一种矿用三产品重介旋流器

本发明涉及矿物加工技术领域，具体地说是一种集提取精矿和抛除废矿功能于一身的矿用三产品重介旋流器。

背景技术：

众所周知，重介旋流器是利用重介质悬浮液作为介质，在外加压力产生的离心场和密度场中把轻产物和重产物进行分离的一种特定结构设备。

虽然重介旋流器在选煤厂得到广泛的应用，但在推广到选矿领域的时候遇到了诸多问题。选矿过程中使用重介质旋流器往往需要达到两个目的，一是提前提取精矿，部分解离度好的精矿提前选出，避免进入磨矿系统造成过磨；二是预先抛废，部分解离好的尾矿提前抛除，避免进入磨矿系统造成浪费。因此重介选矿过程中对“提精”和“抛废”两个工序的密度控制要求非常精确。

传统的无压和有压三产品重介旋流器采用的是传统的两级串联工艺，采用一套密度控制系统，虽然工艺简单但是难以兼顾一二段分选密度的精确控制，往往出现“保一头儿”的现象（要么保“提精”要么保“抛废”）。

也出现过三产品重介旋流器一二段连接管补加介质，或在二段旋流器进料体处补加介质的新设备，但是由于补加介质后悬浮液均匀性受影响，影响到了分选精度。同时受制于三产品旋流器的二段有压给料结构设计，悬浮液旋转速度损耗大，二段旋流器离心强度大打折扣，也影响到分选效果。

目前还存在两段两产品重介旋流器的工艺方案，既直接采用两台重介质旋流器串联的工艺，采用两套密度控制系统进行分选。该工艺取得了比较好的分选效果，但是长期运行暴露出两个问题：一方面两台两产品重介旋流器必须采用有压给料的方式，矿石和重介质悬浮液混合均匀后再统一使用渣浆泵输送至旋流器中，这种输送方式对泵和管道都有非常严重的磨损，而且容易堵泵；另一方面，两段两产品工艺需要两套供料和脱介系统，流程复杂，占地面积大。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、工艺简单、运行高效、集提取精矿和抛除废矿功能于一身的矿用三产品重介旋流器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种矿用三产品重介旋流器，设有一段旋流器和二段旋流器，其特征在于所述的一段旋流器的一段筒体上设有一段入料口、精矿出口、一段介质给料口、一段底流口，所述的一段入料口设在一段筒体的上端面，精矿出口设在一段筒体的上端部侧面，一段介质给料口设在一段筒体下端部侧面，所述的一段底流口设在一段筒体的下端面，所述的二段旋流器的二段筒体上设有二段入料口、中矿出料口、二段介质给料口、尾矿出料口，所述的二段入料口设在二段筒体的上端面，中矿出料口设在二段筒体的上端部侧面，二段介质给料口设在二段筒体下端部侧面，尾矿出料口设在二段筒体的下端面，所述的一段旋流器的一段底流口与二段旋流器的二段入料口之间经一二段连接管相连接，所述的一段旋流器的入料口与原矿入料漏斗相连接，所述的一段旋流器和二段旋流器都斜向下方倾斜，所述的一段旋流器斜向下方倾斜角度大于二段旋流器斜向下方倾斜的角度。

本发明所述的一段旋流器和二段旋流器的筒体都为圆柱形筒体。

本发明所述的一段旋流器斜向下方倾斜角度为15°-25°。

本发明所述的二段旋流器斜向下方倾斜角度为10°-15°。

本发明所述的原矿入料漏斗上设有润洗管，润洗管伸进原矿入料漏斗内并与原矿入料漏斗固定连接，通过润洗管负责矿石的“润洗”和进入入旋流器之前的缓冲。

本发明所述的一段介质给料口的介质密度大于二段介质给料口的介质密度。

本发明所述的圆柱状筒体的长度与内径的比值为1.5-5。

本发明倾斜后的一段旋流器的精矿出口在一段旋流器筒体上端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，一段介质给料口在一段旋流器筒体下端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，倾斜后的二段旋流器的中矿出料口在二段旋流器筒体上端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，二段介质给料口设在二段旋流器筒体下端部的切线、螺旋线或渐开线方向上。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明强化的一二段密度控制的独立性和精确性，能够同时实现提精和抛废两个作用。

（2）本发明结构简单、占地面积小、投资少。

（3）本发明的一二段旋流器的矿石给料均采用无压给料的方式，设备、管道磨损小。附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种矿用三产品重介旋流器，设有一段旋流器2和二段旋流器3，其特征在于所述的一段旋流器2的一段筒体上设有一段入料口、精矿出口4、一段介质给料口5、一段底流口，所述的一段入料口设在一段筒体的上端面，精矿出口4设在一段筒体的上端部侧面，一段介质给料口5设在一段筒体下端部侧面，所述的一段底流口设在一段筒体的下端面，所述的二段旋流器的二段筒体上设有二段入料口、中矿出料口7、二段介质给料口8、尾矿出料口9，所述的二段入料口设在二段筒体的上端面，中矿出料口7设在二段筒体的上端部侧面，二段介质给料口8设在二段筒体下端部侧面，尾矿出料口9设在二段筒体的下端面，所述的一段旋流器2的一段底流口与二段旋流器3的二段入料口之间经一二段连接6管相连接，所述的一段旋流器2的入料口与原矿入料漏斗1相连接，所述的一段旋流器2和二段旋流器3都斜向下方倾斜，倾斜后的一段旋流器2的精矿出口4在一段旋流器筒体丝上端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，一段介质给料口5在一段旋流器筒体下端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，倾斜后的二段旋流器3的中矿出料口设在二段旋流器筒体上端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，二段介质给料口8设在二段旋流器筒体下端部的切线、螺旋线或渐开线方向上，所述的一段旋流器2斜向下方倾斜角度大于二段旋流器3斜向下方倾斜的角度

