CN108906340A - 一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于浮选技术领域，具体涉及一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法，解决了慢浮煤粒在与快浮煤粒相同的调浆和浮选条件下，难以获得满意的分选工艺效果，致使整体浮选工艺效果较差的问题，包括高剪切调浆槽、一段粗选浮选机组、中矿箱、矿浆泵、矿浆空化器组、压缩空气及其系统、二段扫选浮选机组。本发明提供了一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法，依据煤泥可浮性变化采用不同调浆方法的高效浮选工艺技术，这种技术方法实现了在入浮煤质变化和入浮浓度变化条件下，可同时满足慢浮煤粒和快浮煤粒的浮选要求，有效提高煤泥浮选工艺系统的分选工艺效果，降低浮选药剂用量。

Description

一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法
技术领域
本发明属于浮选技术领域，具体涉及一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法。
背景技术
浮选技术是最为经济有效且广泛应用的微细粒煤泥精选方法，随着采煤机械化程度的提高，井下煤层地质条件复杂多变，选煤厂原料煤中的煤泥量越来越多，煤泥平均粒度越来越细，煤质复杂多变，多种煤入洗成为常态，常规的单段调浆单段浮选工艺已经难以满足选煤厂煤质条件变化对煤泥分选工艺效果的需求，更重要的是，入浮煤泥可浮性分布具有非线性特征，单段调浆单段浮选工艺可以满足快浮煤粒的调浆分选要求，对于慢浮煤粒，由于需要更强烈的调浆和浮选动力学要求，在与快浮煤粒相同的调浆和浮选条件下，难以获得满意的分选工艺效果，致使整体浮选工艺效果较差。因而，开发高效且能满足选煤厂入选煤质复杂多变条件下的煤泥浮选工艺技术对提高选煤厂技术经济效益具有重要的现实意义。
目前我国选煤厂普遍采用单段调浆单段浮选工艺，在遇到高灰细泥含量高，煤质复杂多变，入浮浓度高且变动范围大的工况条件时，浮选工艺效果难以满足资源有效回收和技术经济效益的要求，具体表现为：分选精度低，精煤灰分高而尾煤灰分低；浮选药剂用量大；灰分合格的浮选精煤产率低，尾矿带煤严重，稀缺煤种资源浪费严重。
综上所述，针对煤泥浮选工业实践出现的技术难题，是否存在一种可依据煤泥可浮性变化采用不同调浆方法的高效浮选工艺，同时有效提高煤泥浮选工艺对复杂多变煤质条件和入浮浓度变化的适应性，且能降低煤泥浮选药剂用量，提高煤泥浮选选择性和分选精度的浮选方法，就显得极其重要。
发明内容
本发明为了解决煤泥浮选工艺中慢浮煤粒由于需要更强烈的调浆和浮选动力学要求，在与快浮煤粒相同的调浆和浮选条件下，难以获得满意分选效果的问题，提供了一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统，包括高剪切调浆槽、一段粗选浮选机组、中矿箱、矿浆泵、矿浆空化器组、压缩空气及其系统、二段扫选浮选机组，所述的矿浆空化器组包括入料锥段、出料锥段和若干矿浆空化器单元，所述的高剪切调浆槽与一段粗选浮选机组连接，所述的一段粗选浮选机组和二段扫选浮选机组间设置有中矿箱，所述的中矿箱通过管道与矿浆泵的入口连接，所述的矿浆泵的出口通过管道与矿浆空化器组的入料锥段连接，所述的矿浆空化器组的出料锥段通过管道均匀分配到二段扫选浮选机组各个浮选机室的浮选机叶轮吸浆口位置，所述的矿浆空化器组的入料锥段设置有压缩空气接入管，所述的压缩空气接入管与压缩空气及其系统连接。
