一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法及装置与流程

1.本发明属于工业硅硅渣回收技术领域，具体涉及一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法及装置。


背景技术：

2.工业硅是以硅石为原料，碳质原料为还原剂，在矿热炉内高温还原熔炼而得的产品，在工业硅冶炼生产过程中，物料带入的fe2o3、sio2、mgo、al2o3、cao等相关物质，因为还原温度不同，fe2o3、sio2绝大部分被还原，然而mgo、al2o3和cao只能部分还原，也就是说，未还原的al2o3、mgo和cao与sio2一起形成熔渣，这种熔渣有的积聚在一起形成明显的浅色熔渣块，局限在晶界间，界限分明；另一些熔渣则变成深色的仅在显微镜下才能看到的颗粒，和金属硅混杂在一起，成为硅中的杂质，硅渣中含有15%以上的单质硅。因硅渣中硅金属与氧化物以融熔态夹附共存，较难将硅金属从氧化物中分离出来，而目前大多企业仅仅通过简单人工分拣后低价出售，如此无形之中造成了资源的浪费。换言之，硅渣资源综合回收利用已经成为工业硅行业所面临的一大关键共性技术难题。
3.因此，针对以上难以将硅金属从氧化物中分离出来，进而造成资源浪费的技术问题缺陷，急需设计和开发一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法及装置。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的在于提供一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法。
5.本发明的第二目的在于提供一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选装置。
6.本发明的第一目的是这样实现的：所述方法包括如下具体步骤：获取硅渣表面颜色数据； 根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值；根据所述色差值，控制气阀气流流速；通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣。
7.本发明的第二目的是这样实现的：所述装置具体包括：用于获取硅渣表面颜色数据的颜色获取机构，用于根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值的色差值生成机构，以及用于根据所述色差值，控制气阀气流流速的气流流速控制机构和用于通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣的硅渣筛选机构。
8.本发明通过一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法，获取硅渣表面颜色数据，并根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值，再根据所述色差值，控制气阀气流流速，通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣，以及与所述方法相对应的色选装置，可以快速高效的将硅金属从氧化物中分离出来，即能有效提高硅金属与氧化物的分选效果，有效提高硅金属回收率，避免了对硅渣资源的浪费。
附图说明
9.图 1为本发明一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法之流程架构示意图；图2为本发明一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法之气阀气流筛选之一架
构示意图；图3为本发明一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法之气阀气流筛选之二架构示意图；图4为本发明一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选装置架构示意图；图中：1
‑
破碎处理后的硅渣；2
‑
气阀；3
‑
气流。
具体实施方式
10.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，以便所属领域技术人员详细了解本发明，但不以任何方式对本发明加以限制。依据本发明的技术启示所做的任何变换或改进均属于本发明的保护范围。
11.以下结合附图对本发明作进一步阐述。
