CN112076885A - 一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，包括以下步骤：a.利用双层分级筛将原矿筛分成大、中、小三种粒级的物料，利用压缩空气沿物料运动反方向对物料进行冲刷，将大粒级物料表面黏附的磁铁矿粉和粉煤冲刷到其他粒级物料中；b.采用色选机对大粒级物料进行处理，分选出高岭土精矿，尾矿作为矸石处理；同时利用风力摇床分选机将中粒级的物料分成三种密度级的产物，重产物为高岭土精矿，中间密度级产物作为矸石处理，轻产物与双层分级筛输出的小粒级物料作为低热值残煤处理。本发明不仅能够高效分选出高岭土精矿，而且具有设备台数少、工艺简单、模块化运行等优点。可提高煤矸石的综合利用率，减少资源的浪费及环境污染。

Description

一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺
技术领域
本发明涉及一种煤矸石中高岭土的富集工艺，适用于从煤矿或选煤厂外排的废弃煤矸石中分选煤系高岭土，属于分离技术领域。
背景技术
煤矸石是煤炭生产和洗选过程中产生的固体废弃物，当煤矸石中高岭土岩含量大于80%时，被称为煤系高岭土岩。很长时间以来，富含高岭土岩的煤矸石被当成固体废弃物进行处理，不仅造成资源的严重浪费，还会对环境造成污染。
我国煤系高岭土主要作为煤矿开采过程中的伴生矿物被开采出来，因此煤系高岭土中含有较多的有机质，同时由于目前绝大多数选煤厂采用重介质分选方法对原煤进行排矸提质，重介质中磁铁矿粉无法实现100%回收，因此煤矸石不可避免地会带走一定量的磁铁矿粉，铁、钛等染色离子会影响煤系高岭土煅烧后的白度，限制了煤系高岭土的应用。
由煤矸石中富集高岭土的传统方法主要包括：人工手选、重介分选、浮选等。人工手选选出的产品精度尚可，但工人劳动强度大，处理能力有限；重介分选工艺复杂，需要脱水脱介环节，同时重介质磁铁矿粉不可避免地会混入到高岭土产品中影响产品质量；浮选需要将原矿破碎并磨矿到一定粒度，系统功耗较大，同时浮选药剂消耗较多，后续脱水也较困难，增加了高岭土的富集成本。因此，开发一种高效、低成本的从煤矸石中富集高岭土的工艺方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，在提高高岭土富集效率的同时，降低高岭土的富集成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，所述煤系高岭土的富集工艺包括以下步骤：
a. 原矿准备环节
利用双层分级筛对煤矸石原矿进行分级，将原矿筛分成大、中、小三种粒级的物料，在分级过程中，利用压缩空气沿物料运动反方向对物料进行冲刷，将大粒级物料表面黏附的磁铁矿粉和粉煤冲刷到其他粒级物料中；
b. 分选环节
对于双层分级筛输出的三种粒级的物料，采用色选机对大粒级物料进行处理，分选出表面呈黑、灰色，断面较为光滑的高岭土精矿，剩余的尾矿作为矸石处理；同时利用风力摇床分选机将中粒级的物料分成三种密度级的产物，重产物为高岭土精矿，中间密度级产物作为矸石处理，轻产物与双层分级筛输出的小粒级物料作为低热值残煤处理。
上述煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，所述煤系高岭土的富集工艺还包括除尘环节，所述除尘环节是利用除尘设备去除原矿准备阶段和分选阶段所产生的扬尘，以免造成环境污染。
上述煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，所述原矿准备环节中，将原矿筛分成的大、中、小三种粒级的物料的粒级分别为：+80mm、6~80mm和-6mm。
上述煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，所述原矿准备环节中，对物料进行冲刷所使用的压缩空气由除尘设备的鼓风机提供。
本发明根据煤矸石各粒度级物料成分的不同，以及高岭土密度和光学特性的特点对煤矸石原矿进行分选，不仅能够高效分选出高岭土精矿，而且具有设备台数少、工艺简单、模块化运行等优点。该工艺可显著提高煤矸石的综合利用率，减少煤矸石中高岭土资源的浪费及残煤外排造成的环境污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种煤矸石中高岭土的富集工艺，解决了现有煤矸石中煤系高岭土富集方法存在的工人劳动强度大、处理能力小、资源回收率低的问题。
参看图1，本发明的分选工艺包括：原矿准备环节、分选环节和除尘环节，具有设备台数少，分选工艺简单等优点。
所述的原矿准备环节包括：原料分级过程和块状物料表面净化过程，通过筛分将原矿分成不同的粒度级的物料，块状物料表面净化是将块物料表面黏附的磁铁矿粉等细颗粒物料清除；
所述的分选环节包括基于物料光学特性差异进行分选的色选和基于物料密度差异进行分选的风力摇床分选，可实现不同粒级的分选要求；
所述的除尘环节目的是去除原矿准备阶段和分选阶段所产生的的扬尘，以免造成环境污染，同时提供块状物料表面净化所需高压风。
具体的工艺流程为：
含煤系高岭土的煤矸石原矿首先进入双层分级筛进行分级，将物料分为+80mm、6~80mm和-6mm三种粒级，在分级过程中沿物料运动反方向对物料进行高压风冲刷，将+80mm粒级物料表面黏附的磁铁矿粉等细颗粒冲刷到-80mm粒级物料中，保证+80mm粒级物料表面具有较好的光洁度；
+80mm粒级原矿经给料机给入色选机，物料按其表面光学特性差异进行分选，表面呈黑、灰色且断面较为光滑的作为高岭土，断面粗糙的作为矸石；
6~80mm粒级原矿经过缓冲仓进入风力摇床分选机，物料在床面上按密度差异分层，轻产物在上层由床面侧面排出，重产物在下层由床面尾端排出；
将由风力摇床分选机侧面排出的轻产物按其排出位置不同分为低密度级产物和中间密度级产物，低密度级产物与-6mm粒级原矿进行混合作为低热值残煤产品进行处理；
风力摇床分选机得到的重产物作为高岭土和色选机分选得到的高岭土可作为产品销售，也可通过高温煅烧后供下游产业使用；
风力摇床分选机得到的中间密度级产物作为矸石产品和色选机分选得到的矸石一起作为固体废弃物处理；
工艺运行过程中所需的压缩空气由鼓风机提供，产生的扬尘由除尘装置进行收集，块状物料表面净化所需高压风由除尘装置中引风机提供。
参看图1，本发明基于煤矸石的各粒度级物料成分分析，并结合色选机和风力摇床分选机的分选原理和最佳粒度适用范围对原矿进行分选：煤矸石原矿经双层分级筛分成+80mm、6~80mm和-6mm三种粒级，在分级过程中向分级筛筛面反物料运动方向喷入高压空气，去除+80mm粒级物料表面黏附的磁铁矿粉等影响其光学特性的细颗粒物料，保证色选机分选精度。分级后的+80mm粒级物料进色选机分选得到产品精矿1（高岭土）和尾矿1（矸石），6~80mm粒级物料进风力摇床分选机按密度差异分选得到重产物精矿2（高岭土）、中间密度级尾矿2（矸石）和低密度级产物。原矿中-6mm粒级主要为细颗粒残煤，具有一定的发热量，将风力摇床分选机分选得到的低密度产物与-6mm粒级原矿混合可进一步提高其发热量，该部分物料不进行分选直接作为低热值残煤产品使用，简化高岭土富集工艺；色选机和风力摇床分选机分选得到的高岭土产品可直接销售也可进一步深加工。分选过程中产生的扬尘由引风除尘装置收集，除尘装置中引风机出风作为分级筛筛面所需高压风风源。该工艺方案设备台数少、工艺简单、模块化运行，不仅显著提高了煤矸石的综合利用率，还可大大减少煤矸石中高岭土资源的浪费和残煤外排造成的环境污染。
具体实施时，可根据不同色选机和风力摇床分选机的适宜分选粒度调整分级筛得分级粒度，不限于6mm和80mm分级。

