一种重介质分选系统的制作方法

本发明涉及矿物分选装备技术领域，具体涉及利用矿物在重液中浮沉原理设计的一种重介质干扰沉降分选系统。

背景技术：

在选矿技术领域，对比重差别大的细泥级矿物通常使用重力分选设备，重介质分选系统就是一种结构简单、操作方便的重力选矿设备，其适应于分选具有比重差异的矿石，如钨矿、锡矿、轻稀土矿、赤褐铁矿、钛铁矿、硫铁矿等矿石。

公告号为cn202010578u的专利文献公开了一种立式磁重分选机，含有补加水口(7)、给矿口(6)、溢流口(9)、精矿排矿口(8)、机架(11)，其分选区是由内筒(4)、外筒(5)的槽体构成，磁系(1)固定在转环(2)上并置于内筒(4)的内部，转环(2)与驱动机构相联，磁系(1)的磁组沿转环(2)自上而下以n、s交替并呈“十”字形交叉排列，每组磁系(1)以转环(2)的轴线对称设置。该实用新型利用永磁磁系产生旋转磁场，水力、磁力、重力交互作用，能够有效分离磁力较弱、比重较小的脉石矿物和细粒连生体，达到提高铁精矿品位的目的。该磁重分选机包括磁系与驱动结构，磁系随转环的转动而转动，产生旋转磁场；矿浆由给矿口以切线方向给入，在补加的水力作用下，在分选区以相同的方向旋转；矿浆在旋转的过程中，同时受到四个力的作用，即重力、离心力、上升水浮力和磁力。当矿粒的重力大于其浮力时，其沉降至精矿排矿口成为精矿，反之则由溢流口排出，成为尾矿。旋转磁系所产生的脉动磁场主要起磁化作用，当有磁场时，铁矿物被瞬时磁化，形成磁团加速沉降，一旦磁场消失，又处于分散状态，使非磁性矿粒上升上浮，这种分散交变状态，使磁性铁矿物加速沉降成为精矿，脉石、连生体等轻矿物沿上升水，上升至溢流口成为尾矿，从而达到有效分离。本实用新型采用磁场是磁化被分选的磁性矿物，及只适用于分选磁性矿物，对不含有磁性矿物的物料的分选是没有效果的。

公开号为cn102698869a的专利文献涉及一种立式磁选机，该磁选机包括安装在机架上由竖轴限定的圆台形内筒和与该圆台形内筒间隔有预定距离的圆台形外筒，以及安装在圆台形内筒和圆台形外筒之间的圆台形转筒，且在圆台形内筒外表面的一部分上安装有磁体。由于圆台形转筒在旋转过程中能产生离心力，致使刚落入其上的矿粉或尾矿粉在离心力的作用撞击到圆台形外筒的表面，然后再弹回到圆台形转筒，会使矿粉或尾矿粉在粘结状态下变为松散状态，且能经过反复地磁选来提高分选效率。该磁选机适于干式磁选，不适用于湿式磁选。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有细粒矿物分选装备存在的问题，利用矿物在重液中浮沉原理设计的一种重介质干扰沉降分选系统，可广泛应用于微细粒矿物颗粒分选领域，采用磁性矿物作为重介质和外加交替磁场的方式形成均一稳定的介质场，使密度小的颗粒在上升水流的作用下穿过介质层溢流排出，密度大的颗粒在介质层干扰下沉降从底流排出，从而实现不同密度的矿物有效分选。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种重介质分选系统，包括支架和垂直固定在所述支架上的分选管，所述分选管的中部设置填充介质，所述填充介质为磁性材料，所述分选管的外表面对应所述填充介质的部位设置线圈，所述线圈与励磁电源连接，所述分选管包括给矿斗、补给水口、排矿口和溢流口，所述补给水口设置在所述分选管的中段区域，所述溢流口设置在所述分选管的顶端，所述排矿口设置在所述分选管的底部。