12.如图1~4所示，一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法，所述方法包括如下具体步骤：s1、获取硅渣表面颜色数据；s2、根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值；s3、根据所述色差值，控制气阀气流流速；s4、通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣。
13.于步骤获取硅渣表面颜色数据之前，还包括如下步骤：s01、采集待回收硅渣，并对所述待回收硅渣破碎处理。
14.所述对所述待回收硅渣破碎处理，具体为对待回收硅渣破碎处理至硅渣粒径为0.5mm～10mm。
15.于步骤获取硅渣表面颜色数据之中，还包括如下步骤：s11、根据硅渣表面颜色数据，实时对待回收硅渣颗粒角度旋转处理。
16.于步骤根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值之中，还包括如下步骤：s21、根据采集到的硅渣表面颜色数据生成至少一个硅渣表面颜色值；s22、获取预设颜色阈值，并实时比对硅渣表面颜色值与预设颜色阈值，生成色差值。
17.于步骤根据所述色差值，控制气阀气流流速之中，还包括如下步骤：s31、根据色差值，生成所述色差值相应的气阀气流控制指令；s32、根据所述气阀气流控制指令，生成至少两股非平行气阀气流。
18.所述气阀气流的流速具体为至少一个档位流速；所述档位流速和所述色差值中的阶梯色差值唯一对应。
19.所述色差值具体为阶梯色差值；所述阶梯色差值具体为至少一个档位阶梯色差值。
20.所述气阀气流具体为至少两股交叉气阀气流；所述硅金属含量预设值与所述气阀气流流速唯一对应；于步骤通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣之中，还包括
如下步骤：s41、通过至少两股气阀气流交叉点流速，筛选出符合硅金属含量预设值的硅渣。
21.具体地，在本发明实例中，首先采集待回收硅渣，并对所述待回收硅渣破碎处理，较佳地，将采集到的待回收硅渣破碎处理至硅渣粒径为0.5mm～10mm；便于提高后续的色选有效率，根据破碎后的硅渣表面颜色，获取到硅渣表面颜色数据，优选地，获取硅渣表面颜色数据包括获取破碎后的硅渣多个面的颜色数据，故在获取硅渣表面颜色数据时，通过设置的硅渣角度旋转机构实时对待回收硅渣颗粒角度旋转处理，以便获取到破碎后的硅渣至少两个面的颜色数据。
22.较佳地，在本发明实施例中，所述表面颜色数据包括硅金属含量高的表面颜色数据和硅金属含量低的表面颜色数据，也就是说，可以通过硅金属含量不同来确定如何进行色选硅金属含量高的硅渣，即可以可以通过气流流速色选出符合硅金属含量预设值的硅渣或不符合硅金属含量预设值的硅渣。
23.也就是说，通过根据采集到的硅渣表面颜色数据生成至少一个硅渣表面颜色值，然后结合预设颜色阈值，并实时比对硅渣表面颜色值与预设颜色阈值，生成色差值。所述预设颜色阈值具体根据硅渣中硅金属含量值来设定，换言之，硅渣中硅金属含量不同对应的硅金属含量预设值就不同，也就是说，根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值。
24.优选地，在本发明具体实施例中，在获取获取硅渣表面颜色数据时，通过设置了曝光机构对待回收硅渣或破碎处理后的硅渣进行实时曝光，以便弥补硅渣颗粒表面光线的不足，提高硅渣表面颜色数据采集的准确度，即生成更为准确的色差值，可有效的提高本发明方案的色选准确率。
25.具体地，所述色差值具体为阶梯色差值；所述阶梯色差值具体为至少一个档位阶梯色差值，也就是说，在本发明实施例中，所述色差值具体为阶梯曲线色差值，在阶梯曲线色差值中设置有至少一个档位色差值，不同的色差值对应着不同的档位，比如说档位越高对应的色差值就越大或档位越高对应的色差值就越小。
26.此外，在本发明具体的实施例中，将根据色差值，生成所述色差值相应的气阀气流控制指令；并根据所述气阀气流控制指令，生成至少两股非平行气阀气流。也就是说，不同档位的色差值对应着不同的气阀气流控制指令，而不同的述气阀气流控制指令将控制着气阀气流流速度，比如通过不同的指令控制气阀气流流速度的快或慢，抑或是强与弱。具体地，所述气阀气流的流速具体为至少一个档位流速；也就是说，在本发明具体实施例中，气阀气流的流速设置有相应的档位流速，不同气阀气流的流速对应着不同的气阀气流的流速速度。比如通过不同档位对应着不同气阀气流流速度的快或慢，抑或是强与弱。较佳地，所述档位流速和所述色差值中的阶梯色差值唯一对应。也就是说，在本发明实施例中，档位流速和所述色差值中的阶梯色差值唯一值对应的，即气阀气流流速度对应着有唯一的色差值中的阶梯色差值。
