一种差异化精细选矿主机的制作方法

本发明涉及矿物分级领域，尤其涉及一种差异化精细选矿主机。

背景技术：

自然界中能直接用于冶炼的富矿并不多，特别是随着工业生产的发展，富矿的储量也在逐渐减少，因此不得不开采愈来愈多的贫矿。然而用低品位的贫矿冶炼是不经济的。为了降低冶炼成本，有效地提取矿石中的有用成分，综合利用国家资源，对从矿山开采出来的矿石，在冶炼之前要进行选矿。准备作业工艺过程包括：破碎、筛分、磨矿和分级等。

目前窄级别选矿的精矿品位和金属回收率明显高于非窄级别选矿的结果，干式窄级选别磁铁矿的精矿品位可以达到68％以上，金属回收率可以达到90％以上，远远高于传统选矿工艺技术。而窄级别选矿对分级工艺要求很高。然而现有的分级方法可能会消耗大量的水资源，而且一般只能分为两级或三级，若需要将矿物分为多级则需要将多台设备进行联合使用。

传统的多级机械筛分一次能够分级的级别较少，筛分效率低，目前效率最高的德瑞克高频振动筛效率也低于70％，筛上产品含有大量筛下产品，而且由于筛网容易发生堵塞处理量不大。传统干式气流分级设备能够通过气流和分级道的配合，把被分级物料分成粗粒、中粒和细粒，只能实现三个级别分级，且分级效果差，在粗粒中仍含有大量细粒级，不能实现精细准确分级效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种差异化精细选矿主机，实现多级精细化分级，解决目前无法对矿物粉料进行精细分级的问题。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种差异化精细选矿主机，包括：圆柱形主机套筒1；在圆柱主机套筒1内部上方安装有与主机套筒1的截面平行的风机2；主机套筒1内部还安装有与风机2平行的若干个整流盘3；整流盘3中部穿过有送料管道4，送料管道4的进料端设置在风机2的下方并从主机套筒1的侧面穿出；送料管道4下方设置有发散器装置5，发散器装置5下部连接有电机7；发散器装置5下部还设置有物料分级套筒6；发散器装置5由接料盘51及接料盘51上安装的压盘52组成，接料盘51及压盘52之间具有空腔，接料盘51和压盘52的接触面之间设置有间隙；物料分级套筒6由多个与接料盘51同心的同心套筒61组成。其中风机2的功率可以为0.75～1.5kw；电机7的功率可以为1～5kw。压盘52与接料盘51之间通过螺栓连接。电机7通过一个转轴与接料盘51连接，控制接料盘51进行旋转。风机2的功率及转速可以根据处理量以及处理的矿种来进行调整。电机7的功率及转速也可以根据处理量以及处理的矿种来进行调整。在一种实施方式中整流盘3中心穿过送料管道4的部位还可以设置一个直径与压盘52相同的防风管，防止风机产生的风直接吹到压板上而导致垂直向下的风变得紊乱。

更进一步的技术方案是，接料盘51包括圆形底盘511，与圆形底盘511同心的圆台512和圆环壁513，圆环壁513的外环面与底盘511垂直，且直径与圆形底盘511相同，圆环壁513内环面为锥面，圆环壁513截面为底边与圆形底盘511平行的直角梯形，直角梯形较长的底边与圆形底盘511接触；压盘52中心开有入料口521，入料口521上安装有上窄下宽的锥形套筒522，送料管道4伸入锥形套筒522中。送料管道4与锥形套筒522之间具有间隙，锥形套筒522可以随压盘52一起转动而不会影响送料管的稳定，而且矿料不会通过送料管道4与锥形套筒522之间的间隙漏出。矿料可以从送料管进入，再经过锥形套筒522通过压盘52上的入料口521，落到接料盘51中部的圆台512上；矿料落到圆台512上与之接触之后就会受到摩擦力的作用开始做离心作用，其中锥形套筒522的锥度为1.15～2，锥形套筒522随压盘52一同旋转，在这个锥度下矿物颗粒能够顺利落下而不会因为离心力而沿着锥形套筒522的锥面向上运动。

