CN105214956B - 一种浓相气固流化床干法分选系统及工艺 - Google Patents

Abstract

一种浓相气固流化床干法分选系统及工艺，属于干法矿物加工技术领域。该浓相气固流化床干法分选机将预布风室拆解为多个独立单室，各单室分别设计了预分布器与装配式易拆卸抗堵耐磨布风板；浮物拨料轮沿分选机纵向布置，引导入料沿主机纵向迁移；斗式排料机整体倾斜安装；网袋式沉物排料刮板机位于分选机下部，以刮板支撑板网，整体连接在并行运行的输送链上；横向螺旋输送机位于主机沉物排料端的网袋式沉物排料刮板机倾斜段尾端；浮物与沉物排料机构独立作业，增加了分选机操作灵活性，提高了分选效果。将干法选矿设备装配在同一平台，建立浓相气固流化床干法分选系统，性能稳定、运行成本低、易操作、环保高效，解决不同密度矿物的干法分选提质。

Description

一种浓相气固流化床干法分选系统及工艺

技术领域

本发明涉及干法矿物加工设备及方法，特别是一种浓相气固流化床干法分选机及分选系统及工艺。

背景技术

目前，在矿物加工领域中，湿法选矿技术(浮选、湿法重介质分选、湿法跳汰等)在全世界范围内占主导地位。然而湿法选矿在分选过程中需要用大量水，但是在世界范围内水资源短缺和用水紧张已成为不可争辩的事实。另外，湿法选矿过程中容易产生大量废水，造成严重环境污染。在这样的前提下，湿法选矿受到制约，而无水环境作业的干法分选技术则日益受到各国的重视，开展高效干法选矿关键技术的研究十分迫切。

当下国内外干法选矿设备功能单一，分选效果有限，主要是针对全粒级原矿粗选或针对某一特定粒级入料具有一定分选效果。传统的风力干法选矿方法(如风力跳汰、风力摇床等)以空气作为分选介质，分选效率低，适用性差；依靠振动外力与自生介质的分选设备(如复合式干法分选机)主要用于粗选，分选精度差。近年来，流态化干法选矿成为国际矿物加工界的研究热点之一，日本冈山大学、加拿大Alberta大学、印度国家科学和工业研究院(CSIR)等国外研究机构尝试通过气固流态化技术进行矿物分离。

国内方面，1984年中国矿业大学率先开始进行流态化干法选矿研究，取得了一系列研究成果，奠定了坚实的基础。2000年以来，中国矿业大学对干法重介质流化床分选技术进行了深入研究，创立了浓相高密度气固流态化干法分选理论，相继开发了模块式空气重介质流化床分选系统、干法重介质分选床、干法重介质分选机以及基于该重介质分选机的分选系统，流态化干法分选理论与技术处于国际领先水平。

现有基于气固流态化技术的干法重介质流化床分选机可以实现矿物(如煤炭、油页岩、高岭土)的有效分选，但存在刮板链易断链、刮板与流化结构强度和刚度相互矛盾、流化结构易于堵塞、排料量缺乏灵活性等问题，降低了分选精度，增加了设备功耗与维护成本。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种性能稳定、分选精度高、运行成本低、易操作、环保高效的浓相气固流化床干法分选系统，解决现有干法重介质选矿技术中矿物无法高效、稳定分选的问题。

为了实现上述目的，本发明的浓相气固流化床干法分选系统，包括气固流化床干法分选机、筛分机、破碎机、除尘器、引风机、鼓风机，所述气固流化床干法分选机包括包括布风装置、浮物排料装置、沉物排料装置和密度测量装置；所述的四种装置均安装在选机的机壳内，布风装置连接在分选机的底部，水平安装，浮物排料装置连接在分选机的上部，所述沉物排料装置位于分选机下部，密度测量装置由测压传感器与配套的固定装置组成，固定在分选机中部分选区域外侧壁面上；所述的四种装置分别承担所述浓相气固流化床干法分选机的均匀布风、运输浮物、输送沉物、测量床高与密度的功能，相互之间互不接触，独立运行。

