权利要求

1.基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于，包括破碎系统、磨矿系统、分级系统、重选系统、控制系统、收集与后处理系统，所述破碎系统用于将锂辉石原矿破碎至-20mm的粒度范围;所述磨矿系统用于将破碎后的矿石磨细至-0.5mm的粒度;所述分级系统用于将磨矿后的矿浆分为不同粒级;所述重选系统用于对分级后的矿粒进行分选，得到钽铌精矿和尾矿;所述控制系统用于对整个分离过程进行实时监控和自动调节;所述收集与后处理系统用于收集钽铌精矿并进行后续处理。

2.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述破碎系统包括破碎机和振动筛，所述破碎机用于对锂辉石原矿进行粗碎和细碎，所述振动筛用于对破碎后的矿石进行筛分，得到合适粒度的矿石颗粒。

3.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述磨矿系统包括球磨机和磨矿介质，所述球磨机用于将破碎后的矿石磨细，所述磨矿介质用于辅助磨矿过程，提高磨矿效率。

4.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述分级系统包括水力旋流器和分级筛，所述水力旋流器用于将磨矿后的矿浆进行初步分级，所述分级筛用于对水力旋流器分级后的矿浆进行进一步筛分，得到不同粒级的矿物。

5.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述重选系统包括毛毯机和摇床，所述毛毯机用于对分级后的粗粒级矿物进行预富集，所述摇床用于对预富集后的矿物进行进一步分选，得到高纯度的钽铌精矿。

6.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述控制系统包括传感器、控制器和执行机构，所述传感器用于实时检测各环节参数，所述控制器用于根据传感器检测的数据进行自动调节，所述执行机构用于执行控制器的调节指令。

7.根据权利要求1所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于：所述收集与后处理系统包括收集装置和提取装置，所述收集装置用于收集重选后得到的钽铌精矿，所述提取装置用于对收集的钽铌精矿进行后续处理，提取高纯度的钽铌金属。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及矿物加工技术领域，具体为基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统。

背景技术

[0002]锂辉石，被誉为新能源与高科技产业的“金色钥匙”，作为一种至关重要的锂矿石资源，在全球矿产资源中占据着举足轻重的地位。在复杂而精细的锂提取过程中，锂辉石不仅富含着丰富的锂元素，还常常伴生着钽、铌等同样具有极高经济价值的稀有金属。这些伴生的钽铌金属，以其独特的物理和化学性质，在电子、航空航天、核工业等多个高科技领域展现出了不可替代的应用价值。

[0003]然而，传统的分离技术存在诸多挑战。化学方法虽然能实现一定程度的分离，但不仅成本高昂，且易对环境造成污染。而物理分选方法，如部分传统重选和磁选技术，对矿石品位和性质的要求较为苛刻，适应性差，难以保证高效分离，导致钽铌金属的回收率低下，同时也造成了资源的浪费。因此，市场急需一种高效、低成本、环境友好且适应性强的分离技术，以优化钽铌金属的回收效率并降低生产成本。

发明内容

[0004]针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，该系统通过优化破碎、磨矿、分级及重选工艺参数，实现对锂辉石中钽铌金属的高效、低成本且环保的分离，提高钽铌金属的回收率，降低生产成本，减少环境污染，并实现资源的综合利用。

[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，包括破碎系统、磨矿系统、分级系统、重选系统、控制系统、收集与后处理系统，所述破碎系统用于将锂辉石原矿破碎至-20mm的粒度范围;所述磨矿系统用于将破碎后的矿石磨细至-0.5mm的粒度;所述分级系统用于将磨矿后的矿浆分为不同粒级;所述重选系统用于对分级后的矿粒进行分选，得到钽铌精矿和尾矿;所述控制系统用于对整个分离过程进行实时监控和自动调节;所述收集与后处理系统用于收集钽铌精矿并进行后续处理。

[0006]优选地，所述破碎系统包括破碎机和振动筛，所述破碎机用于对锂辉石原矿进行粗碎和细碎，所述振动筛用于对破碎后的矿石进行筛分，得到合适粒度的矿石颗粒。

[0007]优选地，所述磨矿系统包括球磨机和磨矿介质，所述球磨机用于将破碎后的矿石磨细，所述磨矿介质用于辅助磨矿过程，提高磨矿效率。

[0008]优选地，所述分级系统包括水力旋流器和分级筛，所述水力旋流器用于将磨矿后的矿浆进行初步分级，所述分级筛用于对水力旋流器分级后的矿浆进行进一步筛分，得到不同粒级的矿物。

[0009]优选地，所述重选系统包括毛毯机和摇床，所述毛毯机用于对分级后的粗粒级矿物进行预富集，所述摇床用于对预富集后的矿物进行进一步分选，得到高纯度的钽铌精矿。

