土灯干法选矿介质、选矿机及选矿方法与流程

本发明涉及矿用分选技术领域，具体涉及一种土灯干法选矿介质、选矿机及选矿方法。

背景技术：

目前选矿行业内主要应用的技术和方法是重介质选矿、跳汰选矿，风力干选。

其中重介质选矿所使用的加重介质是选矿过程中最重要的一个因素，通常用高密度的矿石破碎研磨成超细粉末，加水或其他溶液调制成具有一定稳定性的悬浮液，悬浮液密度通过控制加入的矿粉量和溶液量来调节，并保持相对稳定的状态，悬浮液密度介于被选矿物产品的精矿密度值和副产品密度值之间，被选矿物在悬浮液中，轻产矿物上浮，重产矿物下沉，实现矿物的按密度分选。在工业生产中重介质选矿所用的重液，其加重质主要有硅铁、磁铁矿粉、重晶石、高炉灰、铅精矿、黄铁矿、石英和矸石粉等。选煤使用最多的目前最成熟的是磁铁矿粉。

选矿常用加重质的性质

传统选矿方法的缺点：

重介质选矿使用矿物超细粉末和溶液调和制成悬浮液的重介选矿，选矿介质中含有溶液比如水，会导致被选矿物遇水泥化，及物理和化学反应，悬浮液中含有的超细介质颗粒，会附着在矿物表面，后续工艺中涉及的产品脱介、脱水、泥水处理等需要大量辅助设备和处理工序，因此传统重介质选矿具有以下主要缺点：

选矿工艺复杂，涉及到多种多台设备和多个工艺环节，以重介质旋流器选煤为例，核芯的选矿设备是旋流器，辅助设备包括了悬浮液制备系统设备，振动筛，离心机，磁选机，压滤机，浮选机，浓缩机，以及数量较多的各种泵，以及大量的管道，容器，构筑物，皮带运输机，以及复杂的集中控制系统、调节系统，和质量控制设备。选矿系统设备总功率非常大，导致能耗高。

悬浮液使用超细粉末制成，磁选机无法完全回收附着在产品中的介质，因介质粉末通常在0.045毫米的粒度级别，一部分介质吸附在产品颗粒表面的缝隙里被产品带走，一部分超细粉末在使用中被氧化失去磁性，而无法磁选回收，导致传统重介质选矿存在介质消耗这样一个指标，以选煤行业为例，吨原煤消耗一公斤左右的介质已经是较好的介耗水平。介质消耗增加了选矿成本，也污染产品质量。

传统重介质工艺中很多设备，产生高分贝噪声，存在水污染，和粉尘污染。对环境和操作工人身体健康产生影响。对设备设施环境造成破坏，加速锈蚀。

传统重介质工艺生产过程中使用的添加剂，如絮凝剂，起泡剂，捕收剂等具有一定毒性危害人体健康。

由于分选过程中有水的使用，导致产品水份高，相对降低了精煤的发热量，而且造成不必要的运输成本。

跳汰选矿过程使用水同样存在由水带来的弊端。

风力干选产品错配率高，粉尘大，处理量低，功耗大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无需使用水，所需分选设备种类少，使用方便成本低的土灯干法选矿介质；以及采用上述土灯干法选矿介质所进行选矿，具有结构简单、操作方便、分选效率高、生产环境清洁等优势的土灯干法选矿机及选矿方法。

一种土灯干法选矿介质，包括介质颗粒，介质颗粒包括高密度磁性核芯体。

所述高密度磁性核芯体外包裹有低密度材料保护层。

一种使用土灯干法选矿介质的土灯干法选矿机，包括分选室，分选室的顶部设有介质颗粒和被选矿物入料口，底部设有激振器，分选室的上部外侧开设有轻产矿物排料口，下部外侧开设有重产矿物排料口，轻产矿物排料口及重产矿物排料口处分别设有轻产矿物收集仓与重产矿物收集仓，轻产矿物收集仓与重产矿物收集仓上设有介质颗粒回收系统。

一种使用上段所述土灯干法选矿机的选矿方法，将被选矿物与大量介质颗粒混合后从入料口进入分选室，在激振器的作用下分选室按照设定频率振动，带动分选室内矿物及介质颗粒振动，在振动和介质颗粒的共同作用下矿物因密度不同而产生不同方向的运动，轻产矿物及部分介质颗粒向上运动，沿着轻产矿物运动轨迹从轻产矿物排料口排出，再经过介质颗粒回收系统将介质颗粒回收后，轻产矿物进入轻产矿物收集仓；重产矿物及部分介质颗粒向下运动，沿着重产矿物运动轨迹从重产矿物排料口排出，再经过介质颗粒回收系统将介质颗粒回收后，重产矿物进入重产矿物收集仓，完成分选过程。