所述的矿浆空化器单元采用流体动力学空化原理，其结构特征参数范围如下：入口直径为喉管直径的3～4倍，喉管长度为喉管直径的2～4倍，入口段锥角为20～30°，出口段锥角为10～20°。
浮选入料煤泥水首先经过高剪切调浆槽预矿化后进入一段粗选浮选机组，一段粗选浮选机组尾矿经过压缩空气及其系统的预充气和矿浆空化器组预处理后进入二段扫选浮选机组；经过一段粗选浮选机组处理的尾矿由中矿箱通过管道接入矿浆泵的入口，矿浆泵的出口通过管道接入矿浆空化器组的入料锥段，由于在一段粗选浮选机组作用下易浮颗粒已浮出，进入矿浆空化器组的颗粒为可浮性差的难浮颗粒，为了强化难浮颗粒与气泡的矿化附着，矿浆空化器单元通过压缩空气接入管掺入压缩空气处理后，使得溶解在矿浆中的气体在煤粒表面疏水选择性成核析出，而表面附着有微纳米气泡的煤粒在浮选机中与浮选机充气搅拌机构产生的大气泡发生碰撞矿化，矿化气泡升浮至浮选机泡沫层完成浮选过程。
经过一段粗选浮选机组处理的尾矿经由矿浆空化器组预处理后进行二段浮选扫选作业，矿浆空化器组的入料压力范围为0.1～0.3Mp，预充气压缩空气压力范围为0.35～0.5 Mp。
本发明相比现有技术具有的特定技术特征及有益效果是：
本发明提供了一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统与实现方法，依据煤泥可浮性变化采用不同调浆方法的高效浮选工艺技术，这种技术方法实现了在入浮煤质变化和入浮浓度变化条件下，可同时满足慢浮煤粒和快浮煤粒的浮选要求，有效提高煤泥浮选工艺系统的分选工艺效果，降低浮选药剂用量。本发明方法经过初步测试，证实该浮选工艺达到了良好的效果，对于开发高效且能满足选煤厂入选煤质复杂多变条件下的煤泥浮选工艺技术对提高选煤厂技术经济效益具有重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明系统的工艺流程示意图；
图2为图1中矿浆空化器组的结构示意图；
图3为图2中矿浆空化器单元的结构示意图。
图中：1-高剪切调浆槽，2-一段粗选浮选机组，3-中矿箱，4-二段扫选浮选机组，5-矿浆泵，6-压缩空气及其系统，7-矿浆空化器组，8-矿浆空化器单元，9-入料锥段，10-压缩空气接入管，11-出料锥段。
具体实施方式
参照图1～图3对本发明进行进一步阐述，一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统，包括高剪切调浆槽1、一段粗选浮选机组2、中矿箱3、矿浆泵5、矿浆空化器组7、压缩空气及其系统6、二段扫选浮选机组4，矿浆空化器组7包括入料锥段9、出料锥段11和若干矿浆空化器单元8，高剪切调浆槽1与一段粗选浮选机组2连接，一段粗选浮选机组2和二段扫选浮选机组4间设置有中矿箱3，中矿箱3通过管道与矿浆泵5的入口连接，矿浆泵5的出口通过管道与矿浆空化器组7的入料锥段9连接，矿浆空化器组7的出料锥段11通过管道均匀分布到二段扫选浮选机组4各个浮选机室的浮选机叶轮吸浆口位置，矿浆空化器组7的入料锥段9设置有压缩空气接入管10，压缩空气接入管10与压缩空气及其系统6连接。矿浆空化器单元8采用流体动力学空化原理，其结构特征参数范围如下：入口直径为喉管直径的3～4倍，喉管长度为喉管直径的2～4倍，入口段锥角为20～30°，出口段锥角为10～20°。
浮选入料煤泥水首先经过高剪切调浆槽1预矿化后进入一段粗选浮选机组2，一段粗选浮选机组2尾矿经过压缩空气及其系统6的预充气和矿浆空化器组7预处理后进入二段扫选浮选机组4；经过一段粗选浮选机组2处理的尾矿由中矿箱3通过管道接入矿浆泵5的入口，矿浆泵5的出口通过管道接入矿浆空化器组7的入料锥段9，由于在一段粗选浮选机组2作用下易浮颗粒已浮出，进入矿浆空化器组7的颗粒为可浮性差的难浮颗粒，为了强化难浮颗粒与气泡的矿化附着，矿浆空化器单元8通过压缩空气接入管10掺入压缩空气处理后，使得溶解在矿浆中的气体在煤粒表面疏水选择性成核析出，而表面附着有微纳米气泡的煤粒在浮选机中与浮选机充气搅拌机构产生的大气泡发生碰撞矿化，矿化气泡升浮至浮选机泡沫层完成浮选过程。