优选地，所述分选管通过支杆、固定架和u型管卡垂直固定在所述支架上，所述固定架上设置支杆固定孔和u型管卡固定孔。

优选地，所述线圈通过线圈架固定在所述支杆上，所述线圈架与所述支杆通过第一螺母连接。

优选地，所述支杆上通过接线板固定架设置接线板。

优选地，所述填充介质为高纯度磁铁矿。

优选地，所述重介质分选系统，还包括缓震机械结构，所述缓震机械结构包括第二螺母、螺栓和弹簧垫圈，所述弹簧垫圈套设在所述螺栓上，并通过所述第二螺母固定在所述固定架上。

本发明重介质分选在研发初期重液（即重介质）的选择上，发明人首先确定了应用磁粉作为重液，但磁粉的粒度与浓度没有相应的依据去确定，经过大量反复试验，仍然频频出现重液堵塞的问题，无法达到理想的分选效果，于是又在调研现有技术的基础上与专家经历了长达三个月的探讨，最终确定使用缓震机械装置，再加上合适的磁粉，解决了重液堵塞现象，使得重液流动度显著增强，遂取得预期成效。其次，在给电磁线圈供电的电源选择上又是一大难题，选择什么样的供电方式，更有利于磁场的均匀度以及磁场能够被瞬间控制，现有的分选设备普遍采用移相触发式供电电源，这种电源优势明显，稳定性好，对电路可靠性有很好的保障。而发明人经历反复的试验研究发现，采用过零触发方式的供电电源代替常规的移相触发式供电电源对本发明系统更为合适，过零触发方式的供电电源使电压导通角间歇式开启和中断，在一定周期内形成极速变换的间歇送电模式，使电场产生的磁场发生相应的变化，形成具有一定特性的磁场，达到提高磁性矿物分选效果的目的。此外，对于补给水的设置位置，加补给水是为了降低矿物堵塞的几率和提高脉石矿物的溢出，补给水的位置就变得十分关键，由于本发明重介质分选系统与现有设备存在明显差异，因此无法借鉴现有设备的设置方式，发明人依据本发明系统的结构及其工作原理等，最终在经历反复的设计和试验后，确定将补给水口设在分选管的中段区域，与重液、缓震机械装置协同达到了降低矿物堵塞几率的作用，同时还能提高脉石矿物的有效溢出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种重介质分选系统，包括支架、分选管、填充介质、线圈和励磁电源，填充介质为磁性材料，一般为高纯度磁铁矿，可根据分选物料粒级确定填充介质粒度组成；线圈与励磁电源连接，励磁电源为电气装置，区别于普通的供电电源，可产生间歇电流，从而形成间断式磁场，通过励磁电源可对线圈进行间歇供电，使填充介质磁团聚效应时有时无，被分选矿物被反复挤压提高分选效果。

本发明还包括缓震机械机构，该缓震机械机构包括螺母、螺栓和弹簧垫圈，弹簧垫圈套设在螺栓上，并通过螺母固定在固定架上，分选管在工作时产生震荡，在矿物的流动过程中加快矿物分层，有利于提高分选效果。

本发明重介质分选系统基本构成是内置填充介质的分选管及环绕设置的线圈，分选管垂直固定在支架上，线圈包裹在有填充介质的分选管周围，线圈供电后产生磁场，高纯度铁精粉在磁力的作用下发生磁团聚，形成针刺状的磁团体。本发明可广泛应用于微细粒矿物颗粒分选领域，分选原理为：基于矿物在重液中浮沉原理（即大于介质密度的矿物沉降，小于介质密度的矿物上浮），采用磁性矿物作为重介质和外加交替变换的磁场的方式形成均一稳定的介质场，在脉动上升水流下，密度较小的矿物穿过介质场溢流排出，密度较大的矿物在介质场干涉作用下沉降排出，对细粒级矿物分选效果较好。本发明重介质分选系统回收率高、能耗低，其弥补了重选设备在微细粒金属矿物分选效果差的缺陷，可广泛应用于微细粒矿物的分选领域，采用磁力辅助重力的方式进行分选，对于微细粒矿物的回收效果更为明显。

附图说明

图1：本发明一种重介质分选系统的结构示意图；

图2：本发明固定架的结构示意图，其中，a1-主视图，a2-俯视图，a3-左视图；

其中，b-1-分选管，b-2-支架，1-给矿斗，2-线圈架，3-线圈，4-支杆，5-固定架，501-支杆固定孔，502-u型管卡固定孔，503-抵接部，6-接线板，7-接线板固定架，8-u型管卡，9-第一螺母，10-第二螺母，11-弹簧垫圈，12-螺栓，13-填充介质，14-排矿口，15-补给水口，16-溢流口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

