一种用于单矿物分选的色选装置的制作方法

本发明涉及矿物分选技术领域，具体涉及一种用于单矿物分选的色选装置。

背景技术：

单矿物分选是利用各种矿物间可选性质的差异，在提纯仪器上实现相互分选的科学技术，其具有待选矿物量少、需分选纯度高的特点，广泛应用于地质年龄测定、稳定同位素分析、包裹体成分分析、包裹体爆裂法测温、高温高压成矿实验、衍射分析、穆斯堡尔谱分析以及各项化学分析等。

目前，单矿物分选的方法主要有重选、磁选、浮选、电选、化学选、色选等。其中，色选是利用矿物间颜色或者透明度的差异而实现分选的一种物理方法，原理简便，便于实现。市场上已经有针对选矿厂处理量大的矿石色选机，比如cn108273766a公开了一种用于矿石色选机的大小料供料选择装置，采用了大小料供料选择装置，具体是使用三层筛网来对物料进行大小区分。cn107520145a公开了一种矿石湿料色选机，包括送料部，分选部和支撑部，通过多级分选结构布置，实现对物料的精细化分选。

现有技术中所披露的矿石色选机一般用于处理大颗粒的物料粒(毫米级以上)、并且难清洗容易交叉污染、物料不能完全收集等特点而不能应用在单矿物分选上。单矿物分选一般需要将目的矿物分选至纯度大于99％的精矿，而通过实验室现有的分选方法如重选、磁选、浮选等很难得到足够纯度的矿物，一般需要在双目镜下人工精选提纯，特别是对于40-80目小粒径的矿物颗粒，如果使用人工操作，大大增加了单矿物分选的工作量及难度。目前市面上还没有适合便于操作、精度高、可自动化的小颗粒单矿物分选设备。因此，研制一种可以自动识别、自动拣选的装置就显得尤为重要，特别是对于40-80目的小颗粒矿物，利用矿物的颜色或透明度来实现分选的设备，则不仅可以代替人工镜下挑除杂质，而且可以直接获得所需的单矿物。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中对于小颗粒单矿物分选难以满足科研和生产实际需求的问题，提出了一种用于单矿物分选的色选装置，所述色选装置包括带有孔洞的多孔板，通过实现一个孔洞放置一个矿粒的方式，结合色选、图像分析和负压吸引的技术，完成小颗粒单矿物的分选，精度高，质量稳定，可计数，能够满足对单矿物的分选和研究的实际需要。

针对上述问题，本发明提供一种用于单矿物分选的色选装置，所述色选装置包括至少一个多孔板、布料装置、矿物收集装置、运动滑轨、压力装置、第一摄像装置和控制装置，所述布料装置包括至少一个料斗和振动装置，所述料斗设在振动装置的上方；布料时，所述多孔板固定在所述振动装置的顶部，所诉振动装置带动多孔板做三维方向的振动，实现多孔板上的一个孔洞内放置一个矿粒的效果；分选时，所述多孔板固定在工作台上，所述第一摄像装置设在多孔板的上方；所述矿物收集装置固定连接在运动滑轨上，并借助运动滑轨在空间三维方向上运动，所述运动滑轨设在所述工作台上，所述压力装置通过气路连接矿物收集装置的顶部，并向矿物收集装置提供负压，使得所述多孔板上的矿粒从矿物收集装置的底端被吸入矿物收集装置的内部；所述控制装置包括光电识别及信号处理传输系统，并通过线路连接并控制所述布料装置、矿物收集装置、运动滑轨、压力装置和第一摄像装置。

所述布料装置包括至少一个料斗、振动装置和集料斗，所述料斗设在振动装置的上方，所述振动装置与料斗之间设置多孔板，振动装置与多孔板可拆卸固定连接，所述集料斗设在振动装置的下方，用于收集从多孔板掉落的矿料。所述料斗的体积根据实际筛分的矿料的数量确定。

优选的，所述料斗内部设有至少一层筛板，所述筛板用于筛选从料斗落下的矿料，所述筛板的放置方向与料斗的中轴线呈40-90度的角度；优选筛板的放置方向与料斗的中轴线呈70-90度的角度；更优选的，所述筛板垂直于料斗的中轴线。

优选的，所述筛板的数量为2-10个，优选为2-5个，不同筛板具有不同目数，例如35目、40目、42目、45目、48目、50目、60目、65目、70目、80目，所述筛板依据目数从小到大的顺序在所述料斗中从上到下依次排列。根据实际需要分选的矿料的粒径范围，合理选择筛板的目数，更优选的，所述料斗内部预设10个放置筛板的卡位，根据实际需要，每次使用时，选择性安装对应目数的筛板。

每个所述筛板配有一个控制器，所述控制器通过线路连接所述控制装置，并能够控制对应的筛板打开和关闭，使得筛板上的矿料从料斗中掉落，所述筛板打开的方式可以是筛板撤出所述料斗，也可以是筛板分成两瓣或多瓣的形式打开。

优选的，所述料斗内壁上设有一个光电传感器，所述光电传感器设置在最下一层的筛板下方的料斗内壁上，用于感应是否有矿料从上方的筛板落下，所述光电传感器通过线路连接所述控制装置。由于进入所述料斗的矿料中不可避免地含有极细粉末状矿料，这些极细粉末状矿料如果掉落在多孔板的孔洞内会影响色选效果，所以通过所述光电传感器的感应将极细粉末状矿料提前排除在色选程序之外。

