一种煤炭干法浮选工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种煤炭干法浮选工艺，主要步骤如下：1)将床料颗粒装填到上行床和下行床中，调节两床气速使颗粒循环流化起来；2)将经过破碎的原煤颗粒送入上行床中部，较重的煤矸石颗粒逐渐下沉到底部并被采出；3)较轻的煤炭颗粒逐渐上浮并和床料颗粒经由上部孔口进入下行床，煤炭颗粒在上部富集并被采出；4)床料颗粒在下行床中不断下沉并经由下部孔口返回到上行床中，继续参与下一个周期的原煤浮选。该工艺所需设备简单，将煤矸石和煤炭颗粒的同时分离过程解耦为两个相对独立的分离过程，首先采出煤矸石颗粒，然后采出煤炭颗粒，可同时兼顾两者的采出纯度。此外，该工艺具有很好的通用性，可实现不同种类原煤的连续高效分选。可实现不同种类原煤的连续高效分选。可实现不同种类原煤的连续高效分选。

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭干法浮选工艺


[0001]本专利技术涉及煤炭加工领域，具体的说是一种煤炭干法浮选工艺。

技术介绍

[0002][0003]从煤矿中开采出来的原煤中往往含有大量的煤矸石。把煤矸石从原煤中分离出来(即煤炭分选)是实现煤炭资源高效清洁利用的第一步。更进一步，在煤炭产地(而非使用地)实现煤炭分选，不仅可以节省运输成本，还可将分选出来的煤矸石就地回填，防止矿区地表塌陷等环境和生态问题。
[0004]现阶段的煤炭分选工艺主要利用煤矸石和煤炭的密度差异(前者的密度要高于后者)，因此也称为浮选工艺。最开始的煤炭浮选工艺利用水作为介质：当把原煤颗粒倾倒入水中之后，较重的煤矸石颗粒会下沉到底部，而较轻的煤炭颗粒则会浮在水面，进而可实现两者的分离。然而，这种湿法浮选工艺会消耗大量的水资源，同时会造成较为严重的环境污染。更为严重的是，我国2/3的煤炭资源分布在较为干旱的西北地区(如山西、陕西和内蒙古等)，水资源较为匮乏，非常不利于湿法浮选工艺的开展。
[0005]基于此，人们又开发了煤炭干法浮选工艺，即利用处于鼓泡流化状态的颗粒群作为浮选的介质。具体如1所示，首先在流化床中装填入特定的床料颗粒(比如磁铁矿石颗粒)，下部鼔入空气，使床层处于鼓泡流化状态。然后，合理调节操作气速，使床层密度介于煤矸石和煤炭的密度之间。之后，将经过破碎的原煤颗粒从中部送入鼓泡流化床，较重的煤矸石颗粒会逐渐沉积到床层的底部并被采出，而较轻的煤炭颗粒则会上浮到床层的表面并被采出。如此，可以实现原煤的连续干法浮选。
[0006]相较于湿法浮选工艺，干法浮选工艺不需要宝贵的水资源，在我国盛产煤炭的干旱地区具有天然的优势。然而，现行的干法浮选工艺具有如下缺点：1)煤矸石和煤炭颗粒的分离是在一个鼓泡流化床中进行的，不能同时兼顾底部采出煤矸石颗粒和上部采出煤炭颗粒的纯度。换言之，要么是上部采出的煤炭中夹杂有床料颗粒，要么是底部采出的煤矸石中夹杂有床料颗粒，后续还得面对煤矸石或煤炭和床料的分离问题。2)由于流化床的结构和尺寸很难改变，气速和床层密度的轴向分布是固定的，导致其通用性较差，需根据特定煤矿的产煤特点，定制加工专属的流化床(创造床层密度独特的轴向分布)，无形中增大投资成本。
[0007]综上所述，到目前为止，仍没有一种煤种适应性广的干法浮选工艺可同时兼顾煤炭和煤矸石颗粒的采出纯度。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的即在于解决上述技术难题，提出一种新的煤炭干法浮选工艺。
[0009]技术方案主要包括如下步骤：1)将床料颗粒装填到上行床和下行床中，调节两床气速使颗粒循环流化起来；2)将经过破碎的原煤颗粒送入上行床中部，较重的煤矸石逐渐
下沉到底部并被采出；3)较轻的煤炭颗粒逐渐上浮并和床料颗粒经由上部孔口进入下行床，煤炭颗粒在上部富集并被采出；4)床料颗粒在下行床中逐渐下沉并经由下部孔口返回到上行床中，继续参与下一个周期的原煤浮选。
[0010]所述的技术方案将煤矸石和煤炭颗粒的同时分离过程解耦为两个分离过程，首先在上行床中分选出煤矸石颗粒，然后在下行床中实现煤炭和床料颗粒的分离。
[0011]所述的上行床操作气速需要大于下行床操作气速，前者的床层密度小于后者，床料颗粒可在上行床和下行床之间循环流动起来。
[0012]所述的上行床，其目的在于分选出煤矸石颗粒，较小的床层密度有利于全部的煤矸石颗粒下沉到底部，进而提高煤矸石的分选收率。
