CN109731698A - 一种高灰易浮细粒煤泥柱分选装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种高灰易浮细粒煤泥柱分选装置及方法，适用于煤泥的浮选技术领域。采用带有超声波脱泥装置及中矿排放装置的浮选柱对煤泥进行浮选与脱泥，入料进入浮选柱后，先于捕集区进行逆流碰撞矿化，矿化颗粒上浮，入泡沫层二次富集；未矿化的颗粒沿矿浆继续下行，经矿化后入浮选柱扫选段扫选，密度较大者从下部排出成为尾矿，密度较小者上升至捕集区。捕集区***附有超声波发生装置，在超声波作用下，附着在煤粒表面的细泥脱落并下沉，而后随中矿排料装置排出，成为中矿；精煤附着于气泡上，上升至泡沫层，经泡沫层的二次分选富集后随精矿溢流槽排出，成为精矿。其结构紧凑，有效解决细泥给浮选带来的矸石带煤及精煤带灰问题，利于优化产品结构。

Description

一种高灰易浮细粒煤泥柱分选装置及方法

技术领域

本发明涉及一种分选装置及方法，尤其适用于煤泥的浮选技术领域使用的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置及方法。

背景技术

由于我国采煤方式与生产工艺的改进，特别是以旋流器为代表的重介分选设备在选煤环节的广泛运用，入浮煤泥量显著增高，而资源状况的恶化，又使入浮煤泥中高细泥含量的煤泥的比例显著上升。而细泥极细的粒度，又为为它在浮选中带来极难去除的特点：泡沫对极细粒选择性差，细泥易进入精煤中，造成精煤质量下降；细泥随着水的分配也会夹带入精煤泡沫中，造成精煤产品的质量下降；细泥易依附于煤粒表面，降低了煤粒疏水性，造成精煤回收率降低。

现今选煤厂主要的浮选设备为浮选机和浮选柱，浮选机回收能力强，但以叶轮搅拌形成湍流的从而增加起泡与颗粒碰撞概率的方式对细泥的选择性差，无法解决细泥夹带入精煤的问题，故而最终产品质量较低；浮选柱有较好的选择性，精煤质量较高，但精煤回收率低，且存在跑粗的问题，此外目前国内对浮选柱的自动化控制水平较差，难以应付资源恶化而带来的来料大幅波动，难以实现大规模的推广。

专利公告号为：CN101773873A的一种煤泥分选方法与设备，考虑到循环中矿中易大量存在表面附有细泥的煤粒的特点，对其进行分级并分别处理，提升了精煤产品的数量与质量，但并未能解决细泥夹带与精煤泡沫而污染精煤的问题。

超声波作为一种较为新颖的技术，对于浮选工艺而言，它具有擦洗界面的作用，对于上述细泥覆盖的煤粒表面及细泥粘附泡沫表面的现象均具有清洗作用。从而在根本上为解决入浮原煤细泥含量过多而带来的精煤质量差及精煤回收率低的问题提供了一条可行的技术途径。

因此，针对入浮煤泥中高细泥含量的煤泥的比例显著上升，而细泥易附着于煤粒表面造成精煤质量与数量的问题，开发一型新型有效且高效的设备很有必要。

发明内容

技术问题：本发明目的是针对线有设备中的不足，提供一种处理高细泥含量煤泥，使用效率高，分选效果好的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置及方法。

技术方案：本发明的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，包括淋水装置、精煤溢流槽、浮选柱、给料管、超声波发生装置、中矿排料装置、扫选柱体、微泡发生器、循环泵、底流斗形导流管和旋流管；