使用时，根据矿料中待分选矿物单体解离的粒度范围，选择合适目数的筛板置于料斗内，将预处理的矿料放入所述料斗，矿料在自身重力和料斗抖动的作用下，在各级筛板之间进行进一步筛分分级，大粒径的矿料被筛板截留，小粒径的矿料落到下一筛板继续筛分，直至矿料被筛分成若干个粒径相差在10目以下的窄级别，这些矿料便于在对应粒径规格的多孔板上分布。矿料中含有的极细粉末状矿料从最下一层的筛板掉落入集料斗，当所述光电传感器不再感应到有矿料从最下一层的筛板掉落时，证明极细粉末状矿料已经排除完毕，将振动装置和多孔板置于料斗下方，最下一层筛板在其对应的控制器的控制下打开，使得最下一层筛板上的样品落入对应的多孔板进行分选。

所述多孔板和振动装置设在所述料斗的下方，多孔板可拆卸地固定在振动装置上表面，用于承接从料斗落下的矿料。所述多孔板的上表面具有凹陷的孔洞，同一多孔板的所有孔洞的直径相同、深度相同，优选的，所述孔洞呈阵列排布在多孔板上。

优选的，所述多孔板的数量与所述筛板的数量相同，每个所述多孔板孔洞的尺寸对应一定范围的目数，例如，一号多孔板的孔洞对应放置35-40目的矿粒，孔洞直径为0.42-0.50mm，深度为0.30-0.35mm，二号多孔板的孔洞对应放置40-42目的矿粒，孔洞直径为0.38-0.42mm，深度为0.25-0.30mm，三号多孔板的孔洞对应放置42-45目的矿粒，孔洞直径为0.35-0.38mm，深度为0.23-0.28mm，四号多孔板的孔洞对应放置45-48目的矿粒，孔洞直径为0.32-0.35mm，深度为0.20-0.25mm，五号多孔板的孔洞对应放置48-50目的矿粒，孔洞直径为0.30-0.32mm，深度为0.18-0.23mm，六号多孔板的孔洞对应放置50-60目的矿粒，孔洞直径为0.27-0.30mm，深度为0.16-0.21mm，七号多孔板的孔洞对应放置60-65目的矿粒，孔洞直径为0.25-0.27mm，深度为0.14-0.19mm，八号多孔板的孔洞对应放置65-70目的矿粒，孔洞直径为0.23-0.25mm，深度为0.12-0.17mm，九号多孔板的孔洞对应放置70-80目的矿粒，孔洞直径为0.21-0.23mm，深度为0.10-0.15mm。

使用时，根据矿料中待分选矿物单体解离的粒度范围，选择合适的多孔板和合适目数的筛板置于料斗内。当极细粉末状矿料排除完毕后，将所述振动装置和多孔板置于料斗下方，最下一层筛板在其对应的控制器的控制下打开，使得最下一层筛板上的样品均匀播撒到对应的多孔板再进行分选；再选择对应倒数第二层筛板的多孔板安装在振动装置上，倒数第二层筛板在其对应的控制器的控制下打开，倒数第二层筛板上的样品均匀播撒到对应的多孔板再进行分选，以此类推，直到所述料斗内所有筛板的矿料都均匀播撒到对应的多孔板上为止。

所述振动装置能够带动所述多孔板在上下、左右、前后方向上振动，所述振动装置的振幅能够手动调节或由所述控制装置调节。矿料从所述料斗中掉落到多孔板上后，经过所述振动装置的多方向振动，将没有入孔洞的矿料移入空置的孔洞中，同时将挤入已有矿料的孔洞中的多余矿粒移出孔洞，多余的矿料通过振动作用掉落到下方的集料斗中，促进矿料在多孔板的所有孔洞中的均匀分布。

优选的，所述振动装置的上表面为倾斜的，使得固定在振动装置上的所述多孔板倾斜，便于振动时，多余的矿料滑落入所述集料斗，更优选的，所述多孔板与水平面所成的角度可以根据矿料粒径的大小而调节。优选的，所述多孔板与水平面所成的角度为10-80度。

优选的，所述多孔板的上方设有刮板，所述刮板能够沿着多孔板的上表面运动，例如，所述振动装置上表面的边缘处设有刮板滑轨，所述刮板的两端可拆卸地固定在所述刮板滑轨上，使得刮板能够在多孔板外部和多孔板上运动，将高出多孔板上表面一定高度的矿料刮除，落入所述集料斗中，所述高出多孔板上表面一定高度的矿料包括未进入孔洞的矿料和因挤在同一孔洞中而高出多孔板上表面的矿粒，使得一个孔洞中放置一颗矿粒。所述刮板的运动可以是手动控制，也可以是由所述控制装置自动控制。

使用时，所述刮板在多孔板上表面沿所述刮板滑轨运动，将所述高出多孔板上表面一定高度的矿料刮除，落入所述集料斗中，然后停留在多孔板边缘的外部，等待下次运动。

为了便于所述矿物收集装置从多孔板的孔洞中吸取矿粒，同时防止一颗矿粒卡在一个孔洞中难以吸出，所述孔洞的深度小于直径，使得矿粒即使落入孔洞中，也会有一小部分高出所述多孔板的上表面，面对这种情况，所述刮板可以采取两种设计避免将孔洞内唯一一颗矿粒刮出：(1)所述刮板的下表面平滑，且与多孔板的上表面保持距离，所述距离为孔洞的直径与深度的差值；(2)所述刮板的下表面接触多孔板的上表面，且刮板下表面在对应孔洞的位置设有向上凹陷的孔道，所述孔道向上凹陷的深度为孔洞直径与孔洞深度的差值。

