CN110026284A - 一种搅拌式流化床矿物提质系统及提质方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搅拌式流化床矿物提质系统及提质方法，属于矿物干法分选提质技术领域，旨在解决现有干法分选过程中微细粒物料分选稳定性差、分选精度低等技术问题。该系统包括流化床床体、搅拌装置及布风板；搅拌装置包括第一和第二搅拌叶片、第一和第二旋转轴、搅拌器固定盘和第一电机；第一和第二搅拌叶片分别设置于第一和第二旋转轴上；第一电机与搅拌器固定盘转动连接，搅拌器固定盘上的第二电机与第一和第二旋转轴转动连接；第一和第二搅拌叶片为凵字型或弓字型，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片安装方向相反且相互嵌合。本发明通过搅拌叶片的自转及旋转轴在流化床体内的旋转运动，强化了物料流化效果，提高了微细粒物料的分选精度。

Description

一种搅拌式流化床矿物提质系统及提质方法

技术领域

本发明涉及矿物干法分选提质技术领域，尤其涉及一种搅拌式流化床矿物提质系统及方法。

背景技术

我国西部地区拥有着丰富的矿产资源，由于西部干旱缺水，给湿法分选技术带来很大难度，从而制约着我国西部地区矿产的分选技术开发利用。在干法分选领域，空气重介质流化床分选技术因具有分选精度高、工艺简单、无污染、不用水等特点而受到广泛关注。然而传统流化床分选技术具有对6mm以下细粒级矿物分选的适应性差和气泡影响分选稳定性的问题。在实验室中，采取引入振动、磁场和超声波这样的外部能量来改善分选的稳定性，但以上方法都具有设备安装复杂、能耗高、处理量小等问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种搅拌式流化床矿物提质系统及提质方法，旨在解决现有干法分选过程中微细粒物料分选稳定性差、分选精度低等技术问题。

本发明公开了一种搅拌式流化床矿物提质系统，包括搅拌流化单元，搅拌流化单元包括流化床床体、搅拌装置及布风板；搅拌装置设置于流化床床体内，布风板设置于流化床床体底部；搅拌装置包括设有第一搅拌叶片的第一旋转轴、设有第二搅拌叶片的第二旋转轴、搅拌器固定盘和第一电机；第一电机与搅拌器固定盘转动连接，搅拌器固定盘上的第二电机与第一旋转轴和第二旋转轴转动连接；第一电机用于带动搅拌器固定盘转动；第二电机用于带动第一搅拌叶片和第二搅拌叶片转动。

进一步地，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为凵字型，第一凵字型搅拌叶片固定于第一旋转轴上，第二凵字型搅拌叶片固定于第二旋转轴上，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片安装方向相反且相互嵌合。

进一步地，第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为弓字型，第一弓字型搅拌叶片和第二弓字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸地分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上。

进一步地，流化床床体内还设有第三旋转轴，第三旋转轴上连接有第三弓字型搅拌叶片，第一、第二和第三弓字型搅拌叶片沿流化床床体的圆周方向均匀设置。

进一步地，流化床床体内还设有第四旋转轴，第四旋转轴上连接有第四弓字型搅拌叶片，第一、第二、第三和第四弓字型搅拌叶片沿流化床床体的圆周方向均匀设置。

进一步地，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸的分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上；第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片距流化床床体的距离为2-5mm。

进一步地，还包括进料单元、供风单元、介质回收单元、物料输出单元及除尘单元；进料单元和除尘单元设置于流化床床体侧上方，物料输出单元和供风单元设置于流化床床体下方，介质回收单元与物料输出单元相连。

进一步地，物料输出单元包括输送机、第二挡板、导流装置、重产物集料仓及轻产物集料仓；导流装置设置于输送机下方，轻产物集料仓和重产物集料仓设置于导流装置下方，导流装置包括导流筒、第一支筒和第二支筒，在导流筒与第一支筒和第二支筒连接处设有第二挡板，第二挡板用于调节物料输送方向。

