专利名称：重力精选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用液体分离一些固体料的方法，特别是用水进行分离的方法，更具体地说，涉及重力精选机。
本发明可用以在需分选颗粒的采矿业、化学工业和石油工业中分离不同密度或粒度的颗粒。
由于矿床和矿沙枯竭的问题，故要求对越来越量大的矿物进行处理以满足人类对金属的日常要求，特别是满足对金、铂、钨、铅等需求量日益增长的重金属的日常需求。
由于对生态方面日益增长的要求和电能的持续涨价，对矿物原料进行初步富集的方法显然就具有特别重要的意义，在这方面，重力富集法是无与伦比的。
在已知的重力富集装置中，广为应用的有跳汰机、精选台和螺旋溜槽。所有这些装置的生产率都很低，而前两种装置还需耗用很多的水和电能。
因此，目前的问题是创制原则上是新型的重力精选机以便在高效分离矿物颗粒的条件下耗用尽可能少的水和电能。
大多数工业性装置的原理是基于不同质量的粒状加工材料在水一类液体中具有不同的运动速度。与此同时，还应使加工材料受到各种不同的扰动，如在不同平面内的振动，波动等。
这种局部地在较短区段内加在不断流动的加工材料上的扰动可有效地分离出较大的颗粒(大金粒、铂粒、铋矿粒、钨矿粒)，而成为重成分。但在5～1000μm范围内的小颗粒，其中特别是细的(5～40μm)颗粒，不能精选进入重成分内，因而变成了轻成分。正是这些微细颗粒的精选问题在现有结构的精选机中一般都还未能解决。
美国A，4157951号专利所公开的重力精选机具有中空的壳体，壳体垂直设置，装有位于壳体下端的分离介质输入管、位于壳体上端的分离介质和轻成分的输出管以及位于壳体下端的重成分输出管。
加工材料是与分离介质一起加入重力精选机的。在壳体内，借助于输入的分离介质，使加工材料从分离介质输入管向上流到轻成分的输出管。轻成分由流动的加工材料向上运送而通过轻成分输出管输出。比重较高的重成分则集中到壳体的下部而通过重成分输出管输出。
这种已知的重力精选机适用于经分级的需富集材料的分离。在重力精选机的壳体内仅形成加工材料的上升层流，这不能使重成分转入悬浮状态。因此，很难成为高质量的精选机，由于在已知的精选机中未能利用加工材料的颗粒对壳体内表面的摩擦效应，向上流动的加工材料将重成分中的细颗粒也从重力精选机中排了出去，这就降低了需富集材料的分离效果。
英图A，2003756号专利所公开的另一种重力精选机具有斜置的中空筒形壳体，在壳体内装有分离隔板，使壳体分成两个通过管子连通的空间，管子装在隔板中，相对于壳体纵轴线轴向布置。在壳体上端装有加工材料输入管，在壳体下端装有重成分输出管。此外，在壳体上另外装有切向设置的分离介质的输入管和轻成分的输出管。
在这种已知的重力精选机中，所有的加工材料在紊流中呈悬浮状态，这不能保证重成分和轻成分颗粒高质量的分离。
距本申请为期最近的英国A，2164589号专利所公开的另一种重力精选机，具有用以处理加工材料的斜置长形中空壳体，壳体具有加工材料输入管、分离介质输入管和加工材料中轻成分和重成分各自的输出管。
这种已知的重力精选机具有若干连续的紊流区，用以分离重成分和轻成分。重成分中的细颗粒由于高度的紊流作用来不及移向重力精选机的底部，因而与轻成分一起被排走。这就不能取得分离待富集的材料轻重成分所需的最佳流体动力状态，也就不能使加工材料的流动由局部紊流逐渐转入层流而带有近壁效应。
本发明的任务在于创造一种重力精选机，可取得分离待富集的材料轻重成分所需的最佳流体动力状态，也就是使加工材料的流动从局部的紊流逐渐转入层流而带有近壁效应，从而提高分离粒度分布很宽的矿物中重颗粒和轻颗粒的效果。
