專利名稱：自激導(dǎo)向式高濃度粉煤灰漂珠分選機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種對(duì)粉煤灰進(jìn)行綜合利用的設(shè)備，主要應(yīng)用于從濕法排灰的火力發(fā)電廠所排放的高濃度粉煤灰灰漿中分選出粉煤灰漂珠。
眾所周知，粉煤灰是火力發(fā)電廠的廢棄物，對(duì)粉煤灰進(jìn)行綜合利用已成為環(huán)境保護(hù)、廢物利用、化害為利的一個(gè)重要課題。研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰中約含有1％的漂珠，它具有空心(內(nèi)含CO2和N2)、輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、耐火、耐磨、耐酸、絕緣等特性和良好地流動(dòng)性及力學(xué)、光學(xué)性能，用途廣泛。
目前，對(duì)粉煤灰微珠的分選主要有干法分選和濕法分選，這里微珠包括漂珠和沉珠。干法分選是利用風(fēng)選、篩分、電選、干法磁選等方法，但使用這些方法難以直接選出漂珠，主要用于選出碳粉、鐵粉及微珠，且處理能力小。濕法分選是利用浮選、重選、濕法磁選等常規(guī)選礦方法，在稀漿狀況下(灰水比稀于110)可從粉煤灰中選出碳粉、鐵粉及微珠產(chǎn)品。
單純生產(chǎn)漂珠的濕法分選，目前都是水選，利用漂珠比重小于水的特點(diǎn)，讓粉煤灰灰漿進(jìn)入分選池中，由于浮力和速度場(chǎng)的作用，漂珠會(huì)漂浮至水面。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中，只能處理灰水比在120以上的稀灰漿，并且在分選過程中，還要另外加入大量的水，用以為分選漂珠提供動(dòng)力和沖渣。
一般而言，火力發(fā)電廠的排灰方式分為干法和濕法，目前在我國(guó)還是濕法為主，濕法又分為濃漿排放和稀漿排放。目前的排放方式雖然大都是稀漿排放，但濃漿排放，是火力發(fā)電廠的一個(gè)發(fā)展方向，特別是新建的大型電廠，正逐漸采用濃漿排放，濃漿的灰水比為11.5～2.5。對(duì)于濃漿而言，目前的漂珠生產(chǎn)方法很不適用，因?yàn)槔矛F(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行分選，除要加入大量的水稀釋濃漿外，還需要加入大量的水作為分選的動(dòng)力和沖渣，使灰漿的灰水比達(dá)到140以上。這不僅在經(jīng)濟(jì)上不合算，而且還造成新的環(huán)境污染，需要處理大量污水。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種粉煤灰漂珠分選設(shè)備，利用這種分選設(shè)備可直接從濃漿中分選出漂珠產(chǎn)品。選出的漂珠產(chǎn)品的含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％，日處理干灰可達(dá)1800～2000噸以上，選珠后的尾灰灰漿仍以濃漿排出，灰水比不稀于12.5。
本實(shí)用新型是利用流體力學(xué)和重力選礦原理，主要是利用淹沒射流理論來設(shè)計(jì)的。眾所周知，粉煤灰中除漂珠外，其它組份的比重都大于水，粉煤灰的平均比重也大于水。從電廠中排放的粉煤灰灰漿，往往是各種組份混雜粘附在一起，首先必須使漂珠與粉煤灰的其它組份離散開，否則漂珠也會(huì)被粉煤灰的其它組份夾帶著沉入水底。然后，要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)使漂珠上浮的環(huán)境和條件，這主要是要使漂珠產(chǎn)生一個(gè)傾斜向上的速度，在漂珠周圍粉煤灰的其它組份很少，不受到其它顆粒的干涉。根據(jù)這個(gè)要求，本實(shí)用新型首先設(shè)計(jì)了一個(gè)分選池，池中注入約80％左右的預(yù)加水。