更进一步的技术方案是，物料分级套筒6由内到外相邻的两个同心套筒61的直径差逐渐增大。每两个相邻的同心套筒61之间可以形成一个环柱形通道62，当相邻的两个同心套筒61的直径差逐渐增大时，相邻的两个同心套筒61之间形成的环柱形通道62入口也由内至外逐渐变大。靠近中心的环柱形通道62用来对较轻的矿物颗粒进行分级，靠外的环柱形通道62用来对较重的矿物颗粒进行分级。当矿物颗粒较重时同一等级的矿物颗粒在水平方向上运动距离较大，更宽的环柱形通道62才能够供同一等级的矿物颗粒通过。

更进一步的技术方案是，物料分级套筒6的每两层同心套筒61之间形成一个环柱形通道62，每个环柱形通道62底部设置接料板63，接料板63安装在环柱形通道62内部的一个同心套筒61上，外部的一个套筒下边缘与接料板63之间具有开口可供颗粒从环柱形通道62中落到接料板63上；接料板63为屋脊形的两个斜面组成，斜面边缘设置有垂直的挡边，最低端设置有出料口65；所述接料板63上还设置有防风网66，所述防风网66与所述接料板63平行，且两者间设置有空隙。其中两个斜面之间的夹角为90～130°，在这个角度范围内，当矿物颗粒落下时不会在接料板63上弹起太高，也能方便矿物颗粒向出料口65滑动。其中防风网66的目数为14～50目，这个规格的防风网66可以使矿物颗粒落入到防风网66下方，有效的防止矿物颗粒被风吹起。在使用时矿物颗粒通过分级套筒的一个环柱形通道62落入到接料板63上的防风网66上，穿过防风网66后落到接料板63上，在接料板63与防风网66之间小距离反弹几次后沿着接料板63滑动到接料板63的出料口65。在矿物颗粒通过分级套筒的同时，由风机2产生的空气流也会一同经过分级套筒的一个环柱形通道62，然后随着矿物颗粒穿过防风网66，然后被接料板63反弹吹出防风网66。在实际生产中加装防风网66后能够有效的降低矿物颗粒被风机2产生的风吹动而弹出接料板63的概率。防风网66与接料板63之间的间距为6～10mm。

更进一步的技术方案是，接料盘51和压盘52之间的间隙为0.1～2.0mm。其中接料盘51和压盘52之间的间隙可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0mm，优选的为0.3～1.5mm，包括但不限于上述举例，还可以根据实际分级的矿种的特征进行调整。在进行干式选矿时一般会将矿磨到200目后进行分级，接料盘51和压盘52之间的间隙为0.1～2.0mm时矿物颗粒能够轻易通过而不会造成堵塞，而且能够将矿物颗粒均匀的甩出，在间隙与分级套筒之间运动时颗粒之间的碰撞将大大减少，分级的效率更高；当间隙小于0.1mm时会出现堵塞间隙的可能，当间隙太大时矿物颗粒在间隙与分级套筒之间运动时颗粒之间的碰撞增加，会影响分级效果。接料盘51和压盘52之间的间隙通过螺栓和垫片进行调整。在使用后会被磨损，可以继续通过螺栓和垫片重新调节间距，提高使用寿命。

更进一步的技术方案是，整流盘3为若干个垂直于主机套筒1截面的薄板构成的网格状结构。网格状结构的整流盘3能够将风机2产生的旋风整流为垂直向下的竖直风，使矿物颗粒受到竖直风力的作用可以将矿物颗粒在发散器装置5与物料分级套筒6之间的水平位移大大减少，就可以使矿物颗粒分级在较小的容器中进行。在主机套筒1侧面可以设置活动检查门，活动检查门可以用来检测主机套筒1内的风速。在对不同矿物颗粒进行分级时可以对风机2的风力以及电机7的转速进行调整，来适应不同矿物颗粒的性质。整流盘3中网格边长可以为10～15cm。

更进一步的技术方案是，组成物料分级套筒6的同心套筒61的上边位于同一分级平面64，分级平面64与接料盘51平行。

更进一步的技术方案是，接料盘51与物料分级套筒6之间设置有调距装置8，分级平面64与接料盘51的间距为6～12cm。分级平面64与接料盘51的间距限制了矿物颗粒的分离时间，当分级平面64与接料盘51的间距为6～12cm时，各个等级的矿物颗粒在到达分级平面64时已经被很好的分成多个等级，能够达到较好的分级效果；若分级平面64与接料盘51的间距太小，各等级的矿物颗粒到达分级平面64时还未被充分分散开，会造成分级效果差的问题。其中分级平面64与接料盘51的间距可以为6、7、8、9、10、11、12cm，优选的为8～10cm,包括但不限于上述举例，还可以根据实际分级的矿种的特征进行调整。其中分级平面64与接料盘51的间距可以进行调整，根据不同的矿物调整，使矿物颗粒能够分散到所有的物料分级套筒6的分级平面64，不会出现只使用到部分物料分级套筒6的情况。