另一方面，本发明还公开了一种根据上述搅拌式流化床矿物提质系统的提质方法，包括以下步骤：

S1、使用第一挡板挡住出料口；根据所分选物料的体积和性质，调节搅拌叶片的安装种类、安装数量和安装位置；

S2、供风单元将风供送至流化床床体底部的气室内，加重质在进风及搅拌装置的作用下形成悬浮两相流，流化床床体内的物料在搅拌装置作用下达到稳定流化状态，且密度小的物料上浮，密度大的物料下沉，完成分选过程；

S3、将分选完成后的物料输出流化床床体；在S3步骤为中，关闭搅拌装置的同时打开第一挡板，重产物经过振筛机脱介后由输送机运至重产物集料仓；关闭供风单元和除尘单元同时调节导流装置上的第二挡板，轻产物经过振筛机脱介后由输送机运至轻产物集料仓。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果：

(1)与现有分选系统相比，本发明提供的搅拌式流化床能够实现搅拌叶片的自转及旋转轴在流化床内的旋转运动，使得流化床床体内的物料均可以受到搅拌作用，从而强化了流化效果。

(2)本发明采用方向相反嵌合安装的呈凵字型搅拌叶片，在搅拌时产生的剪切力可以抑制气泡的生长和物料的团聚，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片与流化床床体的距离控制在2-5mm，这种靠近流化床床体的安装方式可以清除黏附在床体内壁上的物料；此外，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片可拆卸的设计克服了搅拌装置结构固定、无法灵活调整的局限性，拓展了搅拌式流化床矿物提质技术的适应性。

(3)本发明采用弓字型搅拌叶片，弓字型搅拌叶片的设计具有对物料的抬升或下压作用小和对流化床床层压降影响小的优点，而且可以多轴安装(例如，双轴安装、三轴安装和四轴安装)的方式对气泡生长的抑制作用更强，从而使气体分布均匀，提高了流化质量和分选稳定性。

(4)本发明在物料分选结束后采用导流装置，从而无需设置两种产物的介质回收和排料系统，简化了搅拌式流化床矿物提质的整体系统，结构设计简单、易于控制、应用范围广，适用于潮湿物料的预先干燥，煤炭的精选、金属矿的预选和非金属矿的排矸；以更低的成本，更节能的方法实现矿物的分选提质，具有很好的推广应用价值。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例1提供的搅拌式流化床矿物提取系统的主视图；

图2为实施例1提供的凵字型搅拌叶片结构示意图；

图3为实施例1提供的弓字型搅拌叶片结构示意图；

图4为实施例1轻产物集料仓、重产物集料仓和分流装置侧视图。

附图标记：

1-风机；2-储气罐；3-球阀；4-转子流量计；5-蝶阀；6-电加热装置；7-金属罩；8-第一电机；9-第二电机；10-搅拌器固定盘；11-螺旋给料机；12-搅拌叶片；13-旋风除尘器；14-粉尘收集罐；15-流化床床体；16-布风板；17-气室；18-第一挡板；19-出料口；20-振筛机；21-介质回收仓；22-皮带输送机；23-导流装置；24-轻产物集料仓；25-重产物集料仓；26-第二挡板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例公开了一种搅拌式流化床矿物提质系统，如图1至图4所示，该搅拌式流化床矿物提质系统包括搅拌流化单元，搅拌流化单元包括流化床床体15、搅拌装置及布风板16；搅拌装置设置于流化床床体15内，布风板16设置于流化床床体15底部，风通过布风板16进入流化床床体15内；搅拌装置包括设置有第一搅拌叶片的第一旋转轴、设置有第二搅拌叶片的第二旋转轴、搅拌器固定盘10和第一电机8；第一电机8与搅拌器固定盘10转动连接，搅拌器固定盘10上的第二电机9与第一旋转轴和第二旋转轴转动连接；第一电机8用于带动搅拌器固定盘10转动；第二电机9用于带动第一旋转轴和第二旋转轴转动进而带动第一搅拌叶片和第二搅拌叶片转动；风通过布风板16进入流化床床体15底部。