所述的布风装置包括装配式易拆卸抗堵耐磨布风板、预布风室和引风口；所述装配式易拆卸抗堵耐磨布风板由钢基多孔护板和纤维织布叠加而成，预布风室为多个单室，各单室设置预分布器，在各单室的交界处采取密封措施，所述引风口与外配引风机相连，在分选机内床层上部形成负压，可以有效引导气流方向，同时收集细粒粉尘，净化空气。

所述浮物排料装置包括：浮物拨料轮和斗式排料机；所述浮物拨料轮沿分选机纵向平行安装于床层上部，以套管和顶丝结构安装在驱动轴上，每个拨料轮安装2～8枚叶片，叶片带有后倾角，所述斗式排料机整体倾斜安装，分别连接浮物拨料轮与分选机一侧的浮物排料口，与浮物拨料轮配合协同工作，所述斗式排料机在两排并行输送链上间隔一定距离连接多个斗式仓体，仓体截面呈梯形，侧壁及底板布满孔隙。

所述沉物排料装置包括网袋式沉物排料刮板机和横向螺旋输送机；所述网袋式沉物排料刮板机包括：开口式连接环、输送链、万向联接器、板网和轴销；板网以刮板为支撑，为三段四轴连接方式，在长、短板网靠近链边上都有上翘的边缘；板网平行放置，与垂直安装的刮板连接，整体连接在并行运行的输送链上；所述的板网孔径为1～6mm，所述输送链通过压链轮、张紧轮、导向轮进行支撑、定位、导向与张紧；所述横向螺旋输送机位于所述网袋式沉物排料刮板机靠近分选机沉物排料段的倾斜段尾端，垂直于输送链运动方向安装。

所述的输送链为圆环链、夹板链或滚子链。

所述密度测量装置包括：测压传感器和固定装置，所述测压传感器是压差传感器、压力传感器或变送器；测压传感器安装在固定装置中，所述的固定装置为带有头箍的金属管，前端安装微孔滤波装置，金属管与传感器之间充塞橡胶等弹性体；所述微孔滤波装置是烧结板、滤布或筛网。

干法选矿的分选工艺，步骤如下：

a、待选矿物经预先筛分、除杂、破碎、分级后，进入原矿缓冲仓备选；

b、供风装置通过鼓风机引入空气给入风包形成一定压力，自风包排出的压缩空气供给浓相气固流化床干法分选机，自分选机底部的布风装置给入；

c、原矿缓冲仓中的待选矿物经给矿机均匀给入浓相气固流化床干法分选机，经分离得到轻产物与重产物，分别通过脱介筛脱除介质后成为精矿与尾矿；

d、分选产品脱除的加重质通过分流器分流，一部分进入干式磁选机去除其中的非磁性物后得到磁性物精矿，回流进入分选机；另一部分加重质直接循环使用；

e、密度控制装置测量得到分选机内流化床层的高度和密度，根据测量值与目标值偏差调节循环介质分流量、磁精矿与循环介质的给料量，实现对流化床层高度和密度的控制；

f、浓相气固流化床干法分选系统在工作过程中产生的粉尘主要源于细粒矿粉和加重质，通过引风除尘装置回收、循环。

所述的加重质为钒铁矿、磁铁矿、锆石、硅铁矿、碳酸钙、玻璃珠，以适应不同矿物的分选密度要求。

本发明的有益结果如下：

(1)采用钢基锥型多孔护板和纤维织布叠加而成的装配式易拆卸抗堵耐磨布风板可以控制压降、均匀布风，同时由于具有一定强度，可抗块状物料嵌入以及辅助支撑床层物料。布风装置可有效提高布风均匀稳定性，流化床密度波动小，消除布风不均引起的大气泡对床层的扰动，优化了流化状态。

