CN105013704A - 一种空气射流矿物颗粒分选方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气射流矿物颗粒分选方法及装置，旨在利用多股独立的空气射流在分选室中形成变化的流体曳力场，进入分选室中的多组分矿物颗粒受到重力和气流曳力协同作用发生运动，不同密度的矿物颗粒具有不同的运动轨迹，同时在该变化的流体曳力场中矿物颗粒的运动轨迹分离程度会得到不断强化，最终分选后的不同密度矿物颗粒分别落入横向排布的多个集料溜槽中，从而获得密度不同的多种产品，实现矿物颗粒的高效分选。本发明简单可靠，结构紧凑，对分选入料适应性强，运行成本低，为细粒矿物的高效干法分选提供一种有效的方法和装置。

Description

一种空气射流矿物颗粒分选方法及装置

技术领域

本发明涉及一种空气射流矿物颗粒分选装置，适用于煤炭、矿石及其它物料的干法分选。

背景技术

目前，矿物颗粒干法分选主要有外加力场空气重介质流化床分选、无加重质复合力场分选和电磁分选等方法。外加力场空气重介质流化床分选由于采用微细粒加重质，面临着分选后产品净化以及微细粒加重质干式回收等技术难题。无加重质复合力场分选不采用加重质，但对入料的粒度及密度组成要求苛刻，且对操作条件要求较高，分选精度较低。而电磁分选方法利用矿物不同组分的导电率和磁性差异进行分选，均要求矿物颗粒高度解离，处理量小，应用局限性很大。中国发明专利(授权公告号CN 102744213 B)公开了一种矿粉颗粒射流分选装置，主要用来分离100目～400目的矿粉，压缩空气和矿物微粉在气固强混器中迅速混合，通过射流器喷嘴喷出，具有不同比重的不同组分颗粒进行分段沉降分离，从而实现分选。中国发明专利(授权公告号CN 102151667 B)公开了一种射流吸入颗粒物料分选器，包括喉管、渐缩管入风口、喷嘴和物料出口，高速喷射流体形成负压，物料从进料口上的喉管吸入管道内，气固混合喷射出去，实现按密度差异进行分选。上述两个发明的基本工作原理和过程相似，物料和空气预先混合，通过一次喷射进入分选区，具有不同密度的颗粒的运动轨迹不同，密度小的颗粒横向位移大，密度大的横向位移小，从而实现分离。但不难发现，分选效果受多种因素制约，如初始喷射工况、颗粒松散程度、密度组成和分布以及粒度组成，且一旦矿粉喷射出去就无法进行后续控制和强化，尤其对于具有连续分布的密度级且密度分布范围较小的较难选矿物颗粒，如煤炭，仅通过一次喷射分选尚不能得到满意的分选效果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种空气射流矿物颗粒分选装置，实现多级分选，并且提高分选精度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种空气射流矿物颗粒分选方法，从矩形封闭腔的一侧向矩形封闭腔内注入若干股独立的空气射流，以形成一个变化的流体曳力场，从矩形封闭腔顶部垂直给入的具有不同密度的多组分矿物颗粒在流体曳力场中受流体曳力和自身重力的不同，从而具有不同的运动轨迹，不同密度的矿物颗粒的横向运动距离不同，据此实现多组分矿物颗粒在下落过程中的多级强化分离。

该方法可筛选的矿物颗粒的粒度范围为13～0.5mm。

一种空气射流矿物颗粒分选装置，包括机架、分选室、若干空气射流发生器、叶轮给料机、除尘罩和集料器，分选室固定安装在机架上，分选室为矩形封闭腔结构，空气射流发生器通过调节机构安装在分选室的左侧壁上，叶轮给料机固定在分选室顶部左侧，除尘罩固定在分选室的右侧壁上，集料器设置在分选室底部，集料器包括由左至右并排连续设置的若干独立的溜槽，每个溜槽的底部对应设置有一个倒锥形储料仓，储料仓底部设置闸板阀；通过调节机构调节空气射流发生器的安装位置和射流角度。

工作时，通过调节空气射流发生器的安装位置、射流角度和气速，以产生若干股独立的空气射流，最终在分选室内产生一个变化的流体曳力场，通过叶轮给料机给入分选室内的具有不同密度的多组分矿物颗粒在流体曳力场中受流体曳力和自身重力的不同，从而具有不同的运动轨迹，实现多组分矿物颗粒在下落过程中的多级强化分离，最终矿物颗粒根据其横向运动距离落入到对应的溜槽中，实现矿物颗粒分选。

