CN111375483B - 一种用于煤泥回收的分选系统及分选工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于煤泥回收的分选系统及分选工艺，属于煤泥分选回收技术领域，解决了现有煤泥分选工艺流程复杂、处理能力小、产品错配物含量高以及不能满足煤泥连续性分选回收的问题。本发明包括煤泥搅拌桶、分级旋流器、第一矿浆预处理器和三产品水力浮选机；煤泥搅拌桶通过第一渣浆泵与分级旋流器连接，分级旋流器通过第二渣浆泵与第一矿浆预处理器连接，第一矿浆预处理器与三产品水力浮选机连接。本发明通过在三产品水力浮选机内对2～0.25mm粗颗粒煤泥进行流化分选，获得精煤、中煤和尾煤，在浮选柱内对0.25～0mm的细颗粒煤泥进行逆流分选，获得精煤和中煤，既满足了对粗细煤泥的精细化回收，又满足对煤炭资源的梯度化利用，实现了经济资源效益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及煤泥分选回收技术领域，尤其涉及一种用于煤泥回收的分选系统及分选工艺。
背景技术
众所周知，我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭作为我国能源结构的重要支柱，在未来几十年的发展中主体地位不可动摇。随着煤炭资源的日益减少及机械化采煤与重介质选煤的快速发展，我国煤泥难分选问题进一步凸显，呈现出微细化、高灰分、连生体含量大等特点。传统的煤泥分选存在回收能力弱、尺度效应强、可浮性非均匀性变化等问题，都对煤泥分选工艺与设备的优化提出了更高要求。
目前选煤厂按粒度大小对煤泥进行分级处理，将介于2～0.25mm粒级的煤泥称为粗煤泥，通过TBS(Teetered Bed Separator，干扰床分选机)、螺旋分选机进行分选；将0～0.25mm粒级的煤泥称为细煤泥，通过浮选机、浮选柱进行回收。粗煤泥分选通常按密度进行，在沉降过程中存在“等沉”现象，即低比重粗粒精煤与高比重细粒矸石具有相同的沉降速度，不利于分层；细煤泥分选通常按疏水性差异进行，在浮选过程中存在“跑粗”现象，即疏水性好的粗颗粒精煤易受自身重力与矿浆扰动作用从气泡表面脱落，损失在底流中。此外在实际分选过程中，分级旋流器分级效果难以控制、煤泥分选系统工艺复杂、传统两产品煤泥分选设备难以满足煤质条件的恶化与中煤连生体增多的现状。因此亟需开发一种工艺简单、煤泥回收能力强、煤质适应性好、分选精度高，尤其适应于粗颗粒煤泥分选，含精煤、中煤、矸石三种产品的分选设备与分选工艺。
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煤泥回收的分选系统及分选工艺，用以解决现有煤泥分选工艺流程复杂、处理能力小、产品错配物含量高以及不能满足煤泥连续性分选回收的问题。
一方面，本发明提供了一种用于煤泥回收的分选系统，包括煤泥搅拌桶、分级旋流器、第一矿浆预处理器和三产品水力浮选机；煤泥搅拌桶通过第一渣浆泵与分级旋流器连接，分级旋流器通过第二渣浆泵与第一矿浆预处理器连接，第一矿浆预处理器与三产品水力浮选机连接。
进一步，用于煤泥回收的分选系统还包括第二矿浆预处理器和浮选柱；第二矿浆预处理器通过第三渣浆泵与所述分级旋流器连接。
进一步，所述分级旋流器的底流口与第一矿浆预处理器的入料口连接；所述分级旋流器的溢流口与第二矿浆预处理器的入料口连接。
进一步，所述三产品水力浮选机对粗颗粒煤泥进行分选，且能够分选出精煤、中煤和尾煤；所述浮选柱对细颗粒煤泥进行分选，且能够分选出精煤和中煤。
进一步，所述三产品水力浮选机包括第一柱体、第二柱体和流化水单元；
