CN109046755B - 一种弃矸全量处理利用的生产加工系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弃矸全量处理利用的生产加工系统及其工艺，属于煤炭、砂石建材、选矿、环保的技术领域，所述弃矸加料仓的出料口与分离机的进料口连接，分离机分别与跳汰机、洗煤机和输送机的进料口连接，输送机的出料口与初破碎机的进料口连接，初破碎机的出料口连接有选择性破碎机；所述洗煤机与所述筛分脱水筛的进料口连接；所述筛分脱水筛分别与所述选择性破碎机和第一破碎机的进料口连接，第一破碎机的出料口连接有洗砂机；所述选择性破碎机分别连接有打沙机和第二破碎机；所述跳汰机与所述洗砂机的进料口连接，以达到“洗选两分法”处理加工利用弃矸，实用简捷可行，实现弃矸全量综合资源化利用一体化解决方案的目的。
Description
技术领域
本发明属于煤炭、砂石建材、选矿、环保的技术领域，具体而言，涉及一种弃矸全量处理利用的生产加工系统及其工艺。
背景技术
弃矸通常是指不能被直接消化利用，并通过采煤洗煤企业等排弃至弃矸库(场)堆积形成的矿山固体废弃矸石。全量通常是指某弃矸产出点，产出与原有堆存全数量全组份资源化处理综合利用，同步消化产出，附带逐渐消化堆存。
我国弃矸石产量占原煤产量的15％-20％，目前，堆积存量已达到70亿吨，占地面积约70平方公里，且每年以1.5亿吨的速度增长，占我国工业固体废弃物总量40％以上。弃矸堆存占地仅为一弊，同时，自燃扬尘污染空气环境，污染地下水，形成滑坡溃坝等地灾，同时，国家不再划地批建永久堆存弃矸库，采洗煤企业最终会因为胀库，无处排矸而不得不关停。因此，涉及环保、安全、煤炭能源产出，消化利用弃矸刻不容缓！亟待解决这一重大课题。
目前，处理消化弃矸缺乏技术手段和设备支持，规范规模工业化、资源化综合处理利用，尚未见报道。单组份减量化利用偶有进行，而全量大宗弃矸填埋则属于非资源化消化。
之所以弃矸长期以来形成堆积不能处理利用，无计可施，主要问题是认知误区。一方面是认为弃矸有泥化成份，无法洗选加工；另一方面，是被弃矸复杂的成份所困，无从下手。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种弃矸全量处理利用的生产加工系统及其工艺以达到“洗选两分法”处理加工利用弃矸，实用简捷可行，实现弃矸全量综合资源化利用一体化解决方案的目的。
本发明所采用的技术方案为：一种弃矸全量处理利用的生产加工系统，包括弃矸加料仓、分离机、跳汰机、洗煤机、输送机、筛分脱水筛、初破碎机和第一破碎机，所述弃矸加料仓的出料口与分离机的进料口连接，分离机设有第一出料口、第二出料口和第三出料口，且三者分别与跳汰机的进料口、洗煤机的进料口和输送机的进料口连接，输送机的出料口与初破碎机的进料口连接，初破碎机的出料口连接有选择性破碎机；所述洗煤机设有一级出料口、二级出料口和三级出料口，且二级出料口与所述筛分脱水筛的进料口连接；所述筛分脱水筛设有第一筛分出口和第二筛分出口，且两者分别与所述选择性破碎机和第一破碎机的进料口连接，第一破碎机的出料口连接有洗砂机；所述选择性破碎机设有第一破碎出口和第二破碎出口，且两者分别连接有打沙机和第二破碎机；所述跳汰机设有一段出料口、二段出料口和三段出料口，且二段出料口与所述洗砂机的进料口连接。
进一步地，所述输送机采用手选带式输送机，手选带式输送机的首端与所述第三出料口连接，其尾端与所述初破碎机的进料口连接。
进一步地，所述跳汰机配设有与其配套使用的旋流器。