为解决这一任务，重力精选机应具有用以处理加工材料的斜置长形中空壳体、加工材料输入管、分离介质输入管和加工材料中轻成分和重成分各自的输出管，按本发明，重力精选机还应具有总接料室、重成分分离和卸料室和轻成分卸料室，在总接料室上接有加工材料输入管，重成分分离和卸料室与总接料室连接，在重成分分离和卸料室上接有彼此分开设置的分离介质输入管和重成分输出管，在轻成分卸料室上接有轻成分输出管，同时，壳体由几个组件构成，各组件的下端与重成分分离和卸料室连接，其上端与轻成分卸料室连接，此外，在各组件的下端内部装有供料管的上部，从而在组件的内表面和供料管的外表面之间形成一间隙，所有供料管的下部装在重成分分离和卸料室内，其下端则与总接料室连接。
各供料管最好呈中空圆筒形。
各供料管最好与各自的组件同轴线设置。
各供料管也可与各自的组件偏心设置。
各供料管装在各自组件内的部分的长度与此组件长度的比值最好在0.01至0.2的范围内。
总接料室的高度与其横截面周长的比值最好至0.1至1的范围内。
重成分分离和卸料室的高度与其横截面周长的比值最好在0.1至1的范围内。
轻成分卸料室的高度与其横截面周长的比值最好在0.1至1的范围内。
分离介质输入管最好与重成分输出管彼此相隔最大距离设置。
采用本重力精选机可创制出紧凑的组合式装置，用以连续地富集粒度分布很宽由5至1000μm的矿物颗粒，且加工材料的密度可以在2至60很宽的范围内变动。在一台重力精选机内颗粒的精选度可达60。此重力精选机在工作时不会污染环境。此重力精选机耗用最少量的水，并可重复利用此水。此重力精选机不耗用电能或仅耗用最少量的电能。在重力精选机壳体内供送加工材料所需压力在1×104至3×104Pa的范围内。
现通过具体的实施例及附图对本发明进一步说明如下
图1为本发明重力精选机的纵剖面图。
图2为图1中Ⅱ-Ⅱ剖面图。
图3为图1中Ⅲ-Ⅲ剖面图。
图4为图1中Ⅳ-Ⅳ剖面图。
图5为图1中Ⅴ-Ⅴ剖面图。
重力精选机具有斜置的长形中空壳体1(图1)，壳体由几个组件2构成，内装需精选的材料。
组件的数量取决于加工材料的数量、性质(悬浮体的密度，颗粒的质量，颗粒的粒度)、和其流动的速度。
在各组件2的下部装有供料管3。所有的供料管3与装有加工材料输入管5的总接料室4连接。接料室4与重成分的分离和卸料室6连接，所有的供料管3的下部装在室6内。在室6上装有分离介质输入管7和加工材料重成分输出管8，并使两管彼此相隔最大的距离。
所有组件2的上端与装有加工材料轻成分输出管10的轻成分卸料室9连接。在组件2的内表面和供料管3的外表面之间形成间隙11。加工材料12沿箭头α的方向进入室4，再通过供料管3分配到组件2内。水一类分离介质沿箭头L的方向通过管7进入室6，并在此分成几股水流。大部分水流进入组件2而与加工材料12混合。小部分水流成为重成分13的传送介质，重成分通过用水对加工材料的冲洗，汇集到室6，并沿箭头β的方向通过管8卸出。
从管3进入组件2的加工材料12与水流混合，并在间隙11和在加工材料和水流沿组件2从下向上流动的整个过程中分层而得出重成分13和轻成分14。
各组件2呈圆筒形。在本实施例中采用4个组件2(图2)。
各供料管3呈中空圆筒形，并与相应组件2同轴线设置(图3)。
图4所示为图1中Ⅳ-Ⅳ剖面。
图5所示为图1中Ⅴ-Ⅴ剖面。