优选的，所述集料斗的底部通过负压气路与所述料斗的顶部入口连接，将落入集料斗的矿料回收到所述料斗重新播撒。优选的，当所述布料装置包括多个料斗时，所述集料斗的底部通过负压气路与未放置筛板的另一料斗的顶部入口连接，将落入集料斗的矿料回收到另一料斗重新在多孔板上播撒，提高多孔板的利用率。

本发明创造性地使用具有不同大小孔洞的多孔板对不同粒径的矿料进行分散，实现一个孔洞内放置一颗矿粒，便于所述矿物收集装置在多孔板上进行分选和计量，所述振动装置能够促进矿料在多孔板上的分布，以及多孔板上多余矿料的去除。所述料斗的优选方案能够实现多级筛选，根据矿料粒径的区别将一批矿料精细筛分，然后与对应孔洞大小的多孔板配合，有利于实现多孔板中一个孔洞对应一颗矿粒的目标，并且筛选和区分过程自动化完成，无需人工分选。

优选的，在矿料从料斗向多孔板播散的过程中，所述料斗与多孔板的相对位置能够移动，促进矿料的均匀播撒，可以是所述多孔板固定，料斗移动位置，也可以是所述料斗固定，多孔板移动位置，还可以是所述多孔板与料斗均移动位置，并且具有相对位移。

优选的，所述料斗的下部设有第二摄像装置，在所述布料装置完成一次播撒、振动、刮板刮除操作后，第二摄像装置对下方的多孔板拍照，图像数据传到所述控制装置进行处理识别，并计算多孔板孔洞的空置率，若空置率大于设定值，则表示较多的孔洞中没有矿料，多孔板利用率不高，将所述集料斗中的矿料运回所述料斗或另一个料斗，进行第二次播撒、振动、刮板刮除操作，降低空置率。

所述运动滑轨连接在工作台上，运动滑轨包括第一滑轨、第二滑轨、第三滑轨和第四滑轨，所述第一滑轨和第二滑轨相互平行并分别设在工作台的两侧，所述第三滑轨设在第一滑轨和第二滑轨的上方，且与第一滑轨和第二滑轨垂直，所述第四滑轨连接在第三滑轨上，且与第一滑轨和第三滑轨均相互垂直，即所述第一滑轨、第三滑轨和第四滑轨分别在相互垂直的空间三维方向上。所述第三滑轨和第四滑轨位于工作台的上方。

所述第一滑轨上连接第一滑块，第二滑轨上连接第二滑块，所述第一滑块通过第一固定连接杆连接第三滑轨，所述第二滑块通过第二固定连接杆连接第三滑轨，第一固定连接杆和第二固定连接杆长度相同，使得第三滑轨平行于水平面。使用时，所述第一滑块和第二滑块同步运动，保证第三滑轨始终与第一滑轨垂直。

所述第三滑轨通过第三滑块固定连接第四滑轨，所述第三滑块连接第三滑轨并能在第三滑轨上移动位置。所述第四滑轨固定在第三滑块上，并能随第三滑块沿着第三滑轨移动位置。

所述第四滑块连接在第四滑轨上，并能沿着第四滑轨移动位置。所述矿物收集装置固定在所述第四滑块上，并能随第四滑块沿着第四滑轨移动位置。这样，所述矿物收集装置通过所述第一滑轨、第二滑轨、第三滑轨和第四滑轨在三维空间内移动到任意位置，能够移动到下方的多孔板的任意位置吸取矿粒。

优选的，所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块通过传动链条连接所述控制装置。

所述矿物收集装置包括一根内管和一根套管，所述内管的外径小于套管的内径，所述内管的中上部伸入所述套管的中下部，所述内管与套管固定连接，且连接处气密性良好。所述内管的顶端和尾端分别设有上开口和下开口，所述多孔板上的矿粒从所述下开口进入内管，然后从所述上开口离开内管，并落入所述套管中。所述套管底部密闭，顶部开口连接所述压力装置。待所述套管底部积累的矿粒较多时，将套管与压力装置拆开，清除套管内的矿粒。

优选的，所述套管的顶部开口处设有筛网，防止吸入套管的矿粒进入所述压力装置。

优选的，所述内管的内径为1-2mm，外径为2-4mm，长度为50-70mm。

优选的，所述套管的内径为10-15mm，外径12-17mm，长度100-120mm。

优选的，所述内管伸入套管的长度为25-35mm。

优选的，所述内管与套管的材质为透明玻璃，便于观察矿粒吸入所述矿物收集装置之后的运动情况，防止内管堵塞，并及时清理套管内积累的矿粒。

优选的，所述矿物收集装置倾斜且与水平面具有一定角度，所述角度优选为30-50度，所述矿物收集装置通过一个可旋转卡位固定在第四滑块上。更优选的，所述矿物收集装置的倾斜角度可手动调节，也可通过所述控制装置自动调节。所述矿粒从所述内管的上开口进入套管后，在重力的作用下竖直落下，当内管和套管倾斜时，矿粒竖直落在套管的管壁上，再滑落到套管底部，而不会落入内管，防止吸入的矿粒重新从内管落出。

本发明所述的矿物收集装置采用内管套接套管的设计，避免了传统矿物收集装置吸力不足，吸入矿粒的容纳空间小的缺点，再配合对内管和套管的管径的设计和倾斜化设计，有效避免了矿粒回落或堵塞内管的现象，减少了矿物收集装置清理和更换的频率，提高了分选效率。