第一柱体的底部设置有尾煤脱水锥，第二柱体的底部设置有中煤脱水锥，第二柱体的顶部设置有精矿口；
流化水单元包括第一流化水口和第二流化水口；第一流化水口与尾煤脱水锥连接，第二流化水口与中煤脱水锥连接。
另一方面，本发明提供了一种用于煤泥回收的分选工艺，采用上述用于煤泥回收的分选系统，所述用于煤泥回收的分选工艺步骤包括：
步骤1：煤泥搅拌、分级；
将入选煤泥供入煤泥搅拌桶进行搅拌，并供入分级旋流器进行分级；
步骤2：分级煤泥预处理；
粗细煤泥在第一矿浆预处理器内加水与捕收剂搅拌调浆，细煤泥在第二矿浆预处理器内加水与捕收剂搅拌调浆；
步骤3：粗煤泥分选；
矿浆进入三产品水力浮选机进行分选，粗煤泥在三产品水力浮选机内按密度进行流化分选；
步骤4：细煤泥分选；
矿浆进入浮选柱进行分选，细煤泥在浮选柱内按表面疏水性差异进行泡沫浮选，完成煤泥分选。
进一步，所述步骤2中，所述捕收剂为煤油、柴油、松油中的一种或多种。
进一步，所述步骤2中，所述第一矿浆预处理器内的矿浆浓度为100～200g/L，捕收剂浓度为0.5～4kg/t。
进一步，所述步骤2中，所述第二矿浆预处理器内的矿浆浓度为40～100g/L，捕收剂浓度为0.5～4kg/t。
进一步，所述步骤3中，所述粗煤泥分选步骤包括：
步骤3.1：注入流化水；
开启第一流化水口和第二流化水口的阀门，将流化水分别注入第一柱体与第二柱体中；
步骤3.2：注入矿浆；
步骤3.3：煤泥精选；
步骤3.4：煤泥收集；
精煤产品由精矿口自由排出，中煤和尾煤产品分别由中煤脱水锥和尾煤脱水锥排出。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明通过设置三产品水力浮选机和浮选柱分别与矿浆预处理器连接，2～0.25mm粗颗粒煤泥惯性力大，易受流场湍流应力影响，在三产品水力浮选机内采用流化分选，消除颗粒浮力限制，引入空气气泡，扩宽不同颗粒组分间密度差异，强化按密度分选，此外高浓度的入料矿浆，减少了稀释用水，节约生产成本；0.25mm以下的细颗粒煤泥惯性力小，随水性强易非选择性上浮，在浮选柱内采用逆流浮选柱进行分选，减少细泥夹带，提高精煤质量；
(2)本发明通过设置高低并行连接的第一柱体和第二柱体，分选密度受上升水流速度控制且第一柱体上升水流速度高于第二柱体，第一柱体内采用低密度粗选，将高密度脉石矿物预先分离；第二柱体内采用高密度精选，进一步提高精煤质量，并将第二柱体中未上浮的中煤产品单独回收，既避免了中煤在尾矿中的损失，又避免了中煤对精煤的污染，实现了资源效益最大化；
(3)本发明通过在第一柱体和第二柱体底部的脱水锥内均设有布水板，上升水流环形射流给入，避免了上升水流对床层的扰动，有利于松散床层的形成；
(4)本发明通过在第一柱体和第二柱体的底部均设置有充填筛板，一方面起到缓冲作用，避免了矿浆中的粗颗粒煤泥因惯性作用未经分选直接进入尾煤脱水锥；另一方面充填筛板作为人工床层，有利于物料在柱体内快速形成床层，缩短分选准备时间，提高分选效率；
(5)本发明通过在第二柱体内设置倾斜板，上浮的精煤产品受倾斜板的阻碍作用，上浮速度降低，气泡间发生兼并，配合第二柱体顶部的喷淋水管，实现对精煤产品的二次富集，避免了部分亲水的细泥颗粒随水流与气泡上浮，提高了精煤产品质量；
(6)本发明通过在第一流化水口和第二流化水口设置有自动控制阀门，使第一柱体和第二柱体内部水流速度灵活可调，可满足实际生产要求与煤质条件的变化，实现了对粗煤泥的连续、精确、高效分选；
(7)本发明通过气泡发生器与加压泵连接，水中空气气泡的引入，扩大了不同疏水性矿物组分间的比重差异，有利于分选精度的提高，并针对入选原煤性质生产出满足生产要求的精煤、中煤、尾煤三种产品，实现了经济效益最大化；