原始的供料(加工材料12)通过管5进入总接料室4，此室用以使加工材料12均匀化和向各供料管3平均分配。在供料管3内形成定向流动的加工材料12。在加工材料12从供料管3排出并进入成组斜置的平行组件2时形成加工材料12的局部紊流，此紊流为来自重成分分离和卸料室6的分离介质流所激化。随着加工材料12沿成组斜置的平行组件2的移动，局部紊流过渡到层流。就在此成组组件内使加工材料12中的颗粒再次分离而进入近壁层内，在此近壁层内，重成分13中的矿物颗粒在重力和摩擦力的作用下进入局部紊流区，再进入重成分的分离和卸料室6。当加工材料12的颗粒在供料管3的外表面和斜置平行组件2内表面之间通过时，在封闭的紊流的作用下，使加工材料中重成分13的颗粒预先分离出来而进入室6。颗粒所以能进入室6是由于分离介质在从过组斜置的平行组件2进入重成分分离和卸料室6时截面面积急剧增大，从而使分离介质的流动速度急剧下降所致。通过管7将分离介质送进重成分分离和卸料室6，可促使在斜置成组组件2内形成上升流动，从而加强了加工材料的局部紊流。此分离介质通过管8流动时又形成传送介质，促使重成分13中的矿物从重成分分离和卸料室6卸出。加工材料的轻成分沿斜置的成组平行组件2移动，汇集到室9，此室进一步促使加工材料在斜置的成组组件2内流速的均衡，并使轻成分14由重力精选机卸出。
因此，所推荐的重力精选机可使加工材料从局部紊流逐渐过渡到层流而带有近壁效应，从而形成使需富集材料成分分离的较理想的流体动力状态。这为有效地将粒度分布很广的矿物分离成重颗粒和轻颗粒创造了条件。
供料管3伸入相应组件2的长度与组件2的长度之比值在0.01至0.2的范围内。
如果此比值小于0.01，由于在近壁层内对重成分13的摩擦作用为时过短，会使所得重成分13不够纯。此外，在供料管3的外表面和组件2的内表面之间流动的分离介质，在此比值小于0.01时，会呈现紊流，致使重成分13会急剧搅混而流回组件2内。如果此比值大于0.2，会形成稳定的分离介质流而带有过渡性质，因而不能保证重成分13质量和数量上的变动。供料管3伸入组件2的长度与该组件2长度的最佳比值在0.01至0.2的范围内。在此范围内可取得紊流和层流之间的最佳比值，从而在最大程度上分离出重成分13并使其进入组件2的近壁层内。
总接料室4的高度与其横截面周长的最佳比值在0.1至1的范围内。在此比值下，由于在总接料室4内形成均匀的湍动涡流，可取得加工材料在各供料管3和组件2之间的等量分布。如果此比值小于0.1，会使湍动涡流在室4体积内分布不均衡，致使加工材料在各供料管3和组件2之间的分布不均衡。
如果此比值大于1，不能提高加工材料分布的均衡性，因此是不合理的。
重成分分离和卸料室6的高度与其横截面周长的最佳比值在0.1至1的范围内。在此比值下，可取得分离介质在各组件2之间的均衡分布，并可保证从组件2中输出重成分13。如果此比值小于0.1，会使分离介质在各组件2之间的分布不均衡。
如果此比值大于1，不能使分离介质在各组件2之间均衡分布，因此是不合理的。
轻成分卸料室9的高度与其横截面周长的最佳比值在0.1至1的范围内。在此比值下在各相邻组件中的加工材料内可取得均衡的压力。因此可直接在各组件2内取得加工材料流速的均衡性，从而可最有利地使重成分13脱离加工材料而进入各组件2的近壁层，使轻成分14通过轻成分卸料室9卸出。如果此比值小于0.1，会使加工材料在各组件2之间的流速分布不均。使此比值大于1不能进一步提高各组件2之间流速的均衡性，因此是不合理的。
使分离介质输入管7和重成分输出管8彼此之间相隔最大的距离，有助于分离介质在各组件2之间的均衡分布，以及运送流体的均衡分布，以便从各组件2以及从重成分分离和卸料室6卸出重成分13。
如果在管7和管8之间不保持最大的距离，会在室6内使分离介质在流速上占优势，并使重成分13从各组件2进入精选机重成分分离和卸料室6时分布不均衡。
因此，本发明可创制出紧凑的组合装置，用以连续地富集粒度分布很宽的矿物颗粒。采用这种精选机可保持洁净的生态环境。这种重力精选机耗用的水量和电能最小。
权利要求