所述矿物收集装置的套管的顶部开口通过气路连接压力装置。所述压力装置包括真空设备、气压调节阀和气路，为所述矿物收集装置提供负压，吸取所述多孔板上的矿粒。优选的，所述真空设备和气压调节阀通过线路连接所述控制装置，在所述矿物收集装置移动到需要分选吸取的矿粒位置时，所述控制装置控制压力装置提供负压，吸取矿粒，吸取完成后，停止提供负压，等待所述矿物收集装置移动并需要再次吸取矿粒。

所述第一摄像装置设置在所述多孔板的上方，并通过线路连接所述控制装置。优选的，所述第一摄像装置安装在所述第三滑块上。所述矿物收集装置吸取矿粒之前，所述第一摄像装置对多孔板的所有孔洞和矿粒拍照，所述控制装置的光电识别及信号处理传输系统对图像信息传输、分析和处理，通过启动色选程序，对图像逐点分析，针对有颜色差别的矿粒进行计数，实现定量功能，同时识别记录有颜色差别的矿粒的具体位置，实现定位功能，再将信号传输给电控装置，所述电控装置控制所述运动滑轨带动矿物收集装置运动到有颜色差别的矿粒的孔洞，逐一进行吸取，在多孔板上留下需要的矿料，最终实现单矿物的分选。

本发明所述的布料装置可以安装在所述工作台上，也可以与工作台独立，当布料装置与工作台独立安装时，所述多孔板在布料装置和工作台之间的移动通过人工移动或机械移动完成。

所述控制装置包括光电识别及信号处理传输系统、电控装置以及内置的色选程序和控制程序。所述光电识别及信号处理传输系统连接并控制所述第一摄像装置，识别并处理图像信息，优选的，所述光电识别及信号处理传输系统连接并控制所述第二摄像装置，识别并处理图像信息；优选的，所述光电识别及信号处理传输系统连接并控制所述光电传感器和控制器，识别并处理光电信号，对多级筛板进行识别分析，判断应该打开放料的筛板。

所述色选程序和控制程序为所述控制装置的主控软件，所述色选程序对第一摄像装置获取的图像逐点分析，定量矿料纯度，定位不同颜色的矿粒；所述控制程序控制所述气压调节阀，进而决定吸取矿粒的时机，所述控制程序还控制所述电控装置，并根据分选矿粒的程序向电控装置发出运动指令。

所述电控装置控制所述色选装置的运动部件，所述电控装置控制所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块的运动，控制所述振动装置和筛板。例如电控装置通过控制所述第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块的运动，使得所述矿物收集装置准确定位需要分选的矿料；电控装置还可以控制所述振动装置的振幅和倾斜角度，控制所述刮板的运动，控制所述料斗的位移，控制所述筛板的打开和闭合，控制所述矿物收集装置的倾斜角度。

所述控制装置的安装位置选自所述第三滑块、工作台或工作台旁边。

本发明所述的色选装置使用外接电源或内置电源，例如蓄电池、电池等。

附图说明

图1所示为布料装置的结构图。

图2所示为布料装置的侧视图。

图3所示为刮板示意图。

图4所示为色选装置的分选部分装置的结构图。

图5所示为矿物收集装置的结构图。

附图中，1-工作台，2-多孔板，201-孔洞，3-第一滑轨，301-第一滑块，302-第一固定连接杆，4-第二滑轨，401-第二滑块，402-第二固定连接杆，5-第三滑轨，501-第三滑块，6-第四滑轨，601-第四滑块，7-传动链条，8-矿物收集装置，801-内管，802-套管，803-筛网，9-气管，10-气压调节阀，11-真空设备，12-第一摄像装置，13-第一料斗，1301-筛板，1302-光电传感器，1303-控制器，1304-第二摄像装置，14-刮板，15-刮板滑轨，16-振动装置，17-集料斗，18-控制装置，19-第二料斗。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合说明书附图对本发明提供的单矿物分选的色选装置作进一步说明，其中单矿物分选的纯度通过双目镜下人工挑选验证。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上方”、“下方”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的范围构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸连接或者一体式连接；可以是机械连接，也可以是电或磁连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

实施例1

本实施例的布料装置的结构图如图1和2所示，布料装置包括第一料斗13、振动装置16和集料斗17。第一料斗13设在振动装置16的上方，振动装置16与第一料斗13之间设置多孔板2，振动装置16与多孔板2可拆卸固定连接，集料斗17设在振动装置16的下方，用于收集从多孔板2掉落的矿料。

第一料斗13内部放置三层筛板1301，筛板1301用于筛分从第一料斗13落下的矿料，三个筛板1301均垂直于第一料斗13的中轴线。不同筛板1301具有不同目数，从上到下筛板1301的目数分别为40目、42目、45目。每个筛板1301配有一个控制器1303，控制器1303通过线路连接控制装置18，并能够控制对应的筛板1301打开和关闭，使得筛板1301上的矿料从第一料斗13中掉落，筛板1301打开的方式可以是筛板1301撤出第一料斗13，也可以是筛板1301分成两瓣的形式打开。

第一料斗13内壁上设有一个光电传感器1302，光电传感器1302设在45目筛板1301的下方，用于感应是否有矿料从上方的筛板1301落下，光电传感器1302通过线路连接控制装置18。

使用时，将矿料放入第一料斗13，矿料在各级筛板1301之间进行筛分，大粒径的矿料被筛板1301截留，小粒径的矿料落到下一筛板1301继续筛分，直至矿料被筛分成若干个粒径相差在10目以下的窄级别，这些矿料便于在对应粒径规格的多孔板2上分布。矿料中含有的极细粉末状矿料从最下一层的筛板1301掉落入集料斗17，当光电传感器1302不再感应到有矿料从最下一层的筛板1301掉落时，证明极细粉末状矿料已经排除完毕，将振动装置16和多孔板2置于第一料斗13下方，最下一层筛板1301在其对应的控制器1303的控制下打开，使得最下一层筛板1301上的样品落入对应的多孔板2进行分选。