Claims (4)

1.一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，其特征是，所述煤系高岭土的富集工艺包括以下步骤：
a. 原矿准备环节
利用双层分级筛对煤矸石原矿进行分级，将原矿筛分成大、中、小三种粒级的物料，在分级过程中，利用压缩空气沿物料运动反方向对物料进行冲刷，将大粒级物料表面黏附的磁铁矿粉和粉煤冲刷到其他粒级物料中；
b. 分选环节
对于双层分级筛输出的三种粒级的物料，采用色选机对大粒级物料进行处理，分选出表面颜色呈黑、灰色，断面较为光滑的高岭土精矿，剩余的尾矿作为矸石处理；同时利用风力摇床分选机将中粒级的物料分成三种密度级的产物，重产物为高岭土精矿，中间密度级产物作为矸石处理，轻产物与双层分级筛输出的小粒级物料作为低热值残煤处理。
2.根据权利要求1所述的一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，其特征是，所述煤系高岭土的富集工艺还包括除尘环节，所述除尘环节是利用除尘设备去除原矿准备阶段和分选阶段所产生的扬尘，以免造成环境污染。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，其特征是，所述原矿准备环节中，将原矿筛分成的大、中、小三种粒级的物料的粒级分别为：+80mm、6~80mm和-6mm。
4.根据权利要求3所述的一种煤矸石中煤系高岭土的富集工艺，其特征是，所述原矿准备环节中，对物料进行冲刷所使用的压缩空气由除尘设备的鼓风机提供。
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