CN113731619A - 一种油页岩原矿的选别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种油页岩原矿的选别系统及方法。其中，方法包括：在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；对含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；烘干块精矿，并将经烘干的块精矿输送至精矿仓；以及对末精矿进行离心脱水，并将经离心脱水后的末精矿输送至堆料场。
Description
技术领域
本公开涉及选矿技术领域，尤其涉及油页岩原矿的选别系统及方法。
背景技术
如今行业公认的标准，含油率3％-5％的低品位油页岩矿石，使用原本原矿直接低温干馏加工处理办法，成本高，油回收率低，使得干馏炼油没有经济效益。采用一种选矿方法，将油页岩共生及伴生的砂岩经过选矿处理，预先排出，提高入炉干馏油页岩矿石品味，降低生产成本，提高回收率。现今，传统的重介质选矿工艺在油页岩破碎筛分过程中存在以下问题：
原有重介质工艺采用-325目特细磁铁粉(粒度-325目含量大于80％)作为分选介质的加重质，在低品位、高密度油页岩矿石分选的过程中，分选密度≧2.0g/cm3，无法实现低品位油页岩矿石的高精度分选，矿物回收率低，资源浪费大，并且特细磁铁粉在使用的过程中，黏附在矿物表面的磁铁粉在介质回收的过程回中难度大，损耗高。
发明内容
为至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本公开一方面提供了一种油页岩原矿的选别方法，其包括：在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；对所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；烘干所述块精矿，并将经烘干的所述块精矿输送至精矿仓；以及对所述末精矿进行离心脱水，并将经离心脱水后的所述末精矿输送至堆料场。
在一些实施例中，在对所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿之前，对所述含介精矿进行预先脱介，得到经预先脱介的所述含介精矿。
在一些实施例中，对所述含介矸石进行脱介，并将经脱介的矸石输送至矸石仓。
在一些实施例中，对所述含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。
在一些实施例中，所述分选介质的加重质组分的组成满足：粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
本公开的另一方面提供了一种油页岩原矿的选别系统，其包括：重介质旋流器，用于在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；矸石脱介筛，用于对所述含介矸石进行脱介；矸石皮带，用于将经脱介的矸石输送至矸石仓；精矿脱介筛，用于对所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；烘干窑，用于烘干所述块精矿；块精矿皮带，用于将经烘干的所述块精矿输送至精矿仓；离心机，用于对所述末精矿进行离心脱水；末精矿皮带，用于将经离心脱水的所述末精矿输送至堆料场。
在一些实施例中，还包括固定筛，用于在所述含介矸石进入所述矸石脱介筛之前对所述含介矸石进行预先脱介。
在一些实施例中，所述油页岩原矿的粒度为3-80mm；所述精矿脱介筛的筛孔尺寸为6mm，利用所述精矿脱介筛对所述含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。
在一些实施例中，所述分选介质的加重质组分的组成满足：粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
在一些实施例中，所述重介质旋流器为两段重介质旋流器，包括旋流器一段以及经由连接管连通至所述旋流器一段的旋流器二段；其中，所述旋流器二段中的分选介质的密度大于所述旋流器一段中的分选介质的密度。
所公开的分选系统和方法所实现的分选精度高，有效解决了分选精度与矿物回收率低的问题，提高了矿物的综合利用率。
附图说明
图1示出了根据本公开的油页岩原矿的选别系统及其方法的示意性框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明公开的油页岩原矿的分级破碎筛分系统及其方法作进一步详细说明。根据以下详细说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参照图1，描述根据本公开的一些实施例的油页岩原矿的选别系统的示意性框图。
所述的选别系统包括重介质旋流器1，用于在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿。经破碎的油页岩原矿的粒度优选地在3-80mm的范围内。
在一些实施例中，重介质旋流器1为两段重介质旋流器，包括旋流器一段以及经由连接管连通至旋流器一段的旋流器二段。旋流器一段的作用在于低密度分选介质的浓缩，以提高旋流器二段分选介质的密度，以及低密度矿石的预先分选；旋流器二段的作用在于高密度矿石的再选(扫选)，确保排矸纯度。
