一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选方法及分选装置

摘要

本发明公开了一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选方法及分选装置，矿浆物料经入料管经分配盘后分散到圆筒壁，高速旋转的筒壁产生离心加速度实现了不同密度分层，密度大的物料沉降到圆筒的内壁密度小的物料在上层，重密度物料从排矿口排出，轻密度物料作为圆锥段的入料给入；轻产物进入圆锥段，圆锥段提供比圆筒段更高的离心加速度，圆锥段通过调节反冲水的压力，实现来复圈中的物料处于流态化状态，使高密度的颗粒将很容易地穿过流态化床层达到来复圈底部位置，而原来处于床层底部的低密度物料将被重颗粒取代进入来复圈外部，被轴向水流冲出旋转滚筒外。本发明的有益效果是采用重力分选系统效率高，系统结构简单，生产成本低。

说明书

技术领域

本发明属于粗煤泥重选技术领域，涉及一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选方 法及分选装置。

背景技术

在整个煤炭分选的过程中，粗煤泥在粒度上承上启下，在工艺环节上同样具有决定 性的衔接作用，其分选效果的好坏，直接关系到重介分选和煤泥水处理环节的效率。大 直径重介旋流器和微细粒煤处理设备的大量应用，在提高产品质量和分选效果的同时， 也一定程度上降低了介于重选和煤泥水处理粒度交界附近粗煤泥的分选效果。粗煤泥分 选问题成为影响国内大部分选煤厂精煤产率提高的主要瓶颈。

近几年的发展重力粗煤泥分选设备有了一些新的设备应用，虽然煤泥分选技术不断 进步，新型设备不断出现，但一些设备在处理粗煤泥时仍存在一些缺点和不足。由斯托 克斯关于矿粒在离心力的密度场中的下降理论,颗粒在旋流器内受到的离心力与颗粒粒径 成正比,因此+3mm以上的物料在沉降过程中,较大的颗粒直径可以增加矿粒上的离心力和 有效的分离速度，将物料按密度分离，+0.3mm的物料普通旋流器便可以解决。对于-0.5mm 煤泥可以和药剂优先吸附而且具有较强的选择性，此部分的煤泥浮选可以较好地解决， 但此部分煤泥在浮选过程中会产生凝聚、团聚等现象，吸附在粗粒煤泥表面，改变了粗 粒煤泥的表面性质；另一方面，细粒煤泥不仅和药剂优先吸附，而且与气泡发生强烈的 无选择吸附，造成了粗粒煤泥缺药和矿化效果较弱，减少了粗粒与气泡接触的机会。同 时细煤泥由于具有热力学不稳定性吸附在粗粒表面，增加了粗粒煤的亲水性，从而排斥 了粗粒低灰分煤泥的浮选，使0.5-3mm的粗粒浮选分选效果变差。

现有的普通重选(TBS、螺旋、煤泥重介)在处理粗煤泥时都有缺点，螺旋分选机 的缺点是:机身高度大、给料和循环的中矿需要砂泵输送、本身参数不易调节以适应给料 性质的变化、在较低密度分选时分选效果差、对片装矿粒富集效果差等。液固流化床分 选机的突出缺点在于要求入料的粒度范围较窄。煤泥重介分选系统较为复杂(需要单独设 立一套微细介质循环和回收系统)、操作难度大、特细粒介质回收困难、生产成本高等。

Falcon离心机处理-0.5mm物料时，超重力分选有着较好的脱硫降灰效果，但由于其 分离过程中加速度高，对机械加工要求及动平衡要求太高，同时处理能力也会受到限制， 仍停留在实验室阶段，国内难以大幅度推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选方法及分选装置， 解决了粗煤泥分选系统较为复杂，操作难度大、特细粒介质回收困难、生产成本高的问 题。

本发明一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选方法：

①圆筒段离心沉降部分：进入的矿浆物料经入料管经分配盘后分散到圆筒壁，使矿 浆尽快分散，高速旋转的筒壁产生离心加速度实现了不同密度分层，密度大的物料沉降 到圆筒的内壁密度小的物料在上层，重密度物料从排矿口排出，轻密度物料作为圆锥段 的入料给入；

