一种精铁粉弧场分离系统的制作方法

1.本发明属于本发明属于有冶金和工业废渣的综合利用技术领域，涉及制铝工业排放的赤泥综合利用回收精铁粉的领域，具体涉及一种精铁粉弧场分离系统。

背景技术：

2.赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，富含铁、铝、钙、硅、钛、钠、镍、锰、铬、钒以及钪、钇和镧系稀土元素，通过综合开发利用，可以变废为宝，达到污染物零排放，符合国家循环经济和保护环境的大趋势，尤其在矿产资源日益缺乏的条件下，赤泥中有价金属的回收显得日渐重要。目前回收利用赤泥主要是提取提取出赤泥中的铁矿物，赤泥中富含的氧化铁经焙烧还原为三氧化二铁，再经磁选与其他内容物分离，最后浸出固体物得到铁精粉。但这样获得的精铁粉中，含碱量高纯度低，制得的产品与同品味铁精矿相比加工效果差价格更低，经济收益低。
3.现有技术中，如附图1所示，一般通过电选技术来对导体(如精铁粉)和非导体(如碱类化合物)进行分离，常见的设备如鼓筒式电选机等，矿粒随转辊进入存在大量自由电子的空气电离区，此时不论导体或非导体都能吸附负电荷，但由于矿粒电性质的不同，导体电荷迅速通过转辊传走，导体与非导体由于带电情况不同，进行不同轨迹的运动，从而得到分离。该系统存在如下问题：矿粒受重力作用做自由落体运动进设备内部，极易大量堆积在转辊上，可能出现1、矿粒在电离区带电不完全，非导体未带电被视作导体而选出，分离率低；2、堆积在上方的导体矿粒，因无法与转辊表面接触而无法失去电荷，被视作非导体从尾矿槽流出，产出率低；3、失去电荷后的导体，在做分离运动时，由于仍处在空气电离区范围内，依然存在再次带上电荷的可能性，若二次带电，转辊上已经存在一层无法失去电荷的非导体，这些导体就无法二次失去电荷，被视作非导体从尾矿流出，产出率低。

技术实现要素：

4.为解决上述现有技术问题，本发明提供一种精铁粉弧场分离系统，采用的技术方案是：
5.一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，包括：
6.具有第一进料口和第一出料口的弧场发生装置；
7.具有第二进料口和第二出料口的分离装置；
8.其中，所述第一出料口和所述第二进料口相连；
9.其中，所述弧场发生装置还包括第一箱体和弧场发生组件，所述弧场发生组件设于所述第一箱体内部，用于产生弧场电流；
10.其中，所述分离装置还包括第二箱体和分离组件，所述分离组件设于所述第二箱体内部，用于分离物料中的导体物料和非导体物料；
11.其中，第二出料口包括导体物料出料口和非导体物料出料口；
12.优选的，所述弧场发生组件包括：
13.第一电极，所述第一电极为平板电极；
14.具有尖端面的第二电极，所述第二电极为平板电极；
15.其中，所述尖端面为上有尖端突出的表面；
16.其中，所述第一电极和第二电极所在平面在竖直方向上相互平行，所述尖端面面向第一电极；
17.其中，所述第一电极和第二电极相距距离为d；
18.优选的，所述弧场发生装置还包括：
19.偏移组件，所述偏移组件用于产生能且仅能作用于带电体上使其发生偏移运动的力；
20.其中，所述偏移组件包括第三电极和第四电极，所述第三电极和第四电极为完全相同的平板电极；
21.其中，所述第三电极所在平面与第一电极所在平面重合，所述第四电极所在平面与第二电极所在平面重合；
22.优选的，所述分离组件包括传送构件，所述传送构件外接高压直流正电且接地；
23.其中，所述传送构件包括传送履带、第一传送轮、第二传送轮和尾料刷；
24.其中，所述传送履带呈直角梯形，具有上表面、下表面、斜面和直面；
25.其中，所述第一传送轮设于上表面和斜面、上表面和直面、下表面和直面的连接处；
26.其中，所述第二传送轮设于下表面和斜面的连接处；
27.其中，所述尾料刷设于所述传送履带靠近直面的一侧，且与直面履带接触；
28.优选的，所述第二传送轮直径为第一传送轮直径的2倍；
29.优选的，所述分离组件还包括：
30.偏心轮组，所述偏心轮组由多个偏心轮按间距a分布组成；
