CN107035375B - 一种海洋采矿工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋采矿工程机械，包括具有精矿仓、尾砂仓以及二个原矿仓的船体，抽砂泵将海底的原矿砂抽取到第一个原矿仓内，并通过第一渣浆泵送入第二原矿仓内，再用可振动筛网分离出杂质，通过磁选机选出的精矿砂通过螺旋输送机和皮带输送机送入精矿仓内，当精矿仓内的精矿砂到达一定位置时，抽砂泵停止工作；当第一个原矿仓内的原矿砂被全部抽入第二个原矿仓时，精矿仓内的精矿砂通过第二渣浆泵送入第一个原矿仓内，而尾矿砂则用尾砂泵通过尾矿回填管道输送到远离开采区的海底就地回填。本发明对于尾矿的处理简单、不会对环境造成不良的影响，并且可可充分利用矿砂储存空间，以节省运力并降低采矿成本。

Description

一种海洋采矿工程机械

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，尤其是涉及一种在深海采集原矿砂的海洋采矿工程机械。

背景技术

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，具有磁性的原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，原矿砂到达滚筒的非磁场区而被抛离，从而实现原矿砂的筛选和分离。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，由于原矿砂中原矿砂的品位是呈梯度分布的，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尾矿砂。

发明内容

本发明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，提供一种海洋采矿工程机械，其尾矿处理简单、不会对环境造成不良的影响，并且可可充分利用矿砂储存空间，以节省运力并降低采矿成本。

本发明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，提供一种海洋采矿工程机械，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，本发明采用以下技术方案：

一种海洋采矿工程机械，包括可自航的船体和抽砂泵，船体内设有相互隔开的二个原矿仓、一个精矿仓以及一个尾砂仓，抽砂泵的出砂口通过管道与第一个原矿仓相连，两个原矿仓之间设有第一渣浆泵，精矿仓和第一个原矿仓之间设有第二渣浆泵，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，在精矿砂输出口与精矿仓之间连接有精矿砂输送装置，尾矿砂输出口通过尾矿砂收集管道和尾砂仓相连，精矿仓以及第一个原矿仓内分别设有液位传感器，尾砂泵的吸砂口通过管道与尾砂仓的下部相连，尾砂泵的出砂口与一悬浮在海面的尾矿回填管道的一端相连接，尾矿回填管道的另一端延伸至开采区以外的海底，第二原矿仓内的原矿砂通过相应的泵送入磁选机，被磁选机筛选出的精矿砂从精矿砂输出口输出，并通过精矿砂输送装置送入精矿仓内，从尾砂泵的出砂口输出的尾矿砂通过尾矿回填管道送回开采区以外的海底；当精矿仓内的精矿砂到达液位传感器位置时，即控制抽砂泵停止工作；当第一个原矿仓内的原矿砂被第一渣浆泵全部抽入第二个原矿仓时，第一个原矿仓内的液位传感器发出信号，此时第二渣浆泵启动，从而将精矿仓内的精矿砂送入第一个原矿仓内。

本发明的海洋采矿工程机械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第一个原矿仓内，第一渣浆泵则将第一个原矿仓内原矿砂抽入第二个原矿仓内，以确保抽砂泵能连续运转，第二个原矿仓内的原矿砂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精矿仓内储存，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。当精矿仓内的精矿砂到达液位传感器位置时，该液位传感器发出信号，即可控制抽砂泵停止工作，此时第一渣浆泵继续工作，直至第一个原矿仓内的原矿砂被第一渣浆泵全部抽入第二个原矿仓为止，这样，第一个原矿仓内的液位传感器发出一个空仓的信号，此时第二渣浆泵启动，从而将精矿仓内的精矿砂送入第一个原矿仓内，也就是说，此时的第一个原矿仓即用于储存精矿砂，从而可充分地利用船体的空间。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，第一个原矿仓与第二个原矿仓以及精矿仓之间的容积比为1比1比2至1比1比4。