以下简要描述重介质旋流器1的分选原理。重介质旋流器1主要用于根据矿与矸石密度的差异(油页岩矿石密度分布范围为1.6g/cm3-2.4g/cm3，矸石密度分布范围为2.4g/cm3-2.8g/cm3)，在重悬浮液场中可以将矿石与矸石分开。具体地，循环分选介质以一定的压力沿切线方向给入旋流器一段，沿旋流器1内壁迅速形成上升的外旋流，因受上排料口收缩产生的反压力的影响，便产生一个旋转运动更快的向下运动的内旋流，并形成一个贯通于上下排料口的空气柱。油页岩原矿给入旋流器1后，受强大离心力的影响，其密度小于介质的精矿向中心空气柱附近移动，并随内旋流下移动排出；密度高于介质密度的矿石迅速向筒体内壁移动，随外旋流向上移动，沿旋流器一、二段之间的连接管进入旋流器二段，旋流器二段的分选原理与旋流器一段的分选原理基本相同。
在根据本公开的实施例中，采用-200目含量为60％，-325目含量为40％的粗粒度特定粒度磁铁粉作为分选介质的加重质，并且经过各项工艺参数的调节，突破了粗铁粉配比的悬浮液稳定性的问题，使悬浮液在工艺系统循环过程中能够均匀稳定保持在某一密度，从而实现了循环介质密度≥2.4g/cm3(循环介质的密度根据原矿性质的变化，能够在2.1g/cm3-2.4g/cm3之间灵活调节，且稳定运行)。作为示例，重悬浮液成分主要是磁铁粉、水、矿泥，浓度(体积)占比分别约为：35％、60％、5％。并且，可选地，分选介质的加重质组分的组成可以满足：粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
并且优选地，为了实现低密度循环、高密度分选，旋流器二段中的分选介质的密度优选地大于旋流器一段中的分选介质的密度。使得经破碎筛分后的油页岩原矿首先给入到旋流器一段，在循环重介质场中进行预先选别，预先将密度＜2.2g/cm3、含油率＞6％的油页岩矿石分选出来，剩余低品位的矿石经连接管随循环介质进入到旋流器二段进行再选，在高密度场中将密度为2.2g/cm3-2.4g/cm3、含油率为3％-6％的油页岩矿石分选出来。
可替代地，旋流器一段中的分选介质的密度可以为＜2.25g/cm3，旋流器二段中的分选介质的密度可以为2.35-2.5g/cm3。例如，密度为2.2g/cm3的介质经过旋流器一段离心浓缩后，进入旋流器二段，其密度＞2.35g/cm3。
所述的选别系统还包括矸石脱介筛2，用于接收来自重介质旋流器1的含介矸石并对其进行脱介，以及矸石皮带(未示出)，用于将经脱介的矸石输送至矸石仓3。
所述的选别系统还包括精矿脱介筛5，用于对含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿。
脱介筛2、5的作用是为了脱除黏附于物料表面的介质，在筛体的振动过程中(例如，振动频率≥880rpm，筛体振幅10-12mm)，利用加压水的冲洗作用，将物料表面的介质清除并可以加以回收。
油页岩原矿的粒度可以为3-80mm，精矿脱介筛5的筛孔尺寸可以为6mm，利用精矿脱介筛5对含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。
所述的选别系统还包括用于烘干块精矿的烘干窑6，以及用于将经烘干的块精矿输送至精矿仓7的块精矿皮带(未示出)。
所述的选别系统还包括用于对末精矿进行离心脱水的离心机8，以及，用于将经离心脱水的末精矿输送至堆料场9的末精矿皮带(未示出)。
在一些实施例中，优选地，所述的选别系统还可以包括固定筛4，用于在含介矸石进入矸石脱介筛5之前对含介矸石进行预先脱介，以解决或至少部分地缓解精矿带介量大的问题。具体地，例如，固定筛入料箱内三层缓冲板，降低了物料的压力与流速，采用1mm不锈钢筛板，可有效脱除精矿携带的75％以上的介质，筛下介质液经过分流器(未示出)到合介桶和稀介桶(未示出)，通过调节分流量可精确的调整系统的分选密度。特别地，分流器将筛下介质一部分分流至稀介桶，进入介质净化回收工艺，经过净化回收返回至合介桶循环，通过调节分流量的大小来控制循环介质中的矿泥含量及介质浓度，控制及调节循环介质密度(分选密度)。由此，固定筛4的使用降低了精矿脱介筛5的压力，提高了介质回收率，并为系统分选密度的精确调控提供了基础。
本公开的另一方法涉及一种油页岩原矿的选别方法。所述的方法包括以下步骤：
利用重介质旋流器1，在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；
利用精矿脱介筛5对含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；
利用烘干窑6烘干块精矿，并将经烘干的块精矿输送至精矿仓7；以及
利用离心机8对末精矿进行离心脱水，并将经离心脱水后的末精矿输送至堆料场9。
在一些实施例中，油页岩原矿的粒度为3-80mm；精矿脱介筛5的筛孔尺寸为6mm，利用脱介筛对含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。精矿脱介筛5的筛孔尺寸可以例如根据矿石的粒度资产及下游生产工艺决定的，由于目前矿石中粒度-6mm含量＞15％，粒度-10mm含量＞20％，而下游生产工艺要求入料粒度＞10mm，且-10mm含量＜10％，因此，在满足工艺要求的前提下，为了资源利用最大化，选用6mm分级。应当理解，精矿脱介筛5的筛孔尺寸可以根据粒度资产及下游生产工艺而变化，并不限于6mm的筛孔尺寸。