31.其中，所述偏心轮组设于所述传送履带的斜面下方；
32.其中，所述偏心轮的轴孔位于靠近所述传送履带的一侧；
33.优选的，所述分离组件还包括：
34.第五电极，所述第五电极外接高压负电；
35.其中，所述第五电极设于所述斜面上方，且第五电极所在平面与所述斜面平行；
36.优选的，所述第一进料口设于所述弧场发生装置上靠近第一电极的一侧；
37.所述第一出料口具有第一出料区域，所述第一出料面为所述第一出料口在水平方向上的投影区域；
38.其中，所述第一出料区域长度不小于d；
39.其中，所述第一出料区域宽度不小于所述平板电极的宽度；
40.优选的，所述第二进料口具有第一进料区域，所述第一进料区域为所述第二进料口在水平方向上的投影区域；且，
41.所述第一进料区域与所述第一出料区域的面积大小一致；
42.优选的，所述第二进料口设于所述分离装置上传送履带上表面的正上方；且，
43.所述第一进料区域的面积大小不大于所述上表面的面积大小；
44.优选的，所述导体物料出料口设于所述分离装置上靠近所述传送履带下表面和斜
面连接处的一侧；
45.所述非导体物料出料口设于所述分离装置上靠近所述传送履带下表面和直面连接处的一侧。
46.本发明的有益效果体现在，提供一种精铁粉弧场分离装置，通过设置弧场发生装置和分离装置，使物料先通过弧场发生装置在弧场电流中带电，再进入分离装置对导体和非导体进行分离，保证物料在弧场发生装置中能够充分、完全带电，且能够均匀地分散开进入分离装置，使导体能够充分失去电荷，从而实现在导体和非导体之间更彻底、高质量的分离。
附图说明：
47.图1示出了现有技术中的鼓筒式电选机内部结构示意图；
48.图2示出了来自本发明的弧场分离系统结构示意图；
49.图3示出了矿粒在弧场发生装置中的运动示意图；
50.图4示出了矿粒在分离装置中的运动示意图；
51.图5示出了来自图2的a局部示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.请参阅图1-5所示，本发明提供的具体实施例如下，所提到的导体矿粒指铁粉，非导体矿粒指碱类化合物、硅类化合物等多种非导体物质：
54.实施例1：
55.一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，包括：
56.具有第一进料口11和第一出料口12的弧场发生装置1；
57.具有第二进料口21和第二出料口22的分离装置2；
58.其中，所述第一出料口11和所述第二进料口21相连；
59.其中，所述弧场发生装置1还包括第一箱体13和弧场发生组件14，所述弧场发生组件14设于所述第一箱体13内部，用于产生弧场电流；
60.其中，所述分离装置2还包括第二箱体23和分离组件24，所述分离组件24设于所述第二箱体23内部，用于分离物料中的导体物料和非导体物料；
61.其中，第二出料口22包括导体物料出料口221和非导体物料出料口222。
62.在本实施例中，通过设置弧场发生装置和分离装置，使物料先通过弧场发生装置在弧场电流中带电，再进入分离装置对导体和非导体进行分离，保证物料在弧场发生装置中能够充分、完全带电，且能够均匀地分散开进入分离装置，使导体能够充分失去电荷，从而实现在导体和非导体之间更彻底、高质量的分离。
63.实施例2：
64.所述弧场发生组件14包括：
65.第一电极141，所述第一电极141为平板电极；
66.具有尖端面143的第二电极142，所述第二电极142为平板电极；
67.其中，所述尖端面143为上有尖端突出的表面；
68.其中，所述第一电极141和第二电极142所在平面在竖直方向上相互平行，所述尖端面143面向第一电极141；
69.其中，所述第一电极141和第二电极142相距距离为d。
70.在本实施例中，弧场电流由所述弧场发生组件产生，弧场发生组件包括第一电极和第二电极，第二电极为具有尖端面的平板电极，给电极加高压直流电后，尖端与平面间发生尖端放电产生弧场，弧场中空气被电离产生自由电荷从而形成弧场电流，当物料进入极板之间，即可在弧场电流作用下带电。