具体地，搅拌流化单元包括流化床床体15、搅拌装置及布风板16；搅拌装置设置于流化床床体15内，布风板16设置于流化床床体15底部，风通过布风板16均匀进入到流化床床体15；其中，搅拌装置包括第一电机8、搅拌器固定盘10、第二电机9、第一旋转轴、第二旋转轴、第一搅拌叶片和第二搅拌叶片；第一搅拌叶片和第二搅拌叶片分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上，而第一旋转轴和第二旋转轴固定于搅拌器固定盘10上，第一电机8带动搅拌器固定盘10旋转，第二电机9带动第一旋转轴和第二旋转轴转动进而带动第一搅拌叶片和第二搅拌叶片转动；风通过布风板16进入到流化床床体15内，此时，开启搅拌装置，加重质在第一搅拌叶片和第二搅拌叶片的自转以及由第一电机8带动搅拌器固定盘10转动使第一旋转轴和第二旋转轴的公转的搅拌作用下，加重质与进风形成似流体的两相流，然后将物料由螺旋给料机给入流化床床体15内，根据阿基米德原理，物料中的轻产物上浮，重产物下沉，达到分选目的。

与现有分选系统相比，本发明提供的搅拌式流化床能够实现搅拌叶片12的自转及旋转轴在流化床内的旋转运动，使得流化床床体15内的物料均可以受到搅拌作用，从而强化了流化效果。

为了进一步提高物料在流化床床体15的流化效果，本发明的第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为凵字型，第一凵字型搅拌叶片可拆卸的固定于第一旋转轴上，第二凵字型搅拌叶片可拆卸的固定于第二旋转轴上；第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片安装方向相反且相互嵌合。

具体地，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片的安装方向相反，并且相互嵌合安装在第一旋转轴和第二旋转轴上，第一和第二凵字型搅拌叶片在搅拌时产生的剪切力可以抑制气泡的生长和物料的团聚，进而实现物料的快速分散，增大物料的受热面积，加速物料的干燥，使物料更好的达到流化状态；需要说明的是，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片可以根据具体工况调节其安装数量及安装位置。

为了提高搅拌装置的适用性，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸的安装在第一旋转轴和第二旋转轴上；第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片与流化床床体15的距离为2-5mm。

具体地，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片可拆卸设计克服了现有的搅拌装置结构固定、无法灵活调整的局限性，拓展了搅拌式流化床矿物提质技术的适用性；另外，将第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片与流化床床体15的距离控制在2-5mm，这种靠近流化床床体15的安装方式可以清除黏附在床体内壁上的物料。

需要强调的是，第一电机8直接与搅拌器固定盘10连接，并控制搅拌器固定盘10的旋转速度；在搅拌器固定盘10上焊接有G型卡具，G型卡具用于固定第一旋转轴和第二旋转轴，通过松紧G型卡具可以实现第一旋转轴和第二旋转轴的自由拆卸。

同样地，为了进一步提高物料在流化床床体15的流化效果，本发明的第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为弓字型，第一弓字型搅拌叶片和第二弓字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸地分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上，即第一弓字型搅拌叶片和第二弓字型搅拌叶片分别固定于第一旋转轴上和第二旋转轴上，且第一弓字型搅拌叶片和第二弓字型搅拌叶片的夹角呈180°的双轴设置。

上述弓字型搅拌器的设计不仅对物料的抬升或下压作用弱和对床层压降影响小，而且可以以多轴安装的方式对气泡生长起到的抑制作用更强，从而使气体分布均匀，提高物料流化质量和分选稳定性。

在一种可能的设计中，流化床床体15内还设有第三旋转轴，第三旋转轴上连接有第三弓字型搅拌叶片，第一、第二和第三弓字型搅拌叶片沿流化床床体15的圆周方向均匀设置，即第一至第三弓字型搅拌叶片呈夹角为120°的三轴设置。

在一种可能的设计中，流化床床体15内还设有第四旋转轴，第四旋转轴上连接有第四弓字型搅拌叶片，第一、第二、第三和第四弓字型搅拌叶片沿流化床床体15的圆周方向均匀设置，即第一至第四弓字型搅拌叶片呈夹角为90°的四轴设置。