[0010]优选地，所述控制系统包括传感器、控制器和执行机构，所述传感器用于实时检测各环节参数，所述控制器用于根据传感器检测的数据进行自动调节，所述执行机构用于执行控制器的调节指令。

[0011]优选地，所述收集与后处理系统包括收集装置和提取装置，所述收集装置用于收集重选后得到的钽铌精矿，所述提取装置用于对收集的钽铌精矿进行后续处理，提取高纯度的钽铌金属。

[0012]与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

[0013]1、本发明通过优化破碎、磨矿、分级及重选工艺参数，有效提高了钽铌金属的回收率。相比传统技术，本发明的回收率提升不仅限于0.001%以上，在特定实施例中，如处理某锂辉石矿山的矿石时，回收率基于原矿中的钽铌含量计算可达0.003%，实现了钽铌金属的高效回收，极大地提升了资源利用率。

[0014]2、本发明减少了化学试剂的使用，避免了高昂的化学处理成本，同时简化了工艺流程，降低了能耗和人力成本。通过物理分选方法，特别是重选工艺的优化，本发明实现了低成本的高效分离，为锂辉石选矿行业带来了显著的经济效益。

[0015]3、传统化学方法在处理锂辉石时往往产生大量废水、废渣，对环境造成严重影响。而本发明采用物理分选方法，减少了化学试剂的排放，降低了环境污染风险。同时，通过对尾矿的综合利用或环保处理，实现了资源的循环使用和环境的可持续保护。

[0016]4、本发明对不同品位和性质的锂辉石矿石具有较强的适应性，能够处理多种复杂矿石类型。这种广泛的适应性使得本发明在锂辉石选矿行业中具有广阔的应用前景，不仅能够满足现有矿山的分离需求，还能够为未来新发现的锂辉石资源提供高效、环保的分离解决方案。

附图说明

[0017]图1为本发明基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统的功能模块框图;

[0018]图2为本发明基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统的结构示意图;

[0019]图3为本发明基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统的流程示意图。

[0020]图中：

[0021]1、破碎系统;11、破碎机;12、振动筛;

[0022]2、磨矿系统;21、球磨机;22、磨矿介质;

[0023]3、分级系统;31、水力旋流器;32、分级筛;

[0024]4、重选系统;41、毛毯机;42、摇床;

[0025]5、控制系统;51、传感器;52、控制器;53、执行机构;

[0026]6、收集与后处理系统;61、收集装置;62、提取装置。

具体实施方式

[0027]本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

[0028]请参阅图1～3，基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统，其特征在于，包括破碎系统1、磨矿系统2、分级系统3、重选系统4、控制系统5、收集与后处理系统6，破碎系统1用于将锂辉石原矿破碎至-20mm的粒度范围;磨矿系统2用于将破碎后的矿石磨细至-0.5mm的粒度;分级系统3用于将磨矿后的矿浆分为不同粒级;重选系统4用于对分级后的矿粒进行分选，得到钽铌精矿和尾矿;控制系统5用于对整个分离过程进行实时监控和自动调节;收集与后处理系统6用于收集钽铌精矿并进行后续处理。

[0029]进一步地，破碎系统1包括破碎机11和振动筛12，破碎机11用于对锂辉石原矿进行粗碎和细碎，振动筛12用于对破碎后的矿石进行筛分，得到合适粒度的矿石颗粒，破碎机11对锂辉石原矿进行初步的粗碎和进一步的细碎，将大块的矿石减小到较小的粒度范围，随后振动筛12对破碎后的矿石进行筛分，筛选出粒度合适的矿石颗粒，确保进入后续磨矿系统的矿石粒度均匀，有利于提高磨矿效率和分级效果，为整个分离流程的高效运行和资源的高价值利用奠定坚实基础。

[0030]进一步地，磨矿系统2包括球磨机21和磨矿介质22，球磨机21用于将破碎后的矿石磨细，磨矿介质22用于辅助磨矿过程，提高磨矿效率，球磨机21将破碎后的矿石进行磨细，同时利用磨矿介质22如钢球、钢棒或陶瓷球辅助磨矿，提高磨矿效率，将矿石粒度细化至-0.5mm，以便钽铌矿物与锂辉石等其他矿物更好地解离，为后续的重选作业提供有利条件，从而提高整个分离流程的效率和钽铌精矿的纯度，同时减少过磨导致的矿物泥化现象，确保系统的高效稳定运行。

