CN110064528A - 一种用于干燥分选矿物的干法提质系统及提质方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于干燥分选矿物的干法提质系统及提质方法，属于矿物干燥分选装置技术领域，解决了现有技术中潮湿矿物干燥分选装置普遍存在处理量小、能耗高及连续性差等技术问题。该干法提质系统包括预干燥单元和干燥分选单元，预干燥单元设于干燥分选单元上部；预干燥单元包括第一布风室和设有多个第一孔洞的第一布风筒；第一布风筒内设有搅拌装置；干燥分选单元包括转鼓、第二布风筒、第二布风室和心轴，转鼓与第二布风筒之间的区域为夹层区，转鼓和第二布风筒上设有多个第二孔洞。本发明通过采用搅拌流化床和离心流化床串联式设计，对矿物进行预干燥后再进行后续干燥分选，达到对矿物干法脱水提质的目的。

Description

一种用于干燥分选矿物的干法提质系统及提质方法

技术领域

本发明涉及矿物干燥分选装置技术领域，尤其涉及一种用于干燥分选矿物的干法提质系统及提质方法。

背景技术

我国矿产资源丰富，但人均拥有量少，矿产资源紧缺是限制我国经济发展的重要因素之一。矿产资源的高效开发和加工利用，能够在一定程度上缓解矿产资源短缺的问题，有利于促进经济发展。矿产资源的开发利用，会在一定程度上造成环境污染。随着矿产资源的不断开采及国家政策对环境保护的大力提倡，目前在矿物开采过程中需要喷水降尘，减少扬尘危害，降低粉尘污染，因此会增加原矿水分。而矿物水分的增加会增大后续分选加工的难度，后续的工艺指标受到影响。

随着优质煤炭资源的日益减少，低阶煤的开采加工利用势在必行。褐煤作为一种典型的低阶煤，是一种高含水，易泥化的矿物，在空气中容易氧化，不易储存和运输，但其储量丰富，主要分布在内蒙古、云南、东北、四川等地区。由于其含水量高、热值低等特点，故用途受到很大限制，且利用过程中效率低、污染大，这就需要发展高效可靠的低品质煤干燥分选提质的技术和设备。

现有技术中，由于褐煤遇水易泥化，因此湿法选煤技术对褐煤分选具有一定局限性。而干法选煤技术作为一种不用水的选煤方法，对于褐煤等低阶煤的分选具有较大优势。流化床干法选煤技术在煤炭分选领域已经得到应用，目前传统离心流化床的应用主要是对潮湿物料的干燥提质，较少涉及对潮湿物料干燥的同时进行分选提质。而传统的潮湿矿物的干燥分选装置，普遍存在处理量小、能耗高、连续性差等技术问题，因此，稳定可靠高效的低阶煤干燥分选装置及系统的一体化是目前面临的难题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于干燥分选矿物的干法提质系统及提质方法，用以解决现有潮湿矿物的干燥分选装置普遍存在处理量小、能耗高以及连续性差等技术问题。

本发明公开了一种用于干燥分选矿物的干法提质系统，包括预干燥单元和干燥分选单元，预干燥单元设于干燥分选单元上部；预干燥单元包括第一布风室和设有多个第一孔洞的第一布风筒；第一布风筒内设有搅拌装置；干燥分选单元包括转鼓、第二布风筒、第二布风室和心轴，转鼓与第二布风筒之间的区域为夹层区，转鼓和第二布风筒上设有多个第二孔洞。

进一步地，搅拌装置包括设有第一搅拌叶片的第一固定轴、设有第二搅拌叶片的第二固定轴、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；第一固定轴和第二固定轴通过G型卡具可拆卸地固定于搅拌器固定盘上；第一电机用于带动搅拌器固定盘转动，搅拌器固定盘用于带动第一固定轴和第二固定轴转动。

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固定轴上，第二凵字型搅拌叶片固定于第二固定轴上，第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片的安装方式为开口相反且相互嵌合。

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安装于第一固定轴和第二固定轴上。

进一步地，用于干燥分选矿物的干法提质系统还包括供风单元，供风单元包括与预干燥支路连接的第一环形供风管和与干燥分选支路连接的第二环形供风管；第一环形供风管与第一布风筒外侧的第一布风室连通，热风通过第一孔洞进入第一布风筒内；第二环形供风管与第二布风筒外侧的第二布风室连通，热风经第二布风室上的第二孔洞、夹层区以及转鼓上的第二孔洞进入转鼓内。

进一步地，预干燥支路上设有第一流量计和第一调节阀，干燥分选支路上设有第二流量计和第二调节阀；第一流量计和第一调节阀用于调节预干燥单元的进风量；第二流量计和第二调节阀用于调节干燥分选单元的进风量。