71.优选的，所述弧场发生装置1还包括：
72.偏移组件15，所述偏移组件15用于产生能且仅能作用于带电体上使其发生偏移运动的力；
73.其中，所述偏移组件15包括第三电极151和第四电极152，所述第三电极151和第四电极152为完全相同的平板电极；
74.其中，所述第三电极151所在平面与第一电极141所在平面重合，所述第四电极152所在平面与第二电极142所在平面重合；
75.优选的，所述第一进料口11设于所述弧场发生装置1上靠近第一电极141的一侧；
76.优选的，所述第一出料口11具有第一出料区域，所述第一出料面为所述第一出料口在水平方向上的投影区域；
77.其中，所述第一出料区域长度不小于d；
78.其中，所述第一出料区域宽度不小于所述平板电极的宽度。
79.在本优选实施例中，所述弧场发生装置还包括偏移组件，所述偏移组件用于产生能且仅能使带电矿粒在空间中发生偏移的力，在一些实施例中，该力可为洛伦兹力，在本优选实施例中，该力为静电场力，由两块相对设置的平板电极外加电压产生静电场。
80.偏移组件设置在矿粒通过弧场发生装置的路径上，且在弧场发生组件之后，弧场发生组件和偏移组件的电极均沿竖直方向设置。矿粒自第一进料口进入弧场发生装置后，始终受到重力作用而在竖直方向上做匀加速直线运动，随着下落时间的增加，t时间下落的矿粒与t+t时间下落的矿粒之间的位移差越来越大，使矿粒在下落过程中逐渐分散，同时矿粒带电后，由于都带负电，彼此之间存在互斥的库仑力使矿粒散开的更彻底，带电更充分；将第一进料口设于靠近第一电极/第三电极的一侧，并给偏移组件通以合适极性的电压，使第三电极电势低于第四电极电势，此时矿粒除下落外，还会在由于受到水平指向第四电极的静电力，考虑到矿粒在粉碎时只能粉碎至某个直径的数量级范围内(本技术应用场景为60-200目)，但无法使每粒矿粒都具有同样的大小和重量，因此各矿粒上所附带的电荷量及所受电场力与水平加速度均各不相同，使原本在竖直方向上进入弧场发生装置的大量矿粒，在偏移组件中(即弧场发生装置的末端)能够在水平方向上散开形成薄层状的矿粒层，该矿粒层在水平方向上长度不超过第一/第二电极与第三/第四电极的距离d，宽度不超过电极宽度，矿粒层通过第一出料口离开弧场发生装置后进入分离装置，提高了导体物料在分离装置中失去电荷的能力。
81.实施例3：
82.所述分离组件24包括传送构件25，所述传送构件25外接高压直流正电且接地；
83.其中，所述传送构件25包括传送履带251、第一传送轮252、第二传送轮253和尾料刷254；
84.其中，所述传送履带251呈直角梯形，具有上表面、下表面、斜面和直面；
85.其中，所述第一传送轮252设于上表面和斜面、上表面和直面、下表面和直面的连接处；
86.其中，所述第二传送轮253设于下表面和斜面的连接处；
87.其中，所述尾料刷254设于所述传送履带251靠近直面的一侧，且与直面履带接触；
88.优选的，所述第二进料口21具有第一进料区域，所述第一进料区域为所述第二进料口在水平方向上的投影区域；且，
89.所述第一进料区域与所述第一出料区域的面积大小一致；
90.优选的，所述第二进料口21设于所述分离装置2上传送履带251上表面的正上方；且，
91.所述第一进料区域的面积大小不大于所述上表面的面积大小；
92.优选的，所述导体物料出料口221设于所述分离装置2上靠近所述传送履带251下表面和斜面连接处的一侧；
93.所述非导体物料出料口222设于所述分离装置2上靠近所述传送履带251下表面和直面连接处的一侧。
94.在本实施例中，分离装置包括传送构件，所述传送构件包括传送履带、第一传送轮、第二传送轮和尾料刷。在偏移组件中(即弧场发生装置的末端)带电矿粒已经在水平方向上散开形成薄层状的矿粒层，再通过第二进料口进入分离装置落在传送履带上，由于传送履带接地，导电性好的矿粒会立刻失去电荷呈无电性，从传送履带的斜面末端做斜抛运动落入导体物料出料口，非导体矿粒则无法失去电荷被吸附在传送履带上并随传送履带运动直至被尾料刷刷下落入非导体物料出料口。
