螺旋溜槽结构、螺旋溜槽和螺旋溜槽选矿设备

摘要

本发明涉及矿物分选领域，公开了一种螺旋溜槽结构、螺旋溜槽和螺旋溜槽选矿设备。所述螺旋溜槽结构(1)包括供矿浆流动的螺旋溜槽段(2)，所述螺旋溜槽结构(1)还包括正电极(3)和负电极(4)，其中，所述负电极(4)埋设在所述螺旋溜槽段(2)的螺旋溜槽面(5)下，所述正电极(3)位于所述螺旋溜槽面(5)上方并与所述螺旋溜槽面(5)保持间隔，所述正电极(3)和所述负电极(4)之间能够形成介电场。该螺旋溜槽结构将介电场和重力场相结合，打破了现有技术中介电选只能用有机介电液作为分选介质的瓶颈，采用水作为介电液就能够大幅提高重选的分选效率，使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选设备进行矿物分选。

说明书

技术领域

本发明涉及矿物分选技术领域，具体地，涉及一种用于矿物分选的螺旋 溜槽结构、一种具有这种螺旋溜槽结构的螺旋溜槽、和一种具有这种螺旋溜 槽的螺旋溜槽选矿设备。

背景技术

通常，在矿物的分选中，大部分有用金属矿物的分选除强磁性矿物的分 选比较容易之外，多数有用金属的回收都采用浮选法进行回收，而回收的对 象无非是这些金属的硫化物和氧化物，基本上很少将硅酸盐矿物作为回收对 象，而且大多数有色金属与过渡金属的回收都是其金属氧化物或硫化物与硅 酸盐矿物的分离。

目前，利用介电常数的差别进行选矿的方法有干式电选和介电分选。干 式电选需要将矿物全部干燥后进行分选，然而，在目前几乎能使自然矿物单 体解离的磨矿方法只有湿式磨矿不产生粉尘，而要将湿式磨矿的物料全部进 行干燥后再采用干式电选进行分离，而干燥费用会成为其成本高昂的主要因 素。

另外，在大多数金属矿物的介电分选中，要求介电液的介电常数介于金 属矿物与要分离的硅酸盐矿物之间，因此金属矿物与脉石矿物的分选只能用 有机油、醇类作为介电液，而这些介电液很多有毒且使用成本高昂，这使得 介电选的应用受到了非常大的的限制，使得介电选只能用作在试验室的单矿 物分离或不能用其它方法分选的希贵金属才能使用介电选进行分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋溜槽结构，该螺旋溜槽结构将介电场和重 力场相结合，打破了现有技术中介电选只能用有机介电液作为分选介质的瓶 颈，采用水作为介电液就能够大幅提高重选的分选效率，使原来只能作为粗 选设备的螺旋溜槽可以作为精选设备进行矿物分选。

为了实现上述目的，本发明提供一种螺旋溜槽结构，所述螺旋溜槽结构 包括供矿浆流动的螺旋溜槽段，所述螺旋溜槽结构还包括正电极和负电极， 其中，所述负电极埋设在所述螺旋溜槽段的螺旋溜槽面下，所述正电极位于 所述螺旋溜槽面上方并与所述螺旋溜槽面保持间隔，所述正电极和所述负电 极之间能够形成介电场。

