煤矸石全資源化利用的分選處理工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，包括煤炭與硫鐵礦重力分選以及煤炭與灰渣粉磨浮選，將原礦一次破碎用梯形跳汰機(jī)Ⅰ分選得到精煤Ⅰ、中礦Ⅰ和硫鐵礦料；將中礦Ⅰ和硫鐵礦料二次破碎經(jīng)梯形跳汰機(jī)Ⅱ分選得到精硫鐵礦Ⅰ、中礦Ⅱ和尾礦Ⅰ；將中礦Ⅱ精選得到精硫鐵礦Ⅱ、中礦Ⅲ和尾礦Ⅱ；將尾礦Ⅰ和尾礦Ⅱ粉磨制成礦漿，粗選得到精礦Ⅰ＇和中礦Ⅰ＇，精礦Ⅰ＇精選得到精礦Ⅱ＇和中礦Ⅱ＇，中礦Ⅰ＇掃選得到最終尾渣和中礦Ⅲ＇，將中礦Ⅱ＇和中礦Ⅲ＇一起返回到出磨礦漿中，精礦Ⅱ＇精選得到浮選精煤和中礦Ⅳ＇。本發(fā)明分選產(chǎn)物無(wú)廢棄物，硫鐵礦和煤炭均達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求，灰渣原料中炭含量、硫含量也滿(mǎn)足火山灰質(zhì)混合材技術(shù)指標(biāo)要求，分選加工過(guò)程中無(wú)三廢排放。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煤矸石全資源化利用的分選處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤矸石【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種煤矸石全資源化利用的分選處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]煤矸石是采煤過(guò)程和洗煤過(guò)程中排放的固體廢棄物。中國(guó)2012年原煤產(chǎn)量達(dá)到36.5億噸，煤矸石產(chǎn)生量約6.8億噸(中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中華人民共和國(guó)2012 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/0L].[2013-02-22].http://news, xinhuanet.com/politics/2013-02/23/c_114772758.htm), 2012 年煤矸石綜合利用率僅為 62.2%(中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).中國(guó)資源綜合利用年度報(bào)告(2012KEB/0L].[2013-04-09].http://district, ce.cn/zt/zlk/bg/201304/09/t20130409_24275052_3.shtml)。煤矸石中含有硫鐵礦、煤炭、粘土礦物等，大量廢棄的煤矸石不僅壓占土地、浪費(fèi)資源，而且煤矸石山的粉塵、以及硫鐵礦極易發(fā)生風(fēng)化自燃對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。
[0003]現(xiàn)有的煤矸石分選處理技術(shù)，是從煤矸石中分選一種或兩種有價(jià)值的物料，主要是煤炭和硫鐵礦，然后拋棄灰渣，形成新的固體廢棄物。煤矸石分選的方法有重力分選法和浮選法，重力分選法根據(jù)煤炭比尾渣密度輕的選別條件，將煤矸石破碎到-1Omm粒度，利用跳汰機(jī)、搖床等重力選礦設(shè)備，分選出低密度的煤炭產(chǎn)品。浮選是根據(jù)煤炭比尾渣的接觸角大，疏水性強(qiáng)的特征，將煤矸石粉磨到-200目，以煤油或柴油為捕收劑，2#油(松醇油)為起泡劑，石灰或水玻璃為調(diào)整劑，以正浮選泡沫獲得煤炭產(chǎn)品。煤炭的重力分選工藝簡(jiǎn)單、加工費(fèi)用低，但排出尾渣中殘留煤炭含量高，回收率低；而浮選法雖然尾渣中殘留煤炭少，但需要磨礦和幾道浮選， 工藝復(fù)雜、加工費(fèi)用高。兩種分選方法都沒(méi)有分選出硫鐵礦，它不論存在于煤炭產(chǎn)品或尾渣中，都會(huì)降低物料的品質(zhì)。兩種方法聯(lián)合分選煤矸石中煤炭的工藝，未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