进一步地，该干法提质系统还包括进料单元、引风除尘单元、排料单元和支撑单元；进料单元设于预干燥单元顶部；引风除尘单元分别与预干燥单元和供风单元连通；排料单元设于干燥分选单元底部；支撑单元用于支撑预干燥单元和干燥分选单元，通过弹簧和弹簧支座联接。

进一步地，第一布风筒内设有计时器，计时器用于控制预干燥搅拌流化床内物料预干燥时间；转鼓内设有光电子感应器，光电子感应器用于控制干燥分选离心流化床内物料精矿带宽度；转鼓底部连接有精矿集料槽；第二布风筒底部连接有尾矿集料槽，尾矿集料槽上连接有负压吸附设备。

进一步地，进料单元包括螺旋进料机，螺旋进料机出料口设于第一布风筒上方，并通过送料管连接。

支撑单元包括支撑机架，支撑机架与预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床通过弹簧和弹簧支座联接。

本发明还公开了一种用于干燥分选矿物的干法提质方法，根据上述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，该干法提质方法包括以下步骤：

S1、开启供风单元，通过第一环形供风管和第二环形供风管分别向第一布风室和第二布风室供送热风，热风分别经第一孔洞和第二布风筒进入第一布风筒和转鼓中，此时，启动第一电机、第二电机和进料单元，第一布风筒内的热风对物料进行预干燥；在心轴带动下，转鼓转动；

S2.经预干燥后的物料通过预干燥单元和干燥分选单元的连接通道进入转鼓内并开始做离心运动；一部分物料在转鼓内做不同半径的圆周运动形成精矿带，光电子感应器时刻监测精矿带宽度，达到设定值时，开始排放精矿；当另一部分物料处于转鼓边壁时，所受离心力大于风力，该部分物料经第二孔洞进入夹层区成为尾矿，物料在分选过程中再次被干燥；

S3.预干燥单元以及干燥分选单元中的热风经引风室被引入引风支路中，并依次经冷凝器冷凝和除尘器除尘后进入空气加热器，经空气加热器加热后重新输送至预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明采用双筒构造(转鼓和第二布风筒及两者之间的夹层区)，通过不同物料在同一干燥分选离心流化床中所受离心力不同的特点，使得物料达到分选效果，第二孔洞为物料的离心运动提供了必要通道，夹层区为分选后的物料提供了分布及排料空间。由于转鼓和第二布风筒筒身开孔孔径的差异(转鼓上第二孔洞的孔径取决于干燥分选物料的整体粒度，转鼓上第二孔洞的孔径小于第二布风筒上第二孔洞的孔径)使转鼓风力与夹层区风力具有显著差异，夹层区风力小于转鼓内风力，进而降低已分选物料的返混率，保证了分选的稳定性和连续性。

(2)本发明在第一布风筒内安装有计时器，计时器能够精确控制物料预干燥时间，当达到计时器设定时间后，供风单元停止向预干燥支路供风，第一电机自动关闭，预干燥排料系统启动，物料进入到干燥分选离心流化床；在转鼓内设有光电子感应器，光电子感应器能够精确检测干燥分选物料环状带宽度，当物料达到系统设定宽度后，供风单元停止向干燥分选支路供送热风，第二电机自动关闭，干燥分选排料系统启动，精矿由于自身重力通过精矿锥型集料槽收集，尾矿通过自身重力作用以及负压吸附设备的吸附作用加快排出后，并由尾矿锥形集料槽收集。

(3)本发明采用方向相反嵌合安装的第一凵字型搅拌叶片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，通过将第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片与预干燥搅拌流化床床体的距离控制在2-5mm，这种靠近预干燥搅拌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；另外，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现有搅拌装置结构固定、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。

(4)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，从而使气体分布更加均匀化，提高了物料的流化质量和干燥效果。

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为本发明实施例1提供的流化床干燥分选装置的整体结构图(主视图)；

图2为本发明实施例1提供的流化床干燥分选装置的预干燥搅拌流化床俯视图；

图3为本发明实施例1提供的流化床干燥分选装置的干燥分选离心流化床俯视图；

图4为本发明实施例1提供的凵字型搅拌叶片结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的弓字型搅拌叶片结构示意图。

附图标记：

1-鼓风机；2-风包；3-空气加热器；4-第一流量计和第一调节阀；5-第二流量计和第二调节阀；6-第一环形供风管；7-第一布风室；8-第一布风筒；9-第二环形供风管；10-第二布风室；11-第二布风筒；12-给料漏斗；13-螺旋给料机；14-搅拌器固定盘；15-搅拌装置；16-计时器；17-软连接设施；18-心轴；19-转鼓；20-夹层区；21-光电子感应器；22-精矿集料槽；23-负压风机；24-尾矿集料槽；25-引风室；26-高效冷凝器；27-集液桶；28-高效除尘器；29-集尘箱；30-支撑机架；31-第一电机；32-第二电机；33-第一固定轴；34-第二固定轴；35-第一凵字型搅拌叶片；36-第二凵字型搅拌叶片；37-第一弓字型搅拌叶片；38-第二弓字型搅拌叶片。