1.一种重力精选机，具有内装加工材料的斜置长形中空壳体(1)、加工材料输入管(5)、分离介质输入管(7)、加工材料轻成分输出管(10)和重成分输出管(8)，其特征是此机具有总接料室(4)、重成分分离和卸料室(6)、轻成分卸料室(9)和供料管(3)，在所述的总接料室(4)上接有所述的加工材料输入管(5)，所述的总接料室(4)与所述的重成分分离和卸料室(6)连接，而在此室(6)上还接有彼此相隔一定距离的所述的分离介质输入管(7)和重成分输出管(8)，在所述的轻成分卸料室(9)上接有所述的轻成分输出管(10)，此外，所述的壳体(1)由几个组件(2)构成，组件(2)的下端与重成分分离和卸料室(6)连接，其上端与轻成分卸料室(9)连接，另外，所述的供料管(3)的上部装有各组件(2)的下端内部，从而在组件(2)的内表面和供料管(3)的外表面之间形成间隙(11)，而所述的所有供料管(3)的下部装在重成分分离和卸料室(6)内，其端部则与总接料室(4)连接。
2.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的各组件(2)呈圆筒形。
3.权利要求1或2所述重力精选机，其特征是所述的各供料管(3)呈中空圆筒形。
4.权利要求1或2所述重力精选机，其特征是所述的各供料管(3)与所述的各自的组件(2)同轴线设置。
5.权利要求3所述重力精选机，其特征是所述的各供料管(3)与所述的各自的组件(2)同轴线设置。
6.权利要求1或2所述重力精选机，其特征是所述的各供料管(3)与所述的各自的组件(2)偏心设置。
7.权利要求3所述重力精选机，其特征是所述的各供料管(3)与所述的各自的组件(2)偏心设置。
8.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的供料管(3)装在所述的各自的组件(2)内的部分的长度与此组件(2)长度的比值在0.01至0.2的范围内。
9.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的总接料室(4)的高度与其横截面周长的比值在0.1至1的范围内。
10.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的重成分分离和卸料室(6)的高度与其横截面周长的比值在0.1至1的范围内。
11.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的轻成分卸料室(9)的高度与其横截面周长的比值在0.1至1的范围内。
12.权利要求1所述重力精选机，其特征是所述的分离介质输入管(7)和所述的重成分输出管(8)彼此相隔最大距离设置。
全文摘要
一种重力精选机，具有斜置的壳体(1)，壳体由几个组件(2)构成，组件(2)与轻成分输出室(9)和用以输入分离介质和输出重成分(13)的重成分分离和卸料室(6)连接，此室(6)与用以输入加工材料的总接料室(5)连接。在各组件(2)内装入供料管(3)的上部，从而在供料管(3)的外表面和组件(2)的内表面之间形成间隙(11)。所有供料管(3)的下部装在重成分分离和卸料室(6)内，并与总接料室(4)连接，本发明能提高分离效果。
文档编号B03B5/02GK1050148SQ89107108
公开日1991年3月27日 申请日期1989年9月15日 优先权日1989年9月15日
发明者乐诸迪米拉·色格夫娜·鲍劳托维, 阿莱仙德·依万诺夫契·亚库尼恩, 米克海乐·诸尔夫契·莱仙, 尼考赖·依万诺夫契·他斯凯, 安托里·依万诺夫契·阿尔克里奥夫, 娜尔伯·拿姆巴依夫, 库恩迪克·萨娜库劳夫契·萨拿库劳夫, 鲍尔斯·沃乐弗夫契·彼革特 申请人:卡斯米赫诺夫·全苏有色金属矿选矿科研规划院