濃灰漿由進(jìn)漿管以合適的壓力從分選池的底部噴出，在激發(fā)導(dǎo)向裝置的作用下，灰漿以傾斜向上的速度迅速發(fā)散，粉煤灰的各組份在水中迅速分散開，并且都具有一個(gè)向上的速度分量。在重力、浮力以及慣性的共同作用下漂珠繼續(xù)上浮，而其它組份由于比重大于水，先上浮一段路徑后，隨即開始沉降，最后沉入水底。根據(jù)淹沒射流理論，在上述過程中，形成了層流型兩相淹沒射流，進(jìn)而在分選池內(nèi)的上層形成一個(gè)粉煤灰自由沉降、漂珠自由上浮的稀漿分選區(qū)，在下層形成一個(gè)粉煤灰干涉沉降的濃縮區(qū)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了漂珠上浮分選和粉煤灰尾灰沉降濃縮的兩個(gè)過程。
本實(shí)用新型的激發(fā)導(dǎo)向裝置屬于自激導(dǎo)向型，即利用人選灰漿本身進(jìn)行激發(fā)。在結(jié)構(gòu)上，可分為兩種類型，一種是噴灑式直接導(dǎo)向型，另外一種是噴濺式間接導(dǎo)向型。前者實(shí)質(zhì)上是具有擴(kuò)張型結(jié)構(gòu)的噴頭，噴頭的噴灑面板上帶有多個(gè)導(dǎo)向噴孔。由于噴頭的作用，粉煤灰灰漿從噴頭中以很分散的方式噴出，調(diào)整噴頭的方位，就可以實(shí)現(xiàn)濃灰漿以一定的速度傾斜向上噴灑，在水中迅速分散開的目的。后者則是將濃灰漿噴射到一塊導(dǎo)向板上，由于導(dǎo)向板的作用，濃灰漿從板上濺起，以很分散的形式傾斜向上運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入分選池的灰漿，需要以合適的壓力(速度)進(jìn)行激發(fā)，使之在池底傾斜向上噴灑或噴濺，壓力的大小，應(yīng)以使上層分選區(qū)處于層流狀態(tài)，池面看不到波痕為宜。
此外，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)有漂珠收集裝置和尾灰排出裝置，使本實(shí)用新型能連續(xù)大量地處理粉煤灰。
使用本實(shí)用新型具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，本實(shí)用新型能解決現(xiàn)行的水選技術(shù)不能直接從高濃度粉煤灰灰漿中分選漂珠的難題，利用本實(shí)用新型分選出的漂珠含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％。其次，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資省，占地面積小，耗水量小。以年排灰60萬噸的60萬KW發(fā)電機(jī)組為例，應(yīng)用本實(shí)用新型分選漂珠，只需占地200M2，投資10多萬元，一次性預(yù)加底水150M3左右，就可以長(zhǎng)期反復(fù)使用，除漂珠帶走的少量水份需要補(bǔ)加以外，無需另外加水?？偼顿Y約為利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的投資的10％，占地約為8％，耗水量約為10％。第三，本實(shí)用新型的激發(fā)導(dǎo)向裝置不僅可以用于從粉煤灰灰漿中分選出漂珠，也可以應(yīng)用在其它類似的場(chǎng)合，例如可以應(yīng)用到分選比重小于水的礦物和除去漂浮性雜質(zhì)的分選設(shè)備之中。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例可以結(jié)合以下附圖給出


圖1是本實(shí)用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的一種激發(fā)導(dǎo)向裝置示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的另一種激發(fā)導(dǎo)向裝置示意圖。