多孔板2的上表面具有凹陷的孔洞201，同一多孔板2的所有孔洞201的直径相同、深度相同，孔洞202以20×20的阵列排布在多孔板2上。

本实施例的色选装置具有两个多孔板2，为了便于矿物收集装置8从多孔板2的孔洞201中吸取矿粒，同时防止一颗矿粒卡在一个孔洞201中难以吸出，孔洞201的深度小于直径，使得矿粒即使落入孔洞201中，也会有一小部分高出多孔板2的上表面，二号多孔板的孔洞对应放置40-42目的矿粒，孔洞直径为0.42mm，深度为0.30mm，三号多孔板的孔洞对应放置42-45目的矿粒，孔洞直径为0.35mm，深度为0.28mm，

使用时，根据矿料中待分选矿物单体解离的粒度范围，选择合适的多孔板2并选择合适目数的筛板1301置于第一料斗13内。多孔板2可拆卸地固定在振动装置16的上表面，用于承接从第一料斗13落下的矿料。

振动装置16能够带动多孔板2在上下、左右、前后方向上振动，振动装置16的上表面为倾斜的，使得多孔板2也倾斜，便于多余的矿料滑落入集料斗17。振动装置16的振幅和倾斜角度能够由控制装置18调节。

矿料从第一料斗13中掉落到多孔板2上后，经过振动装置16的多方向振动，将没有落入孔洞201的矿料移入空置的孔洞201中，同时将挤入已有矿料的孔洞201中的多余矿粒移出孔洞201，多余的矿料通过振动作用掉落到下方的集料斗17中，促进矿料在多孔板2的所有孔洞201中的均匀分布。

多孔板2的上方设有刮板14，刮板14的下表面接触多孔板2的上表面，且刮板14下表面在对应孔洞201的位置设有向上凹陷的孔道，孔道向上凹陷的深度为孔洞201直径与孔洞201深度的差值，如图3所示。

振动装置16上表面的边缘处设有刮板滑轨15，刮板14的两端可拆卸地固定在刮板滑轨上15，使得刮板14能够在多孔板2外部和多孔板2上运动，将高出多孔板2上表面一定高度的矿料刮除，落入集料斗17中，高出多孔板2上表面一定高度的矿料包括未进入孔洞201的矿料和因挤在同一孔洞201中而高出多孔板2上表面的矿粒，使得一个孔洞201中放置一颗矿粒。刮板14的运动由控制装置18控制。使用时，刮板14在多孔板2上表面沿刮板滑轨15运动，将高出多孔板2上表面一定高度的矿料刮除，落入集料斗17中，然后停留在多孔板2边缘的外部，等待下次运动。

集料斗17的底部通过负压气路与第一料斗13的顶部入口连接，将落入集料斗17的矿料回收到第一料斗13重新播撒。

在矿料从第一料斗13向多孔板2播撒的过程中，第一料斗13沿多孔板2的孔洞的排列方阵移动位置，与多孔板2的相对位置发生改变，促进矿料的均匀播撒。

第一料斗13的下部设有第二摄像装置1304，在布料装置完成一次播撒、振动、刮板刮除操作后，第二摄像装置1304对下方的多孔板2拍照，图像数据传到控制装置18进行处理识别，并计算多孔板孔洞201的空置率，若空置率大于设定值，则表示较多的孔洞201中没有矿料，多孔板2利用率不高，将集料斗17中的矿料运回第一料斗13，进行第二次播撒、振动、刮板刮除操作，降低空置率。

本实施例的布料装置与工作台1独立，多孔板2在布料装置和工作台1之间的移动通过人工移动完成。

本实施例的色选装置的分选部分装置的结构图如图4所示，运动滑轨设置在工作台1上，运动滑轨包括第一滑轨3、第二滑轨4、第三滑轨5和第四滑轨6，第一滑轨3和第二滑轨4相互平行并分别设在工作台1的两侧，第三滑轨5设在第一滑轨3和第二滑轨4的上方，且与第一滑轨3和第二滑轨4垂直，第四滑轨6连接在第三滑轨5上，且与第一滑轨3和第三滑轨5均相互垂直，即第一滑轨3、第三滑轨5和第四滑轨6分别在相互垂直的空间三维方向上。

第一滑轨3上连接第一滑块301，第二滑轨4上连接第二滑块401，第一滑块301通过第一固定连接杆302连接第三滑轨5，第二滑块401通过第二固定连接杆402连接第三滑轨5，第一固定连接杆302和第二固定连接杆402长度相同，使得第三滑轨5平行于水平面。使用时，第一滑块301和第二滑块401同步运动，保证第三滑轨5始终与第一滑轨3垂直。

第三滑轨5通过第三滑块501固定连接第四滑轨6，第三滑块501连接第三滑轨5并能在第三滑轨5上移动位置。第四滑轨6固定在第三滑块501上，并能随第三滑块501沿着第三滑轨5移动位置。

第四滑块601连接在第四滑轨6上，并能沿着第四滑轨6移动位置。第一滑块301、第二滑块401、第三滑块501和第四滑块601通过传动链条7连接控制装置18。

矿物收集装置8固定在第四滑块601上，并能随第四滑块601沿着第四滑轨6移动位置。这样，矿物收集装置8通过第一滑轨3、第二滑轨4、第三滑轨5和第四滑轨6在三维空间内移动到任意位置，能够移动到下方的多孔板2的任意位置吸取矿粒。

