出料口与光电分选机的入料口相连；复合式干法分选机的出料口与分级筛ⅲ的入料口相连，分级筛ⅲ的筛下出料口与分级筛ⅳ的入料口相连，分级筛ⅳ的筛上出料口与缓冲仓ⅳ的入料口相连，缓冲仓ⅳ的出料口与给料机ⅳ的入料口相连，给料机ⅳ的出料口与振动流化床分选机的入料口相连。

进一步的，所述富集系统还包括供风除尘部分，所述供风除尘部分包括除尘器ⅱ、引风机ⅱ、流量计、风包和鼓风机；

所述除尘器ⅱ的入口分别与光电分选机、复合式干法分选机和振动流化床分选机的粉尘排放口相连，除尘器ⅱ的出口与引风机ⅱ相连；鼓风机通过风包连接流量计的一端，流量计的另一端分别连接复合式干法分选机和振动流化床分选机的通风口。

进一步的，所述供风除尘部分还包括除尘器ⅰ、引风机ⅰ，除尘器ⅰ的入口与干燥器的出风口相连，除尘器ⅰ的出风口与引风机ⅰ相连。

进一步的，所述分级筛ⅰ的筛孔孔径为200mm，所述分级筛ⅱ的筛孔孔径为100mm，所述分级筛ⅲ的筛孔孔径为6mm，所述分级筛ⅳ的筛孔孔径为0.5mm。

进一步的，所述振动流化床分选机内部设有压力传感器。

优选的，所述干燥器为振动混流干燥器。

优选的，所述光电分选机为x射线分选机或图像分选机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)结合现有的干法选矿设备与技术条件，创造性地提出全粒级干法分选洁净系统与工艺，克服各干法选矿设备自身的局限性，可以实现粗、中、细不同粒度金属矿物的同时高效粗选富集，解决目前干法选矿领域选别产品少、精矿质量差、介质利用率低、粉尘无度排放等问题，为促进干法选矿设备的推广与应用奠定基础。

(2)全粒级干法分选洁净系统及工艺可根据用户需求生产不同质量的精矿产品，既能够为制备提纯高精度金属矿物提供优质的原料矿物，也可以同步实现与金属矿物共伴生的非金属矿的高效富集，节约成本，提高资源综合利用。

(3)与传统的湿法选矿技术相比，本发明将干燥设备、干法选矿设备与相关辅助设备集成化、模块化、系统化，对粒度为-200mm的矿物按照目标组分(精矿)与其它组分(尾矿)的密度、粒度、形状、光电效应差异进行分选，具有不用水，无污染，操作维护简单，投资和运行成本低等特点，经济、社会和环境效益显著。

(4)本全粒级干法分选洁净工艺同时适用于赋含铁、铜、锡、镍等基于相似分选原理分选加工的金属矿产资源。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图；

图2是本发明系统的结构示意图；

图中，1-分级筛ⅰ；2-除铁器；3-破碎机；4-分级筛ⅱ；5-缓冲仓ⅰ；6-给料机ⅰ；7-光电分选机；8-缓冲仓ⅱ；9-给料机ⅱ；10-干燥器；11-缓冲仓ⅲ；12-给料机ⅲ；13-复合式干法分选机；14-分级筛ⅲ；15-分级筛ⅳ；16-缓冲仓ⅳ；17-给料机ⅳ；18-振动流化床分选机；19-压力传感器；20-除尘器ⅰ；21-引风机ⅰ；22-除尘器ⅱ；23-引风机ⅱ；24-流量计；25-风包；26-鼓风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，以黄铜矿为例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的基于干法分选设备的金属矿物富集工艺，包括以下步骤：

1)原矿准备与干燥：矿井或储料场运来的黄铜矿石首先通过孔径为200mm的分级筛分级，筛上+200mm原矿经破碎机破碎至-200mm，与筛下-200mm原矿混合后进入孔径为100mm的分级筛筛分；筛下物即-100mm原矿外在水分mf高于8％的进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后排出干燥器，-100mm原矿外在水分mf低于8％的直接进入后续步骤；

2)分选原矿：100mm分级筛的筛上物即100～200mm原矿给入到光电分选机分选，排出粒度为100～200mm的精矿产品1和尾矿产品1；mf低于8％的-100mm原矿进入复合式干法分选机中，分选得到尾矿产品2和粗精矿，将粗精矿通过孔径为6mm的分级筛分级，筛上物即100～6mm物料成为精矿产品2；筛下物即-6mm粗精矿继续通过0.5mm筛子分级；筛上物即6～0.5mm物料进入振动流化床分选机分选，分选后的沉物与浮物分别成为尾矿产品3与精矿产品3。

通过供风设备对复合式干法分选机和振动流化床分选机提供空气动力；

通过除尘设备收集光电分选机、复合式干法分选机和振动流化床分选机产生的粉尘；

如图2所示，本发明的基于干法分选设备的金属矿物富集系统，包括原矿准备与干燥部分、分选部分和供风除尘部分；

所述原矿准备与干燥部分包括分级筛ⅰ1、除铁器2、破碎机3、分级筛ⅱ4、缓冲仓ⅱ8、给料机ⅱ9、干燥器10、缓冲仓ⅲ11和给料机ⅲ12；所述干燥器10为振动混流干燥器；