经过一段粗选浮选机组2处理的尾矿经由矿浆空化器组7预处理后进行二段浮选扫选作业，矿浆空化器组7的入料压力范围为0.1～0.3Mp，预充气压缩空气压力范围为0.35～0.5 Mp。
其中，高剪切调浆槽1可利用常规矿浆预处理器进行替代。经过一段粗选浮选机组2浮选的尾矿经由矿浆空化器组7预处理后通过管道连接到二段扫选浮选机组4中第一个浮选机室的浮选搅拌叶轮吸浆口位置，或均匀分配到二段扫选浮选机组4的每一个浮选机室的浮选搅拌叶轮吸浆口位置。

Claims (4)

1.一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统，其特征在于：包括高剪切调浆槽（1）、一段粗选浮选机组（2）、中矿箱（3）、矿浆泵（5）、矿浆空化器组（7）、压缩空气及其系统（6）、二段扫选浮选机组（4），所述的矿浆空化器组（7）包括入料锥段（9）、出料锥段（11）和若干矿浆空化器单元（8），所述的高剪切调浆槽（1）与一段粗选浮选机组（2）连接，所述的一段粗选浮选机组（2）和二段扫选浮选机组（4）间设置有中矿箱（3），所述的中矿箱（3）通过管道与矿浆泵（5）的入口连接，所述的矿浆泵（5）的出口通过管道与矿浆空化器组（7）的入料锥段（9）连接，所述的矿浆空化器组（7）的出料锥段（11）通过管道均匀分配到二段扫选浮选机组（4）各个浮选机室的浮选机叶轮吸浆口位置，所述的矿浆空化器组（7）的入料锥段（9）设置有压缩空气接入管（10），所述的压缩空气接入管（10）与压缩空气及其系统（6）连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺系统，其特征在于：所述的矿浆空化器单元（8）采用流体动力学空化原理，其结构特征参数范围如下：入口直径为喉管直径的3～4倍，喉管长度为喉管直径的2～4倍，入口段锥角为20～30°，出口段锥角为10～20°。
3.一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺的实现方法，其特征在于：浮选入料煤泥水首先经过高剪切调浆槽（1）预矿化后进入一段粗选浮选机组（2），一段粗选浮选机组（2）尾矿经过压缩空气及其系统（6）的预充气和矿浆空化器组（7）预处理后进入二段扫选浮选机组（4）；经过一段粗选浮选机组（2）处理的尾矿由中矿箱（3）通过管道接入矿浆泵（5）的入口，矿浆泵（5）的出口通过管道接入矿浆空化器组（7）的入料锥段（9），由于在一段粗选浮选机组（2）作用下易浮颗粒已浮出，进入矿浆空化器组（7）的颗粒为可浮性差的难浮颗粒，为了强化难浮颗粒与气泡的矿化附着，矿浆空化器单元（8）通过压缩空气接入管（10）掺入压缩空气处理后，使得溶解在矿浆中的气体在煤粒表面疏水选择性成核析出，而表面附着有微纳米气泡的煤粒在浮选机中与浮选机充气搅拌机构产生的大气泡发生碰撞矿化，矿化气泡升浮至浮选机泡沫层完成浮选过程。
4.根据权利要求3所述的一种复合阶段调浆煤泥高效浮选工艺的实现方法，其特征在于：所述的经过一段粗选浮选机组（2）处理的尾矿经由矿浆空化器组（7）预处理后进行二段浮选扫选作业，矿浆空化器组（7）的入料压力范围为0.1～0.3Mp，预充气压缩空气压力范围为0.35～0.5 Mp。
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