[0004]硫鐵礦的分選也有重力分選和浮選兩種方法，重力法是根據(jù)硫鐵礦密度大的選別條件，將煤矸石破碎到_3_粒度，利用跳汰機(jī)、搖床等重力選礦設(shè)備，分選出高密度的硫鐵礦產(chǎn)品。硫鐵礦的礦石選礦是由于硫鐵礦可浮性極好，在一般情況下很容易與硫化礦物的捕收劑一黃藥發(fā)生表面反應(yīng)，生成雙黃藥而疏水。煤矸石中煤炭與硫鐵礦的可浮性相近，采用浮選法難以實(shí)現(xiàn)較好分離，且成本高，實(shí)際多采用重力選礦方法。
[0005]從煤矸石中先后提取硫鐵礦和煤炭的方法【專(zhuān)利號(hào)CN101890395A】，加入石灰調(diào)整劑、酒精起泡劑，2#油為捕收劑，先提取出硫鐵礦；然后在尾礦漿中加入硫酸銅調(diào)整劑，以2#油為捕收劑再提取出煤炭。同樣因煤矸石中煤炭與硫鐵礦的可浮性相近，硫鐵礦與煤炭的總回收率低(50%)，煤炭產(chǎn)品發(fā)熱量低，全部原料需要細(xì)磨而且需要藥劑種類(lèi)多、消耗量大，加工費(fèi)用高?，F(xiàn)有煤矸石分選處理技術(shù)對(duì)灰渣成分及其可利用性關(guān)注不夠，灰渣作為水泥混合材或混凝土摻合料的原料(需經(jīng)過(guò)煅燒活化處理)，煤炭和硫鐵礦是其中的有害成分，必須將含量控制到一定范圍內(nèi)才能使用，現(xiàn)有煤矸石處理工藝往往灰渣因含炭量高而廢棄。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，可將煤矸石分選為硫鐵礦、煤炭和灰渣三種產(chǎn)品，分選加工過(guò)程和最終產(chǎn)品無(wú)廢氣、廢水和廢渣的排放。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，包括煤炭與硫鐵礦重力分選以及煤炭與灰渣粉磨浮選，具體包括如下步驟:
[0009]步驟1，煤炭與硫鐵礦重力分選
[0010]步驟1.1，將原礦一次破碎至粒徑5mm以下，用梯形跳汰機(jī)I分選得到精煤1、中礦I和硫鐵礦料；
[0011]步驟1.2，將步驟1.1得到的中礦I和硫鐵礦料二次破碎至粒徑1_以下，經(jīng)梯形跳汰機(jī)II分選得到精硫鐵礦1、中礦II和尾礦I ;
[0012]步驟1.3，將步驟1.2得到的中礦II用搖床精選，得到精硫鐵礦I1、中礦III和尾礦II，中礦III返回梯形跳汰機(jī)II進(jìn)行分選；
[0013]步驟2，煤炭與灰渣粉磨浮選
[0014]步驟2.1，將步驟I所得尾礦I和尾礦II，用濕法磨礦機(jī)粉磨，制成一 200目≥90%的礦漿，加入到攪拌槽內(nèi)；
[0015]步驟2.2，在攪拌槽內(nèi)的礦漿中加入石灰和硅酸鈉，加入量為4000克/噸干料和1000克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ；再加入起泡劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min，之后粗選6min，得到精礦I ’和中礦II；
[0016]步驟2.3，在精礦P中加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min ;之后精選9min，得到精礦II ’和中礦
ΙI' ；
[0017]步驟2.4，在中礦II中加入石灰和硅酸鈉，加入量為2000克/噸干料和1000克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min，之后掃選5min，得到最終尾渣和中礦ΙΙI'，將中礦IP和中礦ΙΙI' 一起返回到出磨礦漿中；
[0018]步驟2.5，在精礦1廠中加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min ;之后精選6min，得到浮選精煤和中礦IV7，將中礦W返回到精礦I ^中；其中浮選精煤指標(biāo)要求為硫含量小于1%，發(fā)熱量大于 21MJ/kg。
[0019]所述步驟1.1中，如果精煤I的硫含量和發(fā)熱量能達(dá)到指標(biāo)要求:硫含量小于1%，發(fā)熱量大于21MJ/kg ;則將其作為最終煤產(chǎn)品，否則再串聯(lián)一級(jí)重力分選直至達(dá)到上述指標(biāo)要求。