[0013]所述的下行床，其目的在于实现煤炭颗粒和床料颗粒的分离，较高的床层密度非常有利于全部煤炭颗粒富集到上部，进而提高煤炭颗粒的分选收率。简言之，上行床和下行床中床层密度的天然差异既有利于提高煤矸石的分选收率，也有利于提高煤炭颗粒的分选收率。
[0014]所述的上行床操作气速和下行床操作气速均可实现相对独立的调控，因此可同时兼顾下行床中煤矸石颗粒的采出纯度和上行床中煤炭颗粒的采出纯度，不会顾此失彼。
[0015]本专利技术的有益效果为：1)工艺流程简洁，所需设备简单，投资较小；2)可相对独立地调节上行床和下行床的操作气速，进而可同时兼顾、提高煤矸石和煤炭的采出纯度；3)正常运行时，上行床的床层密度小于下行床的床层密度，这样的床层密度分配不仅有利于上行床中煤矸石颗粒的下沉分选，还有利于下行床中煤炭颗粒的上浮分选，最终同时提高煤矸石和煤炭颗粒的分选收率；4)只要上行床的床层密度小于下行床的床层密度，该装置即可以正常运行，因此两床的操作气速具有较大的操作弹性，最终使得该工艺具有很好的通用性，可处理属性不同的原煤颗粒。
附图说明
[0016]图1为现行的原煤干法浮选工艺
[0017]图2为本专利技术工艺用于煤矸石和煤炭的分选。
具体实施方式
[0018]实施方式1
[0019]下面结合附图2对本专利技术方法做进一步说明：
[0020]将床料颗粒装填到上行床1和下行床2中，控制两床中床层高度和上部孔口5的下沿基本齐平，空气作为流化介质分别从气体分布板3和7鼔入上行床1和下行床2。控制上行床1中的操作气速大于下行床2中的操作气速，上行床1中的颗粒会经由上部孔口5进入下行床2中。之后，下行床2中的颗粒经由下部孔口4返回到上行床1。如此，床料颗粒可在上行床1和下行床2之间不断地循环流动。
[0021]当床料颗粒在上行床1和下行床2之间的循环流动达到稳态后，经过破碎的原煤颗粒从中部送入上行床1。较重的煤矸石颗粒逐渐下沉到上行床1的底部并被采出，较轻的煤炭颗粒不断上浮并和床料经由上部孔口5进入下行床2。在下行床2中，较轻的煤炭颗粒富集在床层表面并被采出，相对于煤炭颗粒而言较重的床料颗粒则不断下沉并经由下部孔口4
返回上行床1，继续参与下一个周期的原煤浮选。如此，原煤颗粒可被连续分离为较重的煤矸石颗粒和较轻的煤炭颗粒。
[0022]原则上，只要上行床1中的操作气速大于下行床2中的操作气速，床料颗粒即可在两床之间循环流动。因此，无论是上行床1的操作气速还是下行床2的操作气速，都有很大的空间可以独立改变。这一点为同时提高煤矸石和煤碳颗粒的采出纯度提供了可能。具体而言，首先改变上行床1的操作气速保证下部采出的煤矸石颗粒具有很高的纯度，然后调节下行床2的操作气速确保上部采出的煤炭颗粒也具有很高的纯度。
[0023]挡板8的设计可提高采出煤炭颗粒的纯度，避免已上浮到表面的煤炭颗粒被来自上行床1的物料所“污染”。此外，控制气体分布板3的高度低于气体分布板7，如此，上行床1的下部会有一段额外的空间进一步分离煤矸石和床料颗粒，最终提高煤矸石的采出纯度。
[0024]以上所述仅为本专利技术的一个具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替代，都应该涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤炭干法浮选工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)将床料颗粒装填到上行床和下行床中，调节两床气速使颗粒循环流化起来；2)将经过破碎的原煤颗粒送入上行床中部，较重的煤矸石颗粒逐渐下沉到底部并被采出；3)较轻的煤炭颗粒逐渐上浮并和床料颗粒经由上部孔口进入下行床，煤炭颗粒在上部富集并被采出；4)，床料颗粒在下行床中逐渐下沉并经由下部孔口返回到上行床中，继续参与下一个周期的原煤浮选。2.根据权利要求1所述的一种煤炭干法浮选工艺，其特征在于，将煤矸石和煤炭颗粒的同时分离解耦为两个分离过程，首先在上行床中分选出煤矸石颗粒，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱全红，张强，盖恒军，宋红兵，肖盟，黄婷婷，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：