通过上述技术方案，螺旋溜槽段自身能够利用矿浆的自身重力形成的螺 旋下降进行分选，同时，螺旋溜槽面下埋设有负电极，而螺旋溜槽面的上方 设置有正电极，这样，正电极和负电极接电压并且正电极的电压大于负电极 的电压，或者负电极接地，而正电极接高压正极时负电极将带负电，从而在 正电极和负电极之间形成介电场，以形成介电场和重力场相结合的分选场， 而由于当矿物的介电常数大于介电液的介电常数时颗粒所受力与电场梯度 增大的方向一致，当矿物的介电常数小于介电液的介电常数时受力方向为梯 度减小的方向，从而，正电极和负电极之间的电场梯度增大的方向为正电极 指向负电极，这样，在螺旋溜槽选矿中，比重较大的矿物一般也是介电常数 较大的矿物，它趋向于流向靠近螺旋溜槽的螺旋中心处，比重小的矿物也是 介电常数较小的硅酸盐矿物，它趋向于流向螺旋溜槽的外缘，且在分选过程 中比重大的矿物倾向于分布在螺旋溜槽面，比重小的矿物则分布在螺旋溜槽 面的上面，比重大的矿物更容易顺着螺旋溜槽面上的刻槽流向螺旋中心处， 在上述的介电场的作用下能够使脉石矿物受到向上的介电力，而有用矿物受 到向下的介电力，这样介电力增强了轻重两种矿物的分层，使脉石矿物更容 易被水冲向螺旋溜槽的外缘，从而在重力场和介电力场的双重作用下能够大 大提高轻重矿物的分选效率，从而，该螺旋溜槽结构打破了现有技术中介电 选只能用有机介电液作为分选介质的瓶颈，从而采用水作为介电液就能够大 幅提高重选的分选效率，使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选 设备进行矿物分选使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选设备 进行矿物分选。

进一步地，所述正电极和所述负电极在所述螺旋溜槽面的径向方向上延 伸。

进一步地，所述正电极的形状与所述螺旋溜槽面相同。

进一步地，所述正电极和所述螺旋溜槽段形成周向方向闭合的矿浆通 道。

进一步地，所述正电极形成为曲面电极板。

进一步地，所述负电极为多个沿所述螺旋溜槽面的螺旋延伸方向间隔布 置的电极丝。

进一步地，所述螺旋溜槽面上形成有径向延伸的凹槽，所述负电极布置 在所述凹槽内并通过填充所述凹槽的绝缘层来埋设。

进一步地，所述负电极配置为能够接地。

另外，本发明还提供一种螺旋溜槽，所述螺旋溜槽包括以上所述的螺旋 溜槽结构。

此外，本发明还提供一种螺旋溜槽选矿设备，该螺旋溜槽选矿设备包括 支架，所述支架设置有精矿管，多条以上所述的螺旋溜槽缠绕所述精矿管设 置以使得所述精矿管从多条所述螺旋溜槽的螺旋中心穿过，并且所述精矿管 与多条所述螺旋溜槽相通，以接收矿浆沿所述螺旋溜槽流动过程中分选出的 精矿。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是本发明具体实施方式提供的螺旋溜槽结构的俯视结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的螺旋溜槽结构的径向方向的剖视结构 示意图，其中，示出了附加的精矿管；

图3是本发明具体实施方式提供的螺旋溜槽选矿设备的结构示意图。

附图标记说明

1-螺旋溜槽结构，2-螺旋溜槽段，3-正电极，4-负电极，5-螺旋溜槽面， 6-螺旋溜槽，7-支架，8-精矿管，9-中矿区，10-尾矿区，11-精矿区，12-通道， 13-矿浆，14-入料端，15-尾矿出口端，16-中矿出口端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发 明。

如图1和2所示，本发明的螺旋溜槽结构1包括螺旋溜槽段2、正电极 3和负电极4，螺旋溜槽段2用于供矿浆流动以进行分选，其中，负电极4 埋设在螺旋溜槽段2的螺旋溜槽面5下，正电极3位于螺旋溜槽面5上方并 与螺旋溜槽面5保持间隔以形成矿浆通道，正电极3和负电极4之间能够形 成介电场。