这样，当抽砂泵停止工作时，第一渣浆泵可将第一个原矿仓内的原矿砂完全抽入第二个原矿仓，并且在精矿仓内的精矿砂到达液位传感器位置时，确保精矿仓仍然具有足够的空间储存精矿砂直至第一个原矿仓内的原矿砂被完全抽完，并且可尽量减小最后空置的第二原矿仓的空间。

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。而颗粒细小的原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，避免有用的原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，可对细小的原矿砂形成一种阻挡，避免有用的原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筛网滚落到集砂漏斗内，而外形尺寸较大的杂质则可翻过止推档条而滚落到集砂漏斗内。

作为优选，所述磁选机包括一个选矿长槽，选矿长槽内横向地设有竖直的分隔板，分隔板将选矿长槽分隔成一侧开口向上的磁选机进料口以及另一侧的选矿区，分隔板与选矿长槽的底面之间设有过砂间隙，在选矿长槽的选矿区设有沿长度方向布置的回转式传送带，所述精矿砂输出口位于选矿区的底面远离分隔板一端，尾矿砂输出口则设置在选矿区底面精矿砂输出口和分隔板之间处，回转式传送带靠近选矿长槽底面一侧内设有磁铁，所述磁铁由靠近分隔板一端延伸排列至对应精矿砂输出口上靠近分隔板的一侧。

现有技术的磁选机用于选矿的是一个转动的滚筒，在滚筒内设有磁铁，待选的原矿砂则是直接落到滚筒上的，也就是说，所有的原矿砂都是先落到滚筒上的。由于落到滚筒上的原矿砂容易造成堆积，使厚度较厚，并且原矿砂与滚筒的接触时间和接触距离短，并且落到滚筒上的原矿砂容易受后续原矿砂的冲击影响，从而难以做到充分的选矿，在被分离出去的尾矿砂中容易混有较多有用的原矿砂，而在被选出的精矿砂中又容易混入较多品位低的尾矿砂，使精矿砂的质量降低。本发明的磁选机中用于选矿的则是一个长圆形的回转式传送带，而原矿砂是落在一个选矿长槽的磁选机进料口内的，这样，一方面可有效地避免原矿砂对选矿用的回转式传送带的冲击，磁选机进料口内的原矿砂通过分隔板底部的过砂间隙后平稳地进入到选矿长槽的选矿区内，此时，回转中的回转式传送带一方面带动原矿砂向着尾矿砂输出口和精矿砂输出口一侧移动，同时利用其内部磁铁的磁吸力将品位符合要求的原矿砂吸附到回转式传送带表面。品位较低的原矿砂在到达尾矿砂输出口位置时依靠重力的作用而落入尾矿砂输出口，而吸附在回转式传送带上品位较高的原矿砂在到达精矿砂输出口位置时，由于回转式传送带内部没有磁铁，因而原矿砂失去磁吸力而落入下方的精矿砂输出口，从而实现原矿砂的精选。通过合理地控制过砂间隙以及选矿区的长度，便可方便地控制在选矿区底面移动的原矿砂的厚度，从而有利于原矿砂和回转式传送带之间有一个较长时间的充分接触，可确保回转式传送带对高品位原矿砂的完全吸附。由于磁吸力只需克服原矿砂自身的重力，因而便于磁吸力的准确控制，而原矿砂是单纯地被磁吸力吸附到回转式传送带上的，因此可有效地避免其中夹带品位较低的原矿砂，使选出的精矿砂的质量得以显著地提高。特别是，通过合理地设置选矿区的长度以及尾矿砂输出口和精矿砂输出口之间的间距，即可方便地使精矿砂和尾矿砂得以充分而准确的分离。

作为优选，所述回转式传送带的表面间隔地设有若干排凸柱，相邻两排凸柱之间错位布置。

凸柱有利于回转式传送带推动原矿砂沿着选矿长槽的底面移动，同时，可对移动中的原矿砂起到一个搅动作用，使原矿砂中有用的精矿砂能充分地被吸附到回转式传送带的表面，避免浪费。

