納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置及方法
【專利摘要】一種納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置及方法，適用于粘土量大的煤泥洗選使用。由煤泥預(yù)處理系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)組成，將干煤泥在普通攪拌桶中被醇溶液充分潤濕然后給入攪拌桶中，當(dāng)煤與醇的混合煤漿給入攪拌桶后，打開其進(jìn)水口，當(dāng)桶內(nèi)液位達(dá)到一定高度后打開桶體下部排液口，該排液口連接抽濾泵與傳感器，自動(dòng)檢測(cè)排液的醇的濃度；當(dāng)醇濃度低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水口與排液口；此時(shí)煤漿通過桶體旁側(cè)的排液口進(jìn)入浮選系統(tǒng)；通過煤泥預(yù)處理過程中在煤顆粒表面產(chǎn)生納米氣泡，以降低粘土類礦物在煤表面的罩蓋，大大改善后續(xù)浮選效果。
【專利說明】
納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種浮選裝置及方法，尤其涉及一種針對(duì)粘土量大的煤泥洗選時(shí)使用的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國采煤機(jī)械化程度的提高、資源地質(zhì)條件的惡化、選煤廠大型化建設(shè)及重介質(zhì)分選技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高灰難選煤泥比例急劇增加，并呈現(xiàn)繼續(xù)惡化趨勢(shì)，使煤泥分選的矛盾更加突出。高灰難選煤泥的特點(diǎn)主要表現(xiàn)之一是煤泥中粘土類礦物如高嶺石、蒙脫石等含量較大，這類粘土礦物遇水極易泥化成微米級(jí)甚至更小粒度的顆粒，在后續(xù)煤泥浮選過程中罩蓋在煤炭顆粒的表面并隨礦化氣泡一起進(jìn)入泡沫精煤，常常造成浮選精煤灰分嚴(yán)重超標(biāo)，重介背灰現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重影響整個(gè)選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)上述技術(shù)的不足之處，提供了一種步驟簡(jiǎn)單，費(fèi)用少，對(duì)粘土量大的煤泥浮選效果好的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的裝置及方法。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，包括相互管路連接的煤泥預(yù)處理系統(tǒng)和浮選裝置，
[0005]所述煤泥預(yù)處理系統(tǒng)包括帶有攪拌裝置的攪拌桶，攪拌桶通過管路連接有攪拌桶，所述攪拌桶包括桶體、設(shè)在桶體上方的攪拌器和控制設(shè)備；
[0006]所述桶體上部旁側(cè)設(shè)有與內(nèi)腔連通的注水口，注水口上設(shè)有注水電磁控制閥，通過該閥門注入清水，桶體下部旁側(cè)開有與內(nèi)腔想通的礦漿出口，礦漿出口上設(shè)有礦漿出口電磁控制閥，通過該閥門用以將礦漿排出，桶體中下部由雙層隔板制成雙層結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層上沿桶體一周開有濾孔，桶體外層為密封結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層與桶體外層之間空間構(gòu)成抽濾室，桶體底部為漏斗結(jié)構(gòu)，漏斗結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排液口，抽濾室與桶體下部的排液口想通，排液口設(shè)有排液電磁控制閥，所述注水電磁控制閥、電磁控制閥E和排液電磁控制閥均分別與控制設(shè)備相連接，并通過控制設(shè)備控制開關(guān)；
[0007]所述浮選裝置包括通過管路與攪拌桶相連接的礦漿準(zhǔn)備器，礦漿準(zhǔn)備器通過管路連接有浮選設(shè)備。
