一種深海采礦方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種深海采礦方法及裝置，集采礦與選礦為一體，船體上的抽砂泵將海底的原礦砂抽取到船體的原礦倉內，然后用可振動篩網分離出雜質，再用磁選機選出精礦砂，精礦砂通過螺旋輸送機和皮帶輸送機直接送到運輸船上，而尾礦砂則用尾砂泵輸送到遠離開采區的海底就地回填。本發明專利技術對于尾礦的處理簡單、不會對環境造成不良的影響，并且可節省大量的運力以降低采礦成本，由于磁選機采用長條形結構，因此可對原礦砂進行充分、準確的選礦，有效地避免資源的浪費。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及采礦
，尤其是涉及一種在深海采集含鐵的原礦砂的采礦方法以及相應的深海采礦裝置。
技術介紹
隨著陸地礦產資源的日漸減少，人們開始將目光轉向蘊藏著豐富礦產資源的海洋，在一些地區，人們發現了大量的濱海砂礦，主要的是含鈦磁鐵礦，目前，通常的采礦方式是通過一個海上的采礦平臺或者是采礦船用抽砂泵將海底的礦砂抽取到采礦平臺或采礦船上，然后再用相應的渣漿泵將采集到的原礦砂輸送到轉運的運輸船上，運輸船將原礦砂運送到陸地上的選礦廠進行選礦從而形成可用于冶煉的精礦砂。例如，一種在中國專利文獻上公開的“深海集散式采礦系統”，公告號為CN1065191C，該系統包括集礦機、輸送管、水上船只或水上平臺，輸送管的上端與水上船只或水上平臺相連，下端設有中轉倉伸入水中距洋底一定高度，集礦機與輸送管間為分體式，集礦機自帶動力和行駛裝置、浮力調節裝置，懸浮于海底表面按各自預定的路徑行駛集礦。然而，現有的海上采礦方法存在如下問題：由于采礦和選礦在不同的地方進行，因而運輸船所運送的原礦砂中含有大量無用的尾礦砂，不僅浪費了大量的運力，造成成本的增加，而且選礦后剩下的尾礦砂還需再次轉運處理，因而使成本進一步增加，而且尾礦砂處理不當還將造成較為嚴重的環境問題。此外，現有的選礦程序中通常需要用到磁選機，其基本原理如下：將原礦砂輸送到一個轉動的內部具有高強度磁場的滾筒上部磁場區，具有磁性的鐵礦砂被吸附在滾筒表面，而非磁性的礦砂則不會被滾筒吸附而直接被滾筒甩離，隨著滾筒的轉動，鐵礦砂到達滾筒的非磁場區而被拋離，從而實現鐵礦砂的篩選和分離。例如，一種在中國專利文獻上公開的“鐵鈦礦磁選機”，公布號為CN103447149A，包括機架、磁選機構和進料斗；磁選機構包括鈦精選裝置、鐵鈦分選裝置、選鈦電機和鐵鈦分選電機；鈦精選裝置由選鈦電機驅動且下側設有鈦精礦出料斗、鈦礦回收料斗和尾礦出料斗；鈦精礦出料斗和鈦礦回收料斗的進料口一側設有鈦精礦精度調節器；尾礦出料斗的進料口一側設有尾礦精度調節器；鐵鈦分選裝置由鐵鈦分選電機驅動且包括第一、第二鐵鈦分選裝置；設置于第一鐵鈦分選裝置下側的鐵鈦混合物下礦斗和鐵鈦粉下礦斗一側以及設置于第二鐵鈦分選裝置下側的鐵中鈦出料斗和鐵粉出料斗一側均設有鐵鈦分選精度調節器，該裝置能對礦物進行篩選和分離。但是用磁選機選礦存在選礦不夠精確的問題，由于原礦砂中各種品位的鐵礦砂是呈梯度分布的，因此，滾筒內的磁場強度需要設置一個合理值，以便能吸附諸如品位在百分之三十以上的鐵礦砂。由于原礦砂的沖擊作用，因此，落到滾筒表面品位略高于百分之三十的鐵礦砂極有可能因沖擊作用而直接被滾筒甩離，從而造成資源的浪費。如果提高滾筒內的磁場強度，則會使選出的精礦砂中混有一部分品位低于百分之三十的鐵礦砂。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于解決現有的深海采礦方式所存在的運力浪費大、尾礦處理麻煩的問題，提供一種深海采礦方法及裝置，其尾礦處理簡單、不會對環境造成不良的影響，并且可節省大量的運力以降低采礦成本。本專利技術的另一個目的是為了解決深海采礦中用磁選機選礦所存在的選礦不精確、容易造成資源浪費的問題，提供一種深海采礦方法及裝置，可對原礦砂進行充分、準確的選礦，有效地避免資源的浪費。