其中的重介质旋流器1的作用原理可以参照以上对选别系统的描述。
特别地，重介质旋流器1可以实施为两段重介质旋流器，包括旋流器一段以及经由连接管连通至所述旋流器一段的旋流器二段。由此，所述的方法可以使得经破碎筛分后的油页岩原矿首先给入到旋流器一段，在循环重介质场中进行预先选别，预先将密度＜2.2g/cm3、含油率＞6％的油页岩矿石分选出来，剩余低品位的矿石经连接管随循环介质进入到旋流器二段进行再选，在高密度场中将密度为2.2g/cm3-2.4g/cm3、含油率为3％-6％的油页岩矿石分选出来。
可选地，为了解决或至少部分地缓解精矿带介量大的问题，在利用精矿脱介筛5对含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿之前，利用固定筛4对含介精矿进行预先脱介，得到经预先脱介的含介精矿。具体地，例如，固定筛入料箱内三层缓冲板，降低了物料的压力与流速，采用1mm不锈钢筛板，可有效脱除精矿携带的75％以上的介质，筛下介质液经过分流器(未示出)到合介桶和稀介桶(未示出)，通过调节分流量可精确的调整系统的分选密度。固定筛4的使用降低了精矿脱介筛5的压力，提高了介质回收率，并为系统分选密度的精确调控提供了基础。
所述的方法还可以包括利用矸石脱介筛2对含介矸石进行脱介，并经由矸石皮带将经脱介的矸石输送至矸石仓3。
在一些实施例中，分选介质的加重质组分的组成满足：粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
所公开的油页岩原矿的选别系统和方法利用介质在旋流器中的运行原理，分选精度较高，可以达到±0.001g/cm3，有效解决了分选精度与矿物回收率低的问题，使含油率≧1.5％的矿物回收率≧95％，综合矸石含油率≦1.5％，提高了矿物的综合利用率。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
在本公开和所附权利要求书中的“多个”、“多种”，如无特殊说明，其所指为两个或两个以上。
显然，本领域的技术人员可以对本发明所公开的油页岩原矿的分级破碎筛分系统及其方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种油页岩原矿的选别方法，其特征在于，包括：
在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；
对所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；
烘干所述块精矿，并将经烘干的所述块精矿输送至精矿仓；以及
对所述末精矿进行离心脱水，并将经离心脱水后的所述末精矿输送至堆料场。
2.根据权利要求1所述的选别方法，其特征在于：
在利所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿之前，对所述含介精矿进行预先脱介，得到经预先脱介的所述含介精矿。
3.根据权利要求1所述的选别方法，其特征在于：
对所述含介矸石进行脱介，并将经脱介的矸石输送至矸石仓。
4.根据权利要求1所述的选别方法，其特征在于：
所述油页岩原矿的粒度为3-80mm；
对所述含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。
5.根据权利要求1所述的选别方法，其特征在于：
在所述分选介质的加重质组分的组成中，粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
6.一种油页岩原矿的选别系统，其特征在于，包括：
重介质旋流器，用于在分选介质的存在下，对经破碎的油页岩原矿进行分离得到含介矸石与含介精矿；
矸石脱介筛，用于对所述含介矸石进行脱介；
矸石皮带，用于将经脱介的矸石输送至矸石仓；
精矿脱介筛，用于对所述含介精矿进行脱介并筛分成粒度不同的块精矿和末精矿；
烘干窑，用于烘干所述块精矿；
块精矿皮带，用于将经烘干的所述块精矿输送至精矿仓；
离心机，用于对所述末精矿进行离心脱水；
末精矿皮带，用于将经离心脱水的所述末精矿输送至堆料场。
7.根据权利要求6所述的选别系统，其特征在于：
还包括固定筛，用于在所述含介矸石进入所述矸石脱介筛之前对所述含介矸石进行预先脱介。
8.根据权利要求6所述的选别系统，其特征在于：
所述油页岩原矿的粒度为3-80mm；
所述精矿脱介筛的筛孔尺寸为6mm，利用所述精矿脱介筛对所述含介精矿进行脱介并筛分成+6mm粒度的块精矿和-6mm粒度的末精矿。
9.根据权利要求6所述的选别系统，其特征在于：
所述分选介质的加重质组分的组成满足：粒度大于200目含量为约40％，粒度200目-325目含量为10％-20％，-325目含量为50％-40％，磁性物含量≥95％，真密度≥4.5g/cm3。
10.根据权利要求6所述的选别系统，其特征在于：
所述重介质旋流器为两段重介质旋流器，包括旋流器一段以及经由连接管连通至所述旋流器一段的旋流器二段；
其中，所述旋流器二段中的分选介质的密度大于所述旋流器一段中的分选介质的密度。
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