CN107262264B - 一种湿法筛分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种湿法筛分方法，所述湿法筛分方法包括以下步骤：步骤一、称样调浆：称取光卤石矿样品，将所述样品与饱和母液混合均匀，制得料浆；步骤二、悬空筛分：分样筛悬空置于筛分槽的上方，料浆通过分样筛进行振动筛分，饱和母液淋洗装置淋洗料浆，得到筛上物和筛下物；步骤三、过滤分离：过滤分离所述筛上物，得到筛上物湿基和筛上物滤液，称重并进行化学分析，计算其中筛上物干基重量。本发明通过悬空筛分使得分样筛无需在筛分槽内的饱和母液中来回振动，对于大颗粒的光卤石矿样品，可有效节省饱和母液的使用量；对于小颗粒的光卤石矿样品，无论分样筛如何振动，都不会重新带回到筛网上，提高了筛分效率。
Description
技术领域
本发明涉及筛分技术领域，具体涉及一种湿法筛分方法。
背景技术
青海是资源大省，自然资源种类繁多，其中代表性资源为盐湖资源，而盐湖资源中主要有沉积资源和卤水资源，盐湖卤水属于液体氯化物矿产资源，富含多种组分，盐湖卤水通过析盐过程可产生含钠光卤石，进一步加工可制得氯化钾生产钾肥，利用盐湖卤水生产钾肥的工艺有很多，反浮选冷结晶工艺就是现在规模化生产中比较先进的一种工艺，主要原理是利用反浮选法分离光卤石矿中的氯化钠，得到高品位的低钠光卤石，然后利用冷结晶法制取氯化钾产品。
反浮选法是指在浮选过程中，将所需的矿物留在浮选槽中，脉石矿物随泡沫刮出的过程。提取氯化钾时，反浮选工艺利用的是光卤石和氯化钠的晶体表面的不同程度的疏水性能，通过浮选药剂选择性的增加氯化钠表面的疏水性，而不增加光卤石的疏水性，当矿浆中鼓入空气时，氯化钠表面的水层迅速破裂并和气泡紧密地结合成泡沫上升到矿浆表面，用刮板将泡沫刮出，而光卤石由于矿物表面润湿能力强，不能附着于气泡上升，故留在矿浆中，过滤后为低钠光卤石。
反浮选过程中，氯化钠的疏水性能与其粒度分布相关，粒径越小，水与氯化钠表面间的接触角越大，疏水性也越强，因此研究光卤石矿的粒度组成，尤其是氯化钠的粒度分布，可以分析浮选药剂对光卤石矿中的氯化钠粒径的选择范围，达到更理想的浮选结果。
目前实际生产中往往通过实验室筛分光卤石样品，分析其粒度组成，再选用相应的浮选药剂应用于反浮选工艺。筛分是指颗粒大小不同的混合物料通过单层或多层筛面按粒度分成若干个不同粒级的作业，常见的筛分方法包括干法筛分和湿法筛分。
干法筛分是指将光卤石矿晾干，不借助任何母液的作用，利用分样筛使不同粒度的固体物料直接筛分的过程，但干法筛分过程中部分粒径大小刚好和筛网网孔同样大小的颗粒有可能刚好夹到筛网中间筛不下去，以致影响筛分的精确度，干法筛分的准确率一般为95％。
湿法筛分的过程一般为：在筛分槽中加入饱和母液，分样筛浸入筛分槽，分样筛的筛网低于液面，称取一定量的湿光卤石矿放置于分样筛上，以来回振动分样筛的方式进行筛分，对于大颗粒的光卤石矿，如粒度大于0.45mm以上的颗粒，由于颗粒较大、沉降速度快，大颗粒的光卤石矿能够在母液中快速沉降到筛分槽底部，不影响筛分效率、筛分效果也较好，但是对于小颗粒的光卤石矿，如粒度小于0.3mm以下的颗粒，由于颗粒小、沉降速度慢，很难快速沉降下去，容易长期漂浮在母液中，使得筛分过程中小颗粒的光卤石矿在筛网上来回循环，原本已筛分到筛网下的小颗粒的光卤石矿随着振动，又可能重新带回到筛网上，造成小颗粒的光卤石矿在分样筛内循环，筛分效果差、筛分效率低，而且分样筛来回振动的过程中，分样筛的筛框或者筛网的底部容易与筛分槽内的小颗粒来回碰撞，光卤石矿磨损率高，可能降低筛分的精度；再则小颗粒的光卤石矿很容易沾附在分样筛的外沿，不仅增加了光卤石矿的损失，也加大了回收难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湿法筛分方法，用于解决现有的干法筛分准确率低、以及湿法筛分损失大、筛分效果差的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种湿法筛分方法，所述湿法筛分方法包括以下步骤：