[0020]所述步驟1.3中，若精硫鐵礦II品位達(dá)不到技術(shù)要求:硫含量大于30% ;則再次用搖床進(jìn)行精選直至達(dá)標(biāo)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有煤矸石分選處理工藝產(chǎn)生廢棄物排放，加工成本高，分選產(chǎn)品品質(zhì)低的問(wèn)題，是一種經(jīng)濟(jì)適用的煤矸石綜合分選工藝。
[0022]具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0023]( 1)煤矸石分選產(chǎn)物無(wú)廢棄物，全部轉(zhuǎn)化為可直接利用的工業(yè)產(chǎn)品或原料，硫鐵礦 和煤炭?jī)煞N產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求，灰渣原料中炭含量、硫含量也滿(mǎn)足火山灰質(zhì)混合材技 術(shù)指標(biāo)要求，分選加工過(guò)程中無(wú)三廢排放。
[0024](2)通過(guò)工藝優(yōu)化組合，降低了產(chǎn)品分選加工成本，特別是煤炭的分選成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明煤炭與硫鐵礦重力分選工藝流程示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明煤炭與灰渣浮選工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0028]本發(fā)明的工藝技術(shù)方案分為：煤炭與硫鐵礦重力分選和煤炭與灰渣粉磨浮選兩部 分。
[0029]其中，煤炭與硫鐵礦重力分選的加工處理工藝如圖1所示，具體步驟如下：
[0030]1)煤矸石原礦一次破碎至5_以下，用梯形跳汰機(jī)I分選得到精煤I、中礦I、硫 鐵礦料，如果精煤I的硫含量和發(fā)熱量能達(dá)到指標(biāo)要求(硫含量小于1%，發(fā)熱量大于21MJ/ kg)，則作為最終煤產(chǎn)品，否則再串聯(lián)一級(jí)重力分選得到最終煤產(chǎn)品。
[0031]2)將1)中得到的中礦I、硫鐵礦料全部經(jīng)過(guò)二次破碎至1mm以下，經(jīng)梯形跳汰機(jī) II分選得到精硫鐵礦I、中礦II、尾礦I。
[0032]3)將2)中得到的中礦II用搖床精選，得到精硫鐵礦II、中礦III、尾礦II，若精硫鐵 礦II品位達(dá)不到技術(shù)要求(硫含量大于30%)，可再次用搖床進(jìn)行精選。中礦III返回梯形跳汰 機(jī)II進(jìn)行分選。
[0033]4)尾礦I、尾礦II作為煤炭、灰渣浮選的原料。
[0034]上述煤炭與硫鐵礦重力分選為毫米級(jí)，分選效果良好。
[0035]煤炭與灰渣粉磨浮選的加工處理工藝如圖2所示，具體步驟如下：
[0036]1)將脫硫尾礦(尾礦I、尾礦II )用濕法磨礦機(jī)粉磨，制成一200目≤90%的礦衆(zhòng)， 加入到攪拌槽內(nèi)。
[0037]2)在攪拌槽內(nèi)的礦漿中加入石灰和硅酸鈉，加入量為4000克/噸干料和1000克 /噸干料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起 泡劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min，之后粗選6min，得到精礦I ’和中礦I ’ ；
[0038]3)在精礦I'中加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡 劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min;之后精選9min，得到精礦1廠和中礦1廠。
[0039]4)在中礦I丨中加入石灰和硅酸鈉，加入量為2000克/噸干料和1000克/噸干 料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑， 加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min，之后掃選5min，得到最終尾渣和中礦IIP，將中 礦II'和中礦nr —起返回到出磨礦漿中。