更进一步的技术方案是，物料分级套筒6最内部套筒的环柱形通道62连接有除尘设备9。在分级后落入物料分级套筒6最内部环柱形通道62颗粒一般为细小的废料，可以连接除尘设备9防止粉尘污染。而其他环柱形通道62颗粒较大不会形成严重的粉尘污染。发明人惊喜的发现使用本发明的分级方法与其它干式选矿的分级方法相比，具有更少的粉尘污染，更好的工作环境。

更进一步的技术方案是，物料分级套筒6包括3～21个同心套筒61。其中相邻的两个套筒之间构成的环柱形通道62可以供矿物颗粒通过，3～21个同心套筒61可以形成2～20个环柱形通道62，对矿物颗粒分为2～20个等级，远远大于目前一般对矿物颗粒的分级数量。其中物料分级套筒6可以包括3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21个同心套筒61，优选的为5～16个，包括但不限于上述举例，可以根据实际矿种以及分级需求进行调整。

本发明的原理阐述：在使用时，通过球磨机磨过的矿物粉料进入到送料管道4，送料管道4为y字型，矿物粉料通过设置在主机套筒1两侧的送料管入口进入，在三通处会合，然后沿垂直的送料主管道向下，离开送料管道4进入发散器装置5压盘52上的锥形套筒522，通过锥形套筒522后经过压盘52的入料口521进入压盘52与接料盘51之间的空腔。发散器装置5通过其下方安装的电机7进行旋转，旋转产生的离心力迫使压盘52与接料盘51空腔中的矿物颗粒向空腔四周运动，矿物颗粒沿着圆环内环的斜面向上挤压，运动到压盘52与接料盘51的交界处，并通过交界处的间隙从发散机构抛散而出，抛散方向成水平方向360°。离开发散机构后的矿物颗粒的运动在水平面上为离心运动，在垂直面上为平抛运动。而风机2产生的风力在通过整流盘3后形成垂直向下的风力。垂直向下的风力作用在矿物颗粒上后使矿物颗粒竖直方向的运动时间减少，水平方向的位移减少。矿物颗粒的动量越大其水平方向的位移越大，在落入物料分级套筒6中时越靠近外侧。质量最小的废料落入到物料分级套筒6最内部套筒，然后通过出料口65进入除尘设备9。其它的矿物颗粒进入物料分级套筒6不同的套筒内，被分为若干个等级，并从不同的出料口65被收集起来。

矿物粉料经过送料管自由滑落进入发散器装置5，由发散器装置5把矿物粉料成水平方向360°分散，无论颗粒大小都能够保证矿粒以相同的初速度被分散出去，分散器装置的间隙大小可以在0.1～1.5mm的范围内调整，被处理矿物颗粒大小决定了间隙开度。被分散矿物粉料受到重力、空气阻力、和向下气流的同时作用，运动轨迹类似于抛物线状态，但不是抛物线状态，不同粒度大小的矿物受合力作用后运动距离截然不同，粒度大的距离远于颗粒小的，这样就实现了分级全过程。另外粒度大小一样的矿物和脉石之间因为密度差异，矿物和脉石质量是不一样的，相同的阻力时质量更大的运动距离更远，质量越大惯性越大，因此不同密度差异的物质之间也进行了分级作业。这次分级作业能够让有大密度差异的物质之间分散工作变得简单可行，传统选矿工艺复杂，难度大、高污染的、高能耗、高成本的困难局面将会轻松破解。