(8)本发明通过控制两段流化分选相结合，避免了传统机械搅拌浮选机内流场湍流度的不利影响，向上流化的水流消除了颗粒浮力的限制，实现了对宽粒级煤泥按密度差异的高效分选，尤其适用于含有粗颗粒的煤泥的精细化回收；采用精、中、矸三种产品设计，细化了传统粗煤泥分选工艺，适应于机械化开采与煤质条件复杂化的资源现状；三产品水力浮选机内部温和的流场环境，与无泡沫层聚集的分选过程，提高了颗粒气泡间的黏附效果，避免了因流场剪切应力与气泡兼并造成的粗颗粒矿物从气泡表面脱落。
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为具体实施例的分选系统整体结构示意图；
图2为具体实施例的三产品水力浮选机的整体结构示意图；
图3为具体实施例的分选工艺流程框图。
附图标记：
1-煤泥搅拌桶；2-第一渣浆泵；3-分级旋流器组；4-第二渣浆泵；5-第一矿浆预处理器；6-三产品水力浮选机；61-第一柱体；611-给料装置；6111-入料管；6112-入料缓冲仓；6113-给料分配器；612-第一布水板；613-尾煤脱水锥；6131-尾矿口；614-第一充填筛板；62-第二柱体；621-喷淋水管；622-第二布水板；623-中煤脱水锥；624-第二充填筛板；625-倾斜板；626-溢流槽；627-精矿口；631-第一流化水口；632-第二流化水口；633-气泡发生器；634-加压泵；7-第三渣浆泵；8-第二矿浆预处理器；9-浮选柱；A-入选煤泥；B1、B2-精煤；C、D1-中煤；D2-尾煤。
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。
实施例一
本发明的一个具体实施例，如图1至图2所示，公开了一种用于煤泥回收的分选系统，包括煤泥搅拌桶1、分级旋流器3、第一矿浆预处理器5、三产品水力浮选机6、第二矿浆预处理器8和浮选柱9；煤泥搅拌桶1与分级旋流器3之间设置有第一渣浆泵2，分级旋流器3与第一矿浆预处理器5之间设置有第二渣浆泵4，分级旋流器3与第二矿浆预处理器8之间设置有第三渣浆泵7，第一矿浆预处理器5与三产品水力浮选机6连接，第二矿浆预处理器8与浮选柱9连接。具体地，煤泥搅拌桶1的出料口通过第一渣浆泵2与分级旋流器3的入料口连通，分级旋流器3的底流口通过第二渣浆泵4与第一矿浆预处理器5的入料口连通，第一矿浆预处理器5的出料口与三产品水力浮选机的入料管6111连通，分级旋流器3的溢流口通过第三渣浆泵7与第二矿浆预处理器8的入料口连通，第二矿浆预处理器8的出料口与浮选柱9的入料口连通。
本实施例中，2～0.25mm粗颗粒煤泥惯性力大，易受流场湍流应力影响，采用流化分选，消除颗粒浮力限制，引入空气气泡，扩宽不同颗粒组分间密度差异，强化按密度分选，此外高浓度的入料矿浆，减少了稀释用水，节约生产成本；0.25mm以下的细颗粒煤泥惯性力小，随水性强易非选择性上浮，采用逆流浮选柱进行分选，减少细泥夹带，提高精煤质量。本发明以三产品水力浮选机与逆流浮选柱为主的分选工艺，既满足了对粗细煤泥的精细化回收，又满足对煤炭资源的梯度化利用，同时粗细粒度相掺混也利于后续脱水作业的开展，进而实现经济资源效益最大化。
入选煤泥A进入煤泥搅拌桶1中，加适量水进行搅拌，保证煤泥颗粒在矿浆中均匀分散且矿浆浓度须达到分级旋流器3最低入料要求，搅拌后的矿浆由第一渣浆2以一定压力沿管道供入分级旋流器3的底部入料口。矿浆中煤泥颗粒在分级旋流器3内按0.25mm粒度分级，大于0.25mm的粗煤泥由分级旋流器3的底流口排出，由第二渣浆泵4送入第一矿浆预处理器5；小于等于0.25mm的细煤泥由溢流口排出，由第三渣浆泵7送入第二矿浆预处理器8。