一种使用土灯干法选矿介质的土灯干法选矿机，包括分选室，分选室的顶部设有介质颗粒和被选矿物入料口，底部设有激振器，分选室外设有驱动机构，驱动机构带动分选室实现离心旋转运动，分选室的上部外侧开设有轻产矿物排料口，下部外侧开设有重产矿物排料口，轻产矿物排料口设置在分选室上部的靠近旋转轴线处，重产矿物排料口设置在远离旋转轴线处，轻产矿物排料口及重产矿物排料口处分别设有轻产矿物收集仓与重产矿物收集仓，轻产矿物收集仓与重产矿物收集仓上设有介质颗粒回收系统。

一种使用上段所述土灯干法选矿机的选矿方法，将被选矿物与大量介质颗粒混合后从入料口进入分选室，在激振器的作用下分选室按照设定频率振动，驱动机构带动分选室离心旋转，使分选室内的物料处于离心力场中，在振动、离心和介质颗粒的共同作用下，矿物因密度不同而产生不同方向的运动，轻产矿物向近旋转轴线方向运动，轻产矿物及部分介质颗粒向上运动，沿着轻产矿物运动轨迹，从轻产矿物排料口排出，再经过介质颗粒回收系统将介质颗粒回收后，轻产矿物进入轻产矿物收集仓；重产矿物向远离旋转轴线方向运动，沿着重产矿物运动轨迹从重产矿物排料口排出，再经过介质颗粒回收系统将介质颗粒回收后，重产矿物进入重产矿物收集仓，完成分选过程。

所述分选室中设有用于将重产矿物导向重产矿物排料口的导流板。

所述介质颗粒和被选矿物入料口处设有入料漏斗及物料分配器。

所述分选室外设有支撑弹簧。

所述轻产矿物排料口、轻产矿物排料口重产矿物排料口处设有排料量控制闸门。

本发明所述的介质颗粒能够替代悬浮液进行重介质选矿，避免了重介质选矿时所使用的压滤，水处理，离心机，浓缩机等大量设备及复杂工艺，配合介质颗粒所使用的选矿机及选矿方法，应用重力、离心力等原理，实现矿料的一次性分选，具有分选工艺简单，分选效果满足实际需求，生产成本低廉，设备小型化，清洁生产，能耗低的优势。

附图说明

图1为本发明中介质颗粒的结构示意图；

图2为本发明中土灯干法选矿机的结构示意图(重力环境下)；

图3本发明中土灯干法选矿机的结构示意图(离心力与重力环境下)。

具体实施方式

土灯干法选矿介质：

参见图1，本发明提供的一种土灯干法选矿介质，包括介质颗粒1，介质颗粒1包括高密度磁性核芯体11。

高密度磁性核芯体11可采用密度在2.0-8.0g/m³的稀土、金属、粉末磁性材料等材料制成。

如图1所示，高密度磁性核芯体11可以采用发泡形成的实心颗粒状，也可以高密度外壳，内部中空或局部空的形态；可以是圆形、方形、不规则外形等各种形状；可以是颗粒状也可以是粉末状。

本实施例中，如图1所示，高密度磁性核芯体11外包裹有低密度材料保护层12。目的在于，能够使其内部核芯与空气隔离，不会被氧化。其密度通过调配质芯和包裹层的厚度精确设定，不使用水。

低密度材料保护层12可采用密度低于2.0g/m³的自然高分子材料、人工合成高分子合成材料、轻质耐磨陶瓷，或者上述材料混合等材料制成。

使用时，将大量的介质颗粒1及被选矿物投入分选室。

大量的介质颗粒1集中在一起，其堆比重(散比重)设置在需要的数值，形成类似于传统重介质悬浮液功能的分选环境。被选矿物进入到充满介质颗粒1的分选室时，分选室的不断振动，介质颗粒1和矿物颗粒处于振动状态，通过矿物颗粒间及矿物颗粒与介质颗粒1之间的相对运动，即高密度矿物颗粒(即重产矿物)向下运动，沉入介质颗粒层下部、分选室底部；低密度矿物颗粒(即轻产矿物)向上运动，浮于介质颗粒层上部、分选室顶部，分别由不同排料口排出分选室，实现了矿物按高低密度分离、分选；通过控制轻重产矿物的分界面，使之保持稳定，从而实现连续稳定生产。

