专利名称：离心精选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转筒式的离心精选机(选矿机)，该机可用来从含有比重高低不同的固体颗粒和液体的泥浆中分离和回收具有较高比重的固体颗粒如金子。
背景技术：
从尾矿和其他泥浆流中分离具有较高密度的颗粒如贵金属曾吸引过不少人企图找出解决办法。问题在于要从含有水和低密度颗粒如砂子的泥浆中分离出具有较高密度的颗粒。一种方法是利用在转筒内产生的离心力来从低密度的泥浆中分离高密度的颗粒。过去一般的做法是在泥浆旋转的途径上设置障碍物如肋条，以便捕获较重的颗粒。但这种方法存在各种问题。当泥浆内含有细而密实的颗粒如磁铁矿时，设计用来保留精砂的凹槽或低陷部很快就会被不需要的细颗粒填没。
填没的问题大部分已被本发明人的离心精选机解决，该精选机是1989年4月25日颁发的美国专利4,824,431号的主题。在该离心精选机中，对泥浆在转筒内的流动不设障碍物。泥浆被发放到转筒内的底部周围，然后沿着转筒的光滑的内表面上行，内表面有三个连续区域；一个向外倾斜的迁移区，一个在迁移区上面而一般为垂直的保留区，和一个在保留区上面而向内倾斜的唇区。各区的长度和倾斜度经过选定可创造出这样的流动条件，使低密度的颗粒可从转筒排除出去，而密度较高的颗粒可迁移到并被保留在保留区内。结果在保留区内便可积聚起一个精砂富化层，而可不需利用脊条或易被填没的凹槽。
剩下的问题是上述离心精选机只是一个批量生产的装置，其中精砂的保留容量是十分有限的，因此必须经常停产把它排空。在某些情况下，这种周期性的停产能增加离心机运行的费用和复杂性。而且由于保留区经常被冲洗，每一次冲洗都有大比例的非富化材料进来，因此精砂的品位低。
在离心精选机内解决填没问题的第二种方法是澳大利亚专利22,055/35号(授予MacNicol)所公开的，完整的说明书在1936年4月23日公开。该专利的
图1揭示一种离心精选机，其中转筒的整个内壁设有多个环形格条；还有多个孔眼布置在格条之间的最深点上。通过供应源和环绕转筒的压力套，带压力的水被送到孔眼上。液体的流动通过孔眼使格条上汇集的颗粒被搅动并使较重的颗粒穿过转筒的壁。
澳大利亚专利22,055/35号的流化床方法的离心精选机具有不少缺点。由于需要大量的水供应水套来使转筒的壁流化，这种精选机要消耗大量的水。增加的水耗会增加运行和处置废泥浆输出物的费用，并在某些情况下如研磨回路能对整个系统产生负面影响。由于在输入泥浆上增加了流化用的水，转筒处理输入泥浆的能力便被降低，并且需要更多的能量来转动为流化而需要增加的水，增加内部脊条还会增加精选机的重量。
因此需要有一种离心精选机，它兼有McAlister式和MacNicol式两种离心精选机的优点，但它在运行时却比MacNicol式离心精选机使用较少的水并只需较少的能量。
发明概述为此本发明提供一种精选机，它可从含有液体和比重高低不同的颗粒材料的液体泥浆中将具有较高比重的颗粒材料分离出来，该精选机包括(a)一个中空的转筒，有一个开放的端头，一个基本上封闭的端头和一个内表面，该转筒同轴地装在一根空心轴上；(b)用来可旋转地将空心轴支承在一条轴线上的装置；(c)用来使转筒和空心轴环绕轴线旋转的驱动装置；(d)材料供应装置，用来将液体泥浆发放到转筒内背离开放端的另一端；其中中空转筒的内表面具有一个向外倾斜的迁移表面和一个在迁移表面之上的捕获区，其中捕获区具有一个一般为垂直的环形壁位在迁移区的径向上的外侧，和一个从垂直壁上垂直地伸出阻碍流动的元件，并且捕获区适宜被位在径向上捕获区外侧的带压力的液源流化，而中空转筒还具有一个设在封闭端头邻近的排放出口。