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

一方面，本发明公开了一种用于干燥分选矿物的干法提质系统，如图1至图5所示，该干法提质系统包括预干燥单元和干燥分选单元，预干燥单元设于干燥分选单元上方；预干燥单元包括第一布风室7和设有多个第一孔洞的第一布风筒8；第一布风筒8内设有搅拌装置15；干燥分选单元包括转鼓19、第二布风筒11、第二布风室10和心轴18，转鼓19与第二布风筒11之间区域为夹层区20，转鼓19和第二布风筒11上设有多个第二孔洞。

具体地，如图1所示，预干燥单元为预干燥搅拌流化床，干燥分选单元为干燥分选离心流化床；预干燥搅拌流化床包括第一布风筒8，第一布风筒8外侧为第一布风室7，第一布风室7内的热风通过第一孔洞进入到第一布风筒8内；第一布风筒8内设有搅拌装置15，当物料通过进料单元进入第一布风筒8内后，热风通过第一布风室7进入第一布风筒8内，此时，开启搅拌装置15，物料在第一搅拌叶片和第二搅拌叶片的搅拌作用下，物料与热风进行充分接触，完成预干燥过程。

需要说明的是，在预干燥单元和干燥分选单元之间设有连接通道，物料结束预干燥后通过连接通道进入到干燥分选单元中，待物料进入干燥分选离心流化床后，物料首先会进入干燥分选离心流化床的转鼓19的边壁上，这是因为转鼓19以一定的角速度绕心轴18转动，所以会在转鼓19内产生离心力场，物料在转鼓19内受到离心力作用，同时热风由第二布风筒11进入夹层区20，再通过转鼓19上的第二孔洞均匀进入转鼓19，进风风力的方向与物料所受的离心力方向正好相反。由于不同物料所受的离心力大小不同，当物料处于转鼓19边壁时，一部分物料所受离心力大于风力，物料开始做离心运动并通过转鼓19上的第二孔洞进入到夹层区20，物料进入夹层区20后，由于物料同时受重力和风力作用，且夹层区20内物料所受风力小于转鼓19的离心力，因此，物料开始做减速运动并开始下沉，成为尾矿；而转鼓19内的另一部分物料由于受到的离心力小于风力，物料开始做不同半径的圆周运动，成为精矿，通过时刻监测精矿带宽度，当物料达到精矿要求后，立即开始排料，从而完成物料干燥分选过程。

与现有技术相比，本发明在干燥的基础上将物料进行了分选，实现了潮湿物料在搅拌式流化床和离心流化床中干燥分选一体化，达到了干法脱水提质的目的。尤其是，本发明采用双筒构造(转鼓19和第二布风筒11及两者之间的夹层区20)，通过不同物料在同一干燥分选离心流化床中所受离心力不同，使得物料达到分选效果，第二孔洞为物料的离心运动提供了必要通道，夹层区20为分选后的物料提供了分布及排料空间。由于转鼓19和第二布风筒11筒身开孔孔径的差异(转鼓19上第二孔洞的孔径取决于干燥分选物料的整体粒度，转鼓19上第二孔洞的孔径小于第二布风筒11上第二孔洞的孔径)使转鼓19风力与夹层区20风力具有显著差异，夹层区20风力小于转鼓19内风力，进而降低了已分选物料的返混率，从而保证了分选的稳定性和连续性。

为了强化物料的流化干燥效果，本发明的搅拌装置15包括设有第一搅拌叶片的第一固定轴33、设有第二搅拌叶片的第二固定轴34、搅拌器固定盘14和第一电机31；第一搅拌电机设于第一布风筒8的外侧，第一电机31与搅拌器固定盘14转动连接，第一固定轴33和第二固定轴通过G型卡具可拆卸地固定于搅拌器固定盘上；第一电机31用于带动搅拌器固定盘14转动。通过搅拌装置15对物料的搅拌作用，增大了预干燥搅拌流化床内的物料与热风接触面积，强化了物料的流化干燥效果。

为了进一步提高物料在搅拌式流化床床体的流化干燥效果，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35可拆卸的固定于第一固定轴33上，第二凵字型搅拌叶片36可拆卸的固定于第二固定34轴上；第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36安装方向相反且相互嵌合。

具体地，第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36的安装方向相反，并且相互嵌合安装在第一固定轴33和第二固定34轴上，第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36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，加快物料的干燥，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35和第二凵字型搅拌叶片36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15的适用性，第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36通过钢扎带可拆卸的安装在第一固定轴33和第二固定34轴上；第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36距流化床床体的距离为2-5mm。