浮选柱顶部设有淋水装置，淋水装置外侧上方罩有精煤溢流槽，精煤溢流槽上设有精矿管，超声波发生装置设置在浮选柱内的中部，给料管从浮选柱顶部伸入直至浮选柱中的超声波发生装置处，超声波发生装置设置在给料管的出口处，给料管的入口为浮选柱入料口，中矿排料装置设置在浮选柱的超声波发生装置下方，中矿排料装置上设有中矿排料口，浮选柱的中矿排料装置底部设有扫选柱体，扫选柱体下方设有漏斗结构，漏斗结构底部设有尾矿管，尾矿管与漏斗结构连接处切线方向设有底流管路（E），漏斗结构与扫选柱体交界处设有若干沿柱体外壁切线安装的旋流管，漏斗结构体内底部为底流斗形导流管，底流斗形导流管通过底流管路延伸至外部，在底流管路及沿柱体外壁切线安装的旋流管之间通过管路连接，所述管路上设有循环泵及微泡发生器。

所述淋水装置穿过给料管设置在浮选柱顶部；淋水装置包括多个同心圆结构的水管圈构成，中心的水管圈尺寸与给料管尺寸匹配，所有水管圈通过十字形水管连接连接固定，水管圈上设有多个出水孔。

所述超声波发生装置与设置在外部的超声波发生电机连接，其包括充斥于浮选柱内部的四层同心圆管，四层同心圆管与浮选柱的内径匹配，每层同心圆管的层间距相同且于垂直方向的投影重叠，每层的同心圆管由12根有圆心发散的直管链接，每层之间有竖直的管相连接，最终呈网络状结构，超声波发生装置圆心处设有与入料管匹配的空间，超声波发生装置在使用时处于浮选中的泡沫层位置，用于以超声能量，去除泡沫层中夹带的细泥。

的中矿排料装置设置在超声波发生装置下方，最外部为柱形且下部有斜度槽，便于中矿排出。

一种高灰易浮细粒煤泥柱分选方法，其步骤为：

浮选矿浆从浮选柱入料口由给料管给入浮选柱中，浮选矿浆中颗粒下沉，在浮选柱内与微泡发生器产生的上浮气泡发生碰撞，浮选矿浆中疏水的煤粒粘附在气泡上，使气泡发生矿化；

浮选矿浆中亲水性颗粒和部分未能与气泡粘附的疏水煤粒则继续下沉至扫选柱体处，被漏斗机构的底流斗形导流管收集并侧壁上的沿底流管路（E）排出，而后沿预设管路顺序进入循环泵中加压，循环泵使矿浆及其中颗粒以高速通过微泡发生器，微泡发生器为文丘利管导致大量气泡形成，微泡发生器中由于气泡与矿浆高速矿浆形成极其紊乱的流场又会增加矿化气泡；

当大量含矿化气泡的矿浆随经柱体外壁切线安装的旋流管切线进入扫选柱体后在其中形成旋流，密度较高的矸石颗粒沿旋流外部下沉至尾矿管并排出：密度较低的煤颗粒、矿化气泡及未矿化的气泡沿旋流内部上升至超声波发生装置区域附近的捕集区，在捕集区与下一批的矿浆入料相遇碰撞，最终矿化上浮形成泡沫层，在给料管出口处超声破发生装置的超声波作用下，有效将泡沫层中夹带的细泥，包括覆盖于颗粒表面或者气泡表面震荡分离，而后下沉至扫选柱体内或进入中矿排料装置的斜度槽排出成为中矿；淋水装置对泡沫层滴洒水，灰分不达标及表面细泥脱除不充分的煤粒在水滴的作用下下落至捕集区，再次进入另一股矿浆中继续分选；灰分达标且表面细泥覆盖极少或无覆盖的煤粒则随溢流至精煤溢流槽中，从精矿管排出。

有益效果：主要针对细泥含量较高的入浮泥，有效提高浮选精煤的质量与回收率，

本发明利用超声波的作用，使浮选精煤泡沫层中的精煤表面细泥脱落分离，有效提升了浮选精煤质量，有效解决了细泥罩盖带来的浮选精煤被污染，从而导致质量低，回收率低的问题；本发明单独设置的中矿排料装置，将中矿作为设备产品之一，即解决了浮选工艺中由于细泥的存在而易出现的精煤夹带细泥较多，或浮选尾煤灰分低的问题，又避免的细泥再进入旋流去进行循环矿化。