矿物收集装置8的结构图如图5所示，矿物收集装置8包括一根内管801和一根套管802，内管801的内径为1mm，外径为2mm，长度为50mm，套管802的内径为10mm，外径12mm，长度100mm，内管801的上部伸入套管802的下部的长度为25mm。内管801与套管802固定连接，且连接处气密性良好。内管801的顶端和尾端分别设有上开口和下开口，多孔板2上的矿粒从下开口进入内管801，然后从上开口离开内管801，并落入套管802中。套管802底部密闭，顶部开口处设有筛网803，并连接压力装置，防止吸入套管802的矿粒进入压力装置。待套管802底部积累的矿粒较多时，将套管802与压力装置拆开，清除套管802内的矿粒。

内管801与套管802的材质为透明玻璃，便于观察矿粒吸入矿物收集装置8之后的运动情况，防止内管801堵塞，并及时清理套管802内积累的矿粒。

矿物收集装置8且与水平面的夹角为45度，矿物收集装置8通过一个可旋转卡位固定在第四滑块601上，使得矿物收集装置8的倾斜角度可手动调节。矿粒从内管801的上开口进入套管802后，在重力的作用下竖直落下，当内管801和套管802倾斜时，矿粒竖直落在套管802的管壁上，再滑落到套管802底部，而不会落入内管801，防止吸入的矿粒重新从内管801落出。

矿物收集装置8的套管802的顶部开口通过气路9连接真空设备11，气路9上设有气压调节阀10，真空设备11为矿物收集装置8提供负压，吸取多孔板2上的矿粒。真空设备11和气压调节阀10通过线路连接控制装置18，在矿物收集装置8移动到需要分选吸取的矿粒位置时，控制装置18控制压力装置提供负压，吸取矿粒，吸取完成后，停止提供负压，等待矿物收集装置8移动并需要再次吸取矿粒。

第一摄像装置12安装在第三滑块501上，并位于多孔板2的上方，且通过线路连接控制装置18。矿物收集装置8吸取矿粒之前，第一摄像装置12对多孔板2的所有孔洞201和矿粒拍照，控制装置18的光电识别及信号处理传输系统对图像信息传输、分析和处理，通过启动色选程序，对图像逐点分析，针对有颜色差别的矿粒进行计数，实现定量功能，同时识别记录有颜色差别的矿粒的具体位置，实现定位功能，再将信号传输给电控装置，电控装置控制运动滑轨带动矿物收集装置8运动到有颜色差别的矿粒的孔洞201，逐一进行吸取，在多孔板2上留下需要的矿料，最终实现单矿物的分选。

控制装置18安装在第三滑块501上，包括光电识别及信号处理传输系统、电控装置以及内置的色选程序和控制程序。光电识别及信号处理传输系统连接并控制第一摄像装置12和第二摄像装置1304，识别并处理图像信息；光电识别及信号处理传输系统连接并控制光电传感器1302和控制器1303，识别并处理光电信号，对多级筛板1301进行识别分析，判断应该打开放料的筛板1301。

色选程序和控制程序为控制装置的主控软件，色选程序对第一摄像装置12和第二摄像装置1304获取的图像逐点分析，定量矿料纯度，定位不同颜色的矿粒；控制程序控制气压调节阀10，进而决定吸取矿粒的时机，控制程序还控制电控装置，并根据分选矿粒的程序向电控装置发出运动指令。

电控装置控制色选装置的运动部件，电控装置通过控制第一滑块301、第二滑块401、第三滑块501和第四滑块601的运动，使得矿物收集装置8准确定位需要分选的矿料；电控装置还可以控制振动装置16的振幅和倾斜角度，控制刮板14的运动，控制第一料斗13的位移，控制筛板1301的打开和闭合。

本实施例的色选装置使用外接电源。

实施例2

本实施例的用于单矿物分选的色选装置的振动装置上不设置刮板14和刮板滑轨15，通过倾斜多孔板2的振动，使多余矿粒落入集料斗17。第一料斗13内不设置筛板1301、光电传感器1302和控制器1303，通过人工操作将原始矿粒进行精细筛分后，通过第一料斗13播撒在多孔板2上。

本实施例的色选装置的其它结构与实施例1的色选装置的其它结构相同。

实施例3

本实施例的用于单矿物分选的色选装置的布料装置包括第一料斗13和第二料斗19，第二料斗19中不设筛板，第二料斗19设置在第一料斗13的旁边，集料斗17的底部通过负压气路与第二料斗19的顶部入口连接，当多孔板2的空置率大于预设值时，将落入集料斗17的矿料回收到第二料斗19重新播撒到多孔板2上，使用时，将振动装置和多孔板2手动移动到第二料斗19下方，等待二次播撒。

本实施例的色选装置的其它结构与实施例1的色选装置的其它结构相同。

实施例4

本实施例使用的色选装置的第一料斗13内部设置五个筛板1301，从上到下分别为42目、45目、48目、50目和60目，选择二号多孔板的孔洞对应放置40-42目的矿粒，孔洞直径为0.42mm，深度为0.3mm，三号多孔板的孔洞对应放置42-45目的矿粒，孔洞直径为0.35mm，深度为0.28mm，四号多孔板的孔洞对应放置45-48目的矿粒，孔洞直径为0.32mm，深度为0.25mm，五号多孔板的孔洞对应放置48-50目的矿粒，孔洞直径为0.30mm，深度为0.22mm，六号多孔板的孔洞对应放置50-60目的矿粒，孔洞直径为0.27mm，深度为0.20mm，其它结构与实施例1的色选装置相同，多孔板2的孔洞数量为1000个。