具体地，第一凵字型搅拌叶片35和第二凵字型搅拌叶片36可拆卸设计克服了现有的搅拌装置15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35和第二凵字型搅拌叶片36与预干燥搅拌流化床床体的距离控制在2-5mm内，这种靠近预干燥搅拌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。

需要强调的是，第一电机31直接与搅拌器固定盘14传动连接，并控制搅拌器固定盘14的旋转速度；在搅拌器固定盘14上焊有G型卡具，G型卡具用于固定第一固定轴33和第二固定轴34，通过松紧G型卡具可以实现搅拌器固定盘14与第一固定轴和第二固定轴的自由拆卸。

同样地，为了进一步提高物料在搅拌式流化床床体的流化干燥效果，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37和第二弓字型搅拌叶片38通过钢扎带可拆卸地分别固定于第一固定轴33和第二固定轴34上，即第一弓字型搅拌叶片37和第二弓字型搅拌叶片38分别固定于第一固定轴33上和第二固定轴34上，第一弓字型搅拌叶片37和第二弓字型搅拌夹角呈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干燥效果。

在一种可能的设计中，流化床床体内还设有第三固定轴，第三固定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，即第一、第二和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，流化床床体内还设有第四固定轴，第四固定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，即第一、第二、第三和第四弓字型搅拌叶片呈夹角为90°的四轴设置。

需要说明的是，当搅拌器固定盘14上固定有第一至第三固定轴时，因为第一至第三固定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31带动搅拌器固定盘14以一定角速度旋转时，搅拌器固定盘14带动第一至第三弓字型搅拌叶片以一定角速度转动，从而最大程度的强化物料在预干燥搅拌流化床床体内的流化干燥效果。

同样地，当搅拌器固定盘14底部固定有第一至第四固定轴时，因为第一至第四固定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31带动搅拌器固定盘14以一定角速度旋转时，搅拌器固定盘14带动第一至第四弓字型搅拌叶片转动，从而最大程度的强化物料在流化床床体内的流化干燥效果。

为保证预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床能够充分干燥和分选物料，本发明的用于干燥分选矿物的干法提质系统还包括供风单元，供风单元包括与预干燥支路连接的第一环形供风管6和与干燥分选支路连接的第二环形供风管9；第一环形供风管6与第一布风筒8外侧的第一布风室7连通；第二环形供风管9与第二布风筒11外侧的第二布风室10连通。

具体地，如图所示，供风单元包括鼓风机1、风包2、空气加热器3、预干燥支路、干燥分选支路、第一环形供风管6和第二环形供风管9；其中，第一环形供风管6和第二环形供风管9分别对应的与第一布风筒8外侧的第一布风室7和第二布风筒11外侧的第二布风室10连通，热风经第一布风室7和第一布风筒8并从多个方向(例如，四个方向)进入到转鼓19中，同时，热风经第二布风室10、夹层区20以及第二布风筒11并从多个方向(例如，四个方向)进入到转鼓19中。

为了控制进入预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床的热风风量，预干燥支路上设有第一流量计和第一调节阀4，干燥分选支路上设有第二流量计和第二调节阀5；其中，第一流量计和第一调节阀4用于调节预干燥单元的进风量；第二流量计和第二调节阀5用于调节干燥分选单元的进风量。

具体地，启动鼓风机1给风包2中存储风，风包2排风口出来的风经空气加热器3产生高温热风，通过控制预干燥支路上的第一流量计和第一调节阀4以及干燥分选支路上的第二流量计和第二调节阀5，进而控制进入第一环形供风管6和第二环形供风管9的热风风量，从而保证热风均匀的进入第一布风室7和第二布风室10，后分别经第一布风筒8和第二布风筒11对应的进入到预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床中，并开始物料的预干燥过程和物料的干燥分选过程。

本发明的离心流化床干燥分选单元还包括进料单元、引风除尘单元、排料单元和支撑单元；进料单元设于预干燥单元上部；引风除尘单元分别与预干燥单元和供风单元连通；排料单元设于干燥分选单元底部；支撑单元用于支撑预干燥单元和干燥分选单元，支撑机架30与搅拌流化床和离心流化床通过弹簧和弹簧支座联接。

本发明的进料单元包括螺旋给料机13和给料漏斗12，螺旋给料机13安装于预干燥搅拌流化床顶部，当输送潮湿性物料时，常规给料机容易产生物料堆积，影响给料的稳定性，而采用螺旋给料机13能够做到稳定有效输送潮湿物料。

为了使物料尽可能均匀的进入到转鼓19中，从而保证物料的分散性，本实施例中的螺旋给料机13的送料管管口形状呈锥形，送料管在预干燥搅拌流化床顶部分两路进入其内；待物料通过螺旋给料机13进入到给料漏斗12中后，给料漏斗12中的物料通过送料管的锥形口均匀的进入转鼓19中，即进入到预干燥搅拌流化床中。