进一步地，还包括压滤脱水机，所述洗煤机的三级出料口、跳汰机的三段出料口和洗砂机的泥水排出口均与所述压滤脱水机的进料口连接。
进一步地，所述跳汰机设为梯形跳汰机。
本发明还提供了一种弃矸全量处理利用的生产加工工艺，其具体的工艺内容如下：
(1)将弃矸投入至弃矸加料仓内，弃矸加料仓向分离机内给料；
(2)分离机将弃矸分为小直径类弃矸、中直径类弃矸和大直径类弃矸，且小直径类弃矸投入至跳汰机的进料口，中直径类弃矸投入至洗煤机，大直径类弃矸投入至手选带式输送机；
(3)跳汰机将小直径类弃矸进行跳汰分选，跳汰机的一段出料口分离出硫精矿，跳汰机的二段出料口分离出末煤和泥沙混合物，跳汰机的三段出料口分离出泥浆混合物；
洗煤机对中直径类弃矸进行洗选处理，洗煤机的一级出料口洗选出精煤和中煤混合物，洗煤机的二级出料口洗选出混矸石，洗煤机的三级出料口洗选出泥浆混合物；
手选带式输送机在大直径类弃矸中挑选出中煤和硫精矿，同时，将大直径类弃矸传输至初破碎机中；
(4)将(3)中通过跳汰机分离出的末煤和泥沙混合物投入至洗砂机中，同时，将通过洗煤机洗选出的混矸石投入至筛分脱水筛中；经筛分脱水筛筛分出小直径混矸石和大直径混矸石，小直径混矸石经破碎后投入至洗砂机中，洗砂机分离出水洗砂和泥浆混合物；
将大直径混矸石和初破碎机的加工产物均排放至选择性破碎机中，选择性破碎机进行破碎加工后，分离出硬质矸石和软质矸石，并将软质矸石投入至打沙机中，同时，将硬质矸石继续通过破碎机进行破碎加工；
(5)将洗煤机产生的泥浆混合物、跳汰机产生的泥浆混合物以及洗砂机产生的泥浆混合物均投入至压滤脱水机中。
进一步地，所述弃矸加料仓通过频调速给料机对分离机的进料口进行稳定给料。
进一步地，所述小直径类弃矸、中直径类弃矸和大直径类弃矸的直径范围分别为0-4mm、4-40mm和40-100mm；所述小直径混矸石和大直径混矸石的直径范围分别为4-15mm和15-40mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明所采用的弃矸全量处理利用的生产加工系统，在实际生产工艺中，能够处理消化弃矸并产出制品的达标，生产成本低，综合经济效益良好，且组成该生产加工系统的各个设备能够稳定运行，以最终实现弃矸建材化全量利用。
2.在本发明提供的生产加工系统中通过分离机将弃矸进行分离为裂解沙化、粉化和非泥化，可进行水洗选别，以针对分离后不同直径范围的弃矸石进行分类处理，改变现有技术中对弃矸无法进行洗选加工的错误认知；通过选择性破碎机将弃矸石分为两类：即软性弃矸和硬性弃矸，通过打沙机和破碎机分别对软性弃矸和硬性弃矸进行处理加工，几乎为所有产煤弃矸(不分地域矿点)在建材利用方面提供了捷径。其通过生产实践证明，“洗选两分法”处理加工利用弃矸，实用简捷可行。
3.在本发明所提供的弃矸全量处理利用的生产加工工艺中，对弃矸在加工中通过打沙机、破碎机、慢速洗砂机、跳汰机、洗煤机、压滤脱水机的加工处理，可得到粉糊砌砖沙、混泥土石子、混泥土中沙、建筑水洗砂、商品硫精矿、成品洗精煤、电煤用中煤、砖厂用泥煤，可将弃矸进行全量利用；同时，本发明所提供的弃矸全量处理利用的生产加工工艺可与现有采煤工艺流程进行良好衔接，实现真正的绿色矿山，无弃矸采煤；推广应用生产加工工艺，可以遏制国土上最大体量的固废弃矸堆存量增长，最终消除弃矸堆存，还地与子孙；同时，还可以减少沙石料矿山开采，节约资源，保护环境。
附图说明
图1是本发明提供的弃矸全量处理利用的生产加工系统的设备连接结构图；