进一步，所述的一段旋流器2斜向下方倾斜角度θ1为15°-25°，以θ1角度倾斜的圆柱形，主要作用是矿石在稳定的高密度床层内进行高效分选，实现提取精矿作用。在这个过程中，以将密度为ρ1的重介质悬浮液以一定压力给入到一段旋流器2中，并形成稳定的密度床层，高比重的精矿沿着旋流器器壁从精矿排出口排出。

进一步，所述的二段旋流器3斜向下方倾斜角度θ2为10°-15°，以θ2角度倾斜的圆柱形，主要作用是矿石在稳定的较低密度床层内进行高效分选，实现抛除废矿的作用，在这个过程中，以将密度为ρ2的重介质悬浮液以一定压力给入到二段旋流器3中，并形成稳定的密度床层，较高比重的中矿沿着旋流器器壁从中矿排出口排出，比重轻的废石从尾矿出口排出。

进一步，所述的原矿入料漏斗1上设有润洗管10，润洗管10伸进原矿入料漏斗1内并与原矿入料漏斗1固定连接，通过润洗管10负责矿石的“润洗”和进入入旋流器之前的缓冲。

进一步，所述的一段介质给料口5的介质密度大于二段介质给料口8的介质密度。

原矿经过原矿入料漏斗1内与润洗管10内流出的重介质悬浮液进行润湿和混合，这是原矿的润洗工序，润洗完成后的矿石给入到一段旋流器2中，一段旋流器2下端的一段介质给料口5以一定压力给入密度为ρ1的重介质悬浮液，悬浮液在高速旋转过程中形成了一系列连续的密度床层，靠近器壁的方向密度高，矿石再与重介质悬浮液混合后迅速分层，密度高的矿沿着器壁螺旋向上运动，从精矿排料口排出。这部分产品为密度最高的精矿产品；

一段旋流器2内密度较低的矿石在靠近轴心方向螺旋向下运动，经一二段连接管6给入到二段旋流器3中，二段旋流器3分选密度低于一段旋流器2，从二段介质给料口8内给入密度为ρ2的重介质悬浮液（ρ2＜ρ1）在离心力作用下迅速形成系列连续的密度床层，该密度床层特征同样是越靠近旋流器器壁方向密度越高，从一二段连接管6给入的矿石在与二段旋流器3内密度床层接触后迅速分层，比重高的中矿沿二段旋流器3器壁螺旋向上运动，从中矿出料口7排出形成中矿产品，比重轻的尾矿沿二段旋流器3轴线附近螺旋向下运动从尾矿出料口9排出，形成最终的尾矿产品，主要技术特点是使用一台旋流器实现了提取精矿和抛除尾矿两个作业并能够达到更高的分选精度。

与现有三产品重介旋流器相比本发明主要优点及效果如下：

（1）与传统三产品重介旋流器相比本发明在两段旋流器的串联方式发生本质改变：传统三产品重介旋流器采用一段抛尾二段提精的结构方式，本发明采用一段提精二段抛废的结构方式。本发明点的效果是能够大大提高精矿分选的精度；

（2）与传统三产品重介旋流器相比本发明在密度控制方面发生本质改变：传统三产品重介旋流器采用一段密度控制二段分选密度仅依靠一段旋流器的浓缩作用使二段分选密度高于一段分选密度，这种结构最大缺点是二段分选密度可控性差而且二段旋流器入料压力与一段旋流器相比降低幅度非常大（二段压力是一段压力的1/2左右）如此导致二段精矿分选精度非常低。当然也有一些发明在原有三产品重介旋流器结构基础上在一二段连接管或二段旋流器进料体部分增加补介管，但由于主体结构没变二段分选精度的提升非常有限。本发明采用的是两段密度控制的方式，一二段旋流器使用各自独立的给介管，两段旋流器介质入料压力和介质密度完全可控。

（3）与传统三产品重介旋流器相比本发明在二段旋流器的结构方面有本质改变：传统三产品重介旋流器二段采用有压给料的柱锥旋流器结构，这种结构旋流器的浓缩作用比较强，在重介分选过程中容易造成分选粘度大，分选精度降低的问题。本发明中采用柱式无压给料的方式，旋流器内部离心浓缩作用比较弱，分选密度更平稳，旋流器分选精度更高。

（4）与传统三产品重介旋流器相比本发明在设备布置角度方面有改变：传统三产品重介旋流器的一段和二段旋流器布置角度相同。而本发明采用不同的布置角度，一段旋流器分选密度高且矿量更大，所以采用更大的布置角度，加快物料运行速度；二段旋流器分选密度低所以采用更小的布置角度。本发明点的效果是能够提高旋流器处理能力。

实施例：某萤石矿选矿厂使用集提取精矿和抛除废矿功能于一身的矿用三产品重介旋流器后与原有的两段两产品重介分选工艺和传统三产品重介旋流器进行技术经济对比如下表所示：

如上表所示：（1）新型矿用三产品重介旋流器与传统三产品重介旋流器对比，运行成本和投资成本相近，但运行指标和实现功能方面新型矿用三产品重介旋流器占有绝对优势；（2）新型矿用三产品重介旋流器与两段两产品重介分选工艺对比来看，分选指标和实现功能相近，但运行成本和系统投资方面新型矿用三产品重介旋流器具有绝对优势。