附图说明

图1是本发明的设备结构示意图。

图2是图1中淋水装置俯视结构示意图。

图3（a）为本发明的中矿排料装置的正视结构示意图

图3（b）为本发明的中矿排料装置的俯视结构示意图。

图4为图1中超声波发生装置的正视、俯视结构示意图。

图中：1-淋水装置，2-精煤溢流槽，3-浮选柱，4-给料管。5-超声波发生装置，6-中矿排料装置，7-扫选柱体，8-微泡发生器，9-循环泵，10-底流斗形导流管，11-旋流管，A-浮选柱入料口，B-精矿管，C-中矿排料口，D-尾矿管，E-底流管路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明具体实施方式做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，其特征在于：它包括淋水装置1、精煤溢流槽2、浮选柱3、给料管4、超声波发生装置5、中矿排料装置6、扫选柱体7、微泡发生器8、循环泵9、底流斗形导流管10和旋流管11；

浮选柱3顶部设有淋水装置1，淋水装置1外侧上方罩有精煤溢流槽2，精煤溢流槽2上设有精矿管B，超声波发生装置5设置在浮选柱3内的中部，给料管4从浮选柱3顶部伸入直至浮选柱3中的超声波发生装置5处，超声波发生装置5设置在给料管4的出口处，所述超声波发生装置5与设置在外部的超声波发生电机连接，其包括充斥于浮选柱3内部的四层同心圆管，四层同心圆管与浮选柱3的内径匹配，每层同心圆管的层间距相同且于垂直方向的投影重叠，每层的同心圆管由12根有圆心发散的直管链接，每层之间有竖直的管相连接，最终呈网络状结构，超声波发生装置5圆心处设有与入料管4匹配的空间，超声波发生装置5在使用时处于浮选中的泡沫层位置，用于以超声能量，去除泡沫层中夹带的细泥；

给料管4的入口为浮选柱入料口A，所述淋水装置1穿过给料管4设置在浮选柱3顶部；淋水装置1包括多个同心圆结构的水管圈构成，中心的水管圈尺寸与给料管4尺寸匹配，所有水管圈通过十字形水管连接连接固定，水管圈上设有多个出水孔；

中矿排料装置6设置在浮选柱3的超声波发生装置5下方，中矿排料装置6上设有中矿排料口C，中矿排料装置6设置在超声波发生装置5下方，最外部为柱形且下部有斜度槽，便于中矿排出，浮选柱3的中矿排料装置6底部设有扫选柱体7，扫选柱体7下方设有漏斗结构，漏斗结构底部设有尾矿管D，尾矿管D与漏斗结构连接处切线方向设有底流管路E，漏斗结构与扫选柱体7交界处设有若干沿柱体外壁切线安装的旋流管11，漏斗结构体内底部为底流斗形导流管10，底流斗形导流管10通过底流管路E延伸至外部，在底流管路E及沿柱体外壁切线安装的旋流管11之间通过管路连接，所述管路上设有循环泵9及微泡发生器8。

一种高灰易浮细粒煤泥柱分选方法，其特征在于步骤为：

浮选矿浆从浮选柱入料口A由给料管4给入浮选柱3中，浮选矿浆中颗粒下沉，在浮选柱3内与微泡发生器8产生的上浮气泡发生碰撞，浮选矿浆中疏水的煤粒粘附在气泡上，使气泡发生矿化；

浮选矿浆中亲水性颗粒和部分未能与气泡粘附的疏水煤粒则继续下沉至扫选柱体7处，被漏斗机构的底流斗形导流管10收集并侧壁上的沿底流管路E排出，而后沿预设管路顺序进入循环泵9中加压，循环泵9使矿浆及其中颗粒以高速通过微泡发生器8，微泡发生器8为文丘利管导致大量气泡形成，微泡发生器8中由于气泡与矿浆高速矿浆形成极其紊乱的流场又会增加矿化气泡；