本发明的排料单元包括预干燥搅拌流化床排料和干燥分选离心流化床排料，为了更精准控制预干燥搅拌流化床排料和干燥分选离心流化床排料，在预干燥搅拌流化床的第一布风筒8内安装有计时器16，计时器16用于控制预干燥搅拌流化床内物料预干燥时间；在干燥分选离心流化床的转鼓19内设有光电子感应器21，光电子感应器21用于控制干燥分选离心流化床内物料精矿带宽度；转鼓19底部连接有精矿集料槽22；第二布风筒11底部连接有尾矿集料槽24，尾矿集料槽24与负压吸附设备(例如，负压风机23)连接。

具体地，预干燥搅拌流化床排料为：在转鼓19内安装计时器16，当计时器16达到设定时间后，供风单元停止向预干燥支路供风，电机传动单元自动关闭，预干燥排料系统启动，物料进入干燥分选离心流化床。干燥分选离心流化床排料为：在转鼓19内设有检测物料干燥分选环状带宽度的光电子感应器21，当物料达到系统设定宽度后，供风单元停止向干燥分选支路供送热风，电机传动单元自动关闭，同时干燥分选排料系统启动，精矿由于自身重力通过精矿锥型集料槽收集，尾矿由于受到自身重力作用以及负压吸附设备的吸附作用后加快排出后，并由尾矿锥形集料槽收集。

需要说明的是，本发明提供的离心流化床干燥分选系统大大提高了物料的干燥分选效率，这是因为该系统工作过程虽然具有周期性，包括给料、排料、供风、排风过程等，但是由于给料过程是连续的，且排料时间很短暂，因此，该系统几乎是连续性的生产，从而大大提高了物料的干燥分选效率。

为了及时将热交换后的热气引出预干燥单元和干燥分选单元，引风除尘单元包括引风室25和引风支路，其中，引风室25设于预干燥搅拌流化床的顶部，引风支路的一端与引风室25连接，另一端与供风单元的空气加热器3连通；另外，在引风支路上依次设有高效冷凝器26和高效除尘器28，高效冷凝器26的底部设有集液桶27，高效除尘器28的底部设有集尘箱29。

具体地，在预干燥单元的顶部设有引风室25，引风室25通过引风支路与空气加热器3连通，当预干燥搅拌流化床以及干燥分选离心流化床中的热风与物料进行充分的热交换后，经引风室25进入引风支路中，并依次经高效冷凝器26和高效除尘器28后进入到空气加热器3中，经空气加热器3加热后通过供风单元重新被供送至预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床进行循环利用。

本发明的支撑单元包括支撑机架30，支撑机架30固定于地面上，支撑机架30与预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床均通过弹簧和弹簧支座联接。

本发明提供的离心流化床干燥分选单元还包括传动单元，传动单元包括第一电机31和第二电机32第一电机31和第二电机32均通过链条对应的带动搅拌器固定盘14和转鼓19旋转运动。

本发明采用的传动方式为链条传动，链条传动避免了弹性滑动和打滑，因此能保持准确的平均传动比，该传动方式不仅传动效率较高(链条不需要像传送带那样张得很紧，所以压轴力较小)、传递功率大和过载能力强，而且能在低速重载下较好工作，并且能够在恶劣环境(例如多尘、油污、腐蚀和高强度场合)下高效工作。需要说明的是，传动单元的电机为直流调速电机，可适应于各种物料的干燥分选中转鼓转速调节。

为了减少预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床内的热量散失，在本发明中，布风室、第一和第二布风筒11及转鼓19等均采用保温隔热钢板，且第一布风筒8和第二布风筒11由内外多孔金属夹板和夹装在多孔金属夹板之间的石棉纤维滤布组成；另外，预干燥支路、干燥分选支路以及引风管道均设有隔热保温层。

实施例2

本发明还提供了一种用于干燥分选矿物的干法提质方法，具体包括以下步骤：

S1、启动鼓风机1给风包2中储存气体，风包2排风口出来的气体经空气加热器3产生高温热风，通过控制第一流量计和第一调节阀4以及第二流量计和第二调节阀5，进而控制由第一环形供风管6和第二环形供风管9分别向第一布风室7和第二布风室10供送热风的风量；其中，第一布风室7的热风经第一孔洞进入到第一布风筒8内；第二布风室10内的热风经第二布风筒11及夹层区20进入到转鼓19内，此时，开启第一电机31、第二电机32和进料单元，在搅拌装置15的搅拌作用下，第一布风筒8内的热风对物料进行预干燥；在心轴18带动下，转鼓19转动；