本发明还提供一种方法，可从含有液体和比重高低不同的颗粒材料的液体泥浆中将具有较高比重的颗粒材料分离出来，该方法包括(a)提供一台精选机，该机包括(i)一个中空的转筒，有一个开放端、一个基本封闭端和一个内表面，该转筒同轴地装在一根空心轴上；(ii)用来可旋转地将空心轴支承在一轴线上的装置；(iii)用来使转筒和空心轴环绕轴线旋转的驱动装置；(iv)材料供应装置，用来将液体泥浆发放到转筒内背离开放端的另一端；其中中空转筒的内表面具有一个向外倾斜的迁移表面和一个在迁移表面之上的捕获区，其中捕获区具有一个一般为垂直的环形壁位在迁移区径向上的外侧，和一个从垂直壁上垂直地伸出阻碍流动的元件，并捕获区适宜被位在径向上捕获区外侧的带压力的液源流化，而中空转筒还具有一个设在封闭端附近的排放出口；及(v)用来将带压力的液体供给捕获区的装置；(b)转动中空转筒；(c)通过材料供应装置输送泥浆；(d)提供带压力的液体，以便在捕获区中提供径向向内指向的流化液体，以便搅动在捕获区内的泥浆；(e)停止将泥浆提供给中空转筒；(f)降低转筒的转速，并且基本上与此同时将提供给捕获区的带压力的流化液体的量减小；(g)通过排放出口将捕获的颗粒冲洗出捕获区。
附图的简要说明在说明本发明的较优实施例的附图中图1为本发明的精选机的前透视图；图2为本发明的后立视图，外壳和机架被部分切去以便示出管道组合件；图3为本发明的前立面图，部分被切去，部分被剖开以便示出转筒组合件；图4为图1中沿4-4线切开的本发明的垂直剖视图，驱动组合件已拿掉，冲洗汇流管已略为移动位置以便示出；图5为图2中沿5-5线切开的详图；图6为图5中沿6-6线切开的详图；图7为示出转筒剖面一部分的详图；图8为图7中所示本发明的捕获区的透视图；图9为本发明的转子的立面图，部分已切去；图10为图9中沿10-10线切开的剖视图，用虚线示出供水通道的细节。
优选实施例的详细说明参阅附图，本发明的精选机用标号1指出。它有一个机架3、一个由罩盖5和尾矿洗槽14构成的外壳4、和驱动电机9。机架由空心型钢构成，经密封可存储水，下面还要说明。罩盖5设有泥浆输送管18的开口、被可取去的塞子密封的检查口17、和一层由耐磨材料如LINATEXTM或天然橡胶制成的衬里6。罩盖5的突缘用螺栓固紧在尾矿洗槽14的上突缘上。尾矿洗槽14设有尾矿排放口19(图2)。还设有精砂洗槽16和精砂排放口20(图2)。洗槽14的底板22带有向下的坡度，以便帮助排放物顺利向外流出，并且最好用分子量极高的聚乙烯或其他低摩擦的耐磨材料覆盖。
转子21由转筒23和空心转轴24构成。转子21用轴承组合件25可旋转地装在机架3上。转筒23的内表面形成一个迁移区A和一个捕获区B(图3)，较重的目标颗粒可从泥浆流中被精选到捕获区内。转轴24有一三角皮带轮27被一在皮带罩7内的皮带32驱动，该皮带32又通过三角皮带轮33被电动机9驱动。有一叶轮34设在挡板36的中心，挡板36被提高到转筒23底板之上并被固紧在底板上。叶轮34具有多个竖立的叶片31以便帮助泥浆旋转。
外管26将带压力的水从机架3供应到冲洗汇流管28(图4、7)上，汇流管28固定在输送管18上并设有多个孔眼29。管道组合件31(图2，下面还要细说)将带压力的水供到一个旋转的管接头37上，通过该接头水流动到转轴24的空心的内部35，再从那里通过四个孔40中的一个来到四条沿径向延伸的通道41中的一条内，然后进入到四条供应胶管42中的一条，将带压力的水送到环形室46内。
转筒23由下筒部60(图3、7)用螺栓61固紧在倾斜的筒部62上构成。下筒部60设有四个精砂出口64。筒部60、62的内表面和挡板36的上表面有一层耐磨材料如1/4英寸的LINATEXTM或天然橡胶做的衬里。下筒部60固定在转轴24上。
