一种新型冷裂解矿石重力分选工艺及装置的制作方法

本发明涉及矿石提取工艺，具体涉及一种新型冷裂解矿石重力分选工艺及装置。

背景技术：

1、

2、矿石是自然界中固态无机自然体，经过地质作用而形成的，其中富含一种或多种可被人类利用的金属元素或非金属元素。矿石按照所含元素的性质、形态、来源等可分为多种类型，如铁矿石、铜矿石、铅锌矿石、金矿石、银矿石、铝土矿、稀土矿等。矿石可应用于科技、能源、医疗、工业、农业等领域。不同种类的矿石具有不同的用途和价值，然而，从矿石形成矿产品，需经过破碎、精炼、加工等多个复杂工序形成，为顺应时代的发展，矿石行业应采用更加高效环保的方式进行提取。

3、传统的矿石处理工艺包括矿石碾磨和矿石提取。其中，矿石碾磨有以下几种方法：1、物理破碎法；2、机器研磨法；3、空气碾磨法；4、喷射碾磨法。

4、矿石提取有以下几种方法：1、化学提取法，其中①共振法：利用化合物在两种互不相溶或微溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次共振，将绝大部分的化合物提取出来；②浮选法：根据矿物表面物理、化学性质的差异从水的悬浮体中浮出固体矿物的选矿过程，浮选在选矿工业中得到了广泛的应用，最适于分选品位低、颗粒细的浸染矿石。2、生物提取法，主要为①浸出法：利用微生物或植物的代谢作用，将矿物质从其伴生矿物或岩石中溶解出来，但该过程时间长，对设备有较高要求，在环境保护需求日益强烈的今天，给后续药剂的处理增加负担。3、物理提取法，其中①磁选法：矿物分为强磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物，磁选是根据矿石中矿物磁性差异，在不均匀磁场中实现矿物分离的选矿方法，磁选多用于有磁性的黑色金属矿物氧化物矿物，如磁铁矿、钒钛磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿，也用于磁黄铁矿选矿；②电选法：全称电力选矿法，根据矿石矿物和脉石矿物颗粒导电率的不同，在高压电场中进行分选的方法，包括电选、电分级、摩擦带电分选、高梯度分选、介电分选、电除尘等内容；③重选法：该方式利用矿物质的密度差异，通过重力将其分离出来，适于处理有用矿物与脉石间具有较大密度差的矿石或其他原料，它是处理粗粒、中粒和细粒矿石的有效方法，在处理微细矿泥时效率不高。

5、上述现有工艺存在如下问题：

6、1、工序复杂、分离效率差。物理破碎法需要精准的筛选矿石大小后，经过重复的破碎-富集-破碎得到符合标准的矿石，但这种方式不能保证对矿石完全研磨合格，只能做到绝大部分符合标准，不能完全处理。所需流程复杂，工作效率低。而机器研磨法、空气研磨法、喷射碾磨法只能在一定的研磨等级以上起作用，因此要达到精细研磨，通常需要分两级或三级进行研磨，其过程中工序复杂、繁琐。

7、2、环境污染、能源消耗大。共振法、浸出法、浮选法以添加化学药剂的方法实现矿石分离，化学药剂会存在于空气、水、介质中，对环境污染严重，对人体健康十分不利；而存在的化学药剂，则导致不能进行排放，因此需针对化学药剂进行再次处理，增加生产成本。而磁选法、重选法、电选法提取处理过程需要利用矿石自身性质，虽然操作简单，但工序复杂，需要颗粒的精准与稳定性，消耗人力与资源成本。

8、分析上述传统工艺中存在的问题，具体产生原因如下：

9、1、矿石资源的多样性。自然界中的矿石资源多以伴生矿的形式存在，这意味着矿石中往往含有多种有价值的矿物元素，但同时也夹杂着其他杂质。这种复杂性导致了矿石加工的难度增加。

10、2、矿石的物理和化学性质。不同矿石的物理和化学性质差异很大，如硬度、脆性、熔点、化学稳定性等。这些性质直接影响了矿石的加工方法和提取效率。

11、3、由于现有工艺的局限性与不先进性。现有工艺随着社会经济发展的科学技术水平的提高而呈现动态变化，在剔除了矿石自身因素的影响后，我国西部和东北地区矿石绿色转型效率均相对高于中部与东部地区，煤炭城市和黑色金属城市略高于有色金属城市与石油城市。除西部地区外，其余地区和类型城市的绿色转型呈下降趋势。