作为优选，所述选矿长槽在磁选机进料口的底部设有朝向过砂间隙的喷水嘴。

喷水嘴喷出的水流可推动原矿砂移动，同时避免与回转式传送带表面的凸柱产生相互干涉。

作为优选，所述精矿砂输送装置包括螺旋输送机和皮带输送机，旋输送机包括料筒、设置在料筒内的转轴，转轴上设有螺旋叶片，转轴的一端通过传动机构与驱动电机相关联，料筒的一端设有物料输入口，另一端设有物料输出口，皮带输送机的输入端位于物料输出口的下方，皮带输送机的输出端位于精矿仓的上方，螺旋叶片的螺距由物料输入口一端至物料输出口一端逐步变小，螺旋输送机的料筒上设有出水槽孔。

现有技术中，通常是采用皮带输送机来输送精矿砂的，本发明则在皮带输送机的前端再设置一个螺旋输送机，而其中的螺旋叶片的螺距由物料输入口一端至物料输出口一端逐步变小，这样螺旋输送机在输送精矿砂的同时可对精矿砂起到一个挤压作用，从而将精矿砂中的水分挤出，既有利于皮带输送机的输送，同时可相应地减轻精矿砂的体积和重量，有利于提高精矿仓的存储效率。

作为优选，所述螺旋输送机的转轴在远离驱动电机的一端同轴地设有支承孔，转轴的圆周面上设有若干贯通支承孔的喷气孔，支承孔的开口端适配有支承轴，支承轴上设有通气孔，通气孔一端与支承孔连通，另一端通过压缩气管与压缩空气源连通。

螺旋输送机在工作时，压缩空气可通过通气孔、支承孔从转轴上的喷气孔喷出，从而可将料筒内被压实的原矿砂吹松动，避免料筒内的原矿砂的淤塞。

作为优选，所述压缩气管上连接有一个间隙启闭阀，所述间隙启闭阀包括一个圆柱形的阀体、阀体内可转动的阀芯、以及设于阀体一端用于驱动阀芯的调速电机，阀体的侧壁上设有分别和压缩气管连通的进气口和出气口，阀芯内设有可分别连通进气口和出气口的压缩空气通道。

当调速电机转动时，阀芯的压缩空气通道短暂地接通进气口和出气口，以便使压缩气管形成脉冲式导通，进而在转轴的喷气孔处产生脉冲式的气流，既可减少压缩空气的消耗量，又能对原矿砂形成一种脉冲式的冲击作用，有利于原矿砂的松动。

因此，本发明具有如下有益效果：尾矿处理简单、不会对环境造成不良的影响，并且可可充分利用矿砂储存空间，以节省运力并降低采矿成本。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的流程示意图。

图3是本发明中磁选机的结构示意图。

图4是本发明中螺旋输送机以及与其连接的间隙启闭阀的结构示意图。

图中：1、船体 11、原矿仓 12、尾砂仓 13、精矿仓 2、抽砂泵 3、磁选机 31、尾矿砂输出口 32、精矿砂输出口 33、选矿长槽 34、分隔板 341、过砂间隙 35、磁选机进料口 36、选矿区 37、回转式传送带 371、凸柱 38、磁铁 39、喷水嘴 4、尾砂泵 5、尾矿砂收集管道6、尾矿回填管道 61、浮球 7、可振动筛网 71、止推档条 8、渣浆泵 81、集矿漏斗 82、集砂漏斗 83、第一渣浆泵 84、第二渣浆泵 9、螺旋输送机 90、皮带输送机 91、料筒 92、转轴921、支承孔 922、喷气孔 93、物料输入口 94、物料输出口 95、支承轴 951、通气孔 96、间隙启闭阀 961、阀体 962、阀芯 963、调速电机 964、进气口 965、出气口 966、压缩空气通道。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2所示，一种海洋采矿工程机械，其主要用于对海底原矿砂的采集和选矿，具体包括可自航的船体1和抽砂泵2，在船体内的下部分隔设置有二个原矿仓11和一个精矿仓13以及一个尾砂仓12，海底的原矿砂通过大功率的抽砂泵2抽取，该抽砂泵用柴油机作动力，抽砂泵的吸砂口通过管道连接至海底，而抽砂泵的出砂口则通过管道连接至第一个原矿仓，以便将原矿砂抽取至第一个原矿仓内。此外，在两个原矿仓之间还需设置第一渣浆泵83，在精矿仓和第一个原矿仓之间设置第二渣浆泵84，并且在精矿仓以及第一个原矿仓内分别设置液位传感器。

