一种深海采矿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深海采矿方法及装置，集采矿与选矿为一体，船体上的抽砂泵将海底的原矿砂抽取到船体的原矿仓内，然后用可振动筛网分离出杂质，再用磁选机选出精矿砂，精矿砂通过螺旋输送机和皮带输送机直接送到运输船上，而尾矿砂则用尾砂泵输送到远离开采区的海底就地回填。本发明专利技术对于尾矿的处理简单、不会对环境造成不良的影响，并且可节省大量的运力以降低采矿成本，由于磁选机采用长条形结构，因此可对原矿砂进行充分、准确的选矿，有效地避免资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采矿
，尤其是涉及一种在深海采集含铁的原矿砂的采矿方法以及相应的深海采矿装置。
技术介绍
随着陆地矿产资源的日渐减少，人们开始将目光转向蕴藏着丰富矿产资源的海洋，在一些地区，人们发现了大量的滨海砂矿，主要的是含钛磁铁矿，目前，通常的采矿方式是通过一个海上的采矿平台或者是采矿船用抽砂泵将海底的矿砂抽取到采矿平台或采矿船上，然后再用相应的渣浆泵将采集到的原矿砂输送到转运的运输船上，运输船将原矿砂运送到陆地上的选矿厂进行选矿从而形成可用于冶炼的精矿砂。例如，一种在中国专利文献上公开的“深海集散式采矿系统”，公告号为CN1065191C，该系统包括集矿机、输送管、水上船只或水上平台，输送管的上端与水上船只或水上平台相连，下端设有中转仓伸入水中距洋底一定高度，集矿机与输送管间为分体式，集矿机自带动力和行驶装置、浮力调节装置，悬浮于海底表面按各自预定的路径行驶集矿。然而，现有的海上采矿方法存在如下问题：由于采矿和选矿在不同的地方进行，因而运输船所运送的原矿砂中含有大量无用的尾矿砂，不仅浪费了大量的运力，造成成本的增加，而且选矿后剩下的尾矿砂还需再次转运处理，因而使成本进一步增加，而且尾矿砂处理不当还将造成较为严重的环境问题。此外，现有的选矿程序中通常需要用到磁选机，其基本原理如下：将原矿砂输送到一个转动的内部具有高强度磁场的滚筒上部磁场区，具有磁性的铁矿砂被吸附在滚筒表面，而非磁性的矿砂则不会被滚筒吸附而直接被滚筒甩离，随着滚筒的转动，铁矿砂到达滚筒的非磁场区而被抛离，从而实现铁矿砂的筛选和分离。例如，一种在中国专利文献上公开的“铁钛矿磁选机”，公布号为CN103447149A，包括机架、磁选机构和进料斗；磁选机构包括钛精选装置、铁钛分选装置、选钛电机和铁钛分选电机；钛精选装置由选钛电机驱动且下侧设有钛精矿出料斗、钛矿回收料斗和尾矿出料斗；钛精矿出料斗和钛矿回收料斗的进料口一侧设有钛精矿精度调节器；尾矿出料斗的进料口一侧设有尾矿精度调节器；铁钛分选装置由铁钛分选电机驱动且包括第一、第二铁钛分选装置；设置于第一铁钛分选装置下侧的铁钛混合物下矿斗和铁钛粉下矿斗一侧以及设置于第二铁钛分选装置下侧的铁中钛出料斗和铁粉出料斗一侧均设有铁钛分选精度调节器，该装置能对矿物进行筛选和分离。但是用磁选机选矿存在选矿不够精确的问题，由于原矿砂中各种品位的铁矿砂是呈梯度分布的，因此，滚筒内的磁场强度需要设置一个合理值，以便能吸附诸如品位在百分之三十以上的铁矿砂。由于原矿砂的冲击作用，因此，落到滚筒表面品位略高于百分之三十的铁矿砂极有可能因冲击作用而直接被滚筒甩离，从而造成资源的浪费。如果提高滚筒内的磁场强度，则会使选出的精矿砂中混有一部分品位低于百分之三十的铁矿砂。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于解决现有的深海采矿方式所存在的运力浪费大、尾矿处理麻烦的问题，提供一种深海采矿方法及装置，其尾矿处理简单、不会对环境造成不良的影响，并且可节省大量的运力以降低采矿成本。本专利技术的另一个目的是为了解决深海采矿中用磁选机选矿所存在的选矿不精确、容易造成资源浪费的问题，提供一种深海采矿方法及装置，可对原矿砂进行充分、准确的选矿，有效地避免资源的浪费。