[发明专利]用于矿物和化合物分离及提纯的湿式高梯度介电选机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种用于矿物和化合物分离及提纯的湿式高梯度介电选机，属于矿山、化工机械领域。

二、背景技术

颗粒或粒状物质的分离和提纯是一个普遍的工程问题，涉及选矿、化学、化工、材料、资源利用等诸多领域。颗粒成分往往比较复杂，具有不同的物理和化学性质，利用这些性质的差异，可以对其进行分离或提纯。例如，根据颗粒成分比重、磁化率、电导率的不同，在工业上发展了重选、磁选、电选等分离技术。同样，利用颗粒成分溶解度、表面张力的不同，发展了萃取、浮选等分离技术。

介电选，又称介电分离，是一种最近兴起的物理分离技术。它是在一定的液体介质中，利用颗粒成分之间以及颗粒与液体介质之间介电常数的差异，使颗粒中待分离物在高梯度强电场下向某一电极迁移，达到与其它物质和溶剂分离的目的。在中、低频电场下，待分离物发生正介电泳，即向电场梯度高、电力线密集的部位迁移。目前，介电分离在工程、化学、生物领域均得到应用。在工程领域，介电分离已成功地用于种子干式分选(实用新型专利CN2431054Y、CN2539383)，以及化合物分离。Jordan等人(《国外金属选矿》，2002.11：4)设计两种介电分离器，一种为半连续式，无电介质，另一种为间歇式，内部填充电介质。两种介电分离器本质上都是间歇式的，处理量小，收集精矿极不方便，后者易堵塞。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种解决不同介电常数的矿物或化合物颗粒的连续分离或提纯，处理物质品种多，收集精矿方便，分离物不易堵塞的用于矿物和化合物分离及提纯的湿式高梯度介电选机。

技术解决方案：本发明包括滚筒、电介质环、传动装置、槽体、内电极、外电极、超声波换能器、清洗管、给料箱、精料箱、排料口、支架和外壳，滚筒由传动装置带动，并固定在支架上，滚筒表面包覆有电介质环，槽体位于滚筒下方，内装有工作溶剂，内电极固定在滚筒内的轴上，沿滚筒底部圆周角布置，外电极安装在槽体下表面，超声波换能器安装在内电极表面或外电极表面或精料槽附近槽体下表面，其辐射面指向槽体，给料箱位于槽体前端，精料箱位于槽体末端，排料口位于槽体底部。

所述的滚筒采用绝缘材料，由传动装置带动。

所述的电介质环由线状、丝状、条状或棒状电介质和隔板构成，电介质在电介质环中成平行线状或网状分层排列，层与层之间通过隔板固定。电介质横截面积小于100mm²，间距0.5～10mm，电介质材料为金属、锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸锶、玻璃、树脂中的一种或多种。电介质环起聚集电力线、吸附料浆中目标颗粒的作用。

所述的内电极和外电极构成一对平板电极，通过导线与高压电源连接，从而在槽体之间产生高压电场，电极工作电场2～40kV/cm，电场频率小于10MHz。外电极中部断开，被排料口分隔。电极用金属板制造，并用绝缘材料密封、保护。

所述的给料箱是待分离颗粒的料浆的加入和缓冲容器。

所述的精料箱用于收集选别的目标颗粒，即精料。

所述的排料口采用绝缘材料，用于排出非目标颗粒，即尾料。

所述的槽体是料浆的分选空间，采用顺流式结构，即，给料箱、精料箱布置在滚筒扫选区的前端、末端，而尾料从槽体底部排出，其特点是给料方向与滚筒转动方向同向。槽体采用绝缘材料，其底板与滚筒表面的间距为15～80mm。

所述的超声波换能器是超声波的发射装置，其作用是向槽体辐射超声波。超声波换能器选用压电换能器或磁致伸缩换能器，频率为10～120kHz。超声波换能器可以布置在内电极或外电极表面，其作用是对料浆起分散作用，促进待目标颗粒与其它物质解聚，也可布置在精料槽附近槽体下表面，其作用是对清洗电介质环上的吸附物，促进其脱落进入精料箱。

所述的超声波发生器产生高频电信号，由传输线输入超声波换能器，通过电能-机械能转换，产生高频机械振荡即超声波。超声波发生器可以在线布置，也可以离线布置。

所述的清洗管内通工作溶剂，溶剂从管上密布的小孔喷出，清洗电介质环上残留的吸附物。

所述的支架作为框架，并支撑全机重量。

所述的外壳采用金属板，起静电防护作用。

所述的工作溶剂为水、乙醇、甲醇、戊醇、丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、煤油、硝基苯、甘油之中的一种或它们的混合物。