CN112076897A - 一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法 - Google Patents

一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，包括如下步骤：将筛网沉降离心机开启并运转正常后，矿浆加入到筛网沉降离心机中处理，然后再将捕收性药剂水溶液加入到筛网沉降离心机中；之后矿浆和捕收性药剂水溶液持续加入到筛网沉降离心机中；其中，捕收性药剂选自聚丙烯酰胺、季铵化的聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺聚合物和丙烯酰胺接枝共聚物中的一种或多种的组合；所述捕收性药剂水溶液中捕收性药剂的浓度高于0.1％。该方法能够较好的解决细颗粒在筛网沉降离心机内回收的问题。

Description

一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法
技术领域
本发明涉及离心机技术领域，具体涉及一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法。
背景技术
随着煤炭开采大型机械化的推进，加上资源条件的恶化，原煤末煤量越来越大，洗选加工过程中，末煤量的增大无疑会增加煤泥水处理的压力、增加煤炭产品的水分，而增加的这部分水分无论对动力煤还是炼焦煤而言都会带来非常不利的影响，因此，目前国内外很多选煤厂选择使用处理量大、产品水分低、辅助设备少、维修量低的沉降过滤式离心机处理细煤泥。
筛网沉降离心机的脱水包括沉降脱水和过滤脱水两过程。其结构如图1所示，矿浆由入料管给入旋转的转筒中部，受离心力作用，矿浆开始沉降，固体颗粒沉降到转筒内壁，液体越过溢流堰形成主滤液。转筒内装有与转筒旋转方向相同、但速度略低的螺旋推进器。固体颗粒在螺旋推进器的带动下，向前移动，通过转筒内的坡形段，进入筛网段，此为沉降过程。进入筛网段的固体颗粒在离心力作用下，其中剩余的液体通过筛网被排出，形成离心液，固体颗粒在螺旋推进器的作用下继续向前移动，至排料口排除。此为过滤过程。最先进入筛网段的物料，排除部分小于筛网开孔尺寸的颗粒后，在筛网内壁形成过滤“介质”，阻止随后进入的物料中小颗粒被排出，这也是筛网沉降离心机采用大开孔筛网却能够实现小粒级回收的原因。筛网沉降离心机的脱水兼有沉降离心机和筛网过滤离心机的特点。在沉降段排出大部分液体，形成主滤液，这部分滤液浓度低、粒度细；筛网段进一步脱水，形成筛网滤液，这部分液体量少、浓度高、粒度大。
根据入料分析，入料浓度400-500g/l，粒度组成中＜0.045mm含量大于45％；滤液浓度较高，最高时甚至高达250-350g/l，其中-0.045mm含量达95％，这就导致大量极细粒难沉降煤泥不断进入沉降过滤离心机，又不断地从沉降过滤离心机甩出以滤液的形式进入浓缩池，这就形成了本身已沉降，再次进入沉降环节，形成难沉降的细粒煤泥在***内的死循环，在煤泥量大时这种矛盾愈发突出。细粒煤泥的死循环，不可避免的增加了煤泥水处理***的压力，并间接的增加了煤泥量，影响入洗率以及商品煤指标的完成。因此，如何有效的处理细粒煤泥变得至关重要。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，提供一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，能够较好的解决细颗粒在筛网沉降离心机内回收的问题。
本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，包括如下步骤：
将筛网沉降离心机开启并运转正常后，矿浆加入到筛网沉降离心机中处理，然后再将捕收性药剂水溶液加入到筛网沉降离心机中捕收矿浆中的细颗粒；之后矿浆和捕收性药剂水溶液持续加入到筛网沉降离心机中处理；其中，捕收性药剂选自聚丙烯酰胺、季铵化的聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺聚合物和丙烯酰胺接枝共聚物中的一种或多种的组合；所述捕收性药剂水溶液中捕收性药剂的浓度高于0.1％。
在本发明的方法中，所述矿浆中粒径小于0.045mm的细颗粒的质量占比为35-50％，以矿浆的总质量计。
在本发明的方法中，所述捕收性药剂优选聚丙烯酰胺，所述捕收性药剂水溶液中捕收性药剂的浓度优选为0.1-0.3％，进一步优选0.15-0.18％。在此浓度下，聚丙烯酰胺的网补性能和絮团层压缩、阻碍、渗滤性能可达到最佳。
在本发明的方法中，所述聚丙烯酰胺的分子量范围优选为1200-2000万。
在本发明的方法中，所述捕收性药剂水溶液的流量优选控制范围为70-150L/min，这时，矿浆的加入量范围为200-350m3/h，矿浆中的固体的含量一般为300-500g/l。
在本发明的方法中，将矿浆通过入料管道加入到筛网沉降离心机中处理10-20min后，即筛网沉降离心机正常工作之后，再将捕收性药剂水溶液通过入料管道加入到筛网沉降离心机中。
在本发明的方法中，所述筛网沉降离心机高速力场的加速度为400-800g，g＝9.8N/kg。
在本发明的方法中，可设置一捕收性药剂配制***，在其中，实现捕收性药剂水溶液的配制以及控制其不断地加入到筛网沉降离心机中。具体地，所述捕收性药剂配制***包括配制罐及其下部的搅拌装置，优选地，所述捕收性药剂配制***还包括缓冲罐，其与所述筛网沉降离心机的入料管道连通。
在具体的实施方案中，本发明实施例在筛网沉降离心机正常开启并加入捕收性药剂水溶液正常处理一段时间后，根据需求，可分别将矿浆和捕收性药剂水溶液持续加入或混合加入，捕收性药剂水溶液和矿浆在入料管道内混合。
本发明捕收性药剂在筛网沉降离心机中发挥多级作用，第一，网捕作用-捕细颗粒：捕收性药剂在进入高速旋流力场时，其网状结构将细颗粒捕收形成大絮团。高速力场的加速度为400-800g的离心力场，随着半径的增大，颗粒所受到的离心力急速增大，此时颗粒粒径成为决定性因素。第二，质量叠加作用-团聚：在高速旋转力场中形成干扰沉降环境，必定存在质量为m0的颗粒群处于动态悬浮状态，该悬浮层如同浅槽分选中+0.1g/cm3物料一样，处于相对稳定状态。在高加速度力场中，拉大了颗粒之间的沉降加速度，即质量略小于m0的颗粒也会迅速进入溢流，质量略大于m0颗粒会迅速进入沉降层，质量为m0颗粒处于相对稳定状态。引入捕收性药剂，使质量小于m0小颗粒在网状药剂作用下团聚，形成质量叠加，从而实现细颗粒的回收。第三，絮凝层压缩阻碍作用：由于捕收性药剂网状结构的存在，实现粗颗粒带动细颗粒沉降；该网状结构沉降过程中，可以阻碍细颗粒错配物返回滤液。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明将捕收性药剂水溶液通过入料管道不断地加入到工作中的筛网沉降离心机中，通过网捕、团聚、絮凝层三重作用，实现筛网沉降离心机主滤液中40％的细颗粒有效回收。本发明可使滤液细颗粒含量降低至20％，提高了筛网沉降离心机处理效率，因此，本发明提供了一种高速离心力场中絮凝沉降新方法。