[0031]进一步地，分级系统3包括水力旋流器31和分级筛32，水力旋流器31用于将磨矿后的矿浆进行初步分级，分级筛32用于对水力旋流器分级后的矿浆进行进一步筛分，得到不同粒级的矿物，水力旋流器31将磨矿后的矿浆进行初步分级，去除较大颗粒和杂质，随后利用分级筛32对水力旋流器分级后的矿浆进行更为精细的筛分，从而得到不同粒级的矿物颗粒。

[0032]进一步地，重选系统4包括毛毯机41和摇床42，毛毯机41用于对分级后的粗粒级矿物进行预富集，摇床42用于对预富集后的矿物进行进一步分选，得到高纯度的钽铌精矿，毛毯机41对分级后的粗粒级矿物进行预富集，初步分离出富含钽铌的矿物，随后利用摇床42对预富集后的矿物进行更为精细的分选，依据矿物密度差异，在水流和床面振动作用下，使钽铌矿物进一步富集于精矿端，从而得到高纯度的钽铌精矿。这一过程有效提升了钽铌金属的回收率和精矿质量，对实现锂辉石与钽铌金属的高效分离起着关键作用。

[0033]进一步地，控制系统5包括传感器51、控制器52和执行机构53，传感器51用于实时检测各环节参数，控制器52用于根据传感器检测的数据进行自动调节，执行机构53用于执行控制器的调节指令，传感器51实时检测破碎、磨矿、分级、重选等各环节的关键参数，控制器52根据传感器51反馈的数据进行分析处理，并据此自动调节各系统的运行状态，以确保整个分离过程处于最优工况，随后执行机构53精准执行控制器的调节指令，迅速调整系统参数。这一过程实现了对整个分离过程的智能化监控与精准调节，显著提高了分离效率与产品质量，对保障系统稳定高效运行起着至关重要的作用。

[0034]进一步地，收集与后处理系统6包括收集装置61和提取装置62，收集装置61用于收集重选后得到的钽铌精矿，提取装置62用于对收集的钽铌精矿进行后续处理，提取高纯度的钽铌金属，收集装置61有效聚集重选后富含钽铌的精矿，随后提取装置62对这些精矿进行深度处理，以精炼出高纯度的钽铌金属。这一流程不仅确保了钽铌精矿的高效回收，还通过后续处理提升了金属的纯度，为钽铌金属的进一步应用提供了高质量原料，对实现资源的高值化利用起着关键作用。

[0035]工作原理：

[0036]本技术将原矿破碎到一定粒度后，经过重选工艺，最终得到钽铌精矿产品，具体的：破碎系统1首先对含有钽铌金属的锂辉石原矿用破碎机11进行破碎处理，将其破碎至合适的粒度范围，并用振动筛12进行筛选，如-20mm。这一步骤为后续磨矿作业做准备，使矿石颗粒变小，有利于有用矿物的解离。磨矿系统2采用球磨机21和磨矿介质22(钢球、钢棒或者陶瓷球，具体根据锂辉石种类进行选取)配合使用将破碎后的矿石磨细至一定粒度，如-0.5mm。在磨矿过程中，严格控制磨矿浓度、时间等参数，以确保钽铌矿物与锂辉石等其他矿物尽可能解离，同时避免过磨导致矿物泥化。分级系统3通过水力旋流器31和分级筛32分级设备将磨矿后的矿浆分为不同粒级。合适的分级有助于不同粒级的矿物进入相应的重选设备，从而提高重选效果。

[0037]重选系统4采用毛毯机41、摇床42重选设备对分级后的矿粒进行分选。根据钽铌矿物与锂辉石等矿物的密度差异，在水流和床面振动的作用下，使钽铌矿物富集在特定区域，如摇床42的精矿端。控制系统5对整个分离过程进行实时监控和自动调节，确保各环节参数处于最优状态，从而提高分离效率和产品质量。

[0038]收集与后处理系统6会将重选后得到的钽铌精矿进行收集，并进一步进行后续处理以提取高纯度的钽铌金属;尾矿则进行其他综合利用或环保处理。

[0039]该基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统结合破碎、磨矿、分级和重选等各个环节的工艺特点，对整个工艺流程进行优化设计，以实现高效、低成本且环保的分离目标。

[0040]实施例一：

[0041]某锂辉石矿山的矿石，其钽铌含量为钽：0.0124%、铌：0.0076%。采用本发明所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统进行处理，首先破碎至-20mm，然后磨矿至-0.5mm，经过分级、毛毯机预富集和摇床重选后，最终得到的钽铌精矿中钽铌含量达到2%(相对于原矿含量而言)，回收率达到0.003%(基于原矿中的钽铌含量计算)。

[0042]通过上述实施例可以看出，本发明所述的基于重选工艺的锂辉石与钽铌金属分离系统能够实现高效、低成本且环保的分离目标，具有显著的技术效果和经济效益。

[0043]以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

说明书附图(3)