本发明的捕获区B具有一个壁部47和从壁部47上垂直地突出的圆形肋条50、52。壁部47上制有许多孔48，通过该孔可进入到肋条间的区域内。孔48与中空室46连通，该中空室46又通过供应胶管42供有带压力的水。在室40的内壁上最好有六排1/16英寸直径的水平锥口孔(埋头孔)，两排设在肩部65和肋条52之间，两排在肋条50和52之间，还有两排在肋条50和唇部58之间。各孔的间隔从顶到底有所不同。在顶上的两排内，最好在每一排内孔间中心距为3/4英寸。在中间的两排内，最好在每一排内孔间中心距为7/8英寸，而在底下的两排内，最好在每一排内孔间中心距为1英寸。
如图7所示，最好肋条52沿径向向内伸出的程度大于肋条50，但小于肩部65，而唇部58沿径向向内伸出的程度又小于肋条50。这样肋条52、50的顶端一般在迁移区A的斜度上，如果该斜度向上延伸的话。如图7所示，如果将迁移区的表面作为一根直线而延伸，那么捕获区约为该表面长度的1/3(表面“长度”意为一根假想直线的长度，该直线为一个通过旋转轴线与迁移区的表面相交而延伸到唇部58的直线)，但捕获区还可扩展到多达表面长度的50％而不丧失它在本发明中的有利作用。圆形轮圈54在56用螺栓固紧在转筒23的上边而形成唇部58。第二圆形轮圈59用螺栓68固紧在轮圈56的上表面上，以便根据所要处理的具体泥浆使唇部区内具有可变的厚度或直径。具有圆筒形壁48和肋条50、52的“机筐”坐落在肩部65内的一个槽内，可以容易地取出以便清洗，只要松开螺栓56将罩盖5和轮圈54卸除即可。
外来的水通过管70，经过设有压力表74的滤水器72被供应到机架3内。设有外部减压阀76可将水释放，以便清洗过滤器72。设有压力表82的管71将水从机架3供应到旋转管接头37，中间经过阀门73，该阀可用手动杠杆75或用空气操作的夹紧阀77可变地调节。当电动机9使转轴24放慢以便进行漂洗周期时，夹紧阀77自动关闭，但在漂洗周期水仍继续流动通过支路管来到旋转管接头37，有一手动杠杆和阀80可用来手动关闭支路管79。
操作时，开动电动机9使转轴24旋转。通过输送管18将泥浆送入到旋转的转子上。离心力使泥浆向上攀升到转筒内表面63的迁移区上，经过捕获区，如果不被排除则再经过唇部58，进入到尾矿洗槽14内，然后通过排放口19，排出到机械之外。在肩部65，肋条50、52和唇部58之间的区域在引入泥浆之前原本是空的，但当泥浆被引入后，这些区域很快被固体颗粒充满。当过程继续进行时，较重的颗粒便积聚在这些区域内。来自室46的带压力的水流动通过孔48使颗粒被搅动，这样较重的精砂便可积聚在紧贴壁47的区域内。一旦精砂有足够数量的积聚，泥浆输入便被关断，转筒被放慢到非常缓慢的旋转，通过汇流管28，水被喷洒出来，而富含物则环绕挡板36流动，从出口64出来进入到精砂洗槽16内，在那里被收集起来。
为了防止细小的泥浆颗粒通过孔48穿透到室46内，这将使室46需要清洗，并为了当漂洗周期中转子缓慢旋转时，帮助使转子内的精砂排空，水仍在带压力状态下恒定送到室46内，即使在漂洗周期中也是如此。在漂洗周期，通过主管71供应的水虽然自动被关断，但数量减少的水仍继续通过支路管79流动。
本发明的一个优点是转子23可起到泵的作用来使室46内的水增压，这样当转子旋转时，本装置对供水压力所需的泵便只需较少的要求。因为水必须沿径向向外通过通道41流出，它就被转筒的旋转在角度上加速，因此在室46内便被增压。
由于在本发明中，比在MacNicol的方法中，采用较小部分的转筒内表面来使它流态化，因此只需消耗较少的水。转筒随之也较轻，只需较少的能量来使它旋转。在捕获区B之前设迁移区A使较重颗粒可在进入捕获区之前就迁移到靠近盆壁，因此能用一个较小的捕获区。
显然对于本行业的技术人员来说，上述结构可作出各种变型和适用型，仍可不离开本发明的精神，因此，本发明的范围只能以所附权利要求限定的范围为准。
权利要求