粗、细煤泥分别在第一矿浆预处理器5和第二矿浆预处理器8内加水与捕收剂搅拌调浆，捕收剂选用煤油、柴油、松油等(本实施例中选用柴油)。第一矿浆预处理器5和第二矿浆预处理器8内搅拌均匀后的矿浆分别进入三产品水力浮选机6与浮选柱9进行分选，粗煤泥在三产品水力浮选机6内按密度进行流化分选得到精煤、中煤、矸石三种产品，细煤泥在浮选柱内按表面疏水性差异进行泡沫浮选得到精煤、中煤两种产品，并采用粗细粒度相掺混的产品结构设计，进行后续脱水作业，完成分选。
本实施例中三产品水力浮选机包括高低并行连接的第一柱体61和第二柱体62，第一柱体61的轴线与第二柱体62的轴线平行，第二柱体62的底部不高于第一柱体61的顶部，第一柱体61的顶部与第二柱体62的中部连通，第一柱体61与第二柱体62的内径比为1.5～3:1，第一柱体61的上端设置有给料装置611，给料装置611与外部矿浆预处理器连接，第二柱体62的上端设置有喷淋水管621，喷淋水管621与外接清水管连接。
需要说明的是，第一柱体61和第二柱体62的高度可根据实际分选需要调节，本实施例中，第一柱体61和第二柱体62的内径比为2:1。
本实施例的三产品水力浮选机与传统的浮选机与浮选柱相比，采用第一柱体和第二柱体高低并行连接设计，分选密度受上升水流速度控制，且第一柱体上升水流速度高于第二柱体，第一柱体内采用低密度粗选，将高密度脉石矿物预先分离；第二柱体内采用高密度精选，进一步提高精煤质量，并将第二柱体中未上浮的中煤产品单独回收，既避免了中煤在尾矿中的损失，又避免了中煤对精煤的污染，实现资源效益最大化。
为了便于向三产品水力浮选机中送料，在第一柱体61的上端设置有给料装置611，给料装置611包括入料管6111、入料缓冲仓6112和给料分配器6113，入料管6111、入料缓冲仓6112和给料分配器6113依次连接，入料管6111与第一柱体61连接，入料缓冲仓6112和给料分配器6113设置在第一柱体61的内部；具体地，入料管6111一端穿出第一柱体61的壁面，另一端与入料缓冲仓6112连接，给料分配器6113设置在入料缓冲仓6112的下端。
本实施例中在入料管6111的前端设置有入料缓冲仓6112和给料分配器6113，减缓了经入料管6111进入的矿浆的冲击力，将矿浆先储存到入料缓冲仓6112内，再由给料分配器6113注入到第一柱体61的内部，相比于由入料管6111直接注入第一柱体61内，保证了矿浆在注入过程中的连续性和稳定性。
需要说明的是，搅拌均匀后的矿浆经入料管6111、入料缓冲仓6112，由给料分配器6113连续稳定的从第一柱体613顶部给入，并与上升的流化水形成逆流，入料中沉降速度等于上升水流速度的颗粒悬浮于第一柱体61内，形成具有一定密度的松散床层，即第一床层。
第一柱体61还包括第一布水板612、尾煤脱水锥613和第一充填筛板614，尾煤脱水锥613设置在第一柱体61的下端，第一布水板612设置在尾煤脱水锥613的内部，第一充填筛板614设置在第一柱体61的下端；具体地，第一柱体61的底部下端设置为锥形结构，即尾煤脱水锥613，锥角为15～60°，第一布水板612设置在尾煤脱水锥613的内壁上，第一充填筛板614嵌设在第一柱体61的底部圆形截面上；本实施例中，尾煤脱水锥613的锥角为30°，第一布水板612布满整个尾煤脱水锥613的内壁。
为了能够在第一柱体61内形成均匀稳定的环形射流，第一布水板612上开设有均匀的通孔，均匀稳定的环形射流避免了对床层的扰动，有利于松散床层的形成。
本实施例中，在第一柱体61的底部设置有第一充填筛板614，一方面起到缓冲作用，避免了矿浆中的粗颗粒煤泥因惯性作用未经分选直接进入尾煤脱水锥613；另一方面第一充填筛板614作为人工床层，有利于物料在第一柱体61内快速形成第一床层，缩短分选准备时间，提高分选效率。