S2、物料从预干燥搅拌流化床内的第一布风筒8排出后，进入干燥分选离心流化床转鼓19内，由于转鼓19以一定的角速度绕心轴18转动，在转鼓19内产生一个离心力场，物料在转鼓19内会受到离心力作用，同时热风由第二布风筒11上的第二孔洞进入夹层区20，再通过转鼓19转鼓19上的第二孔洞均匀进入转鼓19内，进风风力的方向与物料所受的离心力方向正好相反。由于不同物料所受的离心力大小同，当物料处于转鼓19边壁时，一部分物料受到离心力大于风力，物料开始做离心运动，并通过转鼓19上的第二孔洞进入夹层区20成为尾矿；另一部分物料受到的离心力小于风力，该部分物料做不同半径的圆周运动成为精矿；夹层区20物料同时受重力和风力作用，由于夹层区20尾矿物料所受风力小于转鼓19的离心力，该部分物料做减速下沉运动，通过对光电子感应器21进行参数设定，时刻监测精矿带宽度，达到设定值时，开始排料。精矿由于自身重力通过精矿锥型集料槽收集；尾矿通过自身重力作用以及负压吸附设备(例如，负压风机23)的吸附作用后加快排出，由尾矿锥形集料槽收集，最终实现物料再次被干燥以及物料分选过程；负压风机23

S3、物料与高温热风实现高效的传热传质后，物料表面水分以水蒸气形式随气流带出离心流化床，通过热风引风室25进入到高效冷凝器26中冷凝，并收集至集液桶27；气体再经高效除尘器28除尘处理，粉尘进入集尘箱29内并进行收集，由高效除尘器28排出的含有余热的洁净热风进入空气加热器3内并重新加热到设定温度，然后利用供风单元将该部分热风输送至第一布风室7和第二布风室10，从而能够充分利用该部分热风的预热，达到节能环保目的。

实施例3

本实施例是对细粒褐煤进行的干燥分选，采用实施例1提供的用于干燥分选矿物的干法提质系统和实施例2提供的用于干燥分选矿物的干法提质方法，其具体实施过程如下：

选用粒度为1-6mm、水分为38.6％、灰分为31.29％的褐煤进行干燥分选。干燥分选预期要求：精煤灰分小于15％，产率高于70％，水分小于10％。

打开鼓风机1，向风包2内鼓入大量风，压力表数值达到0.4MPa后，关闭鼓风机1，打开风包2排风口，风进入空气加热器3，设定加热温度为110℃，通过控制第一流量计和第一调节阀4以及第二流量计和第二调节阀5，使热风从第一环形布风管和第二环形布风管均匀且对应进入第一布风室7和第二布风室10，并分别通过第一布风筒8和第二布风筒11分别进入预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床。同时，启动传动单元的直流调速电机，调节搅拌装置15的转速为1200r/min，心轴18转速为800r/min，搅拌装置15和转鼓19开始转动。

将褐煤通过给料漏斗12给入，并通过螺旋给料机13输送至预干燥离心流化床内，计时器16设定时间为10min，达到设置时间后，第一流量计和第一调节阀4关闭，第一电机31停止工作，物料达到初步流化干燥效果，初步干燥后的褐煤由预干燥单元通过软连接设施17进入到干燥分选单元。褐煤在干燥分选单元中做圆周运动，转鼓开孔直径为6mm，开孔率为36.2％，处于转鼓边壁的褐煤，由于干燥分选单元中风力大小与密度为1.7g/cm³褐煤在转鼓19边壁所受离心力大小一致，因此，密度大于1.7g/cm³的褐煤会做离心运动，通过转鼓19上的第二孔洞进入夹层区20形成尾矿，小于1.7g/cm³的褐煤留在转鼓19中成为精矿。光电子感应器21测定转鼓19中流化褐煤的环形宽度，设定值为转鼓直径的1/3，达到设置宽度值后，开启排料。

精矿由于自身重力通过精矿锥型集料槽收集；尾矿通过自身重力作用以及负压吸附设备的吸附作用加快排出，并由尾矿锥形集料槽收集；整个干燥分选过程中，引风单元按正常工作流程连续工作。本实施例褐煤煤样的干燥分选产物数质量情况见下表1：

表1褐煤煤样的干燥分选产物数质量情况

产物	产率	灰分	水分
				褐煤	100％	31.29％	38.6％
预干燥后	100％	31.29％	20.6％
				精煤	72.29％	14.15％	9.2％
尾煤	27.71％	76.02％	-

通过表1可知，经离心流化床干燥分选系统干燥分选后的精煤灰分小于15％，产率高于70％，水分小于10％，干燥和分选效果达到预期要求。

实施例4

本实施例是对细粒级煤系高岭土进行的分选过程，采用实施例1提供的用于干燥分选矿物的干法提质系统和实施例2提供的用于干燥分选矿物的干法提质方法，其具体实施过程如下：

选用粒度为1-6mm、水分为21.6％、烧失量为28.18％的煤系高岭土进行干燥分选。干燥分选的预期要求：高岭土精矿烧矢量小于15％，产率大于60％，水分小于10％。

