CN111111270A - 一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺及装置 - Google Patents

一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种能够将絮凝剂与矿浆充分混合，形成大而紧实的絮团，以提高助滤效果的新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺及装置。该工艺提供了一种矿浆在高速、低速环境中阶段搅拌以产生大而紧实的絮团的矿浆药剂混合方法。实现上述阶段搅拌的装置包括进料管、加药管、渣浆泵、多层矿浆搅拌桶、旋转筒、固定筒、变频电机、工控机、出料管、实时在线絮团分析仪，多层矿浆搅拌桶的中心为中空轴，实现搅拌桶内矿浆在高低速环境中交替搅拌，产生大而紧实的絮团。本发明适用性强，通过该方法将絮凝剂、矿浆搅拌混合后可加快过滤速度，降低滤饼水分，是一种自动化、智能化的矿浆药剂混合工艺及装置。

Description

一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺及装置
技术领域
本发明属于煤泥脱水技术领域，具体涉及一种新型絮凝剂、矿浆混合工艺及装置。
背景技术
浮选煤泥脱水是选煤厂生产的重要组成部分，是实现选煤厂内洗水闭路循环，提高经济效益，保护环境的重要环节。由于浮选尾煤具有粒度细、粘度大、黏土矿物多等特点，导致煤泥脱水环节脱水速率低，滤饼水分高，影响企业生产，同时，较高的滤饼水分会造成水资源浪费、运输成本增加、储运难度大等。因此，在煤泥脱水过程中，常通过预先在矿浆中添加助滤剂形成絮团的方法来改善脱水效果，助滤剂的添加可极大的加快滤饼的脱水速度。但是，大量报道也表明，添加絮凝剂后，所形成絮团的疏松结构常使其内部包裹水分增多，进而增加最终滤饼的水分，造成水资源的浪费。研究表明，大而紧实的絮团有益于过滤速度的加快，滤饼水分的降低。而现有的絮凝剂、矿浆混合方法，无法控制絮团的大小、结构。因此，找到形成大而紧实絮团的矿浆絮凝剂搅拌混合方法是必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将助滤剂与矿浆充分混合，形成大而紧实絮团，以提高助滤效果的絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺及装置。
本发明所述的目的可以通过以下技术方案实现：
一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺包括高速、低速交替搅拌的矿浆絮凝剂混合方法；即矿浆与絮凝剂给入搅拌桶后，先在高速环境中搅拌，絮凝剂刚加入时，絮凝剂与矿浆作用形成大而疏松的絮团，在高速搅拌作用下，疏松絮团上的枝节在剪切作用下或脱落、或旋紧，最终，絮团只留下紧实部分；随后，矿浆进入后续低速搅拌环境，在低剪切作用下，矿浆中的絮团相互碰撞粘结，絮团增大；随后又进入高速环境中，使絮团只留下紧实部分；以此往复，形成大而紧实的絮团。
实现上述絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺的装置包括：进料管、加药管、渣浆泵、多层矿浆搅拌桶、旋转筒、固定筒、变频电机、工控机、出料管、实时在线絮团分析仪。所述多层搅拌桶的中心为中空轴。
所述进料管安装于多层矿浆搅拌桶的上方，通过渣浆泵将矿浆给入，同时，在进料管道上设置加药管，将絮凝剂加入到进料管中。
所述多层搅拌桶分别由同心分布的4个旋转筒与4个固定筒交替组成，最内层为旋转筒，最外层为固定筒；每2个固定筒、1个旋转筒组成一个搅拌腔；相邻旋转筒与固定筒的距离优选为10-20厘米；各旋转筒的速度分别由单独的变频电机控制，设置各旋转筒速度为高低速交替出现，旋转筒低速优选为400-800r/min,高速优选为900-1300r/min。优选的，从外至内固定筒的高度比为1：3：5：7，即为搅拌腔的高度。
所述各旋转筒下部分别设置4个联通口，使矿浆能够分布于旋转筒所控制的两侧搅拌区域内。
所述4个旋转筒的旋转速度由4个独立的变频电机通过旋转筒上边沿外侧的齿轮传动控制。
所述各固定筒的高度均低于其内侧相邻的旋转筒，内层的矿浆搅拌后通过固定筒的上边溢流进入外部的搅拌腔内完成后续的搅拌；多层搅拌桶的最外层上部设置溢流槽，用于收集完成搅拌的矿浆。
所述旋转筒下部为旋转轴承，而固定筒下部为固定基座，轴承与基座之间密封。
