CN101940974A - 块状物料与粉状物料的分离装置及其分离方法 - Google Patents

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黄发元
宋灿阳
李小静
刘自民
张晓萍
刘英才
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Abstract

本发明公开了一种块状物料与粉状物料的分离装置，其特征是在水槽中设置1个以上的提升装置，所述提升装置的一端浸入水中，另一端高出水面，所述提升装置倾斜布置，浸入水中的一端靠近水槽进料端，高出水面的一端靠近水槽出料端，所述提升装置包括链条、链轮和传动装置，在所述的链条上安装淘洗装置。块状物料在净含粉率25％、30％，含水为7.5％、6.5％的情况下，经过本装置分离后净含粉可降到3.5％左右，筛分效率达到90％。

Description

块状物料与粉状物料的分离装置及其分离方法 
技术领域
本发明属物料分离领域，尤其涉及矿山、冶金领域分离块状物料与粉状物料的装置。 
背景技术
块状物料与粉状物料通常使用振动筛进行筛分，但是当湿度大或物料含水率高时粉状物料与块状物料相互粘结，此时采用振动筛很难将块状物料与粉状物料分离。在矿山、冶金领域，经常需要将块矿中的粉矿分离。随着铁矿石资源市场变化，钢铁企业对块矿需求量不断提高，要求直接入炉块矿含粉率越来越低，而实际进口块矿质地相对较软，运输距离远、倒运次数多，到达用户时其含粉率一般在25％左右，最高达到35％。目前，国内钢铁企业基本采用振动筛对块矿进行筛分，筛上物进入高炉冶炼，筛下物返回烧结利用。这种振动筛筛分方法在非雨季或块矿原含水低(＜4％)时筛分效率较高，且操作简易、成本低廉，是一种成熟经济有效降低块矿含粉率的方式，但在雨季或块矿含水量高时，块矿中的粉矿呈泥状，与块矿相互粘结，此时采用振动筛很难将块矿的粉矿有效地去除，最终导致入炉块矿含粉率高，影响高炉的稳定顺行。因此，为降低块矿中含有的粉矿对高炉的影响，企业这种情况下只好减少块矿的入炉比例，导致高炉炼铁成本增加。国内钢铁企业也有采用喷水冲洗方式对块矿进行除粉，如济钢针对含粉较高的块矿，建立了一套离线跳汰法水洗分级处理系统，但其占地面积大，洗矿时间较长，处理能力相对较小，耗水量及污水处理量大，运行费用相对较高。 
发明内容
为解决现有技术存在问题，本发明提供一种块状物料与粉状物料的分离装置，利用粉状物料遇水稀释后粘性下降和块状物料与水相对运动过程中水对粘附在块状物料表面的粉料的淘洗来实现块状物料与粉状物料的分离。 
为实现上述目的，本发明提供的块状物料与粉状物料的分离装置是在水槽中设置1个以上的提升装置，所述提升装置的一端浸入水中，另一端高出水面，所述提升装置倾斜布置，浸入水中的一端靠近水槽进料端，高出水面的一端靠近水槽出料端，所述提升装置包括链条、链轮和传动装置，在所述的链条上安装淘洗装置。 
本发明的进一步改进为，所述水槽的进料端上部为垂直面，下部为60°～85°的斜面，出料端为45°～60°斜面。 
本发明的进一步改进为，所述提升装置倾斜角度为45°～60°。 
本发明的进一步改进为，所述提升装置的链条为单链板链条，所述单链板链条包括轴、轴承、链板和连杆，两根轴由两根链板连接形成长方形框架，所述长方形框架之间由两个连杆连接形成链条。 
本发明的进一步改进为，所述淘洗装置呈簸箕状，底部为筛网。 
本发明的进一步改进为，所述淘洗装置呈篓状，底部及四边为筛网。 
本发明的进一步改进为，在水槽出料端设置成品物料输送系统。 
本发明的进一步改进为，在水槽底部设置底流物输送装置。 
本发明的进一步改进为，在所述底流物输送装置后连接固液分离装置，在所述固液分离装置由高频筛、泥浆调节池、输送泵、脱水机顺序组成。 
高含水高含粉块状物料之所以难以筛分，主要是因为其中的粉料呈泥状，并具有一定的粘性，在筛分一定时间后，筛孔逐渐被粘堵，导致筛分系统筛分效率下降，甚至失去其筛分功能。本发明根据高含水高含粉块状物料的特性，利用其粉料遇水稀释后粘性下降和块状物料与水相对运动过程中水对粘附在块状物料表面的粉料的淘洗，发明了浸泡淘洗装置，实现块状物料与粉状物料的分离。 
本发明的技术特点是： 