为了保持流化床床体15的密闭性，防止粉尘逸出污染环境，流化床床体15顶部设置有可拆卸的金属罩7。

需要说明的是，当搅拌器固定盘10底部固定有第一至第三旋转轴时，因为第一至第三旋转轴上对应的设有第一至第三弓字型搅拌叶片，此时，当第一电机8带动搅拌器固定盘10以一定角速度旋转时，第二电机9带动第一至第三弓字型搅拌叶片以一定角速度自转，这种搅拌方式能够最大程度地强化物料在流化床床体15内的流化效果。

同样地，当搅拌器固定盘10底部固定有第一至第四旋转轴时，因为第一至第三旋转轴上对应的设有第一至第四弓字型搅拌叶片，此时，当第一电机8带动搅拌器固定盘10以一定角速度旋转时，第二电机9带动第一至第四弓字型搅拌叶片同样以一定角速度自转，从而最大程度地强化物料在流化床床体15内的流化效果。

本发明提供的搅拌式流化床矿物提质系统还包括进料单元、供风单元、介质回收单元、物料输出单元及除尘单元；其中，进料单元和除尘单元设置于流化床床体15侧上方，物料输出单元和供风单元设置于流化床床体15下方，介质回收单元与物料输出单元相连。

本发明的进料单元包括螺旋给料机11，螺旋给料机11设置于流化床床体15的左上部。当需要进料时，开启螺旋给料机，物料通过上述螺旋给料机11进入流化床床体15中。

本发明的供风单元包括风机1、储气罐2、球阀3、转子流量计4、蝶阀5和电加热装置6，如图1所示，空气通过风机1进入储气罐2内，并依次经球阀3、转子流量计4和蝶阀5进入电加热装置6，加热后的热空气通过流化床底部的进气口进入气室17(流化床床体15和布风板16之间的空间组成气室17)内，并经布风板16后均匀进入到流化床床体15进行干燥物料。

需要说明的是，本发明的布风板16为填充式布风板16，该填充式布风板16包括两层金属网、两层纱布和石英砂，并倾斜设置于流化床床体15底部。本发明采用的填充式布风板16结构简单，造价低，并可通过改变充填物的种类，粒级配比以适应不同物料的布风要求；另外，设置该填充式布风板16能够防止物料在布风板16上堆积，便于物料排出。

本发明的除尘单元包括旋风除尘器13及其底部连接的粉尘收集罐，如图1所示，旋风除尘器13设于流化床床体15的顶部侧面位置，流化床床体15内的空气完成分选后，通过旋风除尘器13进行除尘处理，除尘得到的粉尘等颗粒物被收集在粉尘收集罐内。

介质回收单元包括振筛机20和介质回收仓21，物料输出单元包括输送机(例如，皮带输送机22)、第二挡板26、导流装置23、重产物集料仓25及轻产集料物仓24；其中，振筛机20设置于第一挡板18和出料口19下方，振筛机20的底部连接有介质回收仓21，振筛机20侧面与皮带输送机22连接，导流装置23设置于皮带输送机22下方，轻产物集料仓24和重产物集料仓25设置于导流装置23下方，第二挡板26设置于导流装置23上。

具体地，当物料分选结束后，关闭搅拌装置的同时打开第一挡板18，重产物通过振筛机20脱介后由皮带输送机22运至重产物集料仓25，加重质通过振筛机20进入介质回收仓21；重产物排料结束后，关闭供风单元和除尘单元，同时调节导流装置23上的第二挡板26(即将导流装置23的出口对准轻产物集料仓24)，轻产物经振筛机20脱介后由皮带输送机22运至轻产物集料仓24。

本发明采用的导流装置23结构简单，导流装置23包括导流筒、第一支筒和第二支筒，在导流筒与第一支筒和第二支筒连接处设有第二挡板26，第二挡板26一端通过铰链与第一支筒和第二支筒连接，通过调节挡板位置进而调节物料的运动方向。需要说明的是，上述振筛机20的开孔形状为圆形，筛面倾角为10°-30°。振筛机20的筛面孔径大于加重质的粒径且小于分选物料的粒度，在此范围内选择尽可能大的孔径，有助于增加脱介的效率，在排料过程中，倾斜的筛面可以加速物料的运动，防止物料在筛面的堆积从而影响脱介效果，同时倾角不易过大，防止筛分时间过短影响脱介效果。