而粒度大小一样的矿物和脉石之间因为密度差异导致质量不同，相同的阻力时质量更大的运动距离更远，因此不同密度差异的物质之间也进行了分级作业。由本发明差异化精细分级后的矿物颗粒，在每一个级别内，矿物颗粒大小近似相等，脉石颗粒大小近似相等，但是矿物颗粒与脉石颗粒的大小是不相同的，密度大的物质颗粒小于密度小的，结果与密度比成正比。当矿物颗粒与脉石颗粒的密度比大于1.3以后采用机械筛分就可以实现高效率筛选。因此差异化精细分级设备能够让铜矿、锡矿、钨矿、铅锌矿，包括但不限于以上的有大密度差异的矿种，实现采用简单、无污染、超低成本的选别，筛选的品位和金属回收率高于传统选矿工艺。

筛分效率的高低对选别有巨大的影响，太钢尖山矿一次技术升级，把筛分效率从35％提升到75％，实现系统产能提升5％，年增经济效益一千多万。高效率的筛分分级可以把已经磨矿合格的矿物及时分离出来，避免过磨现象发生，降低能耗，提升产能，保证金属回收率。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：可以实现精细化分料，将研磨后的矿物颗粒分为多个等级，方便后续选矿。粉尘污染小，也不会浪费水资源。

附图说明

图1是根据本发明实施方式1的截面图；

图2是根据本发明实施方式1的立体部分截面图；

图3是根据本发明实施方式1的发散器装置示意图；

图4是根据本发明实施方式1的发散器装置截面图；

图5是根据图4中a部分的放大图；

图6是根据本发明实施方式1的物料分级套筒中的一个套筒示意图；

图7是根据本发明实施方式1的接料板的俯视图。

附图标记：

1：主机套筒；2：风机；3：整流盘；4：送料管道；5：发散器装置；6：物料分级套筒；7：电机；8：调距装置；9：除尘设备；51：接料盘5；52：压盘；61：同心套筒；62：环柱形通道；63：接料板；64：分级平面；65：出料口；66：防风网；511：底盘；512：圆台；513：圆环壁；521：入料口；522：锥形套筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1及图2所示，一种差异化精细选矿主机，包括：直径为1200mm的圆柱形主机套筒1；在圆柱主机套筒1内部上方安装有与主机套筒1的截面平行的风机2，风机2所在的主机套筒1轴段的直径为1300mm，风机2的功率为1.5kw。

主机套筒1内部还安装有与风机2平行的两个整流盘3，整流盘3为若干个垂直于主机套筒1的截面薄板构成的网格状结构。薄板与主机套筒1截面垂直，网格为正方形，其边长为10cm，薄板宽度为10cm。整流盘3中部留有孔，送料管道4可以从圆孔中穿过。

送料管道4的进料端设置在风机2的下方，分为两支从主机套筒1两侧穿出；送料管道4中部设置在主机套筒1中部，送料管道4出料端连接有发散器装置5，并与发散机构上端安装的锥形套筒522的上部对接，两者间留有1mm间隙。

锥形套筒522为上窄下宽的结构，其锥度为1.5。发散器装置5包括与锥形套筒522连接的压盘52，压盘52中部留有圆孔与锥形套筒522连接。压盘52下部安装有接料盘51，接料盘51及压盘52外径相同，两者接触的位置通过6个螺栓连接并留有间隙，螺栓上套有套筒，套筒经过加工使两者间隙为0.2mm，如图5所示。接料盘51包括圆形底盘511，圆形底盘511的中部安装有圆台512，还安装有与圆形底盘511同心的圆环壁513，圆环壁513的外环与底盘511垂直，外径与圆形底盘511相同，宽度与圆台512的高度相同，圆环壁513的截面为底边与圆形底盘511平行的直角梯形，较长的下底边与圆形底盘511接触；较短的上底边形成的圆环平面与压盘52之间通过螺栓而形成间隙。圆台512的锥面与圆环壁513的锥面之间形成一个凹槽，当压盘52与接料盘51连接后该凹槽与压盘52下表面形成空腔。当物料通过锥形套筒522落下时，先沿着圆台512的锥面落下与圆形底盘511接触，这时接料盘51带动压盘52一同转动。物料受到离心力的作用开始做远离圆心的运动，遇到圆环壁513的锥面后沿锥面向上运动，然后运动到接料盘51与压盘52之间的间隙，通过挤压，最终物料通过间隙被甩出。如图3和图4所示，其中圆形底盘511直径为160mm，厚度为6mm，圆台512的底面直径为47mm，高为14mm，锥度为2；圆环壁513截面的梯形高为14mm，底边长50mm，顶边长15mm。压盘52上的入料口直径为43mm。发散器装置5下部连接有电机7，其中电机7的输出端通过旋转轴与接料盘51连接，旋转轴通过轴承与固定套筒连接，固定套筒与主机套筒1通过支架固定，防止旋转轴在旋转中发生偏移，可以保证发散器装置5在水平面上旋转。