(2)所述浮物拨料轮对物料同时施加纵向与横向作用力，可以引导入料沿主机纵向迁移，同时通过搅动机械力促使上部物料快速松散，防止床层板结而恶化流化效果。分选重产物下沉到网袋式沉物排料刮板机上，避免大粒度沉物与流化结构直接接触，使刮板对物料向下挤压力大幅减小，可有效解决大块沉物卡嵌破坏布风结构的问题。浮物斗式排料机的多孔式仓体与沉物排料刮板机的网袋式隔仓在运输产品过程中完成初步脱介，有效降低了介质循环量，大幅度减少了运行功耗和成本。另外，分别设计了独立的浮物与沉物排料机构，增加了分选机操作灵活性，易于流化床调控，提高了分选效果。

(3)与传统的湿法选矿技术相比，本发明将干法选矿设备与相关辅助设备集成化、模块化、系统化，具有不用水，无污染，操作维护简单，投资和运行成本低等特点，经济、社会和环境效益显著。

附图说明

图1-1是本发明的浓相气固流化床干法分选机主视结构图。

图1-2是本发明的浓相气固流化床干法分选机左视结构图。

图1-3是本发明的浓相气固流化床干法分选机俯视结构图。

图1-4是本发明的浓相气固流化床干法分选机中浮物斗式排料机。

图1-5是本发明的浓相气固流化床干法分选机中横向螺旋输送机。

图1-6是本发明的浓相气固流化床干法分选机中浮物拨料轮。

图1-7是本发明的浓相气固流化床干法分选机中网袋式沉物刮板排料机。

图1-8是本发明的浓相气固流化床干法分选机中密度仪。

图2-1是本发明的浓相气固流化床干法分选机主视结构图。

图2-2是本发明的浓相气固流化床干法分选机俯视结构图。

图2-3是本发明的浓相气固流化床干法分选机供风除尘结构图。

图3是本发明的浓相气固流化床干法分选系统工艺流程图。

图1-1中：101-浮物斗式排料机；102-浮物拨料轮；103-观察口；104-密度仪；105-压链轮；106-横向螺旋输送机；107-网袋式沉物排料刮板机驱动电机；108-浮物排料口；109-导向轮；110-装配式易拆卸抗堵耐磨布风板；111-预布风室；112-网袋式沉物排料刮板机；113-张紧轮；114-沉物排料口。

图1-2中：115-浮物排料闸门。

图1-3中：116-引风口；117-循环介质给料口；118-磁精矿给料口；119-给矿口；120-网袋式沉物排料刮板机驱动电机。

图1-8中：121-端头管箍；122-微孔滤波装置；123-橡胶密封垫片；124-侧面密封橡胶；125-压力传感器。

图2-1中：201-浮物取样口；202-浮物脱介筛；205-密度仪；206-浓相气固流化床干法分选机；207-循环介质仓；208-斗提捞坑；209-运介质斗式提升机；210-干式磁选机与磁精矿仓；211-电控三通分流器；212-介质给料机；213-沉物脱介筛；214-沉物取样口；215-运矿斗式提升机；216-给矿机；217-矿物缓冲仓。

图2-2中：203-皮带输送机；204-相向螺旋输送机。

图2-3中：218-引风管道；219-除尘器；220-引风机；221-鼓风机；222-电控柜；223-风包。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的浓相气固流化床干法分选系统，包括气固流化床干法分选机、除尘器、引风机、筛分机、破碎机、鼓风机，所述气固流化床干法分选机包括布风装置、浮物排料装置、沉物排料装置和密度测量装置；所述的四种装置均安装在选机的机壳内，布风装置连接在分选机的底部，水平安装，浮物排料装置连接在分选机的上部，所述沉物排料装置包括网袋式沉物排料刮板机位于分选机下部，密度测量装置由测压传感器与配套的固定装置组成，固定在分选机中部分选区域外侧壁面上；所述的阵种装置分别承担所述浓相气固流化床干法分选机的均匀布风、运输浮物、输送沉物、测量床高与密度的功能，相互之间互不接触，独立运行。