与现有技术不同的是，本发明直接在船体上设置用于选矿的磁选机3，该磁选机具有一个尾矿砂输出口31、以及一个精矿砂输出口32，并且在精矿砂输出口与精矿仓之间连接有精矿砂输送装置。

这样，在抽砂泵将海底的原矿砂抽到第一个原矿仓内时，第一渣浆泵启动，从而将第一个原矿仓内的原矿砂抽到第二个原矿仓内，也就是说，此处的第一个原矿仓起到一个周转的作用。第二个原矿仓内的原矿砂通过相应的渣浆泵（图中未示出）送入磁选机，原矿砂通过磁选机后分离出可用于冶炼的精矿砂以及废弃的尾矿砂，精矿砂从磁选机的精矿砂输出口中输出，然后通过精矿砂输送装置输送到精矿仓内储存。而分离出来的尾矿砂则从磁选机的尾矿砂输出口中输出，并通过和尾砂仓相连的尾矿砂收集管道5输送至尾砂仓。尾砂仓的下部通过管道与一尾砂泵4的吸砂口相连，因此，尾砂泵可实时地将尾砂仓内的尾矿砂抽取并通过尾矿回填管道6输送至远离开采区的海底，从而实现尾矿砂的就地回填，以便大大地简化尾矿砂的处理难度，并降低相应的采矿成本。为了避免海水的涌动使尾矿回填管道偏离位置，我们可在尾矿回填管道上靠近尾砂泵的一段间隔地连接若干浮球61，从而使其悬浮在海面上，以便随时观测并控制其位置和状态，确保尾矿砂能顺利、准确地回填至远离开采区的海底回填区域。

当精矿仓内的精矿砂逐渐增加到达液位传感器位置时，该液位传感器即可向控制器发出信号，控制器即控制抽砂泵停止工作，此时第一渣浆泵继续工作而将第一个原矿仓内的原矿砂抽到第二个原矿仓内，而第二个原矿仓内的原矿砂则继续通过相应的渣浆泵送入磁选机进行筛选；当第一个原矿仓内的原矿砂被第一渣浆泵全部抽入第二个原矿仓时，第一个原矿仓呈空仓状态，第一个原矿仓内的液位传感器向控制器发出信号，此时控制器使第二渣浆泵启动，从而将精矿仓内的精矿砂部分地送入第一个原矿仓内储存，直至第二个原矿仓内的原矿砂被全部抽取并筛选完毕，此时船体即可依靠自身的动力回港停靠，从而完成深海采矿工作。

可以理解的是，第一个原矿仓内的液位传感器可设置在第一个原矿仓内靠近底面位置，而精矿仓内的液位传感器可设置在靠近精矿仓上部位置，以确保当抽砂泵停止工作时，第一个、第二个原矿仓内剩余的原矿砂所筛选出来的精矿砂能储存到精矿仓的剩余空间以及第一个原矿仓内。此外，第一个原矿仓与第二个原矿仓以及精矿仓之间的容积比为1比1比2至1比1比4，其优选值为1比1比3，从而可尽量减小最后空置的第二原矿仓的空间，提高船体空间的利用效率。