步骤一、称样调浆：称取光卤石矿样品，并进行化学分析，计算样品中干基的重量，将所述样品与饱和母液混合均匀，制得料浆，其中，所述饱和母液为氯化钾、氯化钠和光卤石共饱和的卤水，所述样品与饱和母液的重量比为1:3～1:3.5；
步骤二、悬空筛分：分样筛悬空置于筛分槽的上方，步骤一中所述料浆通过所述分样筛进行振动筛分，筛分过程中，饱和母液淋洗装置淋洗所述分样筛上的料浆，将小于所述分样筛的孔径的颗粒淋洗到所述筛分槽内，得到所述分样筛上的筛上物和筛分槽内的筛下物；
步骤三、过滤分离：过滤分离所述筛上物，得到筛上物湿基和筛上物滤液，称重所述筛上物湿基并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量；
若所述筛上物湿基重量≤10～20克，停止筛分，过滤分离所述筛下物，得到筛下物湿基和筛下物滤液，并对所述筛下物湿基进行化学分析，计算筛下物湿基中干基的重量；
若所述筛上物湿基重量＞10～20克，则重复步骤二、三，逐级换用孔径渐小的分样筛筛分所述筛下物，直至筛上物湿基重量≤10～20克。
优选地，在所述步骤一称样调浆与所述步骤二悬空筛分之间，所述湿法筛分方法还包括浸泡分样筛的步骤，将分样筛浸泡在饱和母液中，将所述分样筛的筛网浸透。
浸泡分样筛的目的是防止干筛网直接接触光卤石矿料浆，形成表面张力，通过饱和母液浸泡，可以减少表面张力、降低筛分难度，便于提高筛分的效果。
优选地，所述分样筛的孔径范围为0.076mm～0.9mm。
本发明可以对粒度为0.076mm～0.9mm的颗粒进行筛分，适用于多种光卤石矿的筛分，应用范围广泛。
优选地，步骤二中所述分样筛与所述筛分槽的距离为3～10cm。
将分样筛与筛分槽设置合适的距离，可以让饱和母液和筛分下来的颗粒全部进入筛分槽，不会流到筛分槽外，进一步降低物料损失。
优选地，所述分样筛与所述筛分槽之间通过振动支架可拆卸连接。
本发明提供振动支架将分样筛与筛分槽连接起来，不需要人工固定分样筛的位置，可以减少劳动强度，提高工作效率。
优选地，所述振动支架包括设于中心的筛网架、以及与所述筛网架固定连接的支撑臂，所述支撑臂与所述筛分槽的边缘卡合。
振动支架通过支撑臂与筛分槽卡合，转移物料时更加方便拆卸。
优选地，所述步骤三过滤分离包括如下步骤：(1)装有饱和母液的洗瓶与所述筛分槽呈特定角度，所述筛分槽的下方设有过滤漏斗；(2)所述洗瓶自所述筛分槽的背面进行冲洗，将倾斜放置的筛分槽内的筛下物转移到所述过滤漏斗，得到筛上物湿基和筛上物滤液；(3)称重所述筛上物湿基重量并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量。
过滤分离将粘在筛网上的颗粒可以全部冲洗下来，减少物料损失。
优选地，所述洗瓶与所述筛分槽的特定角度为15°～20°。
若角度过大则饱和母液冲洗效果差，使用量多；若角度太小，饱和母液容易冲到分样筛的筛网外，造成饱和母液浪费，而且冲洗效果差。
优选地，所述过滤漏斗连接有真空过滤装置。
真空过滤装置可提高过滤速度，固液分离更彻底。
优选地，步骤三中所述筛上物滤液并入所述饱和母液淋洗装置循环使用。