所述的布风装置包括装配式易拆卸抗堵耐磨布风板、预布风室和引风口；所述装配式易拆卸抗堵耐磨布风板由钢基多孔护板和纤维织布叠加而成，表面平整、易清理、耐磨损，可以消除布风不均引起的大气泡对床层的扰动，提高了分选效果。将所述预布风室拆解为多个单室，便于布风结构的拆卸与更换。各单室设置了预分布器，增大气流运动阻力，保证布风均匀稳定。另外，在各单室的交界处采取密封措施，避免产生死区和漏风。所述引风口与外配引风机相连，在分选机内床层上部形成负压，可以有效引导气流方向，同时收集细粒粉尘，净化空气。

所述浮物排料装置整体位于浓相气固流化床干法分选机的上部，包括浮物拨料轮和斗式排料机；所述浮物拨料轮沿分选机纵向平行安装于床层上部，以套管和顶丝结构安装在驱动轴上，易于更换。每个拨料轮安装2～8枚叶片，叶片带有后倾角，方便叶片将浮物下压与翻腾。所述斗式排料机整体倾斜安装，分别连接浮物拨料轮与分选机一侧的浮物排料口，与浮物拨料轮配合协同工作，将浮物从入料端运输至浮物排料口排出。所述斗式排料机在两排并行输送链上间隔一定距离连接多个斗式仓体，仓体截面呈梯形，侧壁及底板布满孔隙，在运输浮物过程中完成初步脱介，可大大降低介质循环量。

所述沉物排料装置包括网袋式沉物排料刮板机和横向螺旋输送机；所述网袋式沉物排料刮板机包括：开口式连接环、输送链、万向联接器、板网和轴销；板网以刮板为支撑，为三段四轴连接方式，在长、短板网靠近链边上都有上翘的边缘以防止漏料；板网平行放置，与垂直安装的刮板连接，整体连接在并行运行的输送链上；并随之沿分选机长度方向运动，输送沉物。所述的板网孔径为1～6mm，可根据分选实际需要做一定范围调整。所述输送链通过压链轮、张紧轮、导向轮进行支撑、定位、导向与张紧；所述横向螺旋输送机位于所述网袋式沉物排料刮板机靠近分选机沉物排料段的倾斜段尾端，垂直于输送链运动方向安装；在分选过程中，沉降到床层底部的物料通过板网再次分级，板网下方的细粒物料被刮板带至分选机另一侧的沉物排料段后通过所述横向螺旋输送机向分选机两侧分流，排出机外，避免落入网袋式沉物排料刮板机回程段。

所述的输送链为圆环链、夹板链或滚子链。

所述密度测量装置包括：测压传感器和配套的固定装置，固定在分选机中部分选区域外侧壁面上。所述测压传感器是压差传感器、压力传感器或变送器。为确保测压传感器稳定工作，将其安装在固定装置中，所述的固定装置为带有头箍的金属管，前端安装微孔滤波装置，起到初步机械滤波作用。所述微孔滤波装置是烧结板、滤布或筛网。所述金属管与传感器之间充塞橡胶等弹性体，达到密封与减振效果。

基于浓相气固流化床干法分选机作为分选主机的模块化浓相气固流化床干法分选系统，明将浓相气固流化床干法分选机、原矿预处理装置、介质净化循环与密度控制装置以及供风除尘装置集成装配在同一平台，提供了一种模块化浓相气固流化床干法分选系统。

所述原矿预处理装置包括预先分级筛、检选平台、破碎机、原矿缓冲仓等装置，对矿井或储矿场来矿进行预先分级、除杂(大块脉石、铁器、木棒、塑料等杂物)、破碎作业后进入原矿缓冲仓备选。所述预先分级筛布置在所述检选平台上部，所述检选平台承接预先分级筛的筛上产品；所述破碎机位于检选平台的下游，将大块矿石破碎到合格粒级后给入下游的原矿缓冲仓。

所述浓相气固流化床干法分选机位于原矿预处理装置的下游。经过预处理之后的原矿自原矿缓冲仓经下游的给矿机均匀给入到分选机中，在一定密度的流化床层作用下实现密度与粒度离析，产生轻产物(浮物)与重产物(沉物)并排出机外。