②圆锥段分选：圆锥段处于在于在圆筒段的下部，圆筒段的轻产物进入圆锥段，圆 锥段提供比圆筒段更高的离心加速度，从而实现快速沉降，强化二次富集作用，圆锥段 底部安装有来复圈，通过调节反冲水的压力，实现来复圈中的物料处于流态化状态，使 高密度的颗粒将很容易地穿过流态化床层达到来复圈底部位置，而原来处于床层底部的 低密度物料将被重颗粒取代进入来复圈外部，被轴向水流冲出旋转滚筒外，从而最终实 现轻、重物料的分离。

一种适用于粗煤泥高精度分选的重力分选设备，包括分配盘，分配盘安装在圆柱转 筒内部的一端、圆柱转筒此端外部凸起通过第一传动装置连接在转轴上，转轴通过皮带 轮连接电动机的转动轴，通过电动机带动皮带轮转动，从而使圆柱转筒转动，圆柱转筒 作为整个分选设备的前段，分配盘中心凸起，凸起部中心正对入料管的管口，圆柱转筒 另一端不封闭、且口部安装有圆锥转筒，圆锥转筒做为整个分选设备的后段，圆柱转筒 开口部的侧壁下方设有开口正对机壳的前段排矿口，圆锥转筒底部设有来复圈，做为后 段的分选部分，来复圈接有反冲水管，来复圈上设有来复圈槽，来复圈上设有若干来复 圈排矿口，来复圈槽底部均匀地钻有一圈小水孔，机壳上设置有后段排矿口，圆柱转筒 和圆锥转筒均安装在机壳内。

进一步，所述圆锥转筒的边缘一周安装有罩子的一端，罩子形状与圆柱转筒相配合， 罩在圆柱转筒外，罩子侧壁开有口正对前段排矿口，罩子的另一端通过第二传动装置连 接在转轴上，圆柱转筒的旋转速度低于圆锥转筒。

本发明的有益效果是采用重力分选系统效率高，系统结构简单，生产成本低。

附图说明

图1为适用于粗煤泥高精度分选的重力分选装置结构示意图；

图2为来复圈结构示意图。

图中，1.分配盘，2.皮带轮，3.圆柱转筒，4.电动机，5.反冲水管，6.来复圈，7.入料 管，8.机壳，9.圆锥转筒，10.来复圈排矿口，11.后段排矿口，12.前段排矿口，13.来复圈 槽，14.罩子，15.第一传动装置，16.第二传动装置，17.转轴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

根据不同密度的物料在离心力场中分离因数的不同，通过沉降段和圆锥段两段分选， 通过分离因素的提高，减弱粒径小的影响，强化密度分选的效果，建相匹配的高效强化 分选机制。

①圆筒段离心沉降部分：离心沉降的特点在于进入的矿浆物料经入料管经分配盘后 分散到圆筒壁，使矿浆尽快分散。高速旋转的筒壁产生离心加速度实现了不同密度分层， 密度大的物料沉降到圆筒的内壁密度小的物料在上层。此过程是第一段分选也即预先分 选，重密度物料从排矿口排出，轻密度物料作为圆锥段的入料给入。此过程是将密度较 大的物料优先尽快排出，以减少混杂和污染。

②圆锥段分选：圆锥段的特点位置处于在于在圆筒段的下部，圆筒段的轻产物进入 圆锥段。圆锥段可以提供比圆筒段更高的离心加速度,高强度的离心加速度可以弥补细颗 粒由于粒度小而导致的沉降时间长的缺点,从而实现快速沉降，强化二次富集作用。此外, 通过调节反冲水的压力,可实现来复圈中的物料处于流态化状态,使高密度的颗粒将很容 易地穿过流态化床层达到来复圈底部位置,而原来处于床层底部的低密度物料将被重颗粒 取代进入来复圈外部,被轴向水流冲出旋转滚筒外,从而最终实现轻、重物料的分离。其分 选粒度下限随旋流力场离心因数的增大而降低。

本发明两段高效分选：圆筒段的初步分选，将入料中较大密度入料初步从矿浆中分 离出来，重密度物料从排矿口排出，轻密度物料作为圆锥段的入料给入，此过程是将密 度较大的物料优先尽快排出，以减少混杂和污染。第二段的圆锥部分强化二次富集作用， 高强度的离心加速度可以弥补微不同密度的细颗粒由于颗粒小而沉降差别不大的现象， 可将矿浆按密度得到进一步的有效分选。两段分选大大提高了分选的效率，是强化分选 回收能力，提高分选效率和分选精度的重要手段。这种两段配置的也进一步适应了物料 分选过程中颗粒小重力分选作用逐步变差的特性。重力分选的分选环境逐步得到加强， 随着由圆筒段进入大直径高速旋转的圆锥段，重力分选效率逐步提高，适应了物料性质 随着粒度进一步减小重力分选效果逐渐变差的趋势，弥补了现有重力选设备不足，即用 两段分选分离因素进步加大方式去处理细颗粒物料是提高整个重选效率的关键。