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种深海采矿方法，整个采矿过程通过具有选矿装置的深海采矿浮动平台完成，该深海采矿浮动平台具有储存原矿砂的原矿仓、用于储存尾矿砂的尾砂仓，包括如下步骤：a.先用由柴油机驱动的抽砂泵将开采区海底的原矿砂连同海水一起抽取到深海采矿浮动平台的原矿仓内；b.再用由电动机驱动的渣浆泵将原矿仓内的原矿砂连同海水一起抽取到一个倾斜布置的可振动筛网上，混在原矿砂内外形较大的礁石、垃圾等杂质顺着可振动筛网滚落，并通过尾矿砂收集管道进入尾砂仓内，通过可振动筛网网孔的原矿砂则连同海水通过一个集矿漏斗进入到一个磁选机的进料口内进行磁选，该磁选机具有一个精矿砂输出口以及一个和尾矿砂收集管道连通的尾矿砂输出口，原矿砂内品位较低的尾矿砂被分离出来，并连同海水通过尾矿砂输出口进入尾砂仓内，而原矿砂内品位较高的精矿砂则从精矿砂输出口输出；c.从精矿砂输出口输出的含有较多海水的精矿砂通过一个螺旋输送机送到一个皮带输送机上，精矿砂在螺旋输送机内受到挤压后海水被挤出，皮带输送机则将精矿砂输送到停在深海采矿浮动平台旁侧的精矿砂运输船上；d.用尾砂泵从尾砂仓内抽取尾矿砂，并通过尾矿回填管道回填至远离开采区的海底，该尾矿回填管道靠近尾砂泵的一段间隔地连接有浮球，从而使该段尾矿回填管道悬浮在海面。本专利技术的采矿方法是在深海采矿浮动平台上完成从抽取海底原矿砂、到去除杂质的粗选、分理出高品位精矿砂的精选、以及尾矿砂的回填的全部程序，极大地提高了采矿的效率，降低了采矿过程中的运输成本和尾矿砂处理成本。特别是，一个倾斜布置的可振动筛网可方便地从原矿砂中连续地分离出礁石等杂质，而螺旋输送机在输送精矿砂的同时可挤出精矿砂含有的大量水分，从而有利于皮带输送机将精矿砂输送到相应的精矿砂运输船上，并减少精矿砂运输船的负载。尾矿回填管道则通过浮球悬浮在海面，从而有利于方便地观察、定位尾矿回填管道的位置，使尾矿砂回填到合适的海底位置。一种深海采矿浮动平台，包括具有原矿仓和尾砂仓的船体、以及抽砂泵，抽砂泵的出砂口通过管道与原矿仓相连，船体上还设有用于选矿的磁选机以及抽取尾矿砂的尾砂泵，所述磁选机具有一个尾矿砂输出口以及一个精矿砂输出口，精矿砂输出口连接一精矿砂输送装置，尾矿砂输出口通过尾矿砂收集管道和尾砂仓相连，尾砂泵的吸砂口通过管道与尾砂仓的下部相连，尾砂泵的出砂口与悬浮在海面的尾矿回填管道的一端相连，尾矿回填管道的另一端延伸至远离开采区的海底。本专利技术的深海采矿浮动平台集采矿和选矿为一体，先用抽砂泵将开采区海底的原矿砂抽到原矿仓内，然后用磁选机将其中的精矿砂分离出来，这样，精矿砂即可通过精矿砂输送装置输送到相应的运输船上运走，而被磁选机分离出来的尾矿砂则可用尾砂泵通过尾矿回填管道就地回填到远离开采区的海底，从而可极大地减少运输船的运力浪费，并且大大地简化尾矿砂的处理程序，降低尾矿砂的处理成本。此外，由于输送尾矿砂的尾矿回填管道是悬浮在海面上的，因此，便于输送尾矿砂位置的确定。作为优选，在磁选机的上方设有可振动筛网，可振动筛网倾斜布置并且连接有振动电机，可振动筛网的下方设有开口朝上的集矿漏斗，集矿漏斗下部的出口位于磁选机进料口上方，可振动筛网较低一侧的下方设有集砂漏斗，集砂漏斗的出口连通尾矿砂收集管道。在磁选机上方设置可振动筛网，这样，原矿砂在进入磁选机进行选矿前先进行粗选，混在原矿砂中的大块礁石、垃圾等杂质无法通过可振动筛网的网孔，随着可振动筛网的震动而滚落集砂漏斗内，并通过尾矿砂收集管道进入尾砂仓内。而颗粒细小的铁矿砂则透过可振动筛网的网孔而落入下方的集矿漏斗内，并通过集矿漏斗下部的出口进入到磁选机内进行选矿，从而有利于提高磁选机的选矿效率。通过振动电机使可振动筛网形成震动，可显著地提高其筛选的效率，避免铁矿砂粘附在杂质上一起进入尾砂仓内。