所述出料管设置于最外层固定筒的溢流槽下，且在出料管上安装实时在线絮团分析仪，可实现对絮团大小及紧实程度的实时分析，并将测试数据反馈给工控机，工控机通过与内部预先设定的阈值对比，控制变频电机的工作频率及加药管中絮凝剂的加入流量。
本发明的有益效果在于：
(1)通过不同搅拌速度的多个旋转筒对矿浆进行高低速阶段搅拌使矿浆与絮凝剂作用形成大而紧实的絮团，加快过滤速度，降低滤饼水分。
(2)工控机通过实时在线絮团分析仪反馈的数据，与工控机内部预先设定的阈值，控制变频电机的工作频率，实时调整搅拌桶各旋转筒的旋转速度，实现絮凝剂、矿浆搅拌混合的智能化。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明装置的俯视图；
具体实施方式
结合图1至图2对本发明做进一步的说明。
一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺包括高速、低速交替搅拌的矿浆絮凝剂混合方法；即矿浆与絮凝剂给入搅拌桶后，先在高速环境中搅拌，絮凝剂刚加入时，絮凝剂与矿浆作用形成大而疏松的絮团，在高速搅拌作用下，疏松絮团上的枝节在剪切作用下或脱落、或旋紧，最终，絮团只留下紧实部分；随后，矿浆进入后续低速搅拌环境，在低剪切作用下，矿浆中的絮团相互碰撞粘结，絮团增大；随后又进入高速环境中，使絮团只留下紧实部分；以此往复，形成大而紧实的絮团。
实现上述絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺的装置包括：进料管1、加药管2、渣浆泵3、多层矿浆搅拌桶4、旋转筒5、固定筒6、变频电机7、工控机8、出料管9、实时在线絮团分析仪10。所述多层搅拌桶的中心为中空轴41。搅拌桶工作时，其内部可产生方向相反的漩涡，实现矿浆与絮凝剂的混合，其内部的旋转筒5运动，而与其相邻的固定筒6静止不动，当旋转筒5旋转速度超过矿浆临界速度时，矿浆因离心力的作用而产生二次流，该二次流的特征表现出对称的旋转方向相反的漩涡，在漩涡的作用下，矿浆与絮凝剂充分混合。
所述进料管1安装于多层矿浆搅拌桶4的上方，通过渣浆泵3将矿浆给入，同时，在进料管1上设置加药管2，将絮凝剂加入到进料管1中。
所述多层搅拌桶分别由同心分布的4个旋转筒5与4个固定筒6交替组成，最内层为旋转筒5，最外层为固定筒6；每2个固定筒6、1个旋转筒5组成一个搅拌腔43；相邻旋转筒5与固定筒6的距离优选为10-20厘米；各旋转筒5的速度分别由单独的变频电机7控制，设置各旋转筒5速度为高低速交替出现，旋转筒5低速优选为400-800r/min,高速优选为900-1300r/min。优选的，从外至内固定筒6的高度比为1：3：5：7，即为搅拌腔43的高度。
所述各旋转筒5下部分别设置4个联通口51，使矿浆能够分布于旋转筒5所控制的两侧搅拌区域内。
所述4个旋转筒5的旋转速度由4个独立的变频电机7通过旋转筒上边沿外侧的齿轮52传动控制。
所述各固定筒6的高度均低于其内侧相邻的旋转筒5，内层的矿浆搅拌后通过固定筒6的上边溢流进入外部的搅拌腔43内完成后续的搅拌；多层搅拌桶4的最外层上部设置溢流槽42，用于收集完成搅拌的矿浆。
所述旋转筒5下部为旋转轴承53，而固定筒6下部为固定基座61，轴承与基座之间密封。
所述出料管9设置于最外层固定筒6的溢流槽42下，且在出料管9上安装实时在线絮团分析仪10，可实现对絮团大小及紧实程度的实时分析，并将测试数据反馈给工控机8，工控机8通过与内部预先设定的阈值对比，控制变频电机7的工作频率及加药管2中絮凝剂的加入流量。
实施例1
本实施例中选用淮南矿业集团顾桥选煤厂的浮选尾煤，矿浆浓缩至500g/L,浮选尾煤浆经入料管加入到搅拌桶中心旋转筒控制的搅拌腔内，同时絮凝剂经絮凝剂管加入到入料管中,本实施例中，选用1000万阴离子型絮凝剂，用量选择100g/t，200g/t干煤泥。设置最内层及由内而外第三层旋转筒旋转速度为1200r/min,低速旋转筒的搅拌速度为600r/min；在本实施例中选用的旋转筒共4层，絮凝剂腔高度由内而外分别是7m、5m、3m、1m。
另外，使用同一搅拌装置，相同矿浆在与上述相同的絮凝剂条件下(100g/t，200g/t)，分别在连续高速(1200r/min)及连续低速(600r/min)的条件下，完成搅拌。
完成搅拌后，将矿浆加入到布氏漏斗中过滤，记录过滤时间，并测定滤饼的最终水分，测得100g/t，200g/t絮凝剂用量下，使用本工艺所述搅拌方法比连续高速搅拌方法过滤时间分别节省1.9min，2.3min，滤饼水分降低1.5％，1.2％；另外，100g/t,200g/t絮凝剂条件下，本工艺所述搅拌方法比连续低速搅拌方法分别节省过滤时间0.9min，1.4min，滤饼水分降低3.1％，2.4％。