筛上物滤液可循环使用，可以减少饱和母液的使用，经济环保。
相比于现有技术，本发明提供的具有以下优势：
一、本发明提供的筛分过程为悬空筛分、饱和母液淋洗，通过悬空筛分将分样筛与筛分槽控制在一定距离内，从而分样筛无需在筛分槽内的饱和母液中来回振动，对于大颗粒的光卤石矿样品，仅需少量饱和母液淋洗就可以达到筛分效果，相较于现有方法，在保证筛分效果的同时可有效节省饱和母液的使用量；对于小颗粒的光卤石矿样品，在淋洗过程中，小于筛网孔径的颗粒筛分到筛网下之后，无论分样筛如何振动，都不会重新带回到筛网上，提高了筛分效率；
二、分样筛的筛框或者筛网的底部与筛分槽内的液体悬空隔离，不会发生碰撞，减少了小颗粒的磨损，提高了筛分的精度；悬空隔离之后，小颗粒的光卤石矿也不会沾附在分样筛的外沿，不仅减少了光卤石矿的损失，也降低了回收难度。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明一种优选实施方式的湿法筛分方法的工艺流程图；
图2示出了图1中悬空筛分步骤的装置示意图；
图3示出了图1中过滤分离步骤的装置示意图。
附图标记
11-分样筛， 12-筛分槽，
13-饱和母液淋洗装置， 14-振动支架，
141-筛网架， 142-支撑臂，
143-高度调节旋钮， 15-洗瓶，
16-过滤漏斗， 17-吸滤瓶，
18-真空过滤装置。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
首先对本发明中涉及的相关概念进行解释说明。
粒度：描述单一颗粒大小的尺寸称为粒度，球形或立方体颗粒的粒度即为直径或边长，可称为粒径；对于外形不规则的颗粒，其粒度以三维尺寸的算术平均值或几何平均值表示。
粒级：用某种方法(如筛分)将粒度范围宽的物料群分离成若干个粒度范围窄的级别，这些级别均称为粒级，各粒级均以其上限粒度(d1)和下限粒度(d2)表示，如d1～d2表示。
粒度组成：各粒级按粗、细不同顺序排列，并指明各粒级占物料群总量的质量分数，称为粒度组成。它描述物料群的粒度分布情况，通常以粒度组成表表示。例如，某种物料中，1～0.074mm粒级占15.3％，即这一级别范围的物料最大粒度为1mm，最小为0.074mm。这一粒级物料的含量占整个物料的15.3％。
筛分：指颗粒大小不同的混合物料通过单层或多层筛面按粒度分成若干个不同粒级的作业。物料中粒度大于筛孔尺寸的颗粒留在筛面上成为筛上物，物料中粒度小于筛孔尺寸的颗粒透过筛面成为筛下物。
筛孔：大小习惯上用“目”表示，其含义是每英寸(2.54cm)长度上筛孔的数目，也有用l cm长度上的孔数或1cm筛面上的孔数表示的，筛分法常使用标准套筛，标准筛的筛制按国际标准化组织(ISO)推荐的筛孔为1mm的筛子作为基筛，也可采用泰勒筛，筛孔尺寸为0.074mm(200目)作为基筛。
分样筛：又名标准筛，试验筛，用来筛选目标大小的物质，对各种粉体材料的粒度组成进行分级，广泛用于磨料、地堪、冶金、药典、化工建材等行业颗粒物料的精确筛分和粒度检测。分样筛一般包括筛网和筛框。
湿基：以物料质量为基准计算质量。
干基：以物料中固体干物质为基准计算质量。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1所示，所述湿法筛分方法包括以下步骤：
步骤S1、称样调浆：称取光卤石矿样品，并进行化学分析，计算样品中干基的重量，将所述样品与饱和母液混合均匀，制得料浆，其中，所述饱和母液为氯化钾、氯化钠和光卤石共饱和的卤水，所述样品与饱和母液的重量比为1:3～1:3.5。