27.较佳地，在本发明实施例中，设置生成有至少两股非平行气阀气流，也就是说，所述气阀气流具体为至少两股交叉气阀气流；也就是说，在本发明方案中，是通过至少两股交叉气阀气流的交叉点位置，对待色选的硅渣颗粒进行筛选，比如对符合硅金属含量预设值的硅渣筛选或对不符合硅金属含量预设值的硅渣筛选。通过交叉气流的色选提高了待筛选
硅渣颗粒的准确度，提高了本发明方案的色选准确率。具体地，所述硅金属含量预设值与所述气阀气流流速唯一对应；也就是说，不同的硅金属含量预设值对应着气阀气流流速度，可以通过此操作可以筛选出多种不同硅金属含量的硅渣，换言之，通过唯一值的对应设置，可以根据具体情况需求，对不同硅金属含量的硅渣进行分层次的筛选，最终通过至少两股气阀气流交叉点流速，筛选出符合硅金属含量预设值的硅渣或不符合硅金属含量预设值的硅渣或具有不同硅金属含量预设值的具有层次梯队渐变硅渣。优选地，所述至少两股气阀气流位于硅金属含量的硅渣的一侧或分别位于硅金属含量的硅渣的两侧。
28.也就是说，本发明方案色选原理具体为，根据物料光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来。工业硅硅渣因含硅金属和氧化物不同，其自身显现出来的颜色各不同，含硅金属较高的有明显的金属光泽，含量氧化物较高的则呈深黑或墨绿色。利用二者色泽差异，采用色选设备对二者进行分选，具体是先对硅渣进行破碎，将粒度控制在0.5mm～10mm，破认后原料进入料仓
‑
皮带送入色选机
‑
机器拍照识别
‑
皮带送入分选仓
‑
高速摄像机抓拍
‑
压缩空气气阀分选。即原料从色选机下料口通过皮带送入色选机，机器智能系统拍照识别需分选物料，识别后由皮带送入分选仓，皮带与分选仓有一定落差，入仓前高速摄像机抓拍后传达指令至气阀，物料下落压缩空气阀吹走需选物料，达到分选目的。
29.在本发明方案中，硅渣利用色选设备进行分选处理，能有效提高硅金属与氧化物的分选效果，一次分选后硅含量可由32.6%提高到84.45%，硅的直接分选率可达16.92%，较常规人工分选硅回收広10.05%提高6.87%。色选后尾渣含硅25.44%，可直接外售处理，具体地如下表1所示：表1 硅渣色选结果统计表为实现本发明方案目的，还提供一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选装置，所述装置具体包括：用于获取硅渣表面颜色数据的颜色获取机构，用于根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值的色差值生成机构，以及用于根据所述色差值，控制气阀气流流速的气流流速控制机构和用于通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣的硅渣筛选机构。
30.所述装置中还设置有用于采集待回收硅渣，并对所述待回收硅渣破碎处理的硅渣采集破碎机构；所述对所述待回收硅渣破碎处理，具体为对待回收硅渣破碎处理至硅渣粒径为0.5mm～10mm。
31.所述颜色获取机构中还设置有用于根据硅渣表面颜色数据，实时对待回收硅渣颗粒角度旋转处理的硅渣角度旋转机构；
所述色差值生成机构中还设置有用于根据采集到的硅渣表面颜色数据生成至少一个硅渣表面颜色值的第一生成机构，以及用于获取预设颜色阈值，并实时比对硅渣表面颜色值与预设颜色阈值，生成色差值的第二生成机构。
32.所述气流流速控制机构中还设置有用于根据色差值，生成所述色差值相应的气阀气流控制指令的第三生成机构，以及用于根据所述气阀气流控制指令，生成至少两股非平行气阀气流的第四生成机构，在本发明方案装置实施例中，所述气阀气流的流速具体为至少一个档位流速；所述档位流速和所述色差值中的阶梯色差值唯一对应。
33.较佳地，所述色差值具体为阶梯色差值；所述阶梯色差值具体为至少一个档位阶梯色差值。
34.优选地，所述气阀气流具体为至少两股交叉气阀气流；所述硅金属含量预设值与所述气阀气流流速唯一对应；所述硅渣筛选机构中还设置有用于通过至少两股气阀气流交叉点流速，筛选出符合硅金属含量预设值的硅渣的交叉筛选机构。
35.本发明方案装置的原理过程和本发明方法相应对应，具体的详见上述，在这就不再赘述。
36.本发明通过一种有效提高硅金属回收率的硅渣色选方法，获取硅渣表面颜色数据，并根据采集到的硅渣表面颜色数据和颜色阈值，生成色差值，再根据所述色差值，控制气阀气流流速，通过所述气阀气流流速，获得符合硅金属含量预设值的硅渣，以及与所述方法相对应的色选装置，可以快速高效的将硅金属从氧化物中分离出来，即能有效提高硅金属与氧化物的分选效果，有效提高硅金属回收率，避免了对硅渣资源的浪费。