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種深海采礦方法，整個采礦過程通過具有選礦裝置的深海采礦浮動平臺完成，該深海采礦浮動平臺具有儲存原礦砂的原礦倉、用于儲存尾礦砂的尾砂倉，包括如下步驟：a.先用由柴油機驅動的抽砂泵將開采區海底的原礦砂連同海水一起抽取到深海采礦浮動平臺的原礦倉內；b.再用由電動機驅動的渣漿泵將原礦倉內的原礦砂連同海水一起抽取到一個傾斜布置的可振動篩網上，混在原礦砂內外形較大的礁石、垃圾等雜質順著可振動篩網滾落，并通過尾礦砂收集管道進入尾砂倉內，通過可振動篩網網孔的原礦砂則連同海水通過一個集礦漏斗進入到一個磁選機的進料口內進行磁選，該磁選機具有一個精礦砂輸出口以及一個和尾礦砂收集管道連通的尾礦砂輸出口，原礦砂內品位較低的尾礦砂被分離出來，并連同海水通過尾礦砂輸出口進入尾砂倉內，而原礦砂內品位較高的精礦砂則從精礦砂輸出口輸出；c.從精礦砂輸出口輸出的含有較多海水的精礦砂通過一個螺旋輸送機送到一個皮帶輸送機上，精礦砂在螺旋輸送機內受到擠壓后海水被擠出，皮帶輸送機則將精礦砂輸送到停在深海采礦浮動平臺旁側的精礦砂運輸船上；d.用尾砂泵從尾砂倉內抽取尾礦砂，并通過尾礦回填管道回填至遠離開采區的海底，該尾礦回填管道靠近尾砂泵的一段間隔地連接有浮球，從而使該段尾礦回填管道懸浮在海面。本專利技術的采礦方法是在深海采礦浮動平臺上完成從抽取海底原礦砂、到去除雜質的粗選、分理出高品位精礦砂的精選、以及尾礦砂的回填的全部程序，極大地提高了采礦的效率，降低了采礦過程中的運輸成本和尾礦砂處理成本。特別是，一個傾斜布置的可振動篩網可方便地從原礦砂中連續地分離出礁石等雜質，而螺旋輸送機在輸送精礦砂的同時可擠出精礦砂含有的大量水分，從而有利于皮帶輸送機將精礦砂輸送到相應的精礦砂運輸船上，并減少精礦砂運輸船的負載。尾礦回填管道則通過浮球懸浮在海面，從而有利于方便地觀察、定位尾礦回填管道的位置，使尾礦砂回填到合適的海底位置。一種深海采礦浮動平臺，包括具有原礦倉和尾砂倉的船體、以及抽砂泵，抽砂泵的出砂口通過管道與原礦倉相連，船體上還設有用于選礦的磁選機以及抽取尾礦砂的尾砂泵，所述磁選機具有一個尾礦砂輸出口以及一個精礦砂輸出口，精礦砂輸出口連接一精礦砂輸送裝置，尾礦砂輸出口通過尾礦砂收集管道和尾砂倉相連，尾砂泵的吸砂口通過管道與尾砂倉的下部相連，尾砂泵的出砂口與懸浮在海面的尾礦回填管道的一端相連，尾礦回填管道的另一端延伸至遠離開采區的海底。本專利技術的深海采礦浮動平臺集采礦和選礦為一體，先用抽砂泵將開采區海底的原礦砂抽到原礦倉內，然后用磁選機將其中的精礦砂分離出來，這樣，精礦砂即可通過精礦砂輸送裝置輸送到相應的運輸船上運走，而被磁選機分離出來的尾礦砂則可用尾砂泵通過尾礦回填管道就地回填到遠離開采區的海底，從而可極大地減少運輸船的運力浪費，并且大大地簡化尾礦砂的處理程序，降低尾礦砂的處理成本。此外，由于輸送尾礦砂的尾礦回填管道是懸浮在海面上的，因此，便于輸送尾礦砂位置的確定。作為優選，在磁選機的上方設有可振動篩網，可振動篩網傾斜布置并且連接有振動電機，可振動篩網的下方設有開口朝上的集礦漏斗，集礦漏斗下部的出口位于磁選機進料口上方，可振動篩網較低一側的下方設有集砂漏斗，集砂漏斗的出口連通尾礦砂收集管道。在磁選機上方設置可振動篩網，這樣，原礦砂在進入磁選機進行選礦前先進行粗選，混在原礦砂中的大塊礁石、垃圾等雜質無法通過可振動篩網的網孔，隨著可振動篩網的震動而滾落集砂漏斗內，并通過尾礦砂收集管道進入尾砂倉內。而顆粒細小的鐵礦砂則透過可振動篩網的網孔而落入下方的集礦漏斗內，并通過集礦漏斗下部的出口進入到磁選機內進行選礦，從而有利于提高磁選機的選礦效率。通過振動電機使可振動篩網形成震動，可顯著地提高其篩選的效率，避免鐵礦砂粘附在雜質上一起進入尾砂倉內。