图2是本发明提供的弃矸全量处理利用的生产加工工艺的工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1所示，本发明提供了一种弃矸全量处理利用的生产加工系统，包括弃矸加料仓1、分离机2、跳汰机3、洗煤机4、输送机5、筛分脱水筛7、初破碎机6和第一破碎机9，所述弃矸加料仓1的出料口与分离机2的进料口连接，分离机2主要用于强制裂解沙化粉化，以将不同直径范围的弃矸进行分选，分离机2设有第一出料口、第二出料口和第三出料口，且第一出料口、第二出料口和第三出料口分别与跳汰机3的进料口、洗煤机4的进料口和输送机5的进料口连接，输送机5的出料口与初破碎机6的进料口连接，初破碎机6对第三出料口产生较大直径范围的弃矸进行初步破碎，初破碎机6的出料口连接有选择性破碎机8，选择性破碎机8能够分离出软质矸石(即压碎值低的)和硬质矸石(即压碎值高的)。
所述洗煤机4设有一级出料口、二级出料口和三级出料口，且二级出料口与所述筛分脱水筛7的进料口连接，在实际生产过程中，一级出料口主要排放出精煤和中煤(产生的精煤和中煤可直接分层排出)、二级出料口主要排放出矸石和三级出料口主要排放出泥浆(由于弃矸中含有大量的泥沙，泥浆在洗煤加工过程中产生)；所述筛分脱水筛7设有第一筛分出口和第二筛分出口，且第一筛分出口和第二筛分出口分别与所述选择性破碎机8的进料口和第一破碎机9的进料口连接，第一破碎机9的出料口连接有洗砂机10，洗砂机10采用慢速洗砂机10，洗砂机10在加工处理后，可直接产生建筑水洗砂，由于弃矸中含有泥沙，在洗砂机10进行洗砂过程中会产生泥浆。
所述选择性破碎机8设有第一破碎出口和第二破碎出口，且第一破碎出口和第二破碎出口分别连接有打沙机13和第二破碎机12，打沙机13加工处理之后能够产生粉糊砌砖沙，而第二破碎机12在加工处理之后能够产生混泥土石子和混泥土中砂；所述跳汰机3设有一段出料口、二段出料口和三段出料口，且二段出料口与所述洗砂机10的进料口连接，一段出料口、二段出料口和三段出料口分别产出精矿、末煤和砂的混合物、泥浆，同理，跳汰机3在加工过程中的主要介质为水，而弃矸中含有大量的泥沙，因此，跳汰机3的三段出料口为产出大量的泥浆。在本实施例中，所述弃矸加料仓1、分离机2、跳汰机3、洗煤机4、输送机5、筛分脱水筛7、选择性破碎机8、打沙机13、初破碎机6、第一破碎机9、第二破碎机12、洗砂机10、压滤脱水机11均是采用的现有市面上的常规设备，在此不在赘述。优选的，在弃矸加料仓1的出料口连接有变频调速给料机的进料口，变频调速给料机的出料口对分离机2的进料口进行稳定给料。所述第一出料口、第二出料口和第三出料口分别用于分离出的0-4mm的弃矸混合物、4-40mm的弃矸混合物以及40-100mm的弃矸混合物，通过在分离机2的内部设置不同孔径大小的筛网进行分离。为配合整个加工生产工艺的顺利进行，所述跳汰机3采用三段式，包括精矿分选段、泥浆分选段和末煤、砂的混合物分选段，能够对分离机2排出的弃矸进行有效处理。
同理，为了配合整个加工生产工艺的顺利进行，选用的洗煤机4也采用多级式，能够在洗煤过程中分选出精煤、中煤和矸石，且由于弃矸中煤的含量极少，而矸石为主要成分，因此，对洗煤机4的内部的机构作相应的调整，以扩大弃矸中精煤的洗选效率。
所述输送机5采用手选带式输送机5，手选带式输送机5的首端与所述第三出料口连接，其尾端与所述初破碎机6的进料口连接，当手选带式输送机5的运行过程中，工人能够进行选煤，把弃矸中夹杂的精煤或者硫精矿筛选出来，以减少弃矸中煤的含量，其工作原理与现有技术中针对手选带式输送机5的功能略微不同。
所述跳汰机3配设有与其配套使用的旋流器，当跳汰机3进行初步分选之后的物料送入到旋流器进行二次分选，以将商品硫精矿进行分选出来，其余物料返回至跳汰机3中继续进行水洗分选。