[0040]5)在精礦II '中加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡齊U，加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min ;之后精選6min，得到浮選精煤和中礦IV，將中礦IV返回到精礦廠中；其中浮選精煤指標(biāo)要求為硫含量小于1%，發(fā)熱量大于21MJ/
kg ο
[0041 ] 上述煤炭與灰渣粉磨浮選為微米級(jí)，浮選效果良好。
[0042]在上述工藝實(shí)施中，石灰、硅酸鈉是調(diào)整劑，煤油是捕收劑，2#油是起泡劑。
[0043]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)煤炭以重選和浮選聯(lián)合分選，不僅使最終灰渣中含炭量很低，確保其火山灰質(zhì)的品質(zhì)，而且減少浮選物料的數(shù)量，降低了加工成本(重選成本是浮選的1/3?1/5)。(2)在浮選前用重選選出了硫鐵礦，不僅有效地降低了煤炭和最終灰渣的硫含量，而且以最有效低成本方式獲得硫鐵礦產(chǎn)品(-1mm單體或富連生體硫鐵礦解離度95%以上)。
【權(quán)利要求】
1.煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，其特征在于，包括煤炭與硫鐵礦重力分選以及煤炭與灰渣粉磨浮選，具體包括如下步驟: 步驟1，煤炭與硫鐵礦重力分選 步驟1.1，將原礦破碎至粒徑5mm以下，用梯形跳汰機(jī)I分選得到精煤1、中礦I和硫鐵礦料； 步驟1.2，將步驟1.1得到的中礦I和硫鐵礦料破碎至粒徑Imm以下，經(jīng)梯形跳汰機(jī)II分選得到精硫鐵礦1、中礦II和尾礦I ; 步驟1.3，將步驟1.2得到的中礦II用搖床精選，得到精硫鐵礦I1、中礦III和尾礦II，中礦III返回梯形跳汰機(jī)II進(jìn)行分選； 步驟2，煤炭與灰渣粉磨浮選 步驟2.1，將步驟I所得尾礦I和尾礦II，用濕法磨礦機(jī)粉磨，制成一 200目≥90%的礦漿，加入到攪拌槽內(nèi)； 步驟2.2，在攪拌槽內(nèi)的礦漿中加入石灰和硅酸鈉，加入量為4000克/噸干料和1000克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min，之后粗選6min，得到精礦I ’和中礦I'； 步驟2.3，在精礦I ’中加入煤油，加入量為300克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為200克/噸干料，然后攪拌3min ;之后精選9min，得到精礦II'和中礦II'； 步驟2.4，在中礦II中加入石灰和硅酸鈉，加入量為2000克/噸干料和1000克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min，之后掃選5min，得到最終尾渣和中礦ΙΙI'，將中礦IP和中礦ΙΙ 一起返回到出磨礦漿中； 步驟2.5，在精礦III'中加入煤油，加入量為150克/噸干料，然后攪拌5min ;再加入起泡劑，加入量為100克/噸干料，然后攪拌3min ;之后精選6min，得到浮選精煤和中礦IV7，將中礦W返回到精礦I ^中；其中浮選精煤指標(biāo)要求為硫含量小于1%，發(fā)熱量大于 21MJ/kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，其特征在于，所述步驟1.1中，如果精煤I的硫含量和發(fā)熱量能達(dá)到指標(biāo)要求:硫含量小于1%，發(fā)熱量大于21MJ/kg;則將其作為最終煤產(chǎn)品，否則再串聯(lián)一級(jí)重力分選直至達(dá)到上述指標(biāo)要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石全資源化利用的分選處理工藝，其特征在于，所述步驟1.3中，若精硫鐵礦II品位達(dá)不到技術(shù)要求:硫含量大于30% ;則再次用搖床進(jìn)行精選直至達(dá)標(biāo)。
【文檔編號(hào)】B03B7/00GK103861725SQ201410109213
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】侯新凱, 董躍斌, 嵇鷹, 楊洪藝, 袁靜舒, 賀寧, 酒少武, 高成偉 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)