本发明由于引入导流装置23，因此无需设置两种产物的介质回收单元和物料输出单元，进而简化了搅拌式流化床矿物提质系统，使该系统结构设计简单、易于控制且应用范围广，适用于潮湿物料的预先干燥、煤炭的精选、金属矿的预选和非金属矿的排矸，且能够以更低的成本、更节能的方法实现矿物的分选提质，具有很好的应用推广价值。

实施例2

本实施例提供一种搅拌式流化床矿物提质方法，包括以下步骤：

S1、分选前，使用第一挡板18挡住出料口19；根据所分选物料的体积和性质，调节搅拌叶片12的安装种类、安装数量和安装位置；

S2、物料分选时，空气通过风机1进入储气罐2中，从储气罐2引出的气体经过球阀3、转子流量计4、蝶阀5和电加热装置6(根据物料是否潮湿决定是否使用)进入流化床床体15底部的气室17内；气室17内的气体通过布风板16进行均匀分布并作用于整个流化床床层截面，将待分选的物料通过螺旋给料机11输送入流化床床体15内，搅拌装置产生的剪切力可以将物料快速分散，增大物料受热面积，加快物料干燥；物料干燥后，加入加重质，关闭加热装置并调节气速为流化床最小流化速度的1.2-1.6倍，流化床床体15内的加重质在气体及搅拌装置的搅拌作用下快速形成似流体的两相流；根据阿基米德原理，不同密度的物体所受的浮力不同，密度小的物料上浮，密度大的物料下沉；分选过程中，在搅拌装置产生的剪切力作用下，大气泡被打碎成小气泡，增强了流化的稳定性和分选的精度；

S3、物料分选后，关闭搅拌装置的同时打开第一挡板18，重产物经过振筛机20脱介后由皮带输送机22运至重产物集料仓25；重产物排料结束后，关闭供风单元和除尘单元同时调节导流装置23上的第二挡板26，轻产物经过振筛机20脱介后由皮带输送机22运至轻产物集料仓24，从而完成物料分选。

实施例3

本实施例是对粗粒级煤炭进行分选，采用实施例1提供的搅拌式流化床矿物提质系统和实施例2提供的搅拌式流化床矿物提质方法，其具体实施过程如下：

采用主体床高为400mm，直径为240mm的实验搅拌式流化床，选用粒度在6-25mm，灰分为26.7％的粗粒级原煤为分选物料；采用粒度为0.074-0.3mm的钒钛磁铁矿和粒度为0.15-0.3mm的煤粉为混合加重质，其中煤粉占总质量的10％。试验预期要求：精煤产率高于60％，精煤灰分低于12％。

本发明的搅拌装置选用第一至第三弓字型搅拌叶片、第一至第三旋转轴之间的设置夹角为120°的搅拌装置进行搅拌，靠近流化床床体15侧的第一至第三搅拌叶片边缘离流化床床体15内壁的距离为5mm；振动筛筛孔为3mm，倾角为15°；使用第一挡板18关闭出料口19；将上述加重质加入到流化床内，静止床层高度设定为200mm；打开供风单元(不包括电加热装置6)和旋风除尘器13，关闭第一电机8，打开第二电机9；通过流化实验确定最小流化气速，调节操作气速为最小流化气速的1.4倍，使加重质流化。待流化稳定后，通过螺旋给料机11加入上述原煤进行分选；分选3min后，关闭第二电机9并打开出料口19，将矸石排出流化床床体15，矸石经振筛机20脱介后由皮带输送机22运至重产物集料仓25；调节导流装置23的第二挡板26并关闭供气系统和旋风除尘器13，将精煤排出运至轻产物集料仓24；产物数质量情况见下表1：