当大量含矿化气泡的矿浆随经柱体外壁切线安装的旋流管11切线进入扫选柱体7后在其中形成旋流，密度较高的矸石颗粒沿旋流外部下沉至尾矿管D并排出：密度较低的煤颗粒、矿化气泡及未矿化的气泡沿旋流内部上升至超声波发生装置5区域附近的捕集区，在捕集区与下一批的矿浆入料相遇碰撞，最终矿化上浮形成泡沫层，在给料管4出口处超声破发生装置5的超声波作用下，有效将泡沫层中夹带的细泥，包括覆盖于颗粒表面或者气泡表面震荡分离，而后下沉至扫选柱体7内或进入中矿排料装置C的斜度槽排出成为中矿；淋水装置1对泡沫层滴洒水，灰分不达标及表面细泥脱除不充分的煤粒在水滴的作用下下落至捕集区，再次进入另一股矿浆中继续分选；灰分达标且表面细泥覆盖极少或无覆盖的煤粒则随溢流至精煤溢流槽2中，从精矿管B排出。

具体工作流程：

待浮选矿浆从浮选柱入料口A由给料管4给入浮选柱3中，矿浆中颗粒下沉，在浮选柱3内与水力空化管产生的上浮气泡发生碰撞，矿浆中大部分疏水的煤粒粘附在气泡上，使气泡发生矿化；矿浆中亲水性颗粒和部分未能与气泡粘附的疏水煤粒则继续下沉至扫选柱体7处，由漏斗机构的底流斗形导流管10收集并侧壁上的沿管路E排出，而后沿预设管路顺序进入循环泵9中加压，循环泵9使矿浆及其中颗粒以高速通过微泡发生器8，微泡发生器8）内的文丘利管装置导致大量气泡形成，而极其紊乱的流场又致使一定量矿化气泡的产生，当大量含气泡的矿浆随经柱体外壁切线安装的旋流管11切线进入扫选柱体7后，在其中形成旋流，密度较高的矸石颗粒沿旋流外部下沉至尾矿管D并排出：密度较低的煤颗粒、矿化气泡及未矿化的气泡沿旋流内部上升至捕集区，在捕集区，则与下一批的入料相遇碰撞，最终矿化上浮形成泡沫层，给料管4出口设有超声破发生装置5，在超声波作用下，有效将泡沫层中夹带的细泥（覆盖于颗粒表面或者气泡表面）震荡分离，而后下沉至扫选区或由中矿排料装置排出C成为中矿；泡沫层最上方设有淋水装置1，在其下滴水作用下，灰分不达标及表面细泥脱除不充分的煤粒下落至捕集区，再次进入另一股矿浆中；灰分达标且表面细泥覆盖极少或无覆盖的煤粒则随溢流至精煤溢流槽2中，从精矿管B排出。

Claims (5)

1.一种高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，其特征在于：它包括淋水装置（1）、精煤溢流槽（2）、浮选柱（3）、给料管（4）、超声波发生装置（5）、中矿排料装置（6）、扫选柱体（7）、微泡发生器（8）、循环泵（9）、底流斗形导流管（10）和旋流管（11）；

浮选柱（3）顶部设有淋水装置（1），淋水装置（1）外侧上方罩有精煤溢流槽（2），精煤溢流槽（2）上设有精矿管（B），超声波发生装置（5）设置在浮选柱（3）内的中部，给料管（4）从浮选柱（3）顶部伸入直至浮选柱（3）中的超声波发生装置（5）处，超声波发生装置（5）设置在给料管（4）的出口处，给料管（4）的入口为浮选柱入料口（A），中矿排料装置（6）设置在浮选柱（3）的超声波发生装置（5）下方，中矿排料装置（6）上设有中矿排料口（C），浮选柱（3）的中矿排料装置（6）底部设有扫选柱体（7），扫选柱体（7）下方设有漏斗结构，漏斗结构底部设有尾矿管（D），尾矿管（D）与漏斗结构连接处切线方向设有底流管路（E），漏斗结构与扫选柱体（7）交界处设有若干沿柱体外壁切线安装的旋流管（11），漏斗结构体内底部为底流斗形导流管（10），底流斗形导流管（10）通过底流管路（E）延伸至外部，在底流管路（E）及沿柱体外壁切线安装的旋流管（11）之间通过管路连接，所述管路上设有循环泵（9）及微泡发生器（8）。