作为优选，所述可振动筛网上侧由低到高间隔地设有若干水平布置的止推档条，这样，可对细小的铁矿砂形成一种阻挡，避免铁矿砂因不能快速透过可振动筛网的网孔而随同杂质沿着可振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深海采矿方法，整个采矿过程通过具有选矿装置的深海采矿浮动平台完成，该深海采矿浮动平台具有储存原矿砂的原矿仓、用于储存尾矿砂的尾砂仓，其特征是，包括如下步骤：a. 先用由柴油机驱动的抽砂泵将开采区海底的原矿砂连同海水一起抽取到深海采矿浮动平台的原矿仓内；b. 再用由电动机驱动的渣浆泵将原矿仓内的原矿砂连同海水一起抽取到一个倾斜布置的可振动筛网上，混在原矿砂内外形较大的礁石、垃圾等杂质顺着可振动筛网滚落，并通过尾矿砂收集管道进入尾砂仓内，通过可振动筛网网孔的原矿砂则连同海水通过一个集矿漏斗进入到一个磁选机的进料口内进行磁选，该磁选机具有一个精矿砂输出口以及一个和尾矿砂收集管道连通的尾矿砂输出口，原矿砂内品位较低的尾矿砂被分离出来，并连同海水通过尾矿砂输出口进入尾砂仓内，而原矿砂内品位较高的精矿砂则从精矿砂输出口输出；c. 从精矿砂输出口输出的含有较多海水的精矿砂通过一个螺旋输送机送到一个皮带输送机上，精矿砂在螺旋输送机内受到挤压后海水被挤出，皮带输送机则将精矿砂输送到停在深海采矿浮动平台旁侧的精矿砂运输船上；d. 用尾砂泵从尾砂仓内抽取尾矿砂，并通过尾矿回填管道回填至远离开采区的海底，该尾矿回填管道靠近尾砂泵的一段间隔地连接有浮球，从而使该段尾矿回填管道悬浮在海面。...

【技术特征摘要】
1.一种深海采矿方法，整个采矿过程通过具有选矿装置的深海采矿浮动平台完成，该深海采矿浮动平台具有储存原矿砂的原矿仓、用于储存尾矿砂的尾砂仓，其特征是，包括如下步骤：a.先用由柴油机驱动的抽砂泵将开采区海底的原矿砂连同海水一起抽取到深海采矿浮动平台的原矿仓内；b.再用由电动机驱动的渣浆泵将原矿仓内的原矿砂连同海水一起抽取到一个倾斜布置的可振动筛网上，混在原矿砂内外形较大的礁石、垃圾等杂质顺着可振动筛网滚落，并通过尾矿砂收集管道进入尾砂仓内，通过可振动筛网网孔的原矿砂则连同海水通过一个集矿漏斗进入到一个磁选机的进料口内进行磁选，该磁选机具有一个精矿砂输出口以及一个和尾矿砂收集管道连通的尾矿砂输出口，原矿砂内品位较低的尾矿砂被分离出来，并连同海水通过尾矿砂输出口进入尾砂仓内，而原矿砂内品位较高的精矿砂则从精矿砂输出口输出；c.从精矿砂输出口输出的含有较多海水的精矿砂通过一个螺旋输送机送到一个皮带输送机上，精矿砂在螺旋输送机内受到挤压后海水被挤出，皮带输送机则将精矿砂输送到停在深海采矿浮动平台旁侧的精矿砂运输船上；d.用尾砂泵从尾砂仓内抽取尾矿砂，并通过尾矿回填管道回填至远离开采区的海底，该尾矿回填管道靠近尾砂泵的一段间隔地连接有浮球，从而使该段尾矿回填管道悬浮在海面。2.一种深海采矿浮动平台，包括具有原矿仓和尾砂仓的船体、以及抽砂泵，抽砂泵的出砂口通过管道与原矿仓相连，其特征是，船体上还设有用于选矿的磁选机以及抽取尾矿砂的尾砂泵，所述磁选机具有一个尾矿砂输出口以及一个精矿砂输出口，精矿砂输出口连接一精矿砂输送装置，尾矿砂输出口通过尾矿砂收集管道和尾砂仓相连，尾砂泵的吸砂口通过管道与尾砂仓的下部相连，尾砂泵的出砂口与悬浮在海面的尾矿回填管道的一端相连，尾矿回填管道的另一端延伸至远离开采区的海底。3.根据权利要求2所述的一种深海采矿浮动平台，其特征是，在磁选机的上方设有可振动筛网，可振动筛网倾斜布置并且连接有振动电机，可振动筛网的下方设有开口朝上的集矿漏斗，集矿漏斗下部的出口位于磁选机进料口上方，可振动筛网较低一侧的下方设有集砂漏斗，集砂漏斗的出口连通尾矿砂收集管道。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢应孝，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33