Claims (9)

1.一种新型絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺包括高速、低速交替搅拌的矿浆絮凝剂混合方法；即矿浆与絮凝剂给入搅拌桶后，先在高速环境中搅拌，絮凝剂刚加入时，絮凝剂与矿浆作用形成大而疏松的絮团，在高速搅拌作用下，疏松絮团上的枝节在剪切作用下或脱落、或旋紧，最终，絮团只留下紧实部分；随后，矿浆进入后续低速搅拌环境，在低剪切作用下，矿浆中的絮团相互碰撞粘结，絮团增大；随后又进入高速环境中，使絮团只留下紧实部分；以此往复，形成大而紧实的絮团。
2.实现上述絮凝剂、矿浆搅拌混合工艺的装置包括：进料管(1)、加药管(2)、渣浆泵(3)、多层矿浆搅拌桶(4)、旋转筒(5)、固定筒(6)、变频电机(7)、工控机(8)、出料管(9)、实时在线絮团分析仪(10)。所述多层搅拌桶(4)的中心为中空轴(41)。
3.所述进料管(1)安装于多层矿浆搅拌桶(4)的上方，通过渣浆泵(3)将矿浆给入，同时，在进料管(1)上设置加药管(2)，将絮凝剂加入到进料管(1)中。
4.所述多层搅拌桶(4)分别由同心分布的4个旋转筒(5)与4个固定筒(6)交替组成，最内层为旋转筒(5)，最外层为固定筒(6)；每2个固定筒(6)、1个旋转筒(5)组成一个搅拌腔(43)；相邻旋转筒(5)与固定筒(6)的距离优选为10-20厘米；各旋转筒(5)的速度分别由单独的变频电机(7)控制，设置各旋转筒(5)速度为高低速交替出现，旋转筒(5)低速优选为400-800r/min,高速优选为900-1300r/min。优选的，从外至内固定筒(6)的高度比为1：3：5：7，即为搅拌腔(43)的高度。
5.所述各旋转筒(5)下部分别设置4个联通口(51)，使矿浆能够分布于旋转筒(5)所控制的两侧搅拌区域内。
6.所述4个旋转筒(5)的旋转速度由4个独立的变频电机(7)通过旋转筒(5)上边沿外侧的齿轮(52)传动控制。
7.所述各固定筒(6)的高度均低于其内侧相邻的旋转筒(5)，内层的矿浆搅拌后通过固定筒(6)的上边溢流进入外部的搅拌腔(43)内完成后续的搅拌；多层搅拌桶(4)的最外层上部设置溢流槽(42)，用于收集完成搅拌的矿浆。
8.所述旋转筒(5)下部为旋转轴承(53)，而固定筒(6)下部为固定基座(61)，轴承与基座之间密封。
9.所述出料管(9)设置于最外层固定筒(6)的溢流槽(42)下，且在出料管(9)上安装实时在线絮团分析仪(10)，可实现对絮团大小及紧实程度的实时分析，并将测试数据反馈给工控机(8)，工控机(8)通过与内部预先设定的阈值对比，控制变频电机(7)的工作频率及加药管(2)中絮凝剂的加入流量。
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