使用色选装置对榴辉岩进行分选，榴辉岩的主要矿物组成为红色石榴子石和绿色绿辉石，以及少量石英、角闪石、尖晶石、橄榄石等矿物。

针对样品中红色石榴子石有别于其他矿物的颜色特征，采用色选装置进行分选，包括以下步骤：

(1)将样品采用颚式破碎机粗碎到1-2cm，然后采用盘式研磨机粉碎2秒，粉碎后的样品分别过40目、60目和80目的筛子，双目镜下观察各粒级样品，可以看到石榴子石在40-60目这一粒级已实现单体解离，故将粗碎后的样品粉碎至40-60目，取40-60目的样品水洗后，烘干备用；

(2)采用磁选仪对步骤(1)处理后的样品进行初步富集，磁选仪横向倾角为20°，电流为0.4a，此时石榴子石富集于磁性矿物端，非磁性矿物端主要是石英等杂质；

(3)接通电源，将步骤(2)处理后的石榴子石样品放入第一料斗13中，样品在下落过程中经过第一料斗13内的多级筛板1301；

(4)通过光电传感器1302判断小于60目的矿料是否完成排除，将六号多孔板2固定在振动装置16上；

(5)60目筛板1301在其控制器1303的控制下打开，60目筛板上的样品播撒在下方的六多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

(6)刮板14沿着刮板滑轨15，从多孔板2的一端运动到另一端，将未进入孔洞201的样品和因挤在同一孔洞中而高出多孔板2上表面的样品刮除，落入集料斗17中；

(7)第二摄像装置1304对多孔板2拍照，经过光电识别及信号处理传输系统分析计算多孔板2孔洞的空置率，若空置率大于20％，将集料斗17中的样品运回第一料斗13，再次进行步骤(3)-(6)的操作；

(8)多孔板2孔洞的空置率小于20％时，将多孔板2放置在工作台1上，第一摄像装置12对多孔板2的上表面进行拍照，经过光电识别及信号处理传输系统和色选程序分析计算样品纯度和定位需要分选的矿粒；

(9)第一摄像装置12对多孔板2的所有孔洞201和矿粒拍照，控制装置18的光电识别及信号处理传输系统对图像信息传输、分析和处理，针对有颜色差别的矿粒进行计数，同时识别记录有颜色差别的矿粒的具体位置，再将信号传输给电控装置；

(10)矿物收集装置8通过第一滑轨3、第二滑轨4、第三滑轨5和第四滑轨6运动到需要分选的矿粒位置，同时，调节矿物收集装置8的倾斜角度为45度；

(11)压力装置为矿物收集装置8提供负压，吸取需要分选的矿粒，然后停止提供负压，等待下一次吸取；

重复步骤(10)和(11)直到多孔板2上需要分选的矿粒全部被矿物收集装置8吸取；

(12)收集多孔板2上留下的样品，即为50-60目的单矿物石榴子石，纯度达到99.6％。

(13)将五号多孔板2固定在振动装置16上，50目筛板1301及以下的筛板1301在各自控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

重复步骤(6)～(11)，收集五号多孔板2上留下的样品，即为48-50目的单矿物石榴子石，纯度达到99.7％；

(14)将四号多孔板2固定在振动装置16上，48目筛板1301及以下的筛板1301在各自控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的四号多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得四号多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

重复步骤(6)～(11)，收集四号多孔板2上留下的样品，即为45-48目的单矿物石榴子石，纯度达到99.7％；

(15)将三号多孔板2固定在振动装置16上，45目筛板1301及以下的筛板1301在各自控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的三号多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得三号多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

重复步骤(6)～(11)，收集三号多孔板2上留下的样品，即为42-45目的单矿物石榴子石，纯度达到99.6％；

(16)将二号多孔板2固定在振动装置16上，42目筛板1301及以下的筛板1301在各自控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的二号多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得二号多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

重复步骤(6)～(11)，收集二号多孔板2上留下的样品，即为40-42目的单矿物石榴子石，纯度达到99.8％。

实施例5

本实施例使用的色选装置的第一料斗13内部设置两个筛板1301，从上到下分别为50目和60目，选择六号多孔板的孔洞对应放置50-60目的矿粒，孔洞直径为0.27mm，深度为0.20mm，其它结构与实施例1的色选装置相同，多孔板2的孔洞数量为1000个。使用色选装置对花岗岩进行分选，花岗岩的主要矿物组成为无色透明石英、浅肉红色钾长石和白灰色斜长石，以及少量黑云母、角闪石等矿物。

针对样品中浅肉红色钾长石有别于其他矿物的颜色特征，采用色选装置进行分选，包括以下步骤：

(1)将样品采用颚式破碎机粗碎到1-2cm，然后采用盘式研磨机粉碎2秒，粉碎后的样品分别过40目、50目、60目和80目的筛子，双目镜下观察各粒级样品，可以看到钾长石在50-60目这一粒级已实现单体解离，故将粗碎后的样品粉碎至50-60目，取50-60目的样品水洗后，烘干备用；

(2)采用磁选仪对步骤(1)处理后的样品进行初步富集，磁选仪横向倾角为20°，电流为0.8a，此时黑云母和角闪石等暗色矿物集于磁性矿物端，非磁性矿物端主要是钾长石；

