CN103464263A - 一种用于煤矸石分选的破碎装置及分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于煤矸石分选的破碎装置及分选方法，破碎装置结构为外罩固定在支架上，外罩顶部设进料口，外罩底部设出料口，外罩中部为涡流仓；分料装置安装在进料口和涡流仓内，且分料装置上部呈伞状结构，分料装置顶部设有进料孔，分料装置中部为煤矸石的存储料仓，甩料盘安装在分料装置的下方；若干导流板分别安装在分料装置的伞状结构下面并固定在外罩上。本发明方法：将煤矸石投入分选的破碎装置内自碰撞选择性破碎；再将破碎煤矸石的筛分。本发明能够选择性的将煤矸石中的煤组分破碎，而保持矸石组分的完整性，使其达到分选要求，具有分选效率高、分选后的煤矸石利用价值高、工艺简单、节能减排、投资成本低、生产能力大的特点。

Description

一种用于煤矸石分选的破碎装置及分选方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理与资源化利用设备领域，特别涉及一种用于煤矸石分选的破碎装置及分选方法，具体涉及煤矸石经过破碎后分选出其中的含煤较高的组分，以实现煤矸石的资源化利用。 

背景技术

随着煤炭产业的不断发展，煤矸石的产生量与日俱增，煤矸石按原煤产量的15%计，目前每年煤矸石至少增加3.4亿吨，历年积存煤矸石已经超过了65亿吨，占地90万亩以上，而且继续增加，造成资源的巨大浪费和环境的严重污染。煤矸石发热量较低、部分易风化、崩解、颗粒级配差等因素限制了它的应用，同时这也是导致大量煤矸石被抛弃的直接原因。之所以煤矸石会有这些不利于利用的因素，是因为煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的岩石，其成分复杂。在煤矸石混合物中，矿物组成也是复杂多变的，主要由粘土矿物、方解石、石英、黄铁矿及碳质组成，这些组分的物理、化学性能差异很大，煤矸石的组成又与煤田地质条件和采煤技术密切相关，综合种种原因，导致煤矸石发热量低、煤矸石发热量较低、部分易风化、崩解、颗粒级配差等现象。 

现有可供选择的矸石分选技术包括：重介浅槽、动筛跳汰机、空气跳汰机等。但这些工艺设备由于自身的限制都无法满足煤矸石分选的要求。重介浅槽分选密度一般在1.65g/cm³～1.8g/cm³之间，很难超过1.8g/cm³，无法满足更高的分选密度要求；动筛跳汰机可以满足分选密度要求，但是对于分选粒度和精度不能满足，动筛跳汰机的分选下限一般控制在50mm左右，不能对破碎煤矸石实现有效分选；而空气跳汰机风压无法满足大密度的矿物分离。 

煤矸石中包含的不同的岩石、矿物其强度差异很大，其抗压强度在3～47MPa之间，低碳的矿物、岩石等强度很大，很难破碎，高碳的矿物强度较小，较易破碎成细小颗粒，所以煤矸石中矿物组成、硬度大小、含碳量高低与煤矸石粒径有一定的对应关系。 

发明内容

本发明的目的为了为了克服上述现有技术的不足，而提供一种破碎效率高、故障率低的用于煤矸石分选的破碎装置及分选方法。 

一种用于煤矸石分选的破碎装置，包括外罩、分料装置、若干导流板、甩料盘、支架，其特征在于：外罩固定在支架上，外罩顶部设有进料口，外罩的底部设有出料口，外罩的中部为涡流仓；分料装置安装在进料口和涡流仓内，且分料装置的上部呈伞状结构，分料装置的顶部设有进料孔，能够将从进料口进来的煤矸石经分料装置的上部呈伞状结构均匀分散，分料装置中部为煤矸石的存储料仓，甩料盘安装在分料装置的下方；若干导流板分别安装在分料装置的伞状结构下面并固定在外罩上。该装置能够选择性的将煤矸石中的煤组分破碎，而保持矸石组分的完整性，使其达到分选要求。 