95.实施例4：所述第二传送轮253直径为第一传送轮直径252的2倍。
96.在本实施例中，设置第二传送轮直径大于第一传送轮直径，传送履带上的矿粒层运动到斜面与下表面连接处时，由于第二传送轮直径较大，失去电荷的导体矿粒在此处会额外受到离心力作用向远离传送履带的方向上飞出，直径越大离心力越大，易知第二传送轮直径设置得越大，分离效果更好；但同时，由于半导体的导电能力介于导体和非导体之间，其被履带吸附的能力比非导体要低，若设置过大直径的第二传送轮，容易出现吸附不牢的半导体由于过大的离心力而不被期望地脱离传送履带落入导体物料出料口，影响分离纯度；因此综合考虑两种影响因素，设置第二传送轮直径为第一传送轮直径的两倍。
97.实施例5：所述分离组件24还包括：
98.偏心轮组26，所述偏心轮组由多个偏心轮按间距a分布组成；
99.其中，所述偏心轮组26设于所述传送履带251的斜面下方。
100.矿粒在弧场发生装置带电后进入分离装置，即使已经使矿粒在进入分离装置时在水平方向上尽量分散开，但仍然存在落在传送履带的上表面上时发生少量堆积的可能性，堆积在矿粒上方的带电导体矿粒由于无法与接地履带接触而无法失去电荷，从而被吸附在
履带上被尾料刷刷落落入非导体物料出料槽，影响对导体物料的回收。
101.在本实施例中，已经失去电荷的导体矿料在传送履带的斜面上受重力作用向下滑落，在斜面上留出空白区域，通过在斜面下方设置偏心轮组，使履带斜面在运行中能够产生规律抖动，从而促使堆积的矿料被抖散，带电导体矿料在接触到斜面时立刻失去电荷并随即滑落，落入导体矿料出料口，大大提升了导体物料的回收率。
102.实施例6：所述分离组件24还包括：
103.第五电极27，所述第五电极27外接高压负电；
104.其中，所述第五电极设于所述斜面上方，且第五电极所在平面与所述斜面平行。
105.在本实施例中，在所述斜面上方设置第五电极，且第五电极外接高压负电，使第五电极与传送履带之间产生静电场，导体矿粒靠近第五电极的一侧被感应出正电荷，远离第五电极的一侧被感应出负电荷，负电荷通过传送履带被迅速传走，使导体矿粒呈正电性，此时正电矿粒在静电场中受电场力作用向第五电极方向发生偏移，提高了导体矿粒与非导体矿粒的分离率，提升分离效率。
106.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系。
107.在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
108.在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
109.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，
“‑”
和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。“a～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。
110.在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
111.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，包括：具有第一进料口和第一出料口的弧场发生装置；具有第二进料口和第二出料口的分离装置；其中，所述第一出料口和所述第二进料口相连；其中，所述弧场发生装置还包括第一箱体和弧场发生组件，所述弧场发生组件设于所述第一箱体内部，用于产生弧场电流；其中，所述分离装置还包括第二箱体和分离组件，所述分离组件设于所述第二箱体内部，用于分离物料中的导体物料和非导体物料；其中，第二出料口包括导体物料出料口和非导体物料出料口。2.