还包括压滤脱水机11，所述洗煤机4的三级出料口、跳汰机3的三段出料口和洗砂机10的泥水排出口均与所述压滤脱水机11的进料口连接，压滤脱水机11能够对泥浆进行初步脱水，由于泥浆中含有泥沙、少量的煤以及矸石，后期能够作为砖厂用泥煤。
所述跳汰机3设为梯形跳汰机3，梯形跳汰机3属于选矿跳汰机3中的一种类别，选矿用跳汰机3种类繁多，也可选用隔膜跳汰机3进行替换。梯形跳汰机3能够根据用户的需求进行分段设置，在不同的分选段能够产出不同需求的产品，即分选出精矿、末煤和砂的混合物以及泥浆。
所述洗砂机10主要分为滚筒洗砂机10、轮斗洗砂机10和螺旋洗砂机10，在本实施例中，可根据生产的实际需求，选择合适类型的洗砂机10进行生产加工。
如图2所示，本发明还提供了一种弃矸全量处理利用的生产加工工艺，其具体的工艺内容如下：
(1)将弃矸投入至弃矸加料仓1内，弃矸加料仓1向分离机2内给料，分离机2主要用于强制裂解沙化粉化，再经筛孔进行分离。优选的，为实现供料的稳定性和持续性，将所述弃矸加料仓1通过频调速给料机对分离机2的进料口进行稳定给料，在必要时，可通过输送带将频调速给料机的物料运输至分离机2的进料口。
(2)分离机2将弃矸分为小直径类弃矸、中直径类弃矸和大直径类弃矸，且分别将小直径类弃矸投入至跳汰机3的进料口，中直径类弃矸投入至洗煤机4，大直径类弃矸投入至手选带式输送机5，手选带式输送机5能够实现工人进行选煤，把弃矸中夹杂的精煤或者硫精矿筛选出来；所述小直径类弃矸、中直径类弃矸和大直径类弃矸的直径范围分别为0-4mm、4-40mm和40-100mm。
(3)跳汰机3将小直径类弃矸进行跳汰分选，跳汰机3的一段出料口分离出硫精矿，跳汰机3的二段出料口分离出末煤和泥沙混合物，跳汰机3的三段出料口分离出泥浆混合物。
洗煤机4对中直径类弃矸进行洗选处理，洗煤机4的一级出料口洗选出精煤和中煤混合物，其精煤作为成品洗精煤，可直接出售，而中煤可作为电煤用中煤；洗煤机4的二级出料口洗选出混矸石，洗煤机4的三级出料口洗选出泥浆混合物；
手选带式输送机5在大直径类弃矸中挑选出中煤和硫精矿，中煤可作为电煤用中煤，硫精矿则直接作为商品出售，同时，将大直径类弃矸传输至初破碎机6中，以对大直径类弃矸进行初步破碎加工，大直径类弃矸破碎后的直径范围处于15-40mm内；
(4)将(3)中通过跳汰机3分离出的末煤和泥沙混合物投入至洗砂机10中，洗砂机10通过加工产出建筑水洗砂；同时，将通过洗煤机4洗选出的混矸石投入至筛分脱水筛7中；经筛分脱水筛7筛分出小直径混矸石和大直径混矸石，所述小直径混矸石和大直径混矸石的直径范围分别为4-15mm和15-40mm，小直径混矸石经破碎后投入至洗砂机10中，洗砂机10分离出建筑水洗砂和泥浆混合物；
将大直径混矸石和初破碎机6的加工产物均排放至选择性破碎机8中，选择性破碎机8进行破碎加工后，分离出硬质矸石和软质矸石，并将软质矸石投入至打沙机13中，打沙机13加工产出粉糊砌砖沙，同时，将硬质矸石继续通过破碎机进行破碎加工，破碎机经过破碎加工产出混泥土石子和混泥土中砂；
(5)将洗煤机4产生的泥浆混合物、跳汰机3产生的泥浆混合物以及洗砂机10产生的泥浆混合物均投入至压滤脱水机11中，压滤脱水机11对泥浆混合物进行脱水加工后产出砖厂用泥煤。