为了提高磁选机的选矿效率，我们可在磁选机选矿之前先对原矿砂进行一个去除礁石、垃圾等杂质的粗选。具体地，我们可在磁选机的上方设置一个倾斜布置的可振动筛网7，当然，该可振动筛网上需要连接一个振动电机，并且可振动筛网的目数应确保原矿砂能顺利通过。第二个原矿仓内混合有杂质的原矿砂可通过一个电机带动的渣浆泵8抽取到可振动筛网的较高一侧的上方，可振动筛网在振动电机的带动下振动，此时，颗粒较小的原矿砂以及混合在原矿砂内的海水即可直接透过可振动筛网，而颗粒较大的礁石、垃圾等杂质则顺着可振动筛网向下滚落。为了对原矿砂和杂质分别加以收集，我们可在可振动筛网的下方设置一个开口朝上的集矿漏斗81，而集矿漏斗下部的出口则刚好位于磁选机进料口上方。这样，透过可振动筛网的原矿砂和海水被集矿漏斗收集后可直接进入磁选机进行同步选矿，以提高整个采矿程序的效率。此外，我们需要在可振动筛网较低一侧的下方设置一个集砂漏斗82，该集砂漏斗的出口则连接到尾矿砂收集管道上。这样，顺着可振动筛网向下滚落的杂质即可由集砂漏斗收集，并通过尾矿砂收集管道进入到尾砂仓内。

为了有利于可振动筛网对杂质的分离，我们还可在可振动筛网上由低到高间隔地设置若干水平布置的止推档条71，这样，落到可振动筛网上的原矿砂中的杂质在受到止推档条的阻挡后就不会很快地滚落到集砂漏斗内，从而可适当地增加杂质在可振动筛网上的停留时间，从而使原矿砂中粘附在杂质上的铁矿砂因振动而与杂质充分地分离，减少原矿砂的浪费。当然，止推档条的高度应适宜，以避免杂质被完全阻挡而无法滚落。

此外，为了增加磁选机选矿时的分离精确度，如图3所示，本发明的磁选机包括一个长方形的选矿长槽33，在选矿长槽内横向地设置一块竖直的分隔板34，从而使位于分隔板一侧的选矿长槽形成开口向上的磁选机进料口35，而位于分隔板另一侧的选矿长槽则形成一个面积较大、长方形的选矿区36，当然，分隔板与选矿长槽的底面之间需要留有过砂间隙341，以便进入到磁选机进料口内的原矿砂能通过分隔板底部的过砂间隙进入到选矿区内。另外，我们需要在选矿长槽的选矿区内设置沿长度方向布置的回转式传送带37，回转式传送带与选矿区底面之间的距离应小于过砂间隙的高度，而磁选机的精矿砂输出口32位于选矿长槽选矿区的底面上远离分隔板一侧，尾矿砂输出口31则设置在选矿区底面精矿砂输出口和分隔板之间处，在尾矿砂输出口和精矿砂输出口之间应留有间隙，以便精矿砂和尾矿砂的准确分离。回转式传送带靠近选矿长槽底面一侧内设置用于吸附原矿砂中高品位铁矿砂的磁铁38，磁铁由靠近分隔板一端延伸排列至对应精矿砂输出口上靠近分隔板的一侧。这样，进入到磁选机进料口内的夹带有海水的原矿砂通过分隔板底部的过砂间隙后平稳地进入到选矿长槽的选矿区内，并与回转式传送带相接触。此时，转动中的回转式传送带一方面带动原矿砂向着尾矿砂输出口和精矿砂输出口一端移动，同时利用其内部磁铁的磁吸力将原矿砂中品位符合要求的铁矿砂吸附到回转式传送带表面。原矿砂中品位较低的铁矿砂在回转式传送带的带动下到达尾矿砂输出口位置时依靠重力的作用而落入尾矿砂输出口，从而成为尾矿砂，而吸附在回转式传送带上品位较高的铁矿砂在到达精矿砂输出口位置时，由于回转式传送带内部没有磁铁，因而铁矿砂失去磁吸力而落入下方的精矿砂输出口，从而成为精矿砂，以实现原矿砂的精选。可以理解的是，我们可适当地增加选矿区的长度，使尾矿砂输出口和精矿砂输出口能尽量分隔开，从而确保精矿砂和尾矿砂之间的有效分离。另外，我们可适当地控制分隔板的过砂间隙高度，以便控制在选矿区底面移动的原矿砂的厚度，使原矿砂和回转式传送带之间有一个较长时间的充分接触，确保高品位原矿砂的完全吸附。