本案由于利用高密度磁性金属材料作为介质颗粒的核芯体，所以介质颗粒1不会与矿物粘附、黏连，易于分离回收，因此不易被矿物带走，而且合成介质单体颗粒之间互相不粘附、不黏连，始终处于松散状态，其颗粒核芯材料系磁性金属，磁力强，用磁选法可以实现近乎百分之百的介质回收。

土灯干法选矿机及其选矿方法(重力环境下)：

使用土灯干法选矿介质进行选矿的土灯干法选矿机，参见图2，包括分选室2，分选室2的顶部设有介质颗粒和被选矿物入料口3，底部设有激振器4，分选室2的上部外侧开设有轻产矿物排料口5，下部外侧开设有重产矿物排料口6，轻产矿物排料口5及重产矿物排料口6处分别设有轻产矿物收集仓7与重产矿物收集仓8，轻产矿物收集仓7与重产矿物收集仓8上设有介质颗粒回收系统9。

其选矿方法为：将被选矿物与大量介质颗粒混合后从入料口进入分选室2，在激振器4的作用下分选室2按照设定频率振动，带动分选室2内矿物及介质颗粒振动，在振动和介质颗粒的共同作用下矿物因密度不同而产生不同方向的运动(虚线处为轻重产物分界面)，轻产矿物及部分介质颗粒向上运动，沿着轻产矿物运动轨迹a，从轻产矿物排料口5排出，再经过介质颗粒回收系统9将介质颗粒回收后，轻产矿物进入轻产矿物收集仓7；重产矿物及部分介质颗粒向下运动，沿着重产矿物运动轨迹b，从重产矿物排料口6排出，再经过介质颗粒回收系统9将介质颗粒回收后，重产矿物进入重产矿物收集仓8，完成分选过程。

土灯干法选矿机及其选矿方法(离心力与重力环境下)：

使用土灯干法选矿介质进行选矿的土灯干法选矿机，参见图3，本实施例与上述选矿机的不同之处在于，分选室2外设有驱动机构10，驱动机构10带动分选室2实现离心旋转运动，轻产矿物排料口5设置在分选室2上部的靠近旋转轴线处，重产矿物排料口6设置在远离旋转轴线处。

其选矿方法为：将被选矿物与大量介质颗粒混合后从入料口进入分选室2，在激振器4的作用下分选室2按照设定频率振动，驱动机构10带动分选室2离心旋转，使分选室2内的物料处于离心力场中，在振动、离心和介质颗粒的共同作用下，矿物因密度不同而产生不同方向的运动(虚线处为轻重产物分界面)，轻产矿物向近旋转轴线方向运动，轻产矿物及部分介质颗粒向上运动，沿着轻产矿物运动轨迹c，从轻产矿物排料口5排出，再经过介质颗粒回收系统9将介质颗粒回收后，轻产矿物进入轻产矿物收集仓7；重产矿物向远离旋转轴线方向运动，沿着重产矿物运动轨迹d，从重产矿物排料口6排出，再经过介质颗粒回收系统9将介质颗粒回收后，重产矿物进入重产矿物收集仓8，完成分选过程。

在上述两种土灯干法选矿机的基础上，可以做出的改进包括：

分选室2中设有用于将重产矿物导向重产矿物排料口6的导流板11。目的在于，可以使进入的矿料与介质颗粒边振动/离心分层，边全面的朝向重产矿物排料口6过渡，使分层后的矿料能够快速均匀的排出，有效防止堆积。可以预见的是，通过调整导流板11的结构、倾斜角度、高度尺寸等来适应不同处理量、不同体积重量的矿料，是本行业技术人员根据经验容易想到的改造方式，故在此不予赘述。

介质颗粒和被选矿物入料口3处设有入料漏斗12及物料分配器13。目的在于，能够使介质颗粒和被选矿物匀速均匀的投入到分选室2中，确保整个设备的运行稳定性及分选效率。

分选室2的外设有支撑弹簧14。目的在于，使分选室2在振动过程中，具有柔性缓冲的效果，不仅使分选效果更佳，还能保证分选室2具有较长的使用寿命。

轻产矿物排料口5、轻产矿物排料口5重产矿物排料口6处设有排料量控制闸门15。排料量控制闸门15可采用手动或自动的控制方式，根据待轻产矿物、重产矿物的数量进行对应的开口大小调整，确保整个设备的分选效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。