基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置及工艺的制作方法

本发明属于金红石矿初步富集，具体涉及基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置及工艺。

背景技术：

1、金红石广泛应用于高端冶金、航空航天、精细化工等领域，其中低品位、嵌布复杂型金红石矿的开发利用愈发受到重视，目前国内大量金红石原矿存在品位偏低、矿物嵌布关系复杂的特点，不少矿床中金红石以微细粒包裹、浸染状形态赋存于石榴子石、绿辉石、角闪石等脉石矿物内部，常规选矿手段难以实现有效解离与分选。现阶段行业内主流工艺多采用多段机械磨矿搭配浮选、磁选、高温焙烧的联合流程，这类工艺不仅工序冗长、药剂与能耗消耗大，还易因机械强制挤压、冲击造成金红石晶粒过粉碎，产生大量次生细泥，细泥覆盖矿物表面后会进一步干扰后续分选作业，同时高温焙烧还会增加运维成本与环保压力，整体经济性较差，导致大量低品位金红石资源难以实现规模化开发。

2、传统金红石预选抛尾环节同样存在明显技术短板，早期多依靠重选、普通磁选等粗放式手段，分选靶向性弱、抛尾效率低，大量低品位废石与贫脉石全程参与全流程作业，持续增加设备负荷与选矿成本，即便引入光电分选设备，也大多仅采用单一可见光源，仅依靠矿物外观、形貌进行识别，对于铁元素类质同象严重、表面泥化污染、包裹型金红石矿物甄别能力不足，无法区分金红石与含铁脉石的成分差异，漏选、误选问题突出，既造成金红石有价矿物流失，也难以提升抛尾率，制约了金红石选矿整体指标与资源利用率的提升，所以现在提出一种基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置及工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构优化、分选精准、解离效果好的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置及工艺。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，包括机械破碎机、超声波破碎设备和智能光电分选设备，金红石原矿通过所述机械破碎机破碎后送进超声波破碎设备，所述超声波破碎设备的投料斗上安装有矿石在线硬度检测仪，所述超声波破碎设备内通过固定导板分隔成上下连通过渡的高频腔和低频腔，所述高频腔对应设有高频振子，所述低频腔对应设有低频振子，所述高频振子和低频振子呈上下交叉设置以形成立体交叉空化场；

4、所述高频腔和低频腔内均安装有可独立偏转调整的导流机构，所述导流机构包括活动导流板，所述导流机构与矿石在线硬度检测仪信号联动，可依据实时在线硬度检测数据自动调节偏转角度：

5、对于高硬度原生矿，所述活动导流板调至小倾角；

6、对于低硬度风化矿，所述活动导流板调至大倾角。

7、所述导流机构还包括驱动电机，所述驱动电机的输出端通过连接轴连接于活动导流板，且连接轴上安装有角度传感器。

8、所述活动导流板的大倾角调节范围为30°-45°，所述活动导流板的小倾角调节范围为0°-15°。

9、所述活动导流板的外壁均匀固定有多个耐磨凸起，多个耐磨凸起沿活动导流板的长度方向成行排布，且每行耐磨凸起的规格尺寸差异化设置。

10、所述高频腔和低频腔内均设有两个活动导流板，同一腔体内的两个所述活动导流板呈上下错位设置。

11、所述高频振子的频率为100-300khz，所述低频振子的频率为10-80khz。

12、所述超声波破碎设备的侧壁底端设有排料口，且超声波破碎设备的内部底部固定有导料斜板。

13、智能光电分选设备上安装有光电识别单元，所述光电识别单元包括高光谱相机和光学传感器。

14、所述智能光电分选设备上还设有推料执行单元，所述智能光电分选设备的外壳且正对推料执行单元处开设有推料口。

15、基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集工艺，采用上述所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，包括以下步骤：

16、s1、将金红石原矿送入机械破碎机完成一段粗碎，粗碎后的矿石输送至超声波破碎设备的投料斗，由矿石在线硬度检测仪实时检测矿石硬度，依据检测数据调控导流机构中活动导流板的倾角；高硬度原生矿将活动导流板调至30°-45°大倾角，低硬度风化矿将活动导流板调至0°-15°小倾角；

17、s2、矿石进入超声波破碎设备内部，依次流经高频腔与低频腔，通过高频振子、低频振子形成的立体交叉空化场完成选择性破碎，沿矿物晶界弱面松解连生结构；超声处理后的物料进入分级工序，粒度、解离度不达标的粗粒物料送入二段中碎，中碎产物重新回流至超声波破碎设备，形成破碎-超声处理-分级的闭路循环；