为了有利于回转式传送带对原矿砂的推动，我们还可在回转式传送带的表面间隔地设置若干排凸柱371，并且使相邻两排凸柱之间错位布置。这样，凸柱一方面有利于回转式传送带推动原矿砂沿着选矿长槽的底面移动，同时，可对移动中的原矿砂起到一个搅动作用，使原矿砂中高品位的铁矿砂能充分地被吸附到回转式传送带的表面，避免浪费。进一步地，我们还可在位于磁选机进料口内的选矿长槽远离分隔板一侧的底部设置朝向过砂间隙的喷水嘴39。这样，在磁选机工作时，喷水嘴可喷出高速水流，从而辅助推动磁选机进料口内的原矿砂进入到选矿区内。

本发明的精矿砂输送装置包括一个螺旋输送机9以及与之相连的一个皮带输送机90，如图4所示，其中的螺旋输送机包括料筒91、设置在料筒内具有螺旋叶片的转轴92，转轴的一端通过传动机构与驱动电机相关联，料筒上靠近驱动电机的一端设置物料输入口93，另一端则设置物料输出口94，皮带输送机的输入端位于物料输出口的下方，皮带输送机的输出端位于精矿仓的上方。螺旋输送机在工作时，由驱动电机带动转轴转动，转轴上螺旋叶片即可推动精矿砂向前移动，由于螺旋输送机在向前输送精矿砂时具有挤压作用，因此可挤出精矿砂中的水分，既有利于后续皮带输送机的输送，同时减轻精矿砂的重量，提高精矿仓储存精矿砂的效率。当然，我们需要在螺旋输送机的料筒上设置相应的出水槽孔，以便精矿砂中的水分从出水槽孔中挤出，通过控制出水槽孔的直径可避免精矿砂从出水槽孔中挤出。与此同时，我们还可使螺旋叶片的螺距由物料输入口一端至物料输出口一端逐步变小，这样，螺旋输送机的输送速度由物料输入口一端至物料输出口一端也逐步变小，从而使精矿砂所受到的挤压力由物料输入口一端至物料输出口一端逐步增大，有利于精矿砂中水分的挤出。由螺旋输送机的物料输出口送出的精矿砂通过皮带输送机送入精矿仓内储存。

为了便于精矿砂从精矿砂输出口流出，避免精矿砂在螺旋输送机内形成堵塞，我们可在螺旋输送机的转轴上远离驱动电机的一端同轴地设置支承孔921，并且在转轴的圆周面上设置若干贯通支承孔的喷气孔922，支承孔的开口端内适配一根支承轴95，该支承轴上设置通气孔951，通气孔一端与支承孔连通，另一端通过压缩气管与压缩空气源连通。这样压缩空气即可通过通气孔、支承孔后从喷气孔喷出，从喷气孔喷出的压缩空气可使料筒内被压实的精矿砂松动，从而避免料筒内精矿砂的淤塞。为了提高压缩空气的冲击作用，我们还可在压缩气管上连接一个间隙启闭阀96，该间隙启闭阀包括一个圆柱形的阀体961，阀体内具有一个可转动的阀芯962，阀体一端设置用于驱动阀芯的调速电机963，阀体的侧壁上设置一个径向的进气口964，并在与进气口相对的另一侧的侧壁上设置径向的出气口965，进气口和出气口同轴布置且分别和压缩气管连通，与此同时，阀芯内在对应进气口、出气口的位置设置一个径向的压缩空气通道966，该压缩空气通道两端分别贯通阀芯的侧面。这样，当调速电机带动阀芯转动使压缩空气通道的一端对准进气口时，其另一端刚好对准出气口，从而起到分别连通进气口和出气口的作用，此时的间隙启闭阀呈开启状态，压缩空气即可通过间隙启闭阀从转轴的喷气孔中高速喷出；当阀芯继续转动时，压缩空气通道与进气口、出气口错位，此时的间隙启闭阀呈闭合状态，压缩空气被截止。如此反复，转轴内的压缩空气呈脉冲式喷出，从而可有效地松动料筒内的精矿砂。