参阅图1-2，一种重介质分选系统，包括支架b-2和垂直固定在所述支架b-2上的分选管b-1，所述分选管b-1的中部设置填充介质13，所述填充介质13为磁性材料，所述分选管b-1的外表面对应所述填充介质13的部位设置线圈3，所述线圈3与励磁电源连接，所述分选管b-1包括给矿斗1、补给水口15、排矿口14和溢流口16，所述补给水口15设置在所述分选管b-1的中段区域，所述溢流口16设置在所述分选管b-1的顶端，所述排矿口14设置在所述分选管b-1的底部。

分选原理为：基于矿物在重液中浮沉原理（即大于介质密度的矿物沉降，小于介质密度的矿物上浮），采用磁性矿物作为重介质和外加交替变换的磁场的方式形成均一稳定的介质场，在脉动上升水流下，密度较小的矿物穿过介质场溢流排出，密度较大的矿物在介质场干涉作用下沉降排出。

其中，分选管b-1大体呈圆柱体，自上而下为溢流段、分选段和底流段，工作过程中，比重小的矿物在重力及其间歇磁场的不断作用下，不断上浮直至由溢流口16流出；分选段则设有线圈3，给予矿物交替变换的磁场，使磁团体间歇发生凝聚-松散-凝聚瞬时变化，加速比重不同矿物的分离；比重大的矿物则不断下沉，直至由底部的排矿口14排出，从而完成不同比重矿物的分离。

本发明中，励磁电源的触发方式采用过零触发，使电压导通角间歇式开启和中断，在一定周期内形成极速变换的间歇送电模式，使电场产生的磁场发生相应的变化，形成具有一定特性的磁场，达到提高磁性矿物分选效果的目的。

所述分选管b-1通过支杆4、固定架5和u型管卡8垂直固定在所述支架b-2上，所述固定架5上设置支杆固定孔501和u型管卡固定孔502。其中，支杆固定孔501用于固定架5与支杆4进行固定，u型管卡固定孔502用于固定架5与u型管卡8的固定。固定架5与分选管b-1对应的面上还设有抵接部503，该抵接部503与分选管b-1抵接，该抵接部503由呈一定角度的两片板状构件组成。

所述线圈3通过线圈架2固定在所述支杆4上，所述线圈架2与所述支杆4通过第一螺母9连接。

所述支杆4上通过接线板固定架7设置接线板6，接线板6起到连接电路的作用。

所述填充介质13为高纯度磁铁矿，可根据分选物料粒级确定填充介质13粒度组成。

实施例2

参阅图1，一种重介质分选系统，是在实施例1的基础上进行改进，改进技术方案为：

还包括缓震机械结构，所述缓震机械结构包括第二螺母10、螺栓12和弹簧垫圈11，所述弹簧垫圈11套设在所述螺栓12上，并通过所述第二螺母10固定在所述固定架5上。

通过第二螺母10、螺栓12和弹簧垫圈11组成助力模块，助力分选管b-1在工作时，产生震荡，有利于矿物分层，更有利于提高分选效果。

其中的弹簧垫圈11优选为弹簧垫圈，利用弹簧可压缩性助力分选管b-1的震荡频率，加速重矿物沉淀，轻矿物溢出。

缓震机械结构与填充介质13磁团聚效应相结合，加速了矿物分层，矿物分层效果得到显著的提高。

实施例3

锡石尾矿分选试验：

某锡尾矿主要矿物成分为锡石、石英、长石、石榴石、云母、萤石、赤褐铁矿、绿泥石、高岭土等，sn含量为0.4%左右，+30μm的锡石解离度小于10%，-30μm解离度为85%~90%，单体解离的锡石粒度多在5~10μm。

样品制备，称取5kg样品，首先通过水力旋流器分为+30μm和-30μm两个级别，将+30μm的样品磨矿至-30μm以下，与分级的-30μm样品合并混匀待用。

试验结果：

表1试验结果

试验结果显示，本发明设备对细粒分选具有较好的分选效果。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。