18、s3、分级工序筛分出粒度达标物料，同步脱除-20μm微细矿泥与黏土杂质，清除矿石表面污染，消除细泥对后续光电识别的干扰，净化后的合格物料输送至智能光电分选设备；

19、s4、合格物料进入智能光电分选设备进行粗选，由光电识别单元依托可见光+红外双光源、高光谱相机及光学传感器，结合铁元素价态光谱差异精准区分金红石与脉石矿物，通过推料执行单元32剔除低品位废石、贫脉石等尾矿；粗选后物料进入一级精选，分选得到合格金红石粗精矿，分选产生的连生体中矿送入三段细碎工段再次解离；

20、s5、三段细碎后的物料送入二级深度精选工段，进一步剔除杂质矿物；二级精选产出的中矿回流至智能光电粗选工段参与循环分选，所有工段排出的尾矿统一汇集外排，完成金红石初步富集全流程。

21、本发明的有益效果在于：

22、1.本发明采用机械粗碎结合双频超声波破碎的组合模式，依托高频、低频振子构建立体交叉空化场，可沿矿物晶界弱面实现定向裂解，区别于传统机械破碎的穿晶破坏方式，同时配设与硬度检测联动的可调式导流机构，针对高硬度原生矿、低硬度风化矿差异化调控石料停留时间，既保证高硬度矿石充分解离，又能避免风化矿石过粉碎产生次生细泥，最大程度保留金红石晶粒完整度，有效提升单体解离效果。

23、2.本发明中通过破碎、超声处理和分级的完整闭路循环，分级后粒度、解离度不达标的物料可回流再次处理，解决了传统开路破碎解离不充分、连生体直接进入分选环节的问题；配合分级脱泥工序，可脱除-20μm微细矿泥与黏土杂质，清除矿石表面污染，消除细泥对光电识别的干扰。

24、3.本发明中，采用可见光和红外双光源协同检测，结合高光谱相机与光学传感器，利用铁元素不同价态的光谱差异，可区分金红石与含铁类质同象脉石矿物，且整套分选系统可完成粗选、多级精选联动作业，提前大规模抛除低品位废石与贫脉石，抛尾效果显著，可有效缩减后端处理量，降低整体选矿能耗与运行成本。

25、4.本发明中，分选环节设置粗选、一级精选、三段细碎、二级深度精选的多级流程，连生体中矿可反复解离、循环分选，尾矿统一外排，形成闭环分选体系，不仅进一步提升金红石粗精矿品位与矿物回收率，还能充分回收半包裹、全包裹型隐性金红石矿物，减少有价资源流失，实现复杂难选金红石矿的高效初步富集。

1.基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，包括机械破碎机（1）、超声波破碎设备（2）和智能光电分选设备（3），其特征在于：金红石原矿通过所述机械破碎机（1）破碎后送进超声波破碎设备（2），所述超声波破碎设备（2）的投料斗（21）上安装有矿石在线硬度检测仪（22），所述超声波破碎设备（2）内通过固定导板（7）分隔成上下连通过渡的高频腔（24）和低频腔（25），所述高频腔（24）对应设有高频振子（4），所述低频腔（25）对应设有低频振子（5），所述高频振子（4）和低频振子（5）呈上下交叉设置以形成立体交叉空化场；

2.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述导流机构（6）还包括驱动电机（61），所述驱动电机（61）的输出端通过连接轴连接于活动导流板（62），且连接轴上安装有角度传感器。

3.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述活动导流板（62）的大倾角调节范围为30°-45°，所述活动导流板（62）的小倾角调节范围为0°-15°。

4.根据权利要求2所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述活动导流板（62）的外壁均匀固定有多个耐磨凸起（63），多个耐磨凸起（63）沿活动导流板（62）的长度方向成行排布，且每行耐磨凸起（63）的规格尺寸差异化设置。

5.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述高频腔（24）和低频腔（25）内均设有两个活动导流板（62），同一腔体内的两个所述活动导流板（62）呈上下错位设置。

6.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述高频振子（4）的频率为100-300khz，所述低频振子（5）的频率为10-80khz。

7.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述超声波破碎设备（2）的侧壁底端设有排料口（23），且超声波破碎设备（2）的内部底部固定有导料斜板（26）。

8.根据权利要求1所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：智能光电分选设备（3）上安装有光电识别单元（31），所述光电识别单元（31）包括高光谱相机和光学传感器。

9.根据权利要求8所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于：所述智能光电分选设备（3）上还设有推料执行单元（32），所述智能光电分选设备（3）的外壳且正对推料执行单元（32）处开设有推料口（33）。

10.基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集工艺，采用上述权利要求1-9中任一项所述的基于超声破碎闭路与智能光电抛尾的金红石富集装置，其特征在于，包括以下步骤：