尾煤脱水锥613的底部设置有尾矿口6131，用于收集尾煤，尾煤脱水锥613的侧壁上设置有通孔，用于与第一流化水口631连接。
第二柱体62还包括第二布水板622、中煤脱水锥623和第二充填筛板624，中煤脱水锥623设置在第二柱体62的下端，第二布水板622设置在中煤脱水锥623的内部，第二充填筛板624设置在第二柱体62的下端；具体地，第二柱体62的底部下端设置为锥形结构，即中煤脱水锥623，锥角为15～60°，第二布水板622设置在中煤脱水锥623的内壁上，第二充填筛板624嵌设在第二柱体62的底部圆形截面上；本实施例中，中煤脱水锥623的锥角为30°，第二布水板622布满整个中煤脱水锥623的内壁。
为了能够在第二柱体62内形成均匀稳定的环形射流，第二布水板622上开设有均匀的通孔，均匀稳定的环形射流避免了对床层的扰动，有利于松散床层的形成。
本实施例中，在第二柱体62的底部设置有第二充填筛板624，一方面起到缓冲作用，避免了矿浆中的粗颗粒煤泥因惯性作用未经分选直接进入中煤脱水锥623；另一方面第二充填筛板624作为人工床层，有利于物料在第二柱体62内快速形成第二床层，缩短分选准备时间，提高分选效率。
中煤脱水锥623的底部设置有中矿口231，用于收集中煤，中煤脱水锥623的侧壁上设置有通孔，用于与第二流化水口632连接。
第二柱体62还包括倾斜板625、溢流槽626和精矿口627，倾斜板625设置在第二柱体62的内部，溢流槽626和精矿口627均设置在第二柱体62的顶部，溢流槽626与精矿口627连接；具体地，倾斜板625设置有2～4组，每组倾斜板625为2个，倾斜板625与水平面的夹角为15～75°；本实施例中，倾斜板625设置有3组，45°和75°夹角的倾斜板625交替设置。
第二柱体62内上浮的精煤产品，受倾斜板625的阻碍作用，上浮速度降低，气泡间发生兼并，配合第二柱体62顶部的喷淋水管621，实现对精煤产品的二次富集，避免了部分亲水的细泥颗粒随水流与气泡上浮，提高了精煤产品质量。
需要说明的是，分选后的精煤产品经溢流槽626收集后由精矿口627自由排出，分选后的中煤和尾煤产品分别在中煤脱水锥623和尾煤脱水锥613内挤压脱水。尾煤脱水锥613和中煤脱水锥623的底部均设有压力传感器，当压力大于设定值后，脱水锥底部排料轧板开启，通过尾矿口6131和/或中矿口231进行排料；当压力小于设定值后，脱水锥底部排料轧板关闭，排料结束。
本实施例中，第一柱体61分选后的溢流产品进入第二柱体62进行精选，在第二柱体62内，溢流产品中沉降速度等于上升水流速度的颗粒，形成第二床层。上升水流中弥散的气泡优先吸附在精煤表面，使其密度低于第二床层悬浮体密度而上浮；中煤密度高于床层密度，穿过第二床层进入中煤脱水锥623。
三产品水力浮选机还包括流化水单元，流化水单元包括第一流化水口631、第二流化水口632、气泡发生器633和加压泵634，第一流化水口631、第二流化水口632均与气泡发生器633连接，气泡发生器633与加压泵634连接；具体地，第一流化水口631与尾煤脱水锥613连接，第二流化水口632与中煤脱水锥623连接，第一流化水口631通过管路与第二流化水口632连通，加压泵634通过管路与供水装置连接。
需要说明的是，水流以一定压力射流通过气泡发生器633吸入空气，并通过气泡发生器633向水流中加入一定量的起泡剂，流化水中空气气泡的引入，扩大了不同疏水性矿物组分间的比重差异，有利于分选精度的提高，并针对入选原煤性质生产出满足生产要求的精煤、中煤、尾煤三种产品，实现经济效益最大化。