1.一种精选机，它可从含有液体和比重高低不同的颗粒材料的液体泥浆中将具有较高比重的颗粒材料分离出来，该精选机具有(a)一个中空的转筒，有一个开放的端头、一个基本上封闭的端头和一个内表面，该转筒同轴地装在一根空心轴上；(b)用来可旋转地将空心轴支承在一条轴线上的装置；(c)用来使转筒和空心轴环绕轴线旋转的驱动装置；(d)材料供应装置，用来将液体泥浆发放到转筒内背离开放端的另一端；其中中空转筒的内表面具有一个向外倾斜的迁移表面和一个在迁移表面之上的捕获区，其中捕获区具有一个一般为垂直的环形壁位在迁移区的径向上的外侧，和一个从垂直壁上垂直地伸出阻碍流动的元件，并且捕获区适宜被位在径向上捕获区外侧的带压力的液源流化，中空转筒还具有一个设在封闭端头附近的排放出口；和(e)用于将带压力的液体供给所述捕获区的装置。
2.按照权利要求1的离心精选机，其特征为，所说中空转筒还具有一个环形液体供应室位在所说捕获区沿径向的外侧，并且所说捕获区的基本上为垂直的壁具有多个孔眼，通过这些孔眼可与所说液体供应室连通。
3.按照权利要求1的离心精选机，其特征为，所说捕获区占有所说中空转筒内表面的小于50％的长度。
4.按照权利要求1的离心精选机，其特征为，所说捕获区占有所说中空转筒内表面的约三分之一的长度。
5.按照权利要求1的离心精选机，其特征为，所说捕获区具有上、下环形的平行的阻碍流动的肋条从所说基本上为垂直的壁上垂直地向内突出。
6.按照权利要求5的离心精选机，其特征为，在所说捕获区内所说基本上为垂直的壁在所说上、下平行的阻碍流动的肋条之间，在所说上肋条之上，和在所说下肋条之下都设有多个孔眼。
7.按照权利要求1的离心精选机，其特征为，所说中空转筒还具有一个环形液体供应室位在所说捕获区的沿径向的外侧，并且所说捕获区的基本上为垂直的壁具有多个孔眼，通过这些孔眼可与所说液体供应室连通。
8.按照权利要求2的离心精选机，其特征为，用来将带压力的液体供给所说捕获区的所说装置为在所说空心轴和所说液体供应室之间连通的可载运液体的通道。
9.按照权利要求8的离心精选机，其特征为，用来将带压力的液体供给所说液体供应室的所说装置为一旋转管接头，该管接头适宜在一个液体供应装置和所说空心轴之间提供液流的连通。
10.按照权利要求4的离心精选机，其特征为，所说液体供应装置具有一条第一供应管线，该管线可有选择地关闭或开启，还有一条第二供应管线，该管线当所说第一供应管线关闭时，可用来将液体供应给所说旋转管接头。
11.一种方法，它用于从含有液体和比重高低不同的颗粒材料的液体泥浆中将具有较高比重的颗粒材料分离出来，该方法包括(a)提供一台精选机，该机具有(i)一个中空的转筒，有一个开放端、一个基本封闭端和一个内表面，该转筒同轴地装在一根空心轴上；(ii)用来可旋转地将空心轴支承在一轴线上的装置；(iii)用来使转筒和空心轴环绕轴线旋转的驱动装置；(iv)材料供应装置，用来将液体泥浆发放到转筒内背离开放端的另一端；其中中空转筒的内表面具有一个向外倾斜的迁移表面和一个在迁移表面之上的捕获区，其中捕获区具有一个一般为垂直的环形壁位在迁移区径向上的外侧，和一个从垂直壁上垂直地伸出阻碍流动的元件，并且捕获区适宜被位在径向上捕获区外侧的带压力的液源流化，中空转筒还具有一个设在封闭端附近的排放出口；及(v)用来将带压力的液体供给捕获区的装置；(b)转动中空转筒；(c)通过材料供应装置输送泥浆；(d)提供带压力的液体，以便在所述捕获区中提供径向向内指向的流化液体，以便搅动在捕获区内的泥浆；(e)停止将泥浆提供给中空转筒；(f)降低转筒的转速，并且基本上与此同时将提供给捕获区的带压力的流化液体的量减小；(g)通过排放出口将捕获的颗粒冲洗出捕获区带。
全文摘要
一种用来将密度较高的颗粒从泥浆中分离出来的离心精选机,该机由于只在转筒上部提供流化捕获区,可减少水耗,并且由于在转筒下部设有不受阻碍的内部迁移表面,因此较重颗粒可进行初步分离。
文档编号B04B15/12GK1185122SQ96194104
公开日1998年6月17日 申请日期1996年5月22日 优先权日1995年5月23日
发明者史蒂芬·A·麦卡利斯特 申请人:史蒂芬·A·麦卡利斯特