12、在发展的21世纪，只有重视和把握矿产资源的形势和变化，加强对矿产资源形成条件和分布规律的研究，有针对性地进行矿石技术提升工作，提高选矿水平，才能满足社会经济建设的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种新型冷裂解矿石重力分选工艺及装置，采用高效绿色的纯物理共振波技术实现元素提炼，解决上述现有工艺存在的工序复杂、分离效率差、环境污染和能源消耗大的问题，区别于常规处理工艺，可以选择性的激发矿物中的特定化学元素，通过元素的化学键，进行高纯度的精准提炼，工序简单，分离效率高，环保、低成本、低耗能。

2、本发明的技术方案是：

3、一种新型冷裂解矿石重力分选工艺，其技术要点是，包括如下工序：

4、工序1，初级破碎

5、水与细度合格的矿石的混合物通过第一渣浆泵送往惯性振动筛，在初级裂解器的作用下，被破碎成细度为40mm以下的矿石颗粒，经惯性振动筛筛选后去往下一工序；矿石颗粒经过时，初级裂解器产生动能场，动能场的波动有选择的激发矿物成分中选定化学元素的化学键，提升该化学键的动能以达到共振断裂目的，从而破坏矿石内部结构实现破碎，在此过程中，根据选定的化学元素的化学键，高频振动波采用对应的频率波段；

6、工序2，高频分离

7、经过工序1初级破碎的矿石和水在第一搅拌容器中混合搅拌，通过第二渣浆泵送往高频筛，细度为2mm以下的矿石颗粒送往下一工序，细度大于2mm的筛上矿石颗粒在二级裂解器的作用下被再次破碎，并集中回流到高频筛进行筛选，直到符合细度2mm以下的要求，其中二级裂解器的结构和工作原理与初级裂解器相同，用于打开矿石的伴生状态，使含有目标元素的矿石与杂质在裸露处断裂分离；

8、工序3，分选富集

9、经过工序2高频分离后的矿石颗粒，通过多级的分级水力旋流器进行粒度分级，将选定粒度级别的矿石分别推送至多个富集阶段裂解浓缩器中，在富集阶段裂解浓缩器中打开矿石的包裹状态，完成对选定元素的剥离和富集，再将含有选定元素的物料、尾矿进行集中回收，从而获得高价值精细度物料与低饱和泥沙物质，其中，富集阶段裂解浓缩器的结构和工作原理与初级裂解器相同。

10、上述的新型冷裂解矿石重力分选工艺，所述初级裂解器包括矿石输送管道、设于矿石输送管道中的浮动振子、设于矿石输送管道外壁的高频遥感线圈、设于矿石输送管道内壁的第一破碎结构、设于浮动振子外壁的第二破碎结构，所述矿石输送管道内部为反射腔，当惯性振动筛筛上矿石颗粒通过传输装置送往初级裂解器，电能驱动高频遥感线圈发生高频振动波，反射腔中的浮动振子随之产生有规律的摆动且与矿石输送管道之间形成环形动能场。

11、上述的新型冷裂解矿石重力分选工艺，在工序1所述的初级破碎阶段，由于矿石中元素硅的含量最高，初级裂解器优先选择元素硅的频率波段，使动能场的波动激发矿物成分中硅元素的化学键，提升该化学键的动能以达到共振断裂目的，将大矿石颗粒破碎为小矿石颗粒。

12、上述的新型冷裂解矿石重力分选工艺，在工序1的初级破碎过程初始，矿石通过主接待仓进入洗矿机，并在洗矿机中注入工业用水，将细度合格的矿石送至第二搅拌容器，将细度不合格的矿石通过颚式破碎机料斗送至颚式破碎机，搅拌容器中的矿石与水的混合物在第一渣浆泵的作用下进入惯性振动筛，同时经过颚式破碎机破碎的矿石也进入惯性振动筛，进行初级破碎。

13、一种新型冷裂解矿石重力分选装置，包括初级破碎单元、高频分离单元和分选富集单元，其技术要点是：所述初级破碎单元包括惯性振动筛和初级裂解器，所述初级裂解器包括矿石输送管道、设于矿石输送管道中的浮动振子、设于矿石输送管道外壁的高频遥感线圈、设于矿石输送管道内壁的第一破碎结构、设于浮动振子外壁的第二破碎结构，所述矿石输送管道内部为反射腔，反射腔中的浮动振子与矿石输送管道之间形成环形动能场；所述高频分离单元包括高频筛和二级裂解器，所述二级裂解器与初级裂解器结构和原理相同；所述分选富集单元包括分级水力旋流器和富集阶段裂解浓缩器，所述富集阶段裂解浓缩器的数量为多个，与分级水力旋流器的物料出口并联，所述富集阶段裂解浓缩器与初级裂解器结构和原理相同。