所述介质净化循环与密度控制装置位于浓相气固流化床干法分选机的下游。所述介质净化循环与密度控制装置是通过脱介筛、干式磁选机和分流装置及时净化与回收自分选机中排出的加重质，并根据密度测量装置实时监测到的分选机内的床层密度与高度，通过控制介质循环量与净化比例调节床层参数，使其符合分选要求。所述脱介筛分别安装在所述浓相气固流化床干法分选机的浮物与沉物排料口下方，承接自排料口排出的分选后的产品；所述分流装置位于脱介筛下游，承接脱介筛筛下介质并将一部分介质分流进入所述干式磁选机；所述密度测量装置固定在分选机中部分选区域外侧壁面上，实时测量分选机内的床层密度与高度。

所述供风除尘装置由鼓风机、引风机、除尘器、风包及配套管路组成，具备供风和除尘两个功能，即为选矿设备提供足够的流化气流，同时收集分选系统在工作过程中产生的粉尘，避免粉尘污染。所述鼓风机、风包、浓相气固流化床干法分选机的布风装置三部分通过配套管路顺序连接；所述除尘器、引风机、浓相气固流化床干法分选机的顶部引风口通过管路依次顺序连接。

如图3所示，浓相气固流化床干法分选系统的分选工艺，步骤如下：

a.待选矿物经预先筛分、除杂、破碎、分级后，进入原矿缓冲仓备选；

b.供风装置通过鼓风机引入空气给入风包形成一定压力，自风包排出的压缩空气供给浓相气固流化床干法分选机，自分选机底部的布风装置给入；

c.原矿缓冲仓中的待选矿物经给矿机均匀给入浓相气固流化床干法分选机，经分离得到轻产物(浮物)与重产物(沉物)，分别通过脱介筛脱除介质后成为精矿与尾矿；

d.分选产品脱除的加重质通过分流器分流，一部分进入干式磁选机去除其中的非磁性物(矿粉、黏土等)后得到磁性物精矿，回流进入分选机；另一部分加重质直接循环使用；所述的加重质为钒铁矿、磁铁矿、锆石、硅铁矿、碳酸钙、玻璃珠，以适应不同矿物的分选密度要求；

e.密度控制装置测量得到分选机内流化床层的高度和密度，根据测量值与目标值偏差调节循环介质分流量、磁精矿与循环介质的给料量，实现对流化床层高度和密度的控制；

f.浓相气固流化床干法分选系统在工作过程中产生的粉尘主要源于细粒矿粉和加重质，通过引风除尘装置回收、循环。

所述浓相气固流化床干法分选机包括布风装置、浮物排料装置、沉物排料装置与密度测量装置。所述的四种装置均安装在分选机的机壳内，布风装置连接在分选机的底部，水平安装，浮物排料装置连接在分选机的上部，所述沉物排料装置包括网袋式沉物排料刮板机位于分选机下部，密度测量装置由测压传感器与配套的固定装置组成，固定在分选机中部分选区域外侧壁面上；所述的四种装置分别承担所述浓相气固流化床干法分选机的均匀布风、运输浮物、输送沉物、测量床高与密度的功能，相互之间互不接触，独立运行。

图1-1、图1-2至图1-7所示，所述布风装置包括：装配式易拆卸抗堵耐磨布风板110、预布风室111和引风口116；装配式易拆卸抗堵耐磨布风板110水平安装在预布风室111的顶部，封住预布风室111的上部端口，连接预布风室111与分选机下部机壳；引风口116位于分选机顶部，连接引风管道，将分选机内部气流释放进入引风除尘装置。

所述浮物排料装置包括：浮物斗式排料机101、浮物拨料轮102、浮物排料口108和浮物排料闸门115。

所述浮物拨料轮102沿分选机纵向平行安装于床层上部，以套管和顶丝结构安装在驱动轴上；斗式排料机101整体倾斜安装，分别连接浮物拨料轮102与分选机一侧的浮物排料口108；浮物排料闸门115安装在浮物排料口108尾端，垂直于浮物排料口108中料流运动方向。