(1)采用单链板链作为提升装置连接部件，以防止大颗粒料卡住链条出现脱链现象，同时减少磨损部件，提高链条的使用寿命。 
(2)淘洗装置呈簸箕状或篓状，底部为筛网，筛网可以是长条型，也可以是方格型，还可以是圆孔型，网孔大小根据对块状物料粒度的要求设定。 
(3)将水槽设计为具有淘洗和沉降双重功能一体的盛水装置，利用淘洗出来的粉料比重大、沉降速度快和水槽中水体相对稳定的特点，使得上部水体含固相对低，保证淘洗水的要求；下部水体相对静止，保证粉料有效沉降浓缩，减少了系统占地和投资。水槽结构如图2所示。进料端水槽上部为垂直面，下部为60°～85°的斜面；出料端采用45°～60°斜面。由于进料端粉量大、细粉多，出料端粉量少、粗粉多，该种结构既保证了浸泡淘洗物料的最小水量，还有利于粉料沉降和浓缩，便于底流物(沉积在水槽底部的粉料)的处理。 
(4)在水槽底部设置螺旋输送器，及时将高含固底流物送出水槽，保证水槽内的淘洗水质。 
(5)采用高频筛对高含固底流物进行筛分，除去其中＞3mm的粗颗粒粉料，减少底流物在后续脱水工序的处理量，降低脱水机磨损和能耗。 
(6)粗料堆场设计具有滤水和排水功能，以堆放高频筛筛出的粗颗粒粉料，便于进一步回收淘洗水。 
(7)设置回水池，收集脱水机的上清液和粗粉堆场滤出的水液，再由水泵输送回水槽，实现水资源的循环利用。回水池兼备缓冲功能，为淘洗提供连续的循环水。 
本发明将待分离块状物料与粉状物料导入水槽水面下的淘洗装置中，然后由提升装置将淘洗装置提出水面至一定高度，翻转后将淘洗装置内的块状物料与粉状物料倒入下一级淘洗装置中，经过多次淘洗后，在最后一次提出水面后离开水槽前，在利用补充新水和循环水对淘洗后的块状物料进行冲洗，然后转到成品料输送系统运至成品料堆场。水槽底流物由螺旋输送器输送到高频筛进行筛分，筛上物运至粗粉堆场，筛下物进入砂浆调节池中搅拌均匀，通过砂浆输送泵输送至脱水机处理，脱水后的细粉料运至细粉堆场，脱水机的上清液进入回水池，由水泵返回至水槽中，实现水的循环利用。与现有技术相比，本发明具有以下效果： 
(1)除粉效果好，筛分效率高。块状物料在净含粉率25％、30％，含水为7.5％、6.5％的情况下，经过本装置分离后净含粉可降到3.5％左右，筛分效率达到90％，相对目前实际生产筛分后的净含粉低7～13个百分点。(说明：净含粉指块状物料含有所有小于淘洗装置 筛网间距的颗粒和粘附细粉的比率。试验测定表明，常规筛分物料的净含粉率在7％以上) 
(2)循环水处理量低。循环水处理量为97.8t/h，循环水量为44t/h。 
(3)与济钢跳汰法水洗系统相比，在投资费用相当的条件下，处理能力大，可满足400t/h的物料处理量。 
(4)可在线运行，运行成本低，约1.78元/t。济钢跳汰法水洗系为离线运行，运行成本约为20元/t。 
(5)占地面积少，系统投资费用低。按500t/h的块状物料处理能力，浸泡淘洗法系统占地约500m2，投资约1000万元。 
附图说明
图1：块状物料与粉状物料的分离装置示意图 
图2：单链板链带结构示意图 
图3：水槽结构示意图 
具体实施方式：
下面以含粉块矿为例，结合附图对本发明作详细的说明。。 
实施例1 
由图1可知，将净含粉率25％、含水为7.5％的块矿由振动给料器(1)经条筛溜槽(2)导入水槽(19)水面下的淘洗装置(3)中，实现浸泡；然后由提升装置(4)以0.1m/s～1.0m/s速度斜向上运行将淘洗装置(3)内的块矿提出水面至0.3m～2.0m，翻转后倒入下一级提升机(4)的淘洗装置，实现淘洗。块矿在经过多次淘洗后，由提升装置(4)提出水面，然后由接料斗(8)转到成品矿输送带(9)，运至成品矿堆场；由图1和图3可知，所述提升装置(4)的一端浸入水中，另一端高出水面，所述提升装置(4)倾斜布置，浸入水中的一端靠近水槽(19)进料端A，高出水面的一端靠近水槽(19)出料端B，所述提升装置包括链条、链轮和传动装置，在所述的链条上安装淘洗装置；所述淘洗装置呈簸箕状，底部为筛网。 
经过本装置分离后的块矿净含粉率可降到3.5％左右，筛分效率达到90％。 
实施例2 