(3)接通电源，将步骤(2)处理后的钾长石样品放入第一料斗13中，样品在下落过程中经过第一料斗13内的多级筛板；

(4)通过光电传感器1302判断判断小于60目的矿料是否完成排除，将六号多孔板2固定在振动装置16上；

(5)60目的筛板1301在其控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得六号多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

(6)刮板14沿着刮板滑轨15，从多孔板2的一端运动到另一端，将未进入孔洞201的样品和因挤在同一孔洞中而高出多孔板2上表面的样品刮除，落入集料斗17中；

(7)第二摄像装置1304对多孔板2拍照，经过光电识别及信号处理传输系统分析计算多孔板2孔洞的空置率，若空置率大于20％，将集料斗17中的样品运回第一料斗13，再次进行步骤(3)-(6)的操作；

(8)多孔板2孔洞的空置率小于20％时，将多孔板2放置在工作台1上，第一摄像装置12对多孔板2的上表面进行拍照，经过光电识别及信号处理传输系统和色选程序分析计算样品纯度和定位需要分选的矿粒；

(9)第一摄像装置12对多孔板2的所有孔洞201和矿粒拍照，控制装置18的光电识别及信号处理传输系统对图像信息传输、分析和处理，针对有颜色差别的矿粒进行计数，同时识别记录有颜色差别的矿粒的具体位置，再将信号传输给电控装置；

(10)矿物收集装置8通过第一滑轨3、第二滑轨4、第三滑轨5和第四滑轨6运动到需要分选的矿粒位置，同时，调节矿物收集装置8的倾斜角度为50度；

(11)压力装置为矿物收集装置8提供负压，吸取需要分选的矿粒，然后停止负压，等待下一次吸取；

重复步骤(10)和(11)直到多孔板2上需要分选的矿粒全部被矿物收集装置8吸取；

(12)收集多孔板2上留下的样品，即为50-60目的单矿物钾长石，纯度达到99.6％。

实施例6

本实施例使用的色选装置的第一料斗13内部设置三个筛板1301，从上到下分别为65目、70目和80目，选择七号多孔板的孔洞对应放置60-65目的矿粒，孔洞直径为0.27mm，深度为0.19mm，八号多孔板的孔洞对应放置65-70目的矿粒，孔洞直径为0.23mm，深度为0.16mm，九号多孔板的孔洞对应放置70-80目的矿粒，孔洞直径为0.21mm，深度为0.13mm，其它结构与实施例1的色选装置相同，多孔板2的孔洞数量为1000个。使用色选装置对黄铁矿型石英砂岩进行分选，黄铁矿型石英砂岩的主要矿物组成为石英、长石，含有少量黄铁矿。

针对样品中浅黄铜色黄铁矿有别于其他矿物的颜色特征，采用色选装置进行分选，包括以下步骤：

(1)将样品采用颚式破碎机粗碎到1-2cm，然后采用盘式研磨机粉碎2秒，粉碎后的样品分别过40目、50目、60目、80目和90目的筛子，双目镜下观察各粒级样品，可以看到黄铁矿在60-80目这一粒级已实现单体解离，故将粗碎后的样品粉碎至60-80目；

(2)采用摇床对步骤(1)处理后的样品进行初步富集，黄铁矿富集于重矿物端，轻矿物端则是石英和长石，将黄铁矿富集后的样品烘干备用；

(3)接通电源，将步骤(2)处理后的样品放入第一料斗13中，样品在下落过程中经过第一料斗13内的多级筛板；

(4)通过光电传感器1302判断小于80目的矿料是否完成排除，将九号多孔板2固定在振动装置16上；

(5)80目的筛板1301在其控制器1303的控制下打开，样品播撒在下方的九号多孔板2上，同时通过振动装置16的振动使得九号多孔板2的一个孔洞201内放置一粒样品；

(6)刮板14沿着刮板滑轨15，从多孔板2的一端运动到另一端，将未进入孔洞201的样品和因挤在同一孔洞中而高出多孔板2上表面的样品刮除，落入集料斗17中；

(7)第二摄像装置1304对多孔板2拍照，经过光电识别及信号处理传输系统分析计算多孔板2孔洞的空置率，若空置率大于20％，将集料斗17中的样品运回第一料斗13，再次进行步骤(3)-(6)的操作；

(8)多孔板2孔洞的空置率小于20％时，将八号多孔板2放置在工作台1上，第一摄像装置12对多孔板2的上表面进行拍照，经过光电识别及信号处理传输系统和色选程序分析计算样品纯度和定位需要分选的矿粒；

(9)第一摄像装置12对多孔板2的所有孔洞201和矿粒拍照，控制装置18的光电识别及信号处理传输系统对图像信息传输、分析和处理，针对有颜色差别的矿粒进行计数，同时识别记录有颜色差别的矿粒的具体位置，再将信号传输给电控装置；

(10)矿物收集装置8通过第一滑轨3、第二滑轨4、第三滑轨5和第四滑轨6运动到需要分选的矿粒位置，同时，调节矿物收集装置8的倾斜角度为45度；

(11)压力装置为矿物收集装置8提供负压，吸取需要分选的矿粒，然后停止负压，等待下一次吸取；

重复步骤(10)和(11)直到多孔板2上需要分选的矿粒全部被矿物收集装置8吸取；

(12)收集多孔板2上留下的样品，即为70-80目的单矿物黄铁矿，纯度达到99.7％。

按照上述方法，分别使用八号多孔板2和七号多孔板2进行分选，得到65-70目和60-65目的单矿物黄铁矿，纯度分别达到99.8％和99.7％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。