所述的分料装置的下部安装一个流量控制阀。 

所述的甩料盘是由变速传动部件控制转速，能够调节甩料盘的转速及煤矸石的甩出速度。 

一种用于煤矸石分选的破碎装置的分选方法，其特征在于按以下步骤进行：煤矸石输送至用于煤矸石分选的破碎装置进行破碎，破碎后的煤矸石输送至振动筛进行筛分，振动筛上的低碳煤矸石堆存于低碳煤矸石堆场（19），振动筛下的高碳煤组分堆存于高碳煤组分堆场，然后各尽其用。本方法具有煤矸石的分选效率高、分选后的煤矸石利用价值高、工艺简单、节能减排、投资成本低、生产能力大的特点。 

所述的振动筛的筛孔尺寸控制在2-12mm的范围内。 

本发明的用于煤矸石分选的破碎装置，煤矸石从进料口进入装置，经过分料装置的伞状结构作用将煤矸石分为两部分，一部分由伞状结构引导下滑并最终滑落，另一部分直接下落至分料装置中部的料仓。滑落的煤矸石在下滑一段距离后与导流板相撞，相撞后运动方向发生改变，不再垂直下落，其速度向量在向心方向产生一个分向量。料仓中的煤矸石经过流量控制阀进入旋转的甩料盘，由于离心力的作用被甩出，其方向上翘，并与经过导流板改向的煤矸石发生碰撞。由于被甩出的煤矸石的速度较大，两部分的煤矸石碰撞之后向外继续运动并最终到达涡流仓内，形成涡流并继续发生相互碰撞。由于这两次的碰撞都是“石打石”的撞击，因此破碎的都是硬度较低的煤组分，而硬度较大的矸石组分则极少会被撞碎，进而使得煤组分在粒度大小上与矸石组分区分开来，使得分选变得容易。煤矸石完成破碎后由于速度的降低，离心力不足以支持其继续在涡流仓内逗留，因而滑落至下方出料口。 

上述的用于煤矸石分选的破碎装置，其中：分料装置上部呈伞状结构，能够将从进料口进来的煤矸石均匀分散，有利于提高两部分煤矸石撞击的 可能性及效率。 

上述的用于煤矸石分选的破碎装置，其中：分料装置的下部安装有流量控制阀，控制被甩出煤矸石与下落煤矸石的比例，能够调节成品中的成分组成比例。 

上述的用于煤矸石分选的破碎装置，其中：能够变换旋转速度的甩料盘能够以不同的速度将煤矸石按特定的方向甩出，使其能够调节出最佳的撞击速度，进而调节成品中的成分组成比例。 

上述的用于煤矸石分选的破碎装置，其中：导流板安装在分料装置的伞状结构下面，它能够改变下落煤矸石的运动方向，使其能够与被甩出的煤矸石发生较小角度的对碰，提高撞击效率，同时有助于实现让已发生碰撞的两部分煤矸石在其仓内形成涡流。 

本发明的分选方法采用的是一种选择性破碎机，煤矸石喂入其中，进行自碰撞破碎，控制破碎机使煤矸石自碰撞强度在一个合适的范围内，可使硬度较大的岩石，矿物质不破碎或少破碎，利用岩石、矿物强度差异，强化破碎的选择性，使煤矸石混合物中硬度大的、含碳低的岩石、矿物基本保持原来的粒度，而硬度小的、含碳高的矿物破碎成细粒，这样在振动筛的作用下可以使不同硬度、不同含碳量的岩石、矿物分离，从而达到选择性破碎分选的目的。与传统的破碎相比，选择性破碎不是一种强制破碎，物料不是都要破碎或粉磨到一定粒径以下，所以此方法是一种低能耗分选方法，并且分选后的煤矸石可以各尽其用，充分发挥煤矸石的潜在价值，比如，高碳煤组分可以用来发电，低碳煤矸石可以用于水泥厂原材料代替粘土、做路基材料、烧制内燃砖等，从而提高煤矸石的利用率。 