圖4是本實(shí)用新型收集漂珠的刮板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的螺旋排泥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是具有園形錐底分選池的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
首先參看
圖1，本實(shí)用新型由分選池體2、進(jìn)漿管1、漂珠收集裝置3、水位控制閥4、卸泥閥5、排泥裝置6和激發(fā)導(dǎo)向裝置7等組成。在池體2內(nèi)，預(yù)先注入約占池容積80％左右的預(yù)加水，粉煤灰灰漿通過進(jìn)漿管1送入池體2內(nèi)并受到激發(fā)導(dǎo)向裝置7的作用，使粉煤灰中漂珠和尾灰都產(chǎn)生一個(gè)傾斜向上的速度，并且迅速發(fā)散開。隨后，漂珠繼續(xù)上浮至水面而富集，尾灰則慢慢沉入池底。通過漂珠收集裝置3，將富集于水面的漂珠收集起來，尾灰則由排泥裝置6經(jīng)由卸泥閥5排出池外。另外，水位控制閥則主要用來調(diào)節(jié)分選池2中的水位，使其保持在合適的范圍。
本實(shí)用新型的激發(fā)導(dǎo)向裝置有兩種主要類型。一類是利用導(dǎo)向板結(jié)構(gòu)，即
圖1中所示結(jié)構(gòu)，詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見圖2。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在分選池體2中設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向板，進(jìn)漿管中的灰漿以較大的速度噴射到導(dǎo)向板上，在導(dǎo)向板的反射作用，粉煤灰灰漿從導(dǎo)向板濺出，以傾斜向上的速度迅速發(fā)散，在池體2的上層形成層流使得漂珠上浮，尾灰沉降，達(dá)到分選的目的。
本實(shí)用新型的激發(fā)導(dǎo)向裝置的另一種類型是噴頭結(jié)構(gòu)，參見圖3。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，在進(jìn)灰管1的出口處，安裝一噴頭，噴頭形式以擴(kuò)散型為宜，噴頭的噴灑面板帶有多個(gè)導(dǎo)向噴孔。在池體2內(nèi)安裝此噴頭時(shí)，應(yīng)保持使每個(gè)噴孔噴出的灰漿都具有傾斜向上速度，由此而實(shí)現(xiàn)分選之目的。
本實(shí)用新型的池體2一般可采用長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，池底可為平底，也可以采用“V”形傾斜中央帶有半園槽的池底，這主要根據(jù)所采用的排泥裝置而決定。在另一方面，池體2也可以采用園形結(jié)構(gòu)，對(duì)于園形結(jié)構(gòu)，一般采用錐形底，以方便排泥。
本實(shí)用新型的漂珠收集裝置3，對(duì)于長(zhǎng)方形池體2，建議采用圖4所示結(jié)構(gòu)。兩組鏈輪(每組兩個(gè)鏈輪)平行布置，利用兩組鏈輪所帶動(dòng)的兩根鏈條架住一刮板，在刮板下面鉸接有一塊與水面保持平行的平板。隨著鏈輪的運(yùn)轉(zhuǎn)，刮板不斷地從水面上刮過，將漂珠推向池面的一側(cè)，進(jìn)而推出池外被收集，而鉸接于刮板下的平板可以保證刮板刮取漂珠時(shí)，不破壞漂珠的富集狀況。
本實(shí)用新型的排泥裝置6一般可根據(jù)分選池體2的形狀進(jìn)行選擇。對(duì)于長(zhǎng)方形池體，且池底是平面，則可使用鏈板機(jī)，但為了使尾灰濃縮，本實(shí)用新型建議使用傾斜的池底，并在池底最深處安裝圖5所示的排泥裝置，這種排泥裝置是一種螺旋排泥機(jī)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，頂面敞開于水底，從頭至尾，整個(gè)頂面都受料進(jìn)泥，負(fù)荷量逐漸增加。沉降至池底的粉煤灰尾灰，從螺旋排泥機(jī)的頂面各處進(jìn)入其中，在螺旋排泥機(jī)的擠壓推進(jìn)作用下，尾灰中的水份被大量擠回池中，而沉泥則通過卸泥閥5卸出池外，達(dá)到鎖住預(yù)加水，排出尾灰之目的。