打开鼓风机1，当风包2压力达到0.4MPa时，关闭鼓风机1，打开风包2排风口，风由风包2进入空气加热器3，设定空气加热器3的加热温度为105℃，通过控制第一流量计和第一调节阀4以及第二流量计和第二调节阀5，使热风从第一环形布风管和第二环形布风管均匀且对应进入第一布风室7和第二布风室10，然后分别通过第一布风筒8和第二布风筒11分别进入预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床。同时，启动传动单元的第一电机31和第二电机32，第一电机31和第二电机32为直流转速电机，第一电机31转速为1000r/min，第二电机32转速为800r/min，心轴18带动转鼓19转动。

煤系高岭土经给料漏斗12给入，通过螺旋给料机13输送至预干燥搅拌流化床，计时器16设定时间为4min，达到设置时间后，关闭第一流量计和第一调节阀4，第一电机31(直流调速电机)停止工作，物料达到初步流化干燥效果，初步干燥后的煤系高岭土由预干燥单元通过软连接设施17进入到干燥分选单元内。

煤系高岭土在干燥分选单元中做圆周运动，转鼓19开孔直径为6mm，开孔率为36.2％，由于干燥分选单元中风力大小与密度为2.6g/cm³煤系高岭土在转鼓19边壁所受离心力大小一致，因此，密度大于2.6g/cm³的煤系高岭土会做离心运动，通过转鼓19转鼓19上的第二孔洞进入夹层区20形成尾矿，小于2.6g/cm³的煤系高岭土留在转鼓19成为精矿。光电子感应器21用于测定转鼓19中流化煤系高岭土的环形宽度，其设定值为转鼓19直径的1/3。达到设置宽度值后，开启干燥分选单元排料。煤系高岭土尾矿通过自身重力作用以及负压吸附设备的吸附作用后加快排出，并由尾矿锥形集料槽收集；整个干燥分选过程中，引风单元均按正常工作流程连续工作。煤系高岭土的干燥分选产物数质量情况见下表2：

表2煤系高岭土的干燥分选产物数质量情况

产物	产率	烧失量	水分
				煤系高岭土	100％	28.18％	21.6％
预干燥后	100％	28.18％	13.4％
				精矿	62.87％	14.35％	8.3％
尾矿	37.13％	51.60％	-

通过表2可以看出，经流化床干燥分选系统干燥分选后的高岭土精矿烧矢量小于15％，产率高于60％，水分小于10％，干燥和分选效果达到预期要求。

实施例5

本实施例是对细粒级萤石进行的干燥分选，采用实施例1提供的离心流化床干燥分选系统和实施例2提供的离心流化床干燥分选方法，其具体实施过程如下：选用粒度为1-6mm、水分为15.8％、氟化钙含量为40.18％的萤石进行试干燥分选。干燥分选预期要求：萤石精矿氟化钙含量大于50％，产率高于60％，水分小于10％。

萤石比重为3-3.25g/cm³，石英比重为2.65g/cm³，本试验为反分选试验，即精矿尾矿位置相反。打开鼓风机1，当风包2压力达到0.4MPa时，关闭鼓风机1，打开风包2排风口，风由风包进入空气加热器3，设定加热温度为105℃，通过控制第一流量计和第一调节阀4及第二流量计和第二调节阀5，使热风从第一环形布风管和第二环形布风管均匀且对应进入第一布风室7和第二布风室10，并分别通过第一布风筒8和第二布风筒11分别进入预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床。同时，启动第一电机31和第二电机32，第一电机31转速为1000r/min，第二电机32转速为900r/min，心轴18带动转鼓19转动。

萤石由给料漏斗12给入，通过螺旋给料机13输送至到预干燥搅拌流化床内，计时器16设定时间为4min，达到设置时间后，关闭第一流量计和第一调节阀4，第一电机31(直流调速电机)停止工作，萤石达到初步流化干燥效果，初步干燥后的萤石由预干燥单元通过软连接设施17进入到干燥分选单元。萤石在干燥分选单元中做圆周运动，转鼓19开孔直径为6mm，开孔率为36.2％，由于干燥分选单元中风力大小与密度为2.7g/cm³萤石在转鼓19边壁所受离心力大小一致，因此，密度大于2.7g/cm³的萤石会做离心运动，通过转鼓19上的第二孔洞进入夹层区20形成精矿，小于2.7g/cm3的萤石留在转鼓19成为尾矿，主要成分为石英。光电子感应器21测定转鼓19中流化萤石的环形宽度，设定值为转鼓直径的1/3。达到设置宽度值后，开启干燥分选单元排料。萤石精矿通过自身重力作用以及负压吸附设备的吸附作用后加快排出，由精矿锥形集料槽收集；整个干燥分选过程中，引风单元均按正常工作流程连续工作。本实施例煤系高岭土的干燥分选产物数质量情况见下表3：