由于光卤石矿样品和筛分后固相的水份不一样，所以湿基重量不同，而同一种光卤石矿样品，干基重量恒定，因此计算干基质量能够计量筛分前和筛分后干基损失量。
在本实施例中，化学分析是指通过ICP光谱仪即电感耦合等离子体光谱仪进行分析，测定样品中干基的重量。ICP发射光谱仪是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。当然，也可以通过其他仪器进行测量，只要计算出干基重量即可。
所述饱和母液为氯化钾、氯化钠和光卤石共饱和的卤水，饱和指一定温度下，一定剂量的溶剂里面，不能继续溶解溶质，也就意味着溶液的浓度不变；本实施例中，共饱和是指氯化钾、氯化钠和光卤石均为饱和状态，筛分过程中不会溶解光卤石矿样品，卤水中的组份也不会析出。
光卤石为一种复盐，组分为KCl·MgCl2·6H2O，所述饱和母液根据氯化钾、氯化钠和光卤石的组分不同，比重为1.275～1.315，本实施例提供的饱和母液的组分如表1。
表1饱和母液的组分
所述样品的重量为1000g，所述样品与饱和母液的重量比为1:3.5，测得其干基重量为609.98g。
步骤S2、浸泡分样筛：
将分样筛浸泡在饱和母液中，将所述分样筛的筛网浸透。
浸泡分样筛的目的是防止干筛网直接接触光卤石矿料浆，形成表面张力，通过饱和母液浸泡，可以减少表面张力、降低筛分难度，便于提高筛分的效果。
步骤S3、悬空筛分：
如图2所示，分样筛11悬空置于筛分槽12的上方，步骤S1中所述料浆置于另一个筛分槽12内，并通过所述分样筛11进行振动筛分，筛分过程中，饱和母液淋洗装置13淋洗所述分样筛11上的料浆，将小于所述分样筛11的孔径的颗粒淋洗到所述筛分槽12内，得到所述分样筛11上的筛上物和筛分槽12内的筛下物。
本发明提供的分样筛的筛孔尺寸与标准目数对照表如表2所示。
表2筛孔尺寸与标准目数对照表
从表2可以看出，所述分样筛11的孔径范围为0.076mm～0.9mm。本发明可以对粒度为0.076mm～0.9mm的颗粒进行筛分，适用于多种光卤石矿的筛分。本发明首先选用孔径较大的、20目的分样筛进行筛分，再逐级选用孔径渐小的分样筛筛分。这种筛分顺序的优点是先将大颗粒筛分出来，分样筛的筛面上物料数量少，故细孔筛面磨损小，细粒级筛分效率较高，粗粒级在筛分过程中破碎较少，能够更准确的说明样品中的粒度分布情况。
所述筛分槽12为直径20～40mm左右的容器，为铁盆或者塑料盆。所述分样筛11悬空设于所述筛分槽12的上方，两者的距离为3～10cm，在本实施例中，优选为5cm。
在本实施例中，所述分样筛11与所述筛分槽12之间通过振动支架14可拆卸连接。所述振动支架14包括设于中心的筛网架141、以及与所述筛网架141固定连接的支撑臂142，所述支撑臂142与所述筛分槽12的边缘卡合。
所述筛网架141用于支撑所述分样筛11，所述支撑臂142上设有高度调节旋钮143，用于调节所述分样筛11和所述筛分槽12之间的距离。
当然，所述分样筛11也可以由人工控制，手动将其悬空在所述筛分槽12的上方。
所述饱和母液淋洗装置13为装有饱和母液的容器，用于提供饱和母液淋洗所述分样筛11上的料浆，其出口端设有调节饱和母液流量大小的阀门，根据筛分情况和颗粒大小进行相应调节。
本发明提供的筛分过程为悬空筛分、饱和母液淋洗，通过悬空筛分将分样筛11与筛分槽12控制在一定距离内，从而分样筛无需在筛分槽内的饱和母液中来回振动，对于大颗粒的光卤石矿样品，仅需少量饱和母液淋洗就可以达到筛分效果，相较于现有方法，在保证筛分效果的同时可有效节省饱和母液的使用量；对于小颗粒的光卤石矿样品，在淋洗过程中，小于筛网孔径的颗粒筛分到筛网下之后，无论分样筛如何振动，都不会重新带回到筛网上，提高了筛分效率，同时分样筛的筛框或者筛网的底部与筛分槽内的液体悬空隔离，不会发生碰撞，减少了小颗粒的磨损，提高了筛分的精度，再则，悬空隔离之后，小颗粒的光卤石矿也不会沾附在分样筛的外沿，不仅减少了光卤石矿的损失，也降低了回收难度。