所述分选部分包括缓冲仓ⅰ5、给料机ⅰ6、光电分选机7、复合式干法分选机13、分级筛ⅲ14、分级筛ⅳ15、缓冲仓ⅳ16、给料机ⅳ17和振动流化床分选机18，所述分级筛ⅰ1的筛孔孔径为200mm，所述分级筛ⅱ4的筛孔孔径为100mm，所述分级筛ⅲ14的筛孔孔径为6mm，所述分级筛ⅳ15的筛孔孔径为0.5mm，所述振动流化床分选机18内部设有压力传感器19；所述光电分选机7为基于射线透射、衍射、反射特性与物料成像颜色、形状差异识别有用矿物的干法分选设备，如x射线分选机、图像分选机等；

所述供风除尘部分包括除尘器ⅰ20、引风机ⅰ21、除尘器ⅱ22、引风机ⅱ23、流量计24、风包25和鼓风机26；

所述分级筛ⅰ1的筛上出料口与破碎机3的入料口相连，除铁器2设置在分级筛ⅰ1的筛上出料口与破碎机3的入料口之间，分级筛ⅰ1的筛下出料口和破碎机3的出料口均与分级筛ⅱ4的入料口相连，分级筛ⅱ4的筛下出料口与缓冲仓ⅱ8的入料口相连，缓冲仓ⅱ8的出料口与给料机ⅱ9的入料口相连，给料机ⅱ9的出料口分别与干燥器10和复合式干法分选机13的入料口相连，干燥器10的出料口与缓冲仓ⅲ11的入料口相连，缓冲仓ⅲ11的出料口与给料机ⅲ12的入料口相连，给料机ⅲ12的出料与复合式干法分选机13的入料口相连；

分级筛ⅱ4的筛上出料口与缓冲仓ⅰ5的入料口相连，缓冲仓ⅰ5的出料口与给料机ⅰ6的入料口相连，给料机ⅰ6的出料口与光电分选机7的入料口相连；复合式干法分选机13的出料口与分级筛ⅲ14的入料口相连，分级筛ⅲ14的筛下出料口与分级筛ⅳ15的入料口相连，分级筛ⅳ15的筛上出料口与缓冲仓ⅳ16的入料口相连，缓冲仓ⅳ16的出料口与给料机ⅳ17的入料口相连，给料机ⅳ17的出料口与振动流化床分选机18的入料口相连，

所述除尘器ⅰ20的入口与干燥器10的出风口相连，除尘器ⅰ20的出风口与引风机ⅰ21相连，所述除尘器ⅱ22的入口分别与光电分选机7、复合式干法分选机13和振动流化床分选机18的粉尘排放口相连，除尘器ⅱ22的出口与引风机ⅱ23相连；鼓风机26通过风包25连接流量计24的一端，流量计24的另一端分别连接复合式干法分选机13和振动流化床分选机18的通风口。

本发明系统的工作过程如下：

矿井或储料场运来的黄铜矿石首先给入孔径为200mm的分级筛ⅰ1，经初步筛分后，筛上物即+200mm原矿经除铁器2清除掉铁磁性杂物后由破碎机3破碎至-200mm，与筛下物即-200mm原矿混合后给入孔径为100mm的分级筛ⅱ4，经筛分后，筛上物即-100mm原矿送入缓冲仓ⅱ8备选。干法选矿设备要求入料外在水分mf低于8％，因此如果原矿外在水分过高，通过给料机ⅱ9均匀给入干燥器10中对其进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后送入缓冲仓ⅲ11，通过给料机ⅲ12给入分选设备。如果原矿外在水分mf低于8％，可直接通过给料机ⅱ9进入后续分选流程。

分级筛ⅱ4的筛上物即+100mm原矿送入缓冲仓ⅰ5，通过给料机ⅰ6给入光电分选机进行分选，

mf低于8％的-100mm原矿给入到复合式干法分选机13进行分选，外加振动与风力迫使物料作螺旋翻转运动并松散，同时在重力(位能)分层作用、自生介质浮力效应以及离析作用的综合作用下完成分选，排出尾矿，剩余物料成为粗精矿，进入再选流程。首先给入到6mm孔径的分级筛ⅲ14进行分级，+6mm的筛上物为精矿产品2，-6mm的筛下物给入到0.5mm孔径的分级筛ⅳ15进行再次分级，+0.5mm筛上物为精矿产品4，筛下物给入到缓冲仓ⅳ16备选。

缓冲仓ⅳ16中的0.5～6mm粗精矿通过给料机ⅳ17均匀给入到振动流化床分选机18中进行分选，得到尾矿产品3与精矿产品3。同时，振动流化床分选机18工作过程中，通过压力传感器19实时监测分选机中分选床层的密度与高度，为实时调控床层参数提供依据。

流量计24、风包25和鼓风机26为复合式干法分选机13和振动流化床分选机18提供空气动力；分选系统在复合式干法分选机13、振动流化床分选机18工作过程中产生的粉尘主要源于细粒矿粉，通过除尘器ⅱ22、引风机ⅱ23等对其收集。在干燥作业中产生的粉尘与烟气通过除尘器ⅰ20和引风机ⅰ21进行收集。