14、上述的新型冷裂解矿石重力分选装置，所述惯性振动筛的进料端分别与第一渣浆泵和颚式破碎机连接，所述第一渣浆泵的入口与第二搅拌容器的出口连通，所述第二搅拌容器的入口与洗矿机的出口连通，所述洗矿机与颚式破碎机之间连接有颚式破碎机料斗，所述洗矿机的入口与主接待仓连通，所述惯性振动筛的筛下料送料管路与高频分离单元连接，所述惯性振动筛的筛上料送料管路与初级裂解器的进料端连通，初级裂解器的出料端与惯性振动筛的进料端连通。

15、上述的新型冷裂解矿石重力分选装置，所述高频筛的数量为多个，其入口分别连接第二渣浆泵，所述第二渣浆泵的入口与第一搅拌容器的出口连通，所述第一搅拌容器的入口与惯性振动筛的筛下料送料管路连通，所述二级裂解器的数量为多个，与高频筛一一对应，二级裂解器的进料端与对应的高频筛的筛上料送料管路连通，出料端分别连接一第一底盘罐，各个第一底盘罐的出料管道与第二渣浆泵的入口管道交汇，各个所述高频筛的筛下料送料管路与分选富集单元连接。

16、上述的新型冷裂解矿石重力分选装置，所述分级水力旋流器的入口与第二底盘罐的出料管道连接，所述第二底盘罐的入口与各个高频筛的筛下料送料管路连接，所述分级水力旋流器的出口关联多个富集阶段裂解浓缩器，各个富集阶段裂解浓缩器的出口分别与物料集液箱和尾矿收集器连通。

17、本发明的有益效果是：

18、1、针对于矿石种类繁多、结构形态差别大的特点，传统处理方式采用物理破碎法、机器研磨法、空气碾磨法、喷射碾磨法、萃取法、浮选法、浸出法、磁选法、电选法、重选法进行矿石提取，但由于化学药剂、能源浪费等因素，在提取上会造成二次污染、成本高、成效低、收益低等一系列问题发生。本发明是一种通过向矿石中传导纳米级共振波来实现冷裂解矿石萃取的工艺及方法，该工艺及方法有选择性的激发待研磨矿物中选定的化学元素的特定化学键，提升该化学键的动能以达到共振断裂目的，从而破坏矿石内部结构实现破碎，使晶体在没有剪切变形的情况下高质量的形成稳定的化合物，加强了矿石提取效果，本发明在碾磨矿物的过程中，可避免有用成分被碾磨、杂质未完全清理，节约能耗。

19、2、本工艺方法可以一次性破坏+0.2毫米至+100微米的介质，并且还可以将其中的一部分颗粒破碎成更小的颗粒，直径可以达到-45微米，这意味着本工艺方法能够实现粒度的控制，使得石英颗粒的大小在这个范围内变化。这对于需要精确控制颗粒大小的工业应用来说是非常有用的，因为不同的生产过程可能需要不同大小的颗粒。所有金属及其氧化物的外来夹杂物都会出现在破碎晶体的外表面，利于达到100％清除杂质，做到高效处理高效富集。不论是从技术角度，还是经济角度，都可以取代传统工艺，低投资低耗能的方式完成高效率高产出的处理。

20、3、本发明作为一种新型矿石冷裂解萃取激活技术，可适用于含有贵金属、有色金属、多金属的精矿等物质，包括但不限于方铅矿、黄铁矿、赤铁矿、金矿，可以是一种元素结晶形成的单一矿、也可以是多种矿物共生的综合矿。本发明运用湿法冶金技术进行加工，实现贵金属化学与物理提炼，在实施过程中，循环使用90％的技术用水，无需添加任何试剂即可改变矿物晶粒间结合的断裂关系，在此期间不产生任何的垃圾废弃，沙和粘土可回归于建筑材料。具有处理成本低、处理效果好、可清除全部杂质等特点，是实现绿色提取、科技创新的一种有效方式。