通过该技术方案，螺旋溜槽段2自身能够利用矿浆的自身重力形成的螺 旋下降进行一定程度的分选，同时，螺旋溜槽面5下埋设有负电极4，而螺 旋溜槽面5的上方设置有正电极3，这样，正电极3和负电极4接电压并且 正电极3的电压大于负电极4的电压，或者负电极4接地，而正电极3接高 压正极时负电极4将带负电，从而在正电极3和负电极4之间形成介电场， 以形成介电场和重力场相结合的分选场，而由于当矿物的介电常数大于介电 液的介电常数时颗粒所受力与电场梯度增大的方向一致，当矿物的介电常数 小于介电液的介电常数时受力方向为梯度减小的方向，从而，正电极3和负 电极4之间的电场梯度增大的方向为正电极3指向负电极4，这样，在螺旋 溜槽选矿中，比重较大的金属矿物一般也是介电常数较大的矿物，它趋向于 顺着螺旋溜槽面上的刻槽流向螺旋中心处，比重小的脉石矿物也是介电常数 较小的硅酸盐矿物，它趋向于流向螺旋溜槽的外缘，且在分选过程中比重大 的金属矿物倾向于分布在螺旋溜槽面，比重小的脉石矿物则分布在螺旋溜槽 面的上面，在上述的介电场的作用下，由于金属矿物也是比重大的矿物所受 介电力向下靠近负电极，而脉石矿物所受介电力向上远离负电极，这使得脉 石矿物更容易在上层接受水流的作用而冲向螺旋槽面的外缘，也就是，能够 使脉石矿物受到向上的介电力，而有用金属矿物受到向下的介电力，这样介 电力就增强了轻重两种矿物的分层，使脉石矿物更容易被水冲向螺旋溜槽的 外缘，从而在重力场和介电力场的双重作用下，流动的矿浆将在螺旋溜槽面 上形成图2所示的精矿区11、中矿区9和尾矿区10，从而能够大大提高轻 重矿物的分选效率，因此，本发明的该螺旋溜槽结构打破了现有技术中介电 选只能用有机介电液作为分选介质的瓶颈，从而采用水作为介电液就能够大 幅提高重选的分选效率，使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选 设备进行矿物分选使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选设备 进行矿物分选。

进一步地，如图1和2所示，正电极3和负电极4在螺旋溜槽面5的径 向方向上延伸，也就是，如图1所示，负电极4可以从靠近螺旋溜槽面5的 边缘的位置处延伸到靠近螺旋中心的位置处，以在螺旋溜槽面5的整个径向 方向上基本形成有介电场，以使得矿物的分选更均匀。

考虑到螺旋溜槽面5供矿浆流动的形状，进一步，正电极3的形状配置 为与螺旋溜槽面5的形状相同，也就是，正电极3可以配置为沿着螺旋溜槽 面进行螺旋延伸，以在螺旋溜槽面5的螺旋方向延伸，提高介电场的均匀性。 另外，本发明的螺旋溜槽结构中，由于正电极3和螺旋溜槽面5之间保持间 隔以形成矿浆通道，由于在两极电压一定的情况下，如果正电极3距离负电 极4越近，则产生的介电场的长枪越高，介电场起到的作用也就越大，因此， 正电极3可以靠近负电极4设置，但必须保证矿浆能够在矿浆通道内流动， 从而，在不影响矿浆流动的前提下，正电极3可以和螺旋溜槽段2形成周向 方向闭合的矿浆通道，也就是，正电极3可以配置为螺旋溜槽段2的上盖体。

例如，在一种具体的结构中，正电极3形成为曲面电极板，该曲面电极 板的形状与螺旋溜槽面5完全相同，并且该曲面电极板与螺旋溜槽段2形成 闭合的矿浆通道。

进一步，在曲面电极板位置确定的前提下，电压越低操作越安全，但电 压过低时介电场较弱，介电场所起作用也越小，电压较高时介电力较大，介 电场在分选中所起的作用也越大，因此应在曲面电极板刷一定厚度的绝缘 层，在绝缘层电压允许的范围内可以通过试验确定电极间所需的电压。