步骤S4、过滤分离：过滤分离所述筛上物，得到筛上物湿基和筛上物滤液，称重所述筛上物湿基并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量；
如图3所示，所述步骤S4过滤分离包括如下步骤：
(1)装有饱和母液的洗瓶15与所述筛分槽12呈特定角度，所述筛分槽12的下方设有过滤漏斗16，所述过滤漏斗16连接有吸滤瓶17，所述过滤漏斗16和所述吸滤瓶17之间设有真空过滤装置18，可提高过滤速度，固液分离更彻底。
所述洗瓶15与所述筛分槽12的特定角度为15°～20°，若角度过大则饱和母液冲洗效果差，使用量多；若角度太小，饱和母液容易冲到分样筛的筛网外，造成饱和母液浪费，而且冲洗效果差，以饱和母液不直接刺出分样筛的筛网为准。
(2)所述洗瓶15自所述筛分槽12的背面进行冲洗，将倾斜放置的筛分槽12内的筛下物转移到所述过滤漏斗16，得到筛上物湿基和筛上物滤液；所述筛上物滤液可以并入所述饱和母液淋洗装置13循环使用，可以减少饱和母液的使用，经济环保。
(3)称重所述筛上物湿基并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量。
若所述筛上物湿基重量≤10～20克，再进行筛分，无法进行化学分析，故停止筛分，过滤分离所述筛下物，得到筛下物湿基和筛下物滤液，并对所述筛下物湿基进行化学分析，计算筛下物湿基中干基的重量；
若所述筛上物湿基重量＞10～20克，则重复步骤S3、S4，逐级换用孔径渐小的分样筛筛分所述筛下物，直至筛上物湿基重量≤10～20克。
在本实施例中，经过20目分样筛筛分之后得到的筛上物湿基重量＞20克，所以继续换用40目分样筛对所述筛分槽内的筛下物进行筛分，直至筛上物湿基重量≤10～20克，共使用了7级分样筛，数据结果如表3所示。
表3数据结果
从表3可以看出，本发明提供的湿法筛分方法，损失率只有0.17％，最终的筛上物干基总重为608.93g，与筛分前测定的样品干基重量609.98g相差很小，准确率可以达到99.83％，可以准确的提供样品的粒度分布情况。
对照实施例
利用现有筛分方法对相同的光卤石矿样品进行筛分，步骤与本发明提供的步骤基本相同，不同之处仅在于筛分过程：在筛分时，筛分槽中加入足量的饱和母液，分样筛浸入筛分槽，将筛网低于液面，相同质量的湿光卤石矿放置于分样筛上，以来回振动分样筛的方式进行筛分。
数据对比结果如表4所示。
表4数据对比结果
从表4可以看出，现有筛分方法的损失率为1.64％，远高于本发明提供的筛分方法，说明本发明的方法可以有效减少物料损失；相比最终的筛上物干基总重，现有筛分方法的筛上物干基总重为600.0g，准确率为98.36％，而本发明提供方法的筛上物干基总重为608.93g，准确率可以达到99.83％，也有了明显的提高；相比每一级分样筛的筛分结果，准确率均相应提高，而且粒径越小，筛分的准确率提高的越多。
饱和母液的用量方面，现有筛分方法需要3500ml，而本发明的方法仅需3000ml，饱和母液的用量也减少了14.3％。
以上数据说明本发明的方法能够更加精确的检测光卤石矿样品中各级粒径分布，提高筛分效果，有效指导浮选药剂的使用。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