根据权利要求1所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，所述弧场发生组件包括：第一电极，所述第一电极为平板电极；具有尖端面的第二电极，所述第二电极为平板电极；其中，所述尖端面为上有尖端突出的表面；其中，所述第一电极和第二电极所在平面在竖直方向上相互平行，所述尖端面面向第一电极；其中，所述第一电极和第二电极相距距离为d。3.根据权利要求2所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，所述弧场发生装置还包括：偏移组件，所述偏移组件用于产生能且仅能作用于带电体上使其发生偏移运动的力；其中，所述偏移组件包括第三电极和第四电极，所述第三电极和第四电极为完全相同的平板电极；其中，所述第三电极所在平面与第一电极所在平面重合，所述第四电极所在平面与第二电极所在平面重合。4.根据权利要求3所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于：所述分离组件包括传送构件，所述传送构件外接高压直流正电且接地；其中，所述传送构件包括传送履带、第一传送轮、第二传送轮和尾料刷；其中，所述传送履带呈直角梯形，具有上表面、下表面、斜面和直面；其中，所述第一传送轮设于上表面和斜面、上表面和直面、下表面和直面的连接处；其中，所述第二传送轮设于下表面和斜面的连接处；其中，所述尾料刷设于所述传送履带靠近直面的一侧，且与直面履带接触。5.根据权利要求4所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，所述分离组件还包括：偏心轮组，所述偏心轮组由多个偏心轮按间距a分布组成；其中，所述偏心轮组设于所述传送履带的斜面下方；其中，所述偏心轮的轴孔位于靠近所述传送履带的一侧。6.根据权利要求5所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于，所述分离组件还包括：第五电极，所述第五电极外接高压负电；
其中，所述第五电极设于所述斜面上方，且第五电极所在平面与所述斜面平行。7.根据权利要求6所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于：所述第一进料口设于所述弧场发生装置上靠近第一电极的一侧。8.根据权利要求7所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于：所述第一出料口具有第一出料区域，所述第一出料区域为所述第一出料口在水平方向上的投影区域；其中，所述第一出料区域长度不小于d；其中，所述第一出料区域宽度不小于所述平板电极的宽度。9.根据权利要求8所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于：所述第二进料口具有第一进料区域，所述第一进料区域为所述第二进料口在水平方向上的投影区域；且，所述第一进料区域与所述第一出料区域的面积大小一致；且，所述第二进料口设于所述分离装置上传送履带上表面的正上方；且，所述第一进料区域的面积大小不大于所述上表面的面积大小。10.根据权利要求9所述的一种精铁粉弧场分离系统，其特征在于：所述导体物料出料口设于所述分离装置上靠近所述传送履带下表面和斜面连接处的一侧；所述非导体物料出料口设于所述分离装置上靠近所述传送履带下表面和直面连接处的一侧。

技术总结

本发明公开了一种精铁粉弧场分离系统，包括具有第一进料口和第一出料口的弧场发生装置和具有第二进料口和第二出料口的分离装置，所述弧场发生装置还包括第一箱体和弧场发生组件，所述弧场发生组件设于所述第一箱体内部，用于产生弧场电流；所述分离装置还包括第二箱体和分离组件，所述分离组件设于所述第二箱体内部，用于分离物料中的导体物料和非导体物料。本发明的有益效果体现在：使物料先通过弧场发生装置在弧场电流中带电，再进入分离装置对导体和非导体进行分离，保证物料在弧场发生装置中能够充分、完全带电，且能够均匀地分散开进入分离装置，使导体能够充分失去电荷，从而实现在导体和非导体之间更彻底、高质量的分离。分离。分离。