工作时，矿物颗粒和空气射流在不同位置(矿物颗粒从上部垂直给入，空气射流从左侧面给入)独立进入分选室，通过调节机构可以调节空气射流的射流角度，对空气射流发生器的空间排布和流体曳力场强度等方面进行协同优化，最终能够形成特定的变化的流体曳力场，从而能够梯级强化矿物颗粒按密度差异进行的运动轨迹分离，最终使得矿物颗粒按照密度差异分别进入对应的溜槽中，获得多种产品，实现细粒矿物颗粒的高效分选。

优选的，最左侧的一个溜槽位于空气射流发生器喷嘴的正下方，且叶轮给料机位于最左侧的一个或两个溜槽的正上方；位置最低的空气射流发生器喷嘴在集料器上方。

优选的，所述空气射流发生器包括空气室、流线型的渐缩喷嘴和流体控制仪，压缩空气先通过软管接入空气室进行稳流，再通过渐缩喷嘴形成空气射流并注入分选室内，压缩空气的压力和流量通过流体控制仪监控；渐缩喷嘴与调节机构固定连接。所述流体控制仪用于监测和调节压缩空气的压力和流量，包括气体电磁阀、流体传感器和信号处理器，流体传感器能够在线监测渐缩喷嘴出口处的压力和流速，并反馈至信号处理器，信号处理器根据反馈信息发出控制信号调节气体电磁阀的开度，从而控制压缩空气的进气量。

优选的，所述调节机构包括销轴机构、平板座和固定机构，平板座通过销轴机构安装在分选室左侧面，通过销轴机构对平板座的俯仰角进行调节，渐缩喷嘴通过固定机构固定在平板座上。对平板座的俯仰角进行调节，即对空气射流发生器的俯仰角的调节，最终改变射流角度。

优选的，所述调节机构以阵列方式安装在在分选室左侧面上，空气射流发生器选择性安装在全部或部分调节机构上，未安装空气射流发生器的调节机构保持封闭。

有益效果：本发明提供的空气射流矿物颗粒分选方法及方法，具有如下优点：1、本发明引入多股空气射流在分选室中形成变化的流体曳力场，能够强化具有连续密度级或较窄密度范围的较难选矿物颗粒的按照密度差异进行的运动轨迹分离，实现多级分选，最终提高分选精度；2、本发明对入料性质具有较强的适应性，原因在于本发明能够灵活地独立调节各股空气射流的射流方向和流场强度，使得矿物颗粒能够在分选室不同高度处具有不同的分选选择性，实现部分颗粒的再次分选，最终获得较高的分选精度。

附图说明

图1为空气射流矿物颗粒分选装置结构示意图；

图2为空气射流发生器及调节机构的结构示意图；

图3为空气射流发生器的渐缩喷嘴的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种空气射流矿物颗粒分选方法，从矩形封闭腔的一侧向矩形封闭腔内注入若干股独立的空气射流，以形成一个变化的流体曳力场，从矩形封闭腔顶部垂直给入的具有不同密度的多组分矿物颗粒在流体曳力场中受流体曳力和自身重力的不同，从而具有不同的运动轨迹，不同密度的矿物颗粒的横向运动距离不同，据此实现多组分矿物颗粒在下落过程中的多级强化分离。本发明可筛选的矿物颗粒的粒度范围为13～0.5mm。

如图1所示，为基于上述方法的一种空气射流矿物颗粒分选装置，包括机架1、分选室2、若干空气射流发生器3、叶轮给料机4、除尘罩5和集料器6，分选室2固定安装在机架1上，分选室2为矩形封闭腔结构，空气射流发生器3通过调节机构11安装在分选室2的左侧壁上，叶轮给料机4固定在分选室2顶部左侧，除尘罩5固定在分选室2的右侧壁上，集料器6设置在分选室2底部，集料器6包括由左至右并排连续设置的若干独立的溜槽7，每个溜槽7的底部对应设置有一个倒锥形储料仓8，储料仓8底部设置闸板阀；通过调节机构11调节空气射流发生器3的安装位置、射流角度和气速。

如图1所示，最左侧的一个溜槽7位于空气射流发生器3喷嘴的正下方，且叶轮给料机4位于最左侧的两个溜槽7的正上方；位置最低的空气射流发生器3喷嘴在集料器6上方。

如图2所示，所述空气射流发生器3包括空气室10、流线型的渐缩喷嘴12和流体控制仪，压缩空气先通过软管9接入空气室10进行稳流，再通过渐缩喷嘴12形成空气射流并注入分选室2内，压缩空气的压力和流量通过流体控制仪监控；渐缩喷嘴12与调节机构11固定连接。