Claims (10)
1.一种湿法筛分方法，其特征在于，所述湿法筛分方法包括以下步骤：
步骤一、称样调浆：
称取光卤石矿样品，并进行化学分析，计算样品中干基的重量，将所述样品与饱和母液混合均匀，制得料浆，其中，所述饱和母液为氯化钾、氯化钠和光卤石共饱和的卤水，所述样品与饱和母液的重量比为1:3～1:3.5；
步骤二、悬空筛分：
分样筛(11)悬空置于筛分槽(12)的上方，步骤一中所述料浆通过所述分样筛(11)进行振动筛分，筛分过程中，饱和母液淋洗装置(13)淋洗所述分样筛(11)上的料浆，将小于所述分样筛(11)的孔径的颗粒淋洗到所述筛分槽(12)内，得到所述分样筛(11)上的筛上物和筛分槽(12)内的筛下物；
步骤三、过滤分离：
过滤分离所述筛上物，得到筛上物湿基和筛上物滤液，称重所述筛上物湿基并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量；
若所述筛上物湿基重量≤20克，停止筛分，过滤分离所述筛下物，得到筛下物湿基和筛下物滤液，并对所述筛下物湿基进行化学分析，计算筛下物湿基中干基的重量；
若所述筛上物湿基重量＞20克，则重复步骤二、三，逐级换用孔径渐小的分样筛筛分所述筛下物，直至筛上物湿基重量≤20克。
2.根据权利要求1所述的湿法筛分方法，其特征在于，在所述步骤一称样调浆与所述步骤二悬空筛分之间，所述湿法筛分方法还包括浸泡分样筛的步骤，将分样筛(11)浸泡在饱和母液中，将所述分样筛(11)的筛网浸透。
3.根据权利要求1所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述分样筛(11)的孔径范围为0.076mm～0.9mm。
4.根据权利要求1所述的湿法筛分方法，其特征在于，步骤二中所述分样筛(11)与所述筛分槽(12)的距离为3～10cm。
5.根据权利要求4所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述分样筛(11)与所述筛分槽(12)之间通过振动支架(14)可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述振动支架(14)包括设于中心的筛网架(141)、以及与所述筛网架(141)固定连接的支撑臂(142)，所述支撑臂(142)与所述筛分槽(12)的边缘卡合。
7.根据权利要求1所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述步骤三过滤分离包括如下步骤：
(1)装有饱和母液的洗瓶(15)与所述筛分槽(12)呈特定角度，所述筛分槽(12)的下方设有过滤漏斗(16)；
(2)所述洗瓶(15)自所述筛分槽(12)的背面进行冲洗，将倾斜放置的筛分槽(12)内的筛下物转移到所述过滤漏斗(16)，得到筛上物湿基和筛上物滤液；
(3)称重所述筛上物湿基并进行化学分析，计算筛上物湿基中干基的重量。
8.根据权利要求7所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述洗瓶(15)与所述筛分槽(12)的特定角度为15°～20°。
9.根据权利要求7所述的湿法筛分方法，其特征在于，所述过滤漏斗(16)连接有真空过滤装置(18)。
10.根据权利要求7所述的湿法筛分方法，其特征在于，步骤三中所述筛上物滤液并入所述饱和母液淋洗装置(13)循环使用。
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