本发明的分选装置如图1和图2所示，分配盘1安装在圆柱转筒3内部的一端、圆 柱转筒3此端外部凸起通过第一传动装置15连接在转轴17上，转轴17通过皮带轮2连 接电动机4的转动轴，通过电动机4带动皮带轮2转动，从而使圆柱转筒3转动，圆柱 转筒3作为整个分选设备的前段，分配盘1中心凸起，凸起部中心正对入料管7的管口， 圆柱转筒3另一端不封闭、且口部安装有圆锥转筒9，圆锥转筒9做为整个分选设备的后 段，前段矿浆的运载依靠矿浆流体流动完成，前段分选的轻物料进入后段旋转圆锥段进 行再次分选。圆柱转筒3开口部的侧壁下方设有开口正对机壳8的前段排矿口12，矿浆 由入料管7送至给矿浆分配盘1，并分配到前段周围筒壁，经分选出的重矿物由前段排矿 口12排出，轻产物送至后段的圆锥转筒9中，圆锥转筒9底部设有来复圈6，做为后段 的分选部分，来复圈6接有反冲水管5，来复圈6上设有来复圈槽13，来复圈6上设有 若干来复圈排矿口10，来复圈槽13底部均匀地钻有一圈小水孔，以便使反冲水进入来复 圈槽13内松散或流态化重产物床层，从来复圈排矿口10排出重矿物，轻产物由轴向水 流冲出旋转滚筒外，从机壳8上设置的后段排矿口11排出。最终实现轻、重物料的分离。 从整体上提高精煤产品的数量和质量。

圆锥转筒9的边缘安装有罩子14的一端，罩子14形状与圆柱转筒3相配合，罩在 圆柱转筒3外，罩子14侧壁开有口正对前段排矿口12，罩子14的另一端通过第二传动 装置16连接在转轴17上，圆柱转筒3的旋转速度低于圆锥转筒9。

前段通过旋转达到物料沉降初步分选，后段通过高速旋转使分选后的物料进一步达 到细颗粒物料的按密度分选。在实际应用前段分选作业主要用于降低后段圆锥段的负荷 并达到初步分选，后段分选作业主要用于进一步分选细粒物料提高回收率，从整体上提 高产品的数量和质量。在实际应用中作业主要圆筒段用于矿浆的初步分选，将密度较大 的物料优先尽快排出，以减少混杂和污染。圆锥段用于前段物料轻产物的再次分选，高 强度的离心加速度可以弥补微细颗粒由于粒度小而导致的沉降时间长的缺点,从而实现快 速沉降。

本发明的优点还在于：

a、根据物料分选过程的物性变化来设计与之相匹配的分选过程，通过圆筒段离心沉 降部分、圆锥段分选两部分分选过程的设计，增强了设备对粗煤泥分选过程的适应性， 提高了精煤产品的数量和质量。

b、高效分选过程分为两个分选结构单元，实现了对粗煤泥中不同粒径不同密度粗煤 泥的分段处理。前段将进入的矿浆物料经入料管经分配盘后分散到圆筒壁，使矿浆尽快 分散。高速旋转的筒壁产生离心加速度实现了不同密度分层，密度大的物料沉降到圆筒 的内壁密度小的物料在上层。此过程是第一段分选也即预先分选。此过程是将密度较大 的物料优先尽快排出，以减少混杂和污染。第一段也即圆锥段的轻产物进入圆锥段，强 化二次富集作用。

c、高强度的离心加速度可以弥补微细颗粒由于粒度小而导致的沉降时间长的缺点, 从而实现快速沉降。

d、设备使用了来复圈,在流态化中的高密度的物料更容易克服床层中的阻力达到来复 圈中的底部，而低密度物料较高密度物料则不容易穿过床层且难以克服反冲水滞留在来 复圈外部，同时原处于底部的物料被穿过床层的重密度物料取代而排到来复圈外部，这 就使处于床层外部的低密度物料受到轴向水流的作用冲出旋转筒外，从而达到轻重物料 的分离。

e、设备紧凑、合理，安装和操作方便。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均 属于本发明技术方案的范围内。