附图说明
图1为沉降过滤式离心脱水机结构示意图。
附图中标记说明如下：1-入料管；2-胶带轮；3-主轴承；4-溢流口；5-螺旋输送器；6-喷料口；7-转筒；8-滤网；9-外壳；10-固体排料口；11-差速器；12-过载保护。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明申请所附权利要求书定义的技术方案的等效改进和变形。
本发明实施例主要原料为普通市售原料，不限厂家。
本发明实施例及对比例产品性能测试方法如下：
细颗粒含量测定方法为:参照GB/T 477-2008煤炭筛分试验方法中小筛分试验步骤。
实施例1
根据入料粒度分析，本实施例入料矿浆中粒径小于0.045mm的细颗粒的质量含量为40％，以矿浆的总质量计；且矿浆固体含量较高，为400g/l；
本实施例先将筛网沉降离心机开启，矿浆由入料管道给入筛网沉降离心机旋转的转筒中部,矿浆的加入量为300m3/h，受离心力作用(高速力场的加速度高达400g)，矿浆开始沉降，固体颗粒沉降到转筒内壁,液体越过溢流堰形成主滤液；在筛网沉降离心机正常处理10min后；再将捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液通过入料管道不断地加入到筛网沉降离心机中，控制其流量为100L/min，所述聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺的浓度为0.18％(分子量范围为1200-1500)，捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液持续添加，期间对筛网沉降离心机得到的主滤液进行取样，对样品做小筛分实验，样品滤液的指标如下表1：
表1
Figure BDA0002655148910000051
本发明实施例在筛网沉降离心机正常工作后，可分别将矿浆和聚丙烯胺水溶液持续加入，聚丙烯酰胺水溶液和矿浆在入料管道内局部混合，该过程中聚丙烯酰胺网状结构展开。未加入聚丙烯酰胺溶液时，筛网沉降离心机内部，在离心力场中，细颗粒因离心力难以抵抗水流产生的浮力和粘滞力，随水流进入溢流，导致细颗粒损失。当引入捕收性聚丙烯酰胺溶液后，该溶液在离心力力场作用下，迅速展开成网状结构，迅速捕收各类颗粒。一方面将细颗粒团聚，另一方面粗颗粒在聚丙烯酰胺网状结构的作用下携带细颗粒沉降，再一方面网状的结构起到过滤细颗粒的作用。在高速力场的加速度高达400g的高速离心力场中，颗粒粒度变化对颗粒沉降起到决定性作用。
实施例2
根据入料粒度分析，本实施例入料矿浆中粒径小于0.045mm的细颗粒的质量含量为35％，以矿浆的总质量计；且矿浆中固体含量较高，为500g/l；
本实施例先将筛网沉降离心机开启，矿浆由入料管道给入筛网沉降离心机旋转的转筒中部,矿浆的加入量为350m3/h；在筛网沉降离心机正常处理20min后；再将捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液通过入料管道不断地加入到筛网沉降离心机中，控制其流量为150L/min，所述聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺的浓度为0.15％(分子量范围为1500-2000)，捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液持续添加，期间对筛网沉降离心机得到的主滤液进行取样，对样品做小筛分实验，样品滤液的指标如下表2：
表2
Figure BDA0002655148910000061
实施例3
根据入料粒度分析，本实施例入料矿浆中粒径小于0.045mm的细颗粒的质量含量为50％，以矿浆的总质量计；且矿浆中固体含量较高，为300g/l；
本实施例先将筛网沉降离心机开启，矿浆由入料管道给入筛网沉降离心机旋转的转筒中部,矿浆的加入量为200m3/h；在筛网沉降离心机正常处理15min后；再将捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液通过入料管道不断地加入到筛网沉降离心机中，控制其流量为70L/min，所述聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺的浓度为0.3％(分子量范围为1500-1800)，捕收性药剂聚丙烯酰胺水溶液持续添加，期间对筛网沉降离心机得到的主滤液进行取样，对样品做小筛分实验，样品滤液的指标如下表3：
表3
Figure BDA0002655148910000071
对比例1
本对比例采用矿浆入料与实施例1相同。
本对比例先将筛网沉降离心机开启，矿浆由入料管道给入筛网沉降离心机旋转的转筒中部，受离心力作用，矿浆开始沉降，固体颗粒沉降到转筒内壁，液体越过溢流堰形成主滤液；在矿浆入料20分钟且离心机正常运转后，对筛网沉降离心机得到的滤液进行取样，做小筛分实验，滤液的指标如下表4：
表4
Figure BDA0002655148910000081
从上述表1和表4分析可知，本发明实施例加入聚丙烯酰胺水溶液后，滤液固体物含量从247.8g/l降为149.5g/l，降幅39.67％；＜0.045mm物料浓度从231.1g/l降为143.0g/l，降幅38.12％，降幅明显，可见本发明实施例方法可极大提高筛网沉降离心机的细颗粒处理效率。本发明与原工艺流程相比较，主滤液固体物含量由247.8g/L降低为149.5g/L，小于0.045mm极细物料含量由231.13g/L降低为143.58g/L，达到了改善筛网沉降离心机处理极细煤泥含量大的浓缩池底流效果的目的。如4台筛网沉降离心机每小时处理煤泥水约700立方，本发明实施例加入聚丙烯酰胺水溶液后，工艺流程实现每小时有效回收极细煤泥43.75吨，提高筛网沉降离心机的处理效率；相比于将捕收性药剂加入浓缩机中处理细颗粒，本发明实施例每班组减少药剂消耗50kg，年节余药剂费用29.74万元；末煤入洗率提升8％，每小时多入洗末煤76吨，商品煤发热量提高20大卡，每年可提高销售收入750万元，经济效益可观。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动均在本发明涵盖的精神范围之内。