作為優選，所述可振動篩網上側由低到高間隔地設有若干水平布置的止推檔條，這樣，可對細小的鐵礦砂形成一種阻擋，避免鐵礦砂因不能快速透過可振動篩網的網孔而隨同雜質沿著可振動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深海采礦方法，整個采礦過程通過具有選礦裝置的深海采礦浮動平臺完成，該深海采礦浮動平臺具有儲存原礦砂的原礦倉、用于儲存尾礦砂的尾砂倉，其特征是，包括如下步驟：a.?先用由柴油機驅動的抽砂泵將開采區海底的原礦砂連同海水一起抽取到深海采礦浮動平臺的原礦倉內；b.?再用由電動機驅動的渣漿泵將原礦倉內的原礦砂連同海水一起抽取到一個傾斜布置的可振動篩網上，混在原礦砂內外形較大的礁石、垃圾等雜質順著可振動篩網滾落，并通過尾礦砂收集管道進入尾砂倉內，通過可振動篩網網孔的原礦砂則連同海水通過一個集礦漏斗進入到一個磁選機的進料口內進行磁選，該磁選機具有一個精礦砂輸出口以及一個和尾礦砂收集管道連通的尾礦砂輸出口，原礦砂內品位較低的尾礦砂被分離出來，并連同海水通過尾礦砂輸出口進入尾砂倉內，而原礦砂內品位較高的精礦砂則從精礦砂輸出口輸出；c.?從精礦砂輸出口輸出的含有較多海水的精礦砂通過一個螺旋輸送機送到一個皮帶輸送機上，精礦砂在螺旋輸送機內受到擠壓后海水被擠出，皮帶輸送機則將精礦砂輸送到停在深海采礦浮動平臺旁側的精礦砂運輸船上；d.?用尾砂泵從尾砂倉內抽取尾礦砂，并通過尾礦回填管道回填至遠離開采區的海底，該尾礦回填管道靠近尾砂泵的一段間隔地連接有浮球，從而使該段尾礦回填管道懸浮在海面。...

【技術特征摘要】
1.一種深海采礦方法，整個采礦過程通過具有選礦裝置的深海采礦浮動平臺完成，該深海采礦浮動平臺具有儲存原礦砂的原礦倉、用于儲存尾礦砂的尾砂倉，其特征是，包括如下步驟：a.先用由柴油機驅動的抽砂泵將開采區海底的原礦砂連同海水一起抽取到深海采礦浮動平臺的原礦倉內；b.再用由電動機驅動的渣漿泵將原礦倉內的原礦砂連同海水一起抽取到一個傾斜布置的可振動篩網上，混在原礦砂內外形較大的礁石、垃圾等雜質順著可振動篩網滾落，并通過尾礦砂收集管道進入尾砂倉內，通過可振動篩網網孔的原礦砂則連同海水通過一個集礦漏斗進入到一個磁選機的進料口內進行磁選，該磁選機具有一個精礦砂輸出口以及一個和尾礦砂收集管道連通的尾礦砂輸出口，原礦砂內品位較低的尾礦砂被分離出來，并連同海水通過尾礦砂輸出口進入尾砂倉內，而原礦砂內品位較高的精礦砂則從精礦砂輸出口輸出；c.從精礦砂輸出口輸出的含有較多海水的精礦砂通過一個螺旋輸送機送到一個皮帶輸送機上，精礦砂在螺旋輸送機內受到擠壓后海水被擠出，皮帶輸送機則將精礦砂輸送到停在深海采礦浮動平臺旁側的精礦砂運輸船上；d.用尾砂泵從尾砂倉內抽取尾礦砂，并通過尾礦回填管道回填至遠離開采區的海底，該尾礦回填管道靠近尾砂泵的一段間隔地連接有浮球，從而使該段尾礦回填管道懸浮在海面。2.一種深海采礦浮動平臺，包括具有原礦倉和尾砂倉的船體、以及抽砂泵，抽砂泵的出砂口通過管道與原礦倉相連，其特征是，船體上還設有用于選礦的磁選機以及抽取尾礦砂的尾砂泵，所述磁選機具有一個尾礦砂輸出口以及一個精礦砂輸出口，精礦砂輸出口連接一精礦砂輸送裝置，尾礦砂輸出口通過尾礦砂收集管道和尾砂倉相連，尾砂泵的吸砂口通過管道與尾砂倉的下部相連，尾砂泵的出砂口與懸浮在海面的尾礦回填管道的一端相連，尾礦回填管道的另一端延伸至遠離開采區的海底。3.根據權利要求2所述的一種深海采礦浮動平臺，其特征是，在磁選機的上方設有可振動篩網，可振動篩網傾斜布置并且連接有振動電機，可振動篩網的下方設有開口朝上的集礦漏斗，集礦漏斗下部的出口位于磁選機進料口上方，可振動篩網較低一側的下方設有集砂漏斗，集砂漏斗的出口連通尾礦砂收集管道。4.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝應孝，
申請(專利權)人：浙江海洋大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33