发散器装置5下部还设置有物料分级套筒6。物料分级套筒6包括9个同心套筒61。发散器装置5与物料分级套筒6分级平面64之间的高度差由旋转轴与接料盘51之间的调距装置8来调节；物料分级套筒6由多个与接料盘51同心的同心套筒61组成，其中最内部的一层套筒的直径与接料盘51直径相同为160mm，物料分级套筒6由内到外相邻的两个同心套筒61的直径差逐渐增大,具体其余8层同心套筒1的直径分别为：184、214、254、306、378、458、538、618mm。其中直径为458mm、538mm、618mm的同心套筒分别向上提升5mm、10mm和20mm。组成物料分级套筒6靠内部的6个同心套筒61的上边位于同一分级平面64，分级平面64与接料盘51平行。

如图1、图6和图7所示，物料分级套筒6的每两层套筒之间设置有两个出料口65，分别设置在圆柱形两侧。不同层的出口之间可以错开。物料分级套筒6最内部套筒与相邻的套筒之间的出料口65连接有除尘设备9。接料板63上还安装有挡风网。

使用实施例1中提供的差异化精细选矿主机进行分级试验

磁铁矿和赤铁矿

赤铁矿4.8～5.3g/cm³，脉石密度：2.65g/cm³,密度比为1.8～2，使用安装了实施例1的差异化精细选矿主机分级后，每个级别内矿物颗粒与脉石颗粒大小关系成正比例关系，铁矿颗粒的直径是脉石颗粒直径的一半左右。体积形成了较大差异，这种状态极有利于采用简单的方式进行高效率矿物选别，也更容易选别出高品位的精矿，并获得更高的金属回收率。赤铁矿达67％的精矿品位，金属回收率85％。

磁铁矿的分级结果和赤铁矿相同，使用安装了实施例1的差异化精细选矿主机分级后，每一等级内矿物颗粒与脉石颗粒的直径比一般在1.5～2.0之间，采用筛选方式选别可获得68％的精矿品位和金属回收率90％左右的选别效果。

赤褐铁矿

2018年对云南东川某赤褐铁矿进行选矿实验，该矿属于较难选矿种，矿物结构复杂，属于细粒、微细粒嵌布，高硅、高磷。长沙矿冶研究所采用阶段磨矿、强磁选联合正浮选脱磷、反浮选得精工艺只取得，精矿品位58％、金属回收率57.8％的成果，可是选厂建设后，却因为工艺适应性差而导致选厂停产，数亿投资落空。使用安装了实施例1的差异化精细选矿主机分级后再使用差异化精细分级处理，采用窄级筛选方式即可获得60.5％的精矿品位和80.5％的金属回收率。充分证明精细分级窄级选别具有良好的经济性和适应性。

黄铜矿

黄铜矿密度4.1～4.3g/cm³，脉石矿物主要是石灰石、石英、长石，密度2.6～2.8之间采用精细分级后，窄级内密度比1.46～1.6之间，采用实施例1的差异化精细选矿主机可以轻松抛弃这些脉石，黄铜矿精矿品位达到25％，使金属回收率达到80％，与全国平均60％以下回收率提高了20％。

锡矿

锡矿的密度较大，国内通常采用重选方式选别，回收率小于57％，近年采用浮选方式的也只有小于67％的金属回收率，矿物主要流失途径是小于0.04以下微细粒群中难以有效回收，使用安装了实施例1的差异化精细选矿主机分级对700目以上颗粒进行有效选别，窄级别内矿物颗粒与脉石颗粒直径比大于2以上，采用筛选方式可以获得锡矿精矿品位61％，金属回收率高于86％的良好效果。

白钨矿

白钨矿的选别目前仍然是世界难题，常规选别成本极高，回收率低，白钨矿的密度6.1g/cm³,使用安装了实施例1的差异化精细选矿主机分级后筛选，采用窄级筛选方式即可获得品位65％，金属回收率87％。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。