表1粗粒级煤炭的分选产物数质量情况

产物	产率/％	灰分/％
			原煤	100.0	26.7
精煤	62.7	10.2
			矸石	37.3	54.4
合计	100.0	26.7

通过分析表1可以看出，经搅拌式流化床矿物提质系统处理后的精煤的产率高于60％，灰分低于12％，分选效果达到预期要求。

实施例4

本实施例是对潮湿煤系高岭土进行干燥分选，采用实施例1提供的搅拌式流化床矿物提质系统和实施例2提供的搅拌式流化床矿物提质方法，其具体实施过程如下：

采用主体床高为300mm，直径为150mm的实验流化床，选用粒度为1-6mm，全水分为25.8％，烧失量为24.8％的煤系高岭土为例。按照分选密度要求，采用粒度为0.15-0.3mm的磁铁矿粉和粒度为0.074-0.15mm的气雾化铁粉为混合加重质，磁铁矿粉占总质量的20％。干燥分选预期要求：精矿产率高于60％，水分含量低于15％，烧失量低于18％。

本发明的搅拌装置选用第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片的方向相反嵌合安装于第一旋转轴上和第二旋转轴上，靠近流化床床体15侧的第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片边缘离床体内壁的距离为3mm；振动筛筛孔为0.5mm，倾角为20°；使用第一挡板18关闭出料口19，由螺旋给料机11给入物料，打开供风单元(包括电加热装置6)和除尘单元，设定加热温度为110℃，通过流化实验确定最小流化气速，采用的操作气速为最小流化气速的2倍进行干燥；打开第一电机8和第二电机9进行搅拌，干燥10min后，加入加重质(采用粒度为0.15-0.3mm的磁铁矿粉和粒度为0.074-0.15mm的气雾化铁粉为混合加重质，磁铁矿粉占总质量的20％)，静止床层高度设定为180mm；调节操作气速为最小流化气速的1.4倍，并关闭第一电机8；分选3min后关闭第二电机9和电加热装置6，打开排料口，将重产物排出经过振筛机20脱介后由皮带输送机22运至重产物集料仓25；调节导流装置23的第二挡板26并关闭供气系统和除尘单元，将轻产物排出运至轻产物集料仓24。产物数质量情况见下表2：

表2潮湿煤系高岭土的分选产物数质量情况

产物	产率/％	水分含量/％	烧失量/％
				原矿	100.0	25.8	24.8
精矿	67.9	11.3	16.7
				尾矿	32.1	11.3	41.9
合计	100.0	11.3	24.8

通过分析表2可以看出，经搅拌式流化床矿物提质系统处理后的精矿产率高于60％，水分含量低于15％，烧失量低于18％，干燥和分选效果达到预期要求。

实施例5

本实施例是对潮湿细粒萤石进行干燥分选，采用实施例1提供的搅拌式流化床矿物提质系统和实施例2提供的搅拌式流化床矿物提质方法，其具体实施过程如下：

采用主体床高为300mm，直径为150mm的实验流化床，选用粒度为1-6mm，全水分为18.9％，氟化钙含量为35.8％的石英型萤石矿为例。按照分选密度要求，采用粒度为0.125-0.mm的硅铁粉和粒度为0.3-0.5mm的石英砂作为混合加重质，其中，石英砂占总质量的15％。

干燥分选预期要求：精矿产率高于50％，水分含量低于10％，CaF₂含量高于50％。

本发明的搅拌装置选用第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片的方向相反嵌合安装于第一旋转轴上和第二旋转轴上，靠近流化床床体15侧的第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片边缘离床体内壁的距离为3mm；振动筛筛孔为0.5mm，倾角为15°；使用第一挡板18关闭出料口19，由螺旋给料机11给入物料，打开供风单元(包括电加热装置6)和除尘单元，设定加热温度为110℃，通过流化实验确定最小流化气速，采用的操作气速为最小流化气速的2倍进行干燥；打开第一电机8和第二电机9进行搅拌，干燥5min后，加入上述的加重质，静止床层高度设定为180mm；调节操作气速为最小流化气速的1.5倍，并关闭第一电机8；分选3min后关闭第二电机9和电加热装置6，打开排料口，将重产物排出经过振筛机20脱介后由皮带输送机22运至重产物集料仓25；调节导流装置23的第二挡板26并关闭供气系统和除尘单元，将轻产物排出运至轻产物集料仓24。产物数质量情况见下表3：