2.根据权利要求1所述的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，其特征在于：所述淋水装置（1）穿过给料管（4）设置在浮选柱（3）顶部；淋水装置（1）包括多个同心圆结构的水管圈构成，中心的水管圈尺寸与给料管（4）尺寸匹配，所有水管圈通过十字形水管连接连接固定，水管圈上设有多个出水孔。

3.根据权利要求1所述的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，其特征在于：所述超声波发生装置（5）与设置在外部的超声波发生电机连接，其包括充斥于浮选柱（3）内部的四层同心圆管，四层同心圆管与浮选柱（3）的内径匹配，每层同心圆管的层间距相同且于垂直方向的投影重叠，每层的同心圆管由12根有圆心发散的直管链接，每层之间有竖直的管相连接，最终呈网络状结构，超声波发生装置（5）圆心处设有与入料管（4）匹配的空间，超声波发生装置（5）在使用时处于浮选中的泡沫层位置，用于以超声能量，去除泡沫层中夹带的细泥。

4.根据权利要求1所述的高灰易浮细粒煤泥柱分选装置，其特征在于：的中矿排料装置（6）设置在超声波发生装置（5）下方，最外部为柱形且下部有斜度槽，便于中矿排出。

5.一种使用权利要求1所述高灰易浮细粒煤泥柱分选装置的高灰易浮细粒煤泥柱分选方法，其特征在于步骤为：

浮选矿浆从浮选柱入料口（A）由给料管（4）给入浮选柱（3）中，浮选矿浆中颗粒下沉，在浮选柱（3）内与微泡发生器（8）产生的上浮气泡发生碰撞，浮选矿浆中疏水的煤粒粘附在气泡上，使气泡发生矿化；

浮选矿浆中亲水性颗粒和部分未能与气泡粘附的疏水煤粒则继续下沉至扫选柱体（7）处，被漏斗机构的底流斗形导流管（10）收集并侧壁上的沿底流管路（E）排出，而后沿预设管路顺序进入循环泵（9）中加压，循环泵（9）使矿浆及其中颗粒以高速通过微泡发生器（8），微泡发生器（8）为文丘利管导致大量气泡形成，微泡发生器（8）中由于气泡与矿浆高速矿浆形成极其紊乱的流场又会增加矿化气泡；

当大量含矿化气泡的矿浆随经柱体外壁切线安装的旋流管（11）切线进入扫选柱体（7）后在其中形成旋流，密度较高的矸石颗粒沿旋流外部下沉至尾矿管（D）并排出：密度较低的煤颗粒、矿化气泡及未矿化的气泡沿旋流内部上升至超声波发生装置（5）区域附近的捕集区，在捕集区与下一批的矿浆入料相遇碰撞，最终矿化上浮形成泡沫层，在给料管（4）出口处超声破发生装置（5）的超声波作用下，有效将泡沫层中夹带的细泥，包括覆盖于颗粒表面或者气泡表面震荡分离，而后下沉至扫选柱体（7）内或进入中矿排料装置（C）的斜度槽排出成为中矿；淋水装置（1）对泡沫层滴洒水，灰分不达标及表面细泥脱除不充分的煤粒在水滴的作用下下落至捕集区，再次进入另一股矿浆中继续分选；灰分达标且表面细泥覆盖极少或无覆盖的煤粒则随溢流至精煤溢流槽（2）中，从精矿管（B）排出。