表3煤系高岭土的干燥分选产物数质量情况

产物	产率	氟化钙含量	水分
				萤石	100％	40.18％	15.8％
预干燥后	100％	40.18％	11.4％
				精矿	64.37％	52.81％	9.5％
尾矿	35.63％	17.36％	-

通过上表3可以看出，经离心流化床干燥分选系统干燥分选后的萤石精矿氟化钙含量大于50％，产率高于60％，水分小于10％，干燥分选效果达到预期要求。

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)

1.一种用于干燥分选矿物的干法提质系统，其特征在于，包括预干燥单元和干燥分选单元，所述预干燥单元设于干燥分选单元上部；所述预干燥单元包括第一布风室和设有多个第一孔洞的第一布风筒；所述第一布风筒内设有搅拌装置；

所述干燥分选单元包括转鼓、第二布风筒、第二布风室和心轴，所述转鼓与所述第二布风筒之间的区域为夹层区，所述转鼓和第二布风筒上设有多个第二孔洞。

2.根据权利要求1所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，其特征在于，所述搅拌装置包括设有第一搅拌叶片的第一固定轴、设有第二搅拌叶片的第二固定轴、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，所述的第一固定轴和第二固定轴通过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，所述搅拌器固定盘用于带动第一固定轴和第二固定轴转动。

3.根据权利要求2所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，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固定轴上，第二凵字型搅拌叶片固定于第二固定轴上，所述第一凵字型搅拌叶片和第二凵字型搅拌叶片的安装方式为开口相反且相互嵌合。

4.根据权利要求2所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，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安装于第一固定轴和第二固定轴上。

5.根据权利要求3或4所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，其特征在于，所述用于干燥分选矿物的干法提质系统还包括供风单元，所述供风单元包括与预干燥支路连接的第一环形供风管和与干燥分选支路连接的第二环形供风管；

所述第一环形供风管与所述第一布风筒外侧的第一布风室连通，热风通过第一孔洞进入第一布风筒内；所述第二环形供风管与所述第二布风筒外侧的第二布风室连通，热风经第二布风室上的第二孔洞、夹层区以及转鼓上的第二孔洞进入转鼓内。

6.根据权利要求5所述的离心流化床干燥分选单元，其特征在于，所述干燥分选离心流化床干燥分选单元还包括进料单元、引风除尘单元、排料单元和支撑单元；

所述进料单元设于预干燥单元顶部；所述引风除尘单元分别与预干燥单元和供风单元连通；所述排料单元设于干燥分选单元底部；所述支撑单元用于支撑预干燥单元和干燥分选单元。

7.根据权利要求6所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，其特征在于，所述第一布风筒内设有计时器，所述计时器用于控制预干燥搅拌流化床内物料预干燥时间；所述转鼓内设有光电子感应器，所述光电子感应器用于控制干燥分选离心流化床内物料精矿带宽度；

所述转鼓底部连接有精矿集料槽；所述第二布风筒底部连接有尾矿集料槽，所述尾矿集料槽上连接有负压吸附设备。

8.根据权利要求7所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，其特征在于，所述进料单元包括螺旋进料机，所述螺旋进料机出料口设于第一布风筒上方，并通过送料管连接；

所述支撑单元包括支撑机架，所述支撑机架与预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床通过弹簧和弹簧支座联接。

9.一种用于干燥分选矿物的干法提质方法，其特征在于，根据权利要求1至8所述的用于干燥分选矿物的干法提质系统，所述干法提质方法包括以下步骤：

S1、开启供风单元，通过第一环形供风管和第二环形供风管分别向第一布风室和第二布风室供送热风，热风分别经第一孔洞和第二布风筒进入第一布风筒和转鼓中，此时，启动第一电机、第二电机和进料单元，第一布风筒内的热风对物料进行预干燥；在心轴带动下，转鼓转动；

S2.经预干燥后的物料通过预干燥单元和干燥分选单元的连接通道进入转鼓内并开始做离心运动；一部分物料在转鼓内做不同半径的圆周运动形成精矿带，光电子感应器时刻监测精矿带宽度，达到设定值时，开始排放精矿；当另一部分物料处于转鼓边壁时，所受离心力大于风力，该部分物料经第二孔洞进入夹层区成为尾矿，物料在分选过程中再次被干燥。

10.根据权利要求9所述的用于干燥分选矿物的干法提质方法，其特征在于，所述方法还包括S3，在S3步骤中，预干燥单元以及干燥分选单元中的热风经引风室被引入引风支路中，并依次经冷凝器冷凝和除尘器除尘后进入空气加热器，经空气加热器加热后重新输送至预干燥搅拌流化床和干燥分选离心流化床。