第一流化水口631与第二流化水口632入口处装有自动控制阀门，用于调节阀门开闭情况，保证第一柱体61内的水流上升速度高于第二柱体62内的水流上升速度，自动控制阀门的设置使柱体内部水流速度灵活可调，能够满足实际生产要求与煤质条件的变化，实现对粗煤泥的连续、精确、高效分选。
本实施例中，当流化水射流进入柱体后，随着流化水内的压力的释放，气体析出并弥散成小气泡随水流一同向上运动，调节第一流化水口631与第二流化水口632上的阀门大小，控制第一柱体61内的水流上升速度高于第二柱体62内的水流上升速度，使得第一床层内的固体容积浓度小于第二床层，即第一床层悬浮体密度低于第二床层，有利于避免粗颗粒精煤混入底流和高灰细泥的夹带。
床层内的悬浮体密度可通过流化水的上升速度进行调节，煤泥在松散床层进行干扰沉降，并按密度进行分选，入料中高于悬浮体密度的矸石颗粒穿过松散床层向下运动，进入尾煤脱水锥613；入料中低于悬浮体密度的精煤颗粒随水流向上运动，进入第二柱体62进行精选。根据高比重的矸石颗粒和低比重的精煤颗粒表面的疏水性差异，流化水中弥散的气泡选择性的吸附在精煤颗粒表面，从而减小精煤颗粒的有效密度，扩大了其与矸石颗粒间的表观密度差，扩大了其与矸石颗粒间的表观密度差，避免了低比重粗颗粒损失在高比重的底流中，减少了物料产品的错配，提高了分选精度，避免了低比重粗颗粒损失在高比重的底流中。
实施例二
本发明的另一个具体实施例，如图3所示，公开了一种用于煤泥回收的分选工艺，采用实施一的分选系统实施，步骤包括：
步骤1：将入选煤泥A供入煤泥搅拌桶1，加适量水进行搅拌，保证煤泥颗粒在矿浆中均匀分散且矿浆浓度须达到分级旋流器3最低入料要求，搅拌后的矿浆由第一渣浆2以一定压力沿管道供入分级旋流器3的底部入料口。
矿浆中煤泥颗粒在分级旋流器3内按0.25mm粒度分级，大于0.25mm的粗煤泥由分级旋流器3的底流口排出，由第二渣浆泵4送入第一矿浆预处理器5；小于等于0.25mm的细煤泥由溢流口排出，由第三渣浆泵7送入第二矿浆预处理器8。
步骤2：粗细煤泥在第一矿浆预处理器5内、细煤泥在第二矿浆预处理器8内分别加水与捕收剂搅拌调浆，捕收剂选用煤油、柴油、松油等(本实施例中选用柴油)。第一矿浆预处理器5内的矿浆浓度介于100～200g/L(本实施例中为120g/L)，捕收剂浓度介于0.5～4kg/t(本实施例中为1kg/t)；第二矿浆预处理器8内的矿浆浓度介于40～100g/L(本实施例中为60g/L)，捕收剂浓度介于0.5～4kg/t(本实施例中为2kg/t)。
经分级旋流器分级后的(2～0.25mm)粗颗粒煤泥在矿浆预处理器中加水与捕收剂搅拌调浆，目的是实现捕收剂在疏水性颗粒表面的选择性吸附，提高煤与脉石矿物间的疏水性差异。
步骤3：第一矿浆预处理器5内搅拌均匀后的矿浆进入三产品水力浮选机6进行分选，粗煤泥在三产品水力浮选机6内按密度进行流化分选得到精煤、中煤、矸石三种产品。具体地，步骤3通过以下步骤进行：
步骤3.1：开启第一流化水口631和第二流化水口632的阀门，启动加压泵634，水流以一定压力射流通过气泡发生器18吸入空气，并通过气泡发生器18向水流中加入一定量的起泡剂。
起泡剂选用仲辛醇、甲基异丁基甲醇、甲基戊醇或十二烷基三甲基溴化铵，用量为0.2～2kg/t；本实施例中，起泡剂选用仲辛醇，用量为0.5kg/t。流化水中空气气泡的引入，扩大了不同疏水性矿物组分间的比重差异，有利于分选精度的提高，并针对入选原煤性质生产出满足生产要求的精煤、中煤、尾煤三种产品，实现经济效益最大化。
将含有起泡剂的流化水分别由尾煤脱水锥613和中煤脱水锥623的侧壁进入第一柱体61与第二柱体62中，尾煤脱水锥613与中煤脱水锥623的侧壁均设有布水板，加压后含有空气的流化水通过布水板上均匀的开孔环形射流给入第一柱体61与第二柱体62，均匀稳定的环形射流避免了对床层的扰动，有利于松散床层的形成。