本发明与现有技术相比，由以上技术可知，传统的破碎装置只能进行简单的破碎工作，而成品的各组分由于没有在粒度上进行区分，因此成品的分选变得异常困难。本发明装置有煤矸石的组分分选功能，且分选过程简单，同时分选出来的各组分在利用价值上较传统破碎机破碎的煤矸石成品要高很多。本装置的破碎方式是“石打石”的碰撞破碎，破碎过程中煤矸石基本不接触装置的外罩，因此，与传统破碎装置相比，本发明的装置工作过程较为稳定，故障发生率较低。本发明所采用的技术方案是：煤矸石使用选择性破碎机自碰撞进行选择性破碎，破碎的煤矸石使用振动筛筛分分离。本发明大大提高煤矸石的有效分选；煤矸石按矿物组成分选更明晰，大大提高煤矸石的利用价值和利用效率；整个工艺流程属于低耗能生产。 

附图说明

图1为本发明的破碎装置的结构示意图。 

图2为本发明的工艺流程图。 

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述。 

如图1所示，本发明包括外罩2、分料装置5、若干导流板6、甩料盘7、支架8，其特征在于：外罩2固定在支架8上，外罩2顶部设有进料口1，外罩的底部设有出料口4，外罩2的中部为涡流仓3；分料装置5安装在进料口1和涡流仓3内，且分料装置5的上部呈伞状结构，分料装置5的顶部设有进料孔，能够将从进料口1进来的煤矸石经分料装置5的上部呈伞状结构均匀分散，分料装置5中部为煤矸石的存储料仓，所述的分料装置5的下部安装一个流量控制阀9；甩料盘7安装在分料装置的下方，所述的甩料盘7是由变速传动部件控制转速；若干导流板6分别安装在分料装置5的伞状结构下面并固定在外罩2上。该装置能够选择性的将煤矸石中的煤组分破碎，而保持矸石组分的完整性，使其达到分选要求。 

甩料盘7是由变速传动部件控制转速，能够调节甩料盘7的转速及煤矸石的甩出速度。导流板6能够对下落煤矸石的运动方向进行改正。涡流仓3能够让已发生碰撞的两部分煤矸石在其内部形成涡流。分料装置5的流量控制阀9能够控制被甩出煤矸石与下落煤矸石的比例。分料装置5上部呈伞状结构，能够将从进料口1进来的煤矸石均匀分散。 

如图2所示，本发明的分选方法流程如下： 

煤矸石山11上的煤矸石经皮带输送机12送入选择性本发明的破碎装置13中进行选择性破碎，破碎后的煤矸石经另一皮带输送机14送入振动筛15进行筛分，此振动筛筛孔尺寸控制在2-12mm的范围内，筛下的高碳煤组分经又一皮带输送机16送至高碳煤组分堆场17，用于发电厂用煤等；振动筛15上的低碳煤矸石经再一皮带输送机18送至低碳煤矸石堆场19，用于生产水泥熟料、烧制内燃砖、公路路基材料等。 

Claims (5)

1.一种用于煤矸石分选的破碎装置，包括外罩（2）、分料装置（5）、若干导流板（6）、甩料盘（7）、支架（8），其特征在于：外罩（2）固定在支架（8）上，外罩（2）顶部设有进料口（1），外罩的底部设有出料口（4），外罩（2）的中部为涡流仓（3）；分料装置（5）安装在进料口（1）和涡流仓（3）内，且分料装置（5）的上部呈伞状结构，分料装置（5）的顶部设有进料孔，分料装置（5）中部为煤矸石的存储料仓，甩料盘（7）安装在分料装置的下方；若干导流板（6）分别安装在分料装置（5）的伞状结构下面并固定在外罩（2）上。

2.根据权利要求1所述的用于煤矸石分选的破碎装置，其特征在于：所述的分料装置（5）的下部安装一个流量控制阀。

3.根据权利要求1所述的用于煤矸石分选的破碎装置，其特征在于：所述的甩料盘（7）是由变速传动部件控制转速。

4.一种用于煤矸石分选的破碎装置的分选方法，其特征在于按以下步骤进行：煤矸石输送至用于煤矸石分选的破碎装置（13）进行破碎，破碎后的煤矸石输送至振动筛（15）进行筛分，振动筛（15）上的低碳煤矸石堆存于低碳煤矸石堆场（19），振动筛（15）下的高碳煤组分堆存于高碳煤组分堆场（7），然后各尽其用。

5.根据权利要求4所述的用于煤矸石分选的破碎装置的分选方法，其特征在于：所述的振动筛的筛孔尺寸控制在2-12mm的范围内。

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