本實(shí)用新型的分選池體2，也可以采用圓池錐底結(jié)構(gòu)，與這種分選池體相對(duì)應(yīng)的激發(fā)導(dǎo)向裝置7，漂珠收集裝置3，和排泥裝置6如圖6所示。根據(jù)圓池錐底的分選池體特點(diǎn)，激發(fā)導(dǎo)向裝置7，安置于池中心，以采用噴濺型導(dǎo)向裝置為好。漂珠收集裝置3和排泥裝置6繞一根共同的軸旋轉(zhuǎn)。其中漂珠收集裝置是由連桿和若干塊刮板所組成，刮板鉸接懸掛于連桿上，連桿繞軸作水平轉(zhuǎn)動(dòng)，通過刮板將漂珠刮至一徑向布置的接珠槽內(nèi)，進(jìn)而被送出池外。排泥裝置6安裝在池底，由耙架和刮板組成，耙架繞軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)刮板將沉于池底的粉煤灰尾灰淤泥刮向位于池底中心的卸泥孔，經(jīng)由卸泥閥而排出池外。
權(quán)利要求1.一種自激導(dǎo)向式高濃度粉煤灰漂珠分選機(jī)，由分選池體2、進(jìn)漿管1、漂珠收集裝置3、水位控制閥4、卸泥閥5、排泥裝置6等組成。其特征在于，在分選池體2中，還安裝有使灰漿產(chǎn)生傾斜向上速度的激發(fā)向?qū)аb置7。
2.如權(quán)利要求1所述的漂珠分選機(jī)，其特征在于激發(fā)導(dǎo)向裝置7是由一導(dǎo)向板所構(gòu)成，導(dǎo)向板是具有使粉煤灰灰漿以傾斜向上的速度從板上濺出的曲面板或平面板。
3.如權(quán)利要求1所述的漂珠分選機(jī)，其特征在于，激發(fā)導(dǎo)向裝置是由一噴頭所構(gòu)成。噴頭以擴(kuò)散型噴頭為宜，噴頭的噴灑面帶有多個(gè)使灰漿以傾斜向上速度噴出的導(dǎo)向噴孔。
4.如權(quán)利要求1所述的漂珠分選機(jī)，其特征在于漂珠收集裝置3的結(jié)構(gòu)為，兩組鏈輪平行布置，兩個(gè)鏈輪為一組，通過兩組鏈輪所帶動(dòng)的兩根鏈條架住一刮板，在刮板下面絞接有一塊與水面保持平行的平板。
5.如權(quán)利要求1所述的漂珠分選機(jī)，其特征在于排泥裝置6是一種螺旋排泥機(jī)，螺旋排泥機(jī)的頂面敞開于水底并從頂面進(jìn)泥。
6.如權(quán)利要求1所述的漂珠分選機(jī)，其特征在于，當(dāng)分選池體2采用圓形錐底結(jié)構(gòu)時(shí)，激發(fā)導(dǎo)向裝置7安置于池中心，以采用噴濺型導(dǎo)向裝置為最好，漂珠收集裝置由連桿和若干刮板所組成，刮板鉸接懸掛于連桿上，連桿繞軸作水平轉(zhuǎn)動(dòng)，排泥裝置6安裝在池底且由耙架和刮板組成，耙架繞軸旋轉(zhuǎn)。
專利摘要一種自激導(dǎo)向式高濃度粉煤灰漂珠分選機(jī)，利用激發(fā)導(dǎo)向裝置使粉煤灰灰漿產(chǎn)生一個(gè)傾斜向上的速度，進(jìn)而在分選池內(nèi)的上層形成一個(gè)粉煤灰自由沉降，漂珠自由上浮的稀漿分選區(qū)，在下層形成一個(gè)粉煤灰干涉沉降的濃縮區(qū)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了漂珠分選和粉煤灰尾灰濃縮的兩個(gè)過程。利用本分選機(jī)分選出的漂珠含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％。
文檔編號(hào)B03B5/28GK2086171SQ9020831
公開日1991年10月9日 申請(qǐng)日期1990年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月6日
發(fā)明者盧聲超, 馬林 申請(qǐng)人:國(guó)家建筑材料工業(yè)局合肥水泥研究設(shè)計(jì)院