Claims (10)

1.一种海洋采矿工程机械，包括可自航的船体和抽砂泵，船体内设有相互隔开的二个原矿仓、一个精矿仓以及一个尾砂仓，其特征是，抽砂泵的出砂口通过管道与第一个原矿仓相连，两个原矿仓之间设有第一渣浆泵，精矿仓和第一个原矿仓之间设有第二渣浆泵，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，在精矿砂输出口与精矿仓之间连接有精矿砂输送装置，尾矿砂输出口通过尾矿砂收集管道和尾砂仓相连，精矿仓以及第一个原矿仓内分别设有液位传感器，尾砂泵的吸砂口通过管道与尾砂仓的下部相连，尾砂泵的出砂口与一悬浮在海面的尾矿回填管道的一端相连接，尾矿回填管道的另一端延伸至开采区以外的海底，第二原矿仓内的原矿砂通过相应的泵送入磁选机，被磁选机筛选出的精矿砂从精矿砂输出口输出，并通过精矿砂输送装置送入精矿仓内，从尾砂泵的出砂口输出的尾矿砂通过尾矿回填管道送回开采区以外的海底；当精矿仓内的精矿砂到达液位传感器位置时，即控制抽砂泵停止工作；当第一个原矿仓内的原矿砂被第一渣浆泵全部抽入第二个原矿仓时，第一个原矿仓内的液位传感器发出信号，此时第二渣浆泵启动，从而将精矿仓内的精矿砂送入第一个原矿仓内。

2.根据权利要求1所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，第一个原矿仓与第二个原矿仓以及精矿仓之间的容积比为1比1比2至1比1比4。

3.根据权利要求1所述的一种海洋采矿工程机械，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.根据权利要求3所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，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。

5.根据权利要求1所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述磁选机包括一个选矿长槽，选矿长槽内横向地设有竖直的分隔板，分隔板将选矿长槽分隔成一侧开口向上的磁选机进料口以及另一侧的选矿区，分隔板与选矿长槽的底面之间设有过砂间隙，在选矿长槽的选矿区设有沿长度方向布置的回转式传送带，所述精矿砂输出口位于选矿区的底面远离分隔板一端，尾矿砂输出口则设置在选矿区底面精矿砂输出口和分隔板之间处，回转式传送带靠近选矿长槽底面一侧内设有磁铁，所述磁铁由靠近分隔板一端延伸排列至对应精矿砂输出口上靠近分隔板的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述回转式传送带的表面间隔地设有若干排凸柱，相邻两排凸柱之间错位布置。

7.根据权利要求5所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述选矿长槽在磁选机进料口的底部设有朝向过砂间隙的喷水嘴。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述精矿砂输送装置包括螺旋输送机和皮带输送机，螺旋输送机包括料筒、设置在料筒内的转轴，转轴上设有螺旋叶片，转轴的一端通过传动机构与驱动电机相关联，料筒的一端设有物料输入口，另一端设有物料输出口，皮带输送机的输入端位于物料输出口的下方，皮带输送机的输出端位于精矿仓的上方，螺旋叶片的螺距由物料输入口一端至物料输出口一端逐步变小，螺旋输送机的料筒上设有出水槽孔。

9.根据权利要求8所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述螺旋输送机的转轴在远离驱动电机的一端同轴地设有支承孔，转轴的圆周面上设有若干贯通支承孔的喷气孔，支承孔的开口端适配有支承轴，支承轴上设有通气孔，通气孔一端与支承孔连通，另一端通过压缩气管与压缩空气源连通。

10.根据权利要求9所述的一种海洋采矿工程机械，其特征是，所述压缩气管上连接有一个间隙启闭阀，所述间隙启闭阀包括一个圆柱形的阀体、阀体内可转动的阀芯、以及设于阀体一端用于驱动阀芯的调速电机，阀体的侧壁上设有分别和压缩气管连通的进气口和出气口，阀芯内设有可分别连通进气口和出气口的压缩空气通道。