步骤3.2：当第一柱体61内的上升水流液面接近给料分配器6113时，且上升水流液面无明显波动时，即当上升水流稳定后，打开入料管6111，打开入料管6111，搅拌均匀后的矿浆经入料缓冲仓6112，由给料分配器6113连续稳定的从第一柱体61顶部给入，并与上升的流化水形成逆流，入料中沉降速度等于上升水流速度的颗粒悬浮于第一柱体61内，形成具有一定密度的松散床层，即第一床层。
第一柱体61内设置的第一充填筛板614，一方面起到缓冲作用，避免了矿浆中的粗颗粒煤泥因惯性作用未经分选直接进入尾煤脱水锥613；另一方面作为人工床层，有利于物料在第一柱体61内快速形成第一床层，提高分选效率。
步骤3.3：第一柱体61分选后的溢流产品由第一柱体61的顶部进入第二柱体5进行精选，在第二柱体62内，溢流产品中沉降速度等于上升水流速度的颗粒，形成第二床层。上升水流中弥散的气泡优先吸附在精煤表面，使其密度低于第二床层悬浮体密度而上浮；中煤密度高于床层密度，穿过第二床层进入中煤脱水锥623。
第二柱体62内上浮的精煤产品，受倾斜板625的阻碍作用，上浮速度降低，气泡间发生兼并，配合第二柱体62顶部的喷淋水管621，实现对精煤产品的二次富集，避免了部分亲水的细泥颗粒随水流与气泡上浮，提高了精煤产品质量。
步骤3.4：分选后的精煤B2经溢流槽626收集后由精矿口627自由排出，分选后的中煤C和尾煤D2分别在中煤脱水锥623和尾煤脱水锥613内挤压脱水。脱水锥底部均设有压力传感器，当压力大于设定值后，脱水锥底部排料轧板开启，进行排料；当压力小于设定值后，脱水锥底部排料轧板关闭，排料结束。
本实施例中，通过控制两段流化分选相结合，避免了传统机械搅拌浮选机内流场湍流度的不利影响，向上流化的水流消除了颗粒浮力的限制，实现了对宽粒级煤泥按密度差异的高效分选，尤其适用于含有粗颗粒的煤泥的精细化回收；采用精中矸三种产品设计，细化了传统粗煤泥分选工艺，适应于机械化开采与煤质条件复杂化的资源现状；三产品水力浮选机内部温和的流场环境，与无泡沫层聚集的分选过程设计，提高了颗粒气泡间的黏附效果，避免了因流场剪切应力与气泡兼并造成的粗颗粒矿物从气泡表面脱落。
步骤4：第二矿浆预处理器8内搅拌均匀后的矿浆进入浮选柱9进行分选，细颗粒煤泥与浮选柱9内上升的气泡形成逆流，表面疏水性好的细颗粒精煤易与气泡发生碰撞粘附而上浮，作为精煤B1从浮选柱9的上端溢流槽收集排出，表面疏水性差的细颗粒矸石不与气泡发生碰撞粘附，沉入浮选柱9的底部，作为中煤D1由浮选柱9的底部底流口排出；细煤泥在浮选柱内按表面疏水性差异进行泡沫浮选得到精煤、中煤两种产品，完成分选。
本发明的用于煤泥回收的分选系统及分选工艺，通过分级旋流器预先对煤泥分级，避免了煤泥中细泥的非选择性上浮，对精矿产品的污染，结合煤泥粒度特性，2～0.25mm粗颗粒煤泥惯性力大，易受流场湍流应力影响，在三产品水力浮选机中采用流化分选，消除颗粒浮力限制，引入空气气泡，扩宽不同颗粒组分间密度差异，强化按密度分选，此外高浓度的入料矿浆，减少了稀释用水，节约生产成本；0.25mm以下的细颗粒煤泥惯性力小，随水性强易非选择性上浮，在浮选柱中采用逆流浮选柱进行分选，减少细泥夹带，提高精煤质量。
本发明通过三产品水力浮选机与逆流浮选柱为主设备的分选工艺，既满足了对粗细煤泥的精细化回收，又满足对煤炭资源的梯度化利用，实现了经济资源效益最大化。
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)