所述沉物排料装置包括：压链轮105、横向螺旋输送机106、网袋式沉物排料刮板机驱动电机107、导向轮109、网袋式沉物排料刮板机112、张紧轮113和沉物排料口114。

所述网袋式沉物排料刮板机112位于分选机下部，包含两条并行运行的输送链，两条输送链分别呈闭合回路竖直安装在分选机中；输送链回路上部为水平张紧段，下部为水平疏松段，两侧分别为内倾斜段与外倾斜段，外倾斜段分别靠近分选机两端的排料口108与114；压链轮105位于输送链水平张紧段的靠近沉物排料口114的转向处，底部与输送链接触；导向轮109位于输送链靠近浮物排料口108的内倾斜段与外倾斜段转换处，顶部与输送链接触；张紧轮113位于输送链靠近沉物排料口114的水平疏松段与外倾斜段转换处，底部与输送链接触；横向螺旋输送机106位于网袋式沉物排料刮板机112靠近分选机沉物排料段的倾斜段尾端，垂直于输送链运动方向安装；网袋式沉物排料刮板机驱动电机107安装在分选机顶部，固定住外侧机壳上，通过传送装置连接网袋式沉物排料刮板机112的驱动轮；沉物排料口114位于分选机一侧，与浮物排料机108相对称。

图1-8所示，所述密度测量装置包括：端头管箍121、微孔滤波装置122、橡胶密封垫片123、侧面密封橡胶124和压力传感器125。

端头管箍121位于密度仪端头，其内侧嵌装微孔滤波装置122；压力传感器125端头顶靠微孔滤波装置122，之间夹有橡胶密封垫片123；侧面密封橡胶124环绕压力传感器125端头外侧安装。

其它配套装置有：观察口103、循环介质给料口117、磁精矿给料口118和给矿口119。

观察口103位于分选机前侧外壳中部，依次分布于拨料轮轴中间；循环介质给料口117、磁精矿给料口118和给矿口119均位于分选机顶端，沿分选机长度方向顺序排布。

从循环介质给料口117与磁精矿给料口118输入加重介质后，由装配式易拆卸抗堵耐磨布风板110与预布风室111将来自鼓风机的压缩空气均匀分布，并作用于加重质形成具有目标分选密度的流化床层。待选矿物通过给矿口119均匀给入到分选主机后，浮物拨料轮102在调速电机驱动下将入料下压并前拨，使入料进入分选区域按密度分层。低密度矿物上浮成为浮物，高密度矿物下沉成为沉物。浮物在浮物拨料轮102的驱动下运动到斗式排料机101底部，连续运转的斗式排料机101不断装填堆积在其底部的浮物并运输至浮物排料口108排出。沉物下落到网袋式沉物排料刮板机112上，运输至沉物排料端114排出。同时，穿过网袋板网孔隙沉降到底部的细粒物料由刮板运输至横向螺旋输送机106上，再分送两端与大块沉物混合后由沉物排料口114排出，完成原矿的分离过程。分选过程中，通过密度仪104实时监测床层密度与高度。密度仪104固定在分选机分选区域侧壁上，各个密度仪安装高度、沿分选机长度方向间距以及传感器探头深入床层内部距离各不相同，从而可以探测到床层密度的立体分布情况。所述测压传感器可以是压差传感器、压力传感器与变送器。为确保测压传感器稳定工作，将其安装在带有头箍的金属管中，前端安装微孔滤波装置122，起到初步机械滤波作用。金属管与传感器之间充塞橡胶等弹性体123、124，达到密封与减振效果。

分选机两侧上室部设有观察口103，可清楚地观察分选机内各室床层流化情况。整机分为上室部和下室部，通过周边法兰连接。在分选机机顶部开有大面积引风口116、循环介质给料口117与磁精矿给料口118，兼具检修孔功能，压链轮105、导向轮109、张紧轮113等与排料装置可随上室部整体起吊，便于分选机内部机构的安装、检修。采用新型装配式易拆卸抗堵耐磨布风板110，大大减少布风机构维修工作量。