如图2所示，所述调节机构11包括销轴机构、平板座和固定机构，平板座通过销轴机构安装在分选室2左侧面，通过销轴机构对平板座的俯仰角进行调节，渐缩喷嘴12通过固定机构固定在平板座上。

一般设计调节机构11以阵列方式安装在在分选室2左侧面上，空气射流发生器3选择性安装在全部或部分调节机构上，未安装空气射流发生器3的调节机构11保持封闭。

多股空气射流在分选室2内形成能够梯级强化细粒煤按密度差异实现运动轨迹分离的变化的流体曳力场，细粒煤通过分选室2顶部的叶轮给料机4定量地给入到分选室2中变化的流体曳力场中，不同组分具有不同的密度，在重力和流体曳力的作用下发生运动轨迹分离，低密度颗粒获得较大的沿着射流方向的速度分量，水平位移较大；反之，高密度颗粒的水平位移较小。与此同时，这部分相对较高密度颗粒下落至下一股空气射流作用区，通过调节射流角度和射流气速，使得这些颗粒按照密度差异进行再次分选，提高分选精度。最终，分选后的产品根据水平位移的大小落入不同的溜槽7和集料仓8中，相应产品的密度从左至右算起呈依次降低的规律，根据用户要求，分别收集一个或多个所述集料仓8中的颗粒，做为最终的精煤、中煤或矸石产品，实现细粒煤的高效分选。

从上述实施过程可知，整个分选作业流程简单，不用水，在同一分选室内能够实现多次分选，分选精度高，且分选装置没有振动部件或旋转部件，结构简单可靠，是一种切实可行的方法和装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种空气射流矿物颗粒分选方法，其特征在于：从矩形封闭腔的一侧向矩形封闭腔内注入若干股独立的空气射流，以形成一个变化的流体曳力场，从矩形封闭腔顶部垂直给入的具有不同密度的多组分矿物颗粒在流体曳力场中受流体曳力和自身重力的不同，从而具有不同的运动轨迹，不同密度的矿物颗粒的横向运动距离不同，据此实现多组分矿物颗粒在下落过程中的多级强化分离。

2.根据权利要求1所述的空气射流矿物颗粒分选方法，其特征在于：可筛选的矿物颗粒的粒度范围为13～0.5mm。

3.一种空气射流矿物颗粒分选装置，其特征在于：包括机架(1)、分选室(2)、若干空气射流发生器(3)、叶轮给料机(4)、除尘罩(5)和集料器(6)，分选室(2)固定安装在机架(1)上，分选室(2)为矩形封闭腔结构，空气射流发生器(3)通过调节机构(11)安装在分选室(2)的左侧壁上，叶轮给料机(4)固定在分选室(2)顶部左侧，除尘罩(5)固定在分选室(2)的右侧壁上，集料器(6)设置在分选室(2)底部，集料器(6)包括由左至右并排连续设置的若干独立的溜槽(7)，每个溜槽(7)的底部对应设置有一个倒锥形储料仓(8)，储料仓(8)底部设置闸板阀；通过调节机构(11)调节空气射流发生器(3)的安装位置和射流角度。

4.根据权利要求3所述的空气射流矿物颗粒分选装置，其特征在于：最左侧的一个溜槽(7)位于空气射流发生器(3)喷嘴的正下方，且叶轮给料机(4)位于最左侧的一个或两个溜槽(7)的正上方；位置最低的空气射流发生器(3)喷嘴在集料器(6)上方。

5.根据权利要求3所述的空气射流矿物颗粒分选装置，其特征在于：所述空气射流发生器(3)包括空气室(10)、流线型的渐缩喷嘴(12)和流体控制仪，压缩空气先通过软管(9)接入空气室(10)进行稳流，再通过渐缩喷嘴(12)形成空气射流并注入分选室(2)内，压缩空气的压力和流量通过流体控制仪监控；渐缩喷嘴(12)与调节机构(11)固定连接。

6.根据权利要求5所述的空气射流矿物颗粒分选装置，其特征在于：所述调节机构(11)包括销轴机构、平板座和固定机构，平板座通过销轴机构安装在分选室(2)左侧面，通过销轴机构对平板座的俯仰角进行调节，渐缩喷嘴(12)通过固定机构固定在平板座上。

7.根据权利要求5所述的空气射流矿物颗粒分选装置，其特征在于：所述调节机构(11)以阵列方式安装在在分选室(2)左侧面上，空气射流发生器(3)选择性安装在全部或部分调节机构上，未安装空气射流发生器(3)的调节机构(11)保持封闭。