表3潮湿萤石的分选产物数质量情况

通过分析表3可以看出，经搅拌式流化床矿物提质系统处理后的精矿产率高于50％，水分含量低于10％，CaF₂含量高于50％，干燥和分选效果达到预期要求。

综上所述，本装置可实现矿物的干燥和分选，两种搅拌叶片12的灵活选取可以适应不同物料分选，供风单元、入料系统、分选系统、介质回收系统、产物输送系统和除尘单元组成了一套完整的矿物提质系统，导流装置23设置的第二挡板26，配合一套产物输送装置，简化整体系统，易于控制，对拓展干法流态化分选技术的应用领域具有重要的技术支持。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，包括搅拌流化单元，所述搅拌流化单元包括流化床床体、搅拌装置及布风板；所述搅拌装置设置于流化床床体内，所述布风板设置于流化床床体底部；

所述搅拌装置包括设有第一搅拌叶片的第一旋转轴、设有第二搅拌叶片的第二旋转轴、搅拌器固定盘和第一电机；所述第一电机与搅拌器固定盘转动连接，所述的第二电机与第一旋转轴和第二旋转轴转动连接；所述的第一旋转轴和第二旋转轴通过G型卡具可拆卸地固定于搅拌器固定盘上；

所述第一电机用于带动搅拌器固定盘转动；所述第二电机用于带动第一搅拌叶片和第二搅拌叶片转动。

2.根据权利要求1所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为凵字型，第一凵字型搅拌叶片固定于第一旋转轴上，第二凵字型搅拌叶片固定于第二旋转轴上，所述第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片安装方向相反且相互嵌合。

3.根据权利要求1所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述第一搅拌叶片和第二搅拌叶片为弓字型，第一弓字型搅拌叶片和第二弓字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸地分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上。

4.根据权利要求3所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述流化床床体内还设置有第三旋转轴，所述第三旋转轴上连接有第三弓字型搅拌叶片，第一、第二和第三弓字型搅拌叶片沿流化床床体的圆周方向均匀设置。

5.根据权利要求4所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述流化床床体内还设置有第四旋转轴，所述第四旋转轴上连接有第四弓字型搅拌叶片，所述第一、第二、第三和第四弓字型搅拌叶片沿流化床床体的圆周方向均匀设置。

6.根据权利要求2所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片通过钢扎带可拆卸的分别固定于第一旋转轴和第二旋转轴上；

所述第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片距流化床床体的距离为2-5mm。

7.根据权利要求5或6所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，还包括进料单元、供风单元、介质回收单元、物料输出单元及除尘单元；所述进料单元和除尘单元设置于流化床床体侧上方，所述物料输出单元和供风单元设置于流化床床体下方，所述介质回收单元与物料输出单元相连。

8.根据权利要求7所述的搅拌式流化床矿物提质系统，其特征在于，所述物料输出单元包括输送机、导流装置、重产物集料仓及轻产物集料仓；所述导流装置设置于输送机下方，轻产物集料仓和重产物集料仓设置于导流装置下方；

导流装置包括导流筒、第一支筒和第二支筒，在导流筒与第一支筒和第二支筒连接处设有第二挡板，第二挡板用于调节物料输送方向。

9.一种根据权利要求1至8所述的搅拌式流化床矿物提质系统的提质方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用第一挡板挡住出料口；根据所分选物料的体积和性质，调节搅拌叶片的安装种类、安装数量和安装位置；

S2、供风单元将风供送至流化床床体底部的气室内，加重质在进风及搅拌装置的作用下形成悬浮两相流，流化床床体内的物料在搅拌装置作用下达到稳定流化状态，且密度小的物料上浮，密度大的物料下沉，完成分选过程；

S3、将分选完成后的物料输出流化床床体。

10.根据权利要求9所述的搅拌式流化床矿物提质方法，其特征在于，在S3步骤为中，关闭搅拌装置的同时打开第一挡板，重产物经过振筛机脱介后由输送机运至重产物集料仓；

关闭供风单元和除尘单元同时调节导流装置上的第二挡板，轻产物经过振筛机脱介后由输送机运至轻产物集料仓。