图2-1、图2-2、图2-3所示，基于浓相气固流化床干法分选机的模块化分选系统，由循环介质仓207、矿物缓冲仓217、给矿机216、浓相气固流化床干法分选机206、浮物脱介筛202、沉物脱介筛213、皮带输送机203、相向螺旋输送机204、斗提捞坑208、运介质斗式提升机209、运矿斗式提升机215、电控三通分流器211、干式磁选机与磁精矿仓210、介质给料机212、密度仪205、浮物取样口201、沉物取样口214、除尘器219、引风机220、鼓风机221、电控柜222、风包223及配套管路、溜槽与线路组成。

具体工艺流程：

由于地质条件、成矿原因与开采方式的差异，不同矿物的在粒度、密度组成以及可选性上波动较大，为适应不同矿物的高效分选及不同用户的产品要求，相应地需要采取不同的操作参数与加重质(钒铁矿、磁铁矿、锆石等)。

下面以煤炭为例，详细介绍基于模块化浓相气固流化床干法分选系统的干法选矿工艺流程：矿井或储煤场来煤首先给入孔径为100mm的分级筛，经初步筛分后，筛上物即+100mm原煤经破碎机破碎至-100mm，与筛下原煤混合后给入到6mm分级筛再次分级，-6mm原煤作为粉煤运走，筛上物即100～6mm原煤给入煤缓冲仓217备选。细粒固体加重质经循环介质仓207给入主机后，在经均匀布风后的上升气流的作用下，形成具有似流体特性的气-固两相流。通过给煤机216均匀给入浓相气固流化床干法分选机206的待选原煤在气-固两相流床层中受到流化床层整体密度的浮力作用，从而按照床层密度分层，小于床层密度的物料上浮成为轻产物(浮物)，大于床层密度的物料下沉成为重产物(沉物)，分层后的轻重产物分别通过排料机构排出，完成分选过程。在分选过程中，通过密度仪205实时监测浓相气固流化床干法分选机206中分选床层的密度与高度，并及时反馈并调节电控三通分流器211的操作参数，确保分选机内床层密度与高度符合分选要求。重产物和轻产物分别给入到分级粒度为2mm的浮物脱介筛202和沉物脱介筛213，脱除分选产品自分选机中带出的介质与细粒煤粉(-2mm)后得到尾煤和精煤。浮物脱介筛202和沉物脱介筛213脱除的加重质混合后通过电控三通分流器211重新分流，一部分作为合格介质给入到循环介质仓207备用。另一部分脱介筛脱除的加重质进入通过介质给料机212均匀给入干式磁选机210，去除其中的非磁性物(煤粉、黏土等)后得到磁性物精矿，给入到磁精矿介质仓，以备浓相气固流化床干法分选机206使用。当系统运行时间过长，介质损耗过大时，需要向磁精矿介质仓中补加磁性物以避免分选机中床层密度过度波动。循环介质分流量、磁精矿与循环介质的给料量根据密度仪205反馈的分选机内流化床层的高度和密度进行调节，实现对流化床层高度和密度的控制。

供风部分包括除尘器219、引风机220、鼓风机221、风包223及配套管路，为整套模块化浓相气固流化床干法分选系统提供空气动力；除尘部分是满足环保要求的必备设备，分选系统在工作过程中产生的粉尘主要源于细粒煤粉和加重质，通过除尘器219、引风机220等对其收集并进行工业分析，如果有用成分较多可以送回系统循环利用。

分选系统得到的产品为精煤、尾煤和粉煤，可根据各产品质量与用户需求灵活搭配销售与应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明。在不脱离本发明原理的前提下，本发明可以有各种变化和更改，所有对本发明的修改和等同变换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种浓相气固流化床干法分选系统，包括气固流化床干法分选机、筛分机、破碎机、除尘器、引风机、鼓风机，其特征是：所述气固流化床干法分选机包括布风装置、浮物排料装置、沉物排料装置和密度测量装置；所述的四种装置均安装在分选机的机壳内，布风装置连接在分选机的底部，水平安装，浮物排料装置连接在分选机的上部，所述沉物排料装置位于分选机下部，包括网袋式沉物排料刮板机与横向螺旋输送机；密度测量装置由测压传感器与配套的固定装置组成，固定在分选机中部分选区域外侧壁面上；所述的四种装置分别承担所述浓相气固流化床干法分选机的均匀布风、运输浮物、输送沉物、测量床高与密度的功能，相互之间互不接触，独立运行；