Claims (10)

1.一种处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤：
筛网沉降离心机开启并运转正常后，将矿浆加入到筛网沉降离心机中处理，然后再将捕收性药剂水溶液加入到筛网沉降离心机中捕收矿浆中的细颗粒；之后将矿浆和捕收性药剂水溶液持续加入到筛网沉降离心机中处理；其中，捕收性药剂选自聚丙烯酰胺、季铵化的聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺聚合物和丙烯酰胺接枝共聚物中的一种或多种的组合；所述捕收性药剂水溶液中捕收性药剂的浓度高于0.1％。
2.根据权利要求1所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述矿浆中粒径小于0.045mm的细颗粒的质量占比为35-50％，以矿浆的总质量计。
3.根据权利要求1所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述捕收性药剂水溶液中捕收性药剂的浓度优选0.1-0.3％，进一步优选0.15-0.18％。
4.根据权利要求1或3所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述捕收性药剂为聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求4所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺的分子量范围为1200-2000万。
6.根据权利要求1-5任一项所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述捕收性药剂水溶液的流量控制范围为70-150L/min，这时，矿浆的加入量范围为200-350m3/h。
7.根据权利要求1-6任一项所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：将矿浆通过入料管道加入到筛网沉降离心机中处理10-20min后；然后再将捕收性药剂水溶液通过入料管道加入到筛网沉降离心机中；以及，还包括：在筛网沉降离心机中加入捕收性药剂水溶液正常处理后，再分别将矿浆和捕收性药剂水溶液在入料管道内混合后持续加入到筛网沉降离心机中处理。
8.根据权利要求1-7任一项所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述筛网沉降离心机高速力场的加速度为400-800g。
9.根据权利要求1-8任一项所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：可设置一捕收性药剂配制***，在其中，实现捕收性药剂水溶液的配制以及控制其不断地加入到筛网沉降离心机中。
10.根据权利要求9所述处理筛网沉降离心机中细颗粒的方法，其特征在于：所述捕收性药剂配制***包括配制罐及其下部的搅拌装置，优选地，所述捕收性药剂配制***还包括缓冲罐，所述缓冲罐与筛网沉降离心机的入料管道连通。
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