由图1可知，将净含粉率30％、含水为6.5％的块矿由振动给料器(1)经条筛溜槽(2)导入水槽(19)水面下的淘洗装置(3)中，实现浸泡；然后由提升装置(4)以0.1m/s～1.0m/s速度斜向上运行将淘洗装置(3)内的块矿提出水面至0.3m～2.0m，翻转后倒入下一级提升机(4)的淘洗装置，实现淘洗。块矿在经过多次淘洗后，由提升装置(4)提出水面，然后由接料斗(8)转到成品矿输送带(9)，运至成品矿堆场；所述提升装置的一端浸入水中，另一端高出水面，所述提升装置倾斜布置，浸入水中的一端靠近水槽进料端，高出水面的一端靠近水槽出料端，所述提升装置倾斜角度为45°～60°；所述提升装置包括链条、链轮和传动装置，由图2可知，所述提升装置的链条为单链板链条，所述单链板链条包括轴201、轴承202、链板203和连杆204，两根轴由两根链板连接形成长方形框架，所述长方形框架之间由两个连杆连接形成链条，在所述的链条上安装淘洗装置，所述淘洗装置呈篓状，底部及四边为筛网；由图3可知，所述水槽的进料端A上部为垂直面，下部为60°～85°的斜面，出料端B为45°～60°斜面。 
经过本装置分离后的块矿净含粉率可降到3.5％左右，筛分效率达到90％。 
实施例3 
由图1可见，块状物料与粉状物料的分离装置其他部分与实施例1或2相同，为了提高分离效果，块矿在经过多次淘洗后，最后一次提出水面时，采用补充新水(5)和循环水(7)通过冲洗咀(6)对块矿进行冲洗，然后由接料斗(8)转到成品矿输送带(9)，运至成品矿堆场。 
实施例4 
块状物料与粉状物料的分离装置其他部分与实施例1或2相同，为了方便处理水槽底流物，在水槽底部设置底流物输送装置，在所述底流物输送装置后连接固液分离装置，所述固液分离装置由高频筛、泥浆调节池、输送泵、脱水机顺序组成。由图1可见，底流物输送装置为螺旋输送器(18)，水槽(19)底流物由螺旋输送器(18)输送到高频筛(17)，筛上物进入粗粉堆场(16)，筛下物流入矿浆调节池(15)中搅拌均匀，通过矿浆输送泵(14)输送至脱水机(12)处理，脱水后的细粉进入细粉堆场(13)，上清液进入回水池(11)，由水泵(10)返回至水槽(19)中，实现水的循环利用。 

Claims (10)

1.一种块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，在水槽中设置1个以上的提升装置，所述提升装置的一端浸入水中，另一端高出水面，所述提升装置倾斜布置，浸入水中的一端靠近水槽进料端，高出水面的一端靠近水槽出料端，所述提升装置包括链条、链轮和传动装置，在所述的链条上安装淘洗装置。
2.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，所述水槽的进料端上部为垂直面，下部为60°～85°的斜面，出料端为45°～60°斜面。
3.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，所述提升装置倾斜角度为45°～60°。
4.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，所述提升装置的链条为单链板链条，所述单链板链条包括轴、轴承、链板和连杆，两根轴由两根链板连接形成长方形框架，所述长方形框架之间由两个连杆连接形成链条。
5.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，所述淘洗装置呈簸箕状，底部为筛网。
6.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，所述淘洗装置呈篓状，底部及四边为筛网。
7.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，在水槽出料端设置成品物料输送系统。
8.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，在水槽底部设置底流物输送装置。
9.如权利要求1所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，在所述底流物输送装置后连接固液分离装置。
10.如权利要求9所述的块状物料与粉状物料的分离装置，其特征在于，在所述固液分离装置由高频筛、泥浆调节池、输送泵、脱水机顺序组成。
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