1.一种用于煤泥回收的分选系统，其特征在于，包括煤泥搅拌桶(1)、分级旋流器(3)、第一矿浆预处理器(5)和三产品水力浮选机(6)；煤泥搅拌桶(1)通过第一渣浆泵(2)与分级旋流器(3)连接，分级旋流器(3)通过第二渣浆泵(4)与第一矿浆预处理器(5)连接，第一矿浆预处理器(5)与三产品水力浮选机(6)连接；
三产品水力浮选机包括高低并行连接的第一柱体(61)和第二柱体(62)，第一柱体(61)的轴线与第二柱体(62)的轴线平行，第二柱体(62)的底部不高于第一柱体(61)的顶部，第一柱体(61)的顶部与第二柱体(62)的中部连通，第一柱体(61)与第二柱体(62)的内径比为1.5～3:1，第一柱体(61)的上端设置有给料装置(611)，给料装置(611)与外部矿浆预处理器连接，第二柱体(62)的上端设置有喷淋水管(621)，喷淋水管(621)与外接清水管连接；
三产品水力浮选机还包括流化水单元，流化水单元包括第一流化水口(631)、第二流化水口(632)、气泡发生器(633)和加压泵(634)，第一流化水口(631)、第二流化水口(632)均与气泡发生器(633)连接，气泡发生器(633)与加压泵(634)连接。
2.根据权利要求1所述的用于煤泥回收的分选系统，其特征在于，还包括第二矿浆预处理器(8)和浮选柱(9)；第二矿浆预处理器(8)通过第三渣浆泵(7)与所述分级旋流器(3)连接。
3.根据权利要求1所述的用于煤泥回收的分选系统，其特征在于，所述分级旋流器(3)的底流口与第一矿浆预处理器(5)的入料口连接；所述分级旋流器(3)的溢流口与第二矿浆预处理器(8)的入料口连接。
4.根据权利要求1所述的用于煤泥回收的分选系统，其特征在于，所述三产品水力浮选机(6)对粗颗粒煤泥进行分选，且能够分选出精煤、中煤和尾煤；所述浮选柱(9)对细颗粒煤泥进行分选，且能够分选出精煤和中煤。
5.根据权利要求1所述的用于煤泥回收的分选系统，其特征在于，所述三产品水力浮选机(6)包括第一柱体(61)、第二柱体(62)和流化水单元(63)。
6.一种用于煤泥回收的分选工艺，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的用于煤泥回收的分选系统，所述用于煤泥回收的分选工艺步骤包括：
步骤1：煤泥搅拌、分级；
将入选煤泥供入煤泥搅拌桶(1)进行搅拌，并供入分级旋流器(3)进行分级；
步骤2：分级煤泥预处理；
粗细煤泥在第一矿浆预处理器(5)内加水与捕收剂搅拌调浆，细煤泥在第二矿浆预处理器(8)内加水与捕收剂搅拌调浆；
步骤3：粗煤泥分选；
矿浆进入三产品水力浮选机(6)进行分选，粗煤泥在三产品水力浮选机(6)内按密度进行流化分选；
步骤4：细煤泥分选；
矿浆进入浮选柱(9)进行分选，细煤泥在浮选柱(9)内按表面疏水性差异进行泡沫浮选，完成煤泥分选。
7.根据权利要求6所述的用于煤泥回收的分选工艺，其特征在于，所述步骤2中，所述捕收剂为煤油、柴油、松油中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的用于煤泥回收的分选工艺，其特征在于，所述步骤2中，所述第一矿浆预处理器(5)内的矿浆浓度为100～200g/L。
9.根据权利要求6所述的用于煤泥回收的分选工艺，其特征在于，所述步骤2中，所述第二矿浆预处理器(8)内的矿浆浓度为40～100g/L。
10.根据权利要求6所述的用于煤泥回收的分选工艺，其特征在于，所述步骤2中，所述第一矿浆预处理器(5)和第二矿浆预处理器(8)中的捕收剂浓度均为0.5～4kg/t。
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