采用本发明所公开的弃矸全量处理利用的生产加工工艺，令弃矸为100％，3-15％泥矸制成烧砖用内燃泥煤；20-60％软矸制成粉糊沙、砌砖沙；20-70％硬矸制成混泥土用石子、沙；3-12％煤获得洗精煤、中煤；1-8％硫精矿和5-15％水洗砂。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种弃矸全量处理利用的生产加工系统，包括弃矸加料仓、分离机、跳汰机、洗煤机、输送机、筛分脱水筛、初破碎机和第一破碎机，其特征在于，所述弃矸加料仓的出料口与分离机的进料口连接，分离机设有第一出料口、第二出料口和第三出料口，且三者分别与跳汰机的进料口、洗煤机的进料口和输送机的进料口连接，输送机的出料口与初破碎机的进料口连接，初破碎机的出料口连接有选择性破碎机；所述洗煤机设有一级出料口、二级出料口和三级出料口，且二级出料口与所述筛分脱水筛的进料口连接；所述筛分脱水筛设有第一筛分出口和第二筛分出口，且两者分别与所述选择性破碎机和第一破碎机的进料口连接，第一破碎机的出料口连接有洗砂机；所述选择性破碎机设有第一破碎出口和第二破碎出口，且两者分别连接有打沙机和第二破碎机；所述跳汰机设有一段出料口、二段出料口和三段出料口，且二段出料口与所述洗砂机的进料口连接；
所述输送机采用手选带式输送机，手选带式输送机的首端与所述第三出料口连接，其尾端与所述初破碎机的进料口连接；
所述生产加工系统还包括压滤脱水机，所述洗煤机的三级出料口、跳汰机的三段出料口和洗砂机的泥水排出口均与所述压滤脱水机的进料口连接；
所述生产加工系统的工艺内容包括：
（1）将弃矸投入至弃矸加料仓内，弃矸加料仓向分离机内给料；
（2）分离机将弃矸分为小直径类弃矸、中直径类弃矸和大直径类弃矸，且小直径类弃矸投入至跳汰机的进料口，中直径类弃矸投入至洗煤机，大直径类弃矸投入至手选带式输送机；
（3）跳汰机将小直径类弃矸进行跳汰分选，跳汰机的一段出料口分离出硫精矿，跳汰机的二段出料口分离出末煤和泥沙混合物，跳汰机的三段出料口分离出泥浆混合物；
洗煤机对中直径类弃矸进行洗选处理，洗煤机的一级出料口洗选出精煤和中煤混合物，洗煤机的二级出料口洗选出混矸石，洗煤机的三级出料口洗选出泥浆混合物；
手选带式输送机在大直径类弃矸中挑选出中煤和硫精矿，同时，将大直径类弃矸传输至初破碎机中；
（4）将（3）中通过跳汰机分离出的末煤和泥沙混合物投入至洗砂机中，同时，将通过洗煤机洗选出的混矸石投入至筛分脱水筛中；经筛分脱水筛筛分出小直径混矸石和大直径混矸石，小直径混矸石经破碎后投入至洗砂机中，洗砂机分离出水洗砂和泥浆混合物；
将大直径混矸石和初破碎机的加工产物均排放至选择性破碎机中，选择性破碎机进行破碎加工后，分离出硬质矸石和软质矸石，并将软质矸石投入至打沙机中，同时，将硬质矸石继续通过第二破碎机进行破碎加工；
（5）将洗煤机产生的泥浆混合物、跳汰机产生的泥浆混合物以及洗砂机产生的泥浆混合物均投入至压滤脱水机中。
2.根据权利要求1所述的弃矸全量处理利用的生产加工系统，其特征在于，所述跳汰机配设有与其配套使用的旋流器。
3.根据权利要求1或2所述的弃矸全量处理利用的生产加工系统，其特征在于，所述跳汰机设为梯形跳汰机。
4.根据权利要求1所述的弃矸全量处理利用的生产加工系统，其特征在于，所述弃矸加料仓通过频调速给料机对分离机的进料口进行稳定给料。
5.根据权利要求1所述的弃矸全量处理利用的生产加工系统，其特征在于，所述小直径类弃矸的直径大于0小于4mm，中直径类弃矸的直径大于4mm小于40mm，大直径类弃矸的直径大于40mm小于100mm；所述小直径混矸石的直径大于4mm小于15mm，大直径混矸石的的直径大于15mm小于40mm。
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