所述的布风装置包括装配式易拆卸抗堵耐磨布风板、预布风室和引风口；所述装配式易拆卸抗堵耐磨布风板由钢基多孔护板和纤维织布叠加而成，预布风室为多个单室，各单室设置预分布器，在各单室的交界处采取密封措施；所述引风口与外配引风机相连，在分选机内床层上部形成负压，可以有效引导气流方向，同时收集细粒粉尘，净化空气；

所述的输送链为圆环链、夹板链或滚子链；

其特征是：所述浮物排料装置包括：浮物拨料轮和斗式排料机；所述浮物拨料轮沿分选机纵向平行安装于床层上部，以套管和顶丝结构安装在驱动轴上，每个拨料轮安装2~8枚叶片，叶片带有后倾角，所述斗式排料机整体倾斜安装，分别连接浮物拨料轮与分选机一侧的浮物排料口，与浮物拨料轮配合协同工作，所述斗式排料机在两排并行输送链上间隔一定距离连接多个斗式仓体，仓体截面呈梯形，侧壁及底板布满孔隙。

2.根据权利要求1所述浓相气固流化床干法分选系统，其特征是：所述沉物排料装置包括网袋式沉物排料刮板机和横向螺旋输送机；所述网袋式沉物排料刮板机包括：开口式连接环、输送链、万向联接器、板网和轴销；板网以刮板为支撑，为三段四轴连接方式，在长、短板网靠近链边上都有上翘的边缘；板网平行放置，与垂直安装的刮板连接，整体连接在并行运行的输送链上；所述的板网孔径为1~6mm，所述输送链通过压链轮、张紧轮、导向轮进行支撑、定位、导向与张紧；所述横向螺旋输送机位于所述网袋式沉物排料刮板机靠近分选机沉物排料段的倾斜段尾端，垂直于输送链运动方向安装。

3.根据权利要求1所述浓相气固流化床干法分选系统，其特征是：所述密度测量装置包括：测压传感器和固定装置，所述测压传感器是压差传感器、压力传感器或变送器；测压传感器安装在固定装置中，所述的固定装置为带有头箍的金属管，前端安装微孔滤波装置，金属管与传感器之间充塞橡胶弹性体；所述微孔滤波装置包括烧结板、滤布或筛网。

4.根据权利要求1所述系统的浓相气固流化床干法分选工艺，其特征在于包括如下步骤：

a.待选矿物经预先筛分、除杂、破碎、分级后，进入原矿缓冲仓备选；

b.供风装置通过鼓风机引入空气给入风包形成压力，自风包排出的压缩空气供给浓相气固流化床干法分选机，自分选机底部的布风装置给入；

c.原矿缓冲仓中的待选矿物经给矿机均匀给入浓相气固流化床干法分选机，经分离得到轻产物与重产物，分别通过脱介筛脱除介质后成为精矿与尾矿；

d.分选产品脱除的加重质通过分流器分流，一部分进入干式磁选机去除其中的非磁性物后得到磁性物精矿，回流进入分选机；另一部分加重质直接循环使用；

e.密度控制装置测量得到分选机内流化床层的高度和密度，根据测量值与目标值偏差调节循环介质分流量、磁精矿与循环介质的给料量，实现对流化床层高度和密度的控制；

f.浓相气固流化床干法分选系统在工作过程中产生的粉尘主要源于细粒矿粉和加重质，通过引风除尘装置回收、循环。

5.根据权利要求4所述的浓相气固流化床干法分选工艺，其特征在于：所述的加重质为钒铁矿、磁铁矿、锆石、硅铁矿、碳酸钙、玻璃珠，以适应不同矿物的分选密度要求。