此外，更进一步地，或可选择地，负电极4可以为多个沿螺旋溜槽面5 的螺旋延伸方向间隔布置的电极丝。例如，在一种结构中，螺旋溜槽面5上 形成有径向延伸的凹槽，负电极4例如电极丝布置在凹槽内并通过填充凹槽 的绝缘层来埋设。在本申请中，电极丝的作用是产生高梯度的电场，由于水 具有一定的导电性，此处只能有电场而不能有电流从正电极3流道负电极4， 因此金属电极丝外有绝缘层阻止电流通过，电极丝在溜槽底面的布置由于呈 似辐射状，其疏密可尽量根据槽面刻槽的难易尽量多刻槽多布置电极丝，电 极丝布置的越多介电场所起的作用越大，另外电极丝的粗细可以根据所选物 料的粒度进行梯度匹配。

这样，例如，在一种具体的结构中，电极曲面板到螺旋溜槽面5的距离 可以为6cm-10cm，电极电压可以为2000-50000伏。

另外，负电极4配置为能够接地。如上所述的，螺旋溜槽面5上形成有 径向延伸的凹槽，负电极4例如电极丝布置在凹槽内并通过填充凹槽的绝缘 层来埋设，电极丝埋入刻槽中，由于金属矿物也是比重大的矿物所受介电力 向下靠近电极丝，而脉石矿物所受介电力向上远离电极丝，这使得脉石矿物 更容易在上层接受水流的作用而冲向螺旋槽面的外缘；因此，在一种优选方 式中，电极丝埋入凹槽应尽量地浅，以达到足够的介电力作用范围，但越浅 电极丝又越容易外露而与水接触而漏电，因此负电极4例如电极丝应该接地， 在槽面上盖上相同曲面的曲面电极板，这个曲面表面完全被绝缘侧覆盖，电 曲面电极板接正极，由于曲面电极板捕收矿粒的磨损不易破损而漏电，因此 当电极丝接地，曲面电极板接高压正极时电极丝带负电，电场梯度增大的方 向为曲面电极板指向电极丝。

虽然在电极布置中使电极丝接地，即使漏电也不会造成安全隐患，因此 为了即形成电极丝足够的梯度，又不至于磨损后影响使用，在电极丝靠近凹 槽的上部采用介电体材料进行制作，凹槽内应该定期根据磨损的周期刷上绝 缘层，也就是确保填充凹槽的绝缘层完整，以便形成电场而不形成电流。

另外，如图3中的螺旋溜槽6所示，本发明还提供一种螺旋溜槽6，其 中，该螺旋溜槽6包括以上所述的螺旋溜槽结构1，例如，在该螺旋溜槽6 的整个螺旋长度上，都布置有正电极3和负电极4，具体地，在螺旋溜槽6 的螺旋溜槽面5沿着螺旋延伸方向间隔布置有类似辐射状的电极丝，而曲面 电极板则在螺旋延伸方向上覆盖在螺旋溜槽面5上。

这样，该螺旋溜槽6能够利用重力和介电力，以水作为介电液来充分利 用水与脉石矿物的介电常数差异，将介电场与重力场相结合，最大限度地提 高矿物分选效率。

此外，如图2和3所示，本发明还提供一种螺旋溜槽选矿设备，该螺旋 溜槽选矿设备包括支架7，支架7设置有精矿管8，多条螺旋溜槽6以类似 于麻花形式来缠绕精矿管8设置以使得精矿管8从多条螺旋溜槽6的螺旋中 心穿过，并且精矿管8例如通过通道12与多条螺旋溜槽6相通，以接收矿 浆沿螺旋溜槽6流动过程中分选出的精矿。

这样，待分选的矿浆13从入料端14分别进入多条螺旋溜槽6，如上所 述，在重力和介电力的双重作用下，如图2所示，在水的作用下，有用的金 属矿物将流动到精矿区11和中矿区9的一部分，而脉石等尾矿则流动到尾 矿区10，最终，精矿从精矿管8处分选排出，而中矿则从中矿出口端16排 出，尾矿则从尾矿出口端15排出，最终实现了以水作为介电液来更高效率 地分选矿物，使原来只能作为粗选设备的螺旋溜槽可以作为精选设备进行矿 物分选。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。