[0008]所述攪拌桶的桶體的排液口與桶體內(nèi)外層構(gòu)成的抽濾室空間相連，排液口處設(shè)有醇濃度傳感器;所述攪拌桶的桶體的排液口通過管路連接有輔助排液的真空抽濾機(jī);所述的浮選設(shè)備為浮選機(jī)或浮選柱。
[0009]—種納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選方法，其步驟如下:
[0010]將干煤泥與醇溶液混合為煤醇混合物后利用給料栗I給入攪拌桶，啟動(dòng)攪拌桶進(jìn)行攪拌，使干煤泥與醇溶液調(diào)漿，干煤泥中的干煤泥顆粒表面被醇溶液充分潤濕；
[0011]將攪拌桶潤濕后的礦漿給入攪拌桶中，利用控制設(shè)備控制注水電磁控制閥向攪拌桶內(nèi)注入清水同時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌，清水不斷沖洗攪拌桶桶內(nèi)礦漿，在攪拌桶中實(shí)現(xiàn)礦漿內(nèi)煤顆粒表面納米氣泡的產(chǎn)生，當(dāng)桶內(nèi)液位達(dá)到預(yù)設(shè)高度后利用控制設(shè)備控制開啟攪拌桶下方排液口，并利用真空抽濾機(jī)在維持?jǐn)嚢柰爸械V漿液位穩(wěn)定的情況下排出漿液；
[0012]利用設(shè)置在攪拌桶排液口的醇濃度傳感器檢測(cè)排液口排出的漿液中醇的濃度，當(dāng)醇濃度傳感器檢測(cè)漿液中醇的濃度值低于預(yù)設(shè)值后，控制設(shè)備關(guān)閉真空抽濾機(jī)和排液電磁控制閥結(jié)束沖洗過程；
[0013]自動(dòng)控制設(shè)備控制攪拌桶上的礦漿出口電磁控制閥排出處理后煤漿，處理后煤漿經(jīng)過給料栗Π給入礦漿準(zhǔn)備器，并向礦漿準(zhǔn)備器內(nèi)給入浮選藥劑與處理后煤漿進(jìn)行調(diào)漿形成調(diào)漿后礦漿，將調(diào)漿后礦漿給入浮選設(shè)備進(jìn)行浮選作業(yè)，最終通過浮選設(shè)備分別浮選生產(chǎn)出浮選精煤和浮選尾煤。
[0014]有益效果，本申請(qǐng)將干煤泥與醇溶液混合攪拌后利用攪拌桶加入清水，隨著醇的濃度越來越低，攪拌桶內(nèi)就產(chǎn)生產(chǎn)生納米氣泡層，從而強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性，克服了傳統(tǒng)的含粘土量大的煤泥的分選技術(shù)的不足，解決了含粘土量大的煤泥在浮選中由于罩蓋造成的精煤灰分嚴(yán)重超標(biāo)的問題。同時(shí)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，對(duì)含粘土量大的煤泥高效浮選意義重大。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)流程示意圖。圖中:1_干煤泥，2-醇溶液，3-煤醇混合物，4-潤濕后礦漿，5-清水，6-排出液，7-處理后煤漿，8-浮選藥劑，9-調(diào)漿后礦漿，I O-浮選精煤，11-浮選尾煤，A-給料栗I，B-攪拌桶，C-攪拌桶，D-注水電磁控制閥，E-礦漿出口電磁控制閥，F(xiàn)-排液電磁控制閥，G-控制設(shè)備，H-給料栗Π，1-礦漿準(zhǔn)備器，J-浮選設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說明:
[0017]如圖1所示，納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，包括相互管路連接的煤泥預(yù)處理系統(tǒng)和浮選裝置，其特征在于:
[0018]煤泥預(yù)處理系統(tǒng)包括帶有攪拌裝置的攪拌桶B，攪拌桶B通過管路連接有攪拌桶C，所述攪拌桶C包括桶體、設(shè)在桶體上方的攪拌器和控制設(shè)備G;所述桶體上部旁側(cè)設(shè)有注水口，注水口上設(shè)有注水電磁控制閥D，通過該閥門注入清水，桶體下部旁側(cè)開有礦漿出口，礦漿出口上設(shè)有礦漿出口電磁控制閥E，通過該閥門可以將礦漿排出，桶體中下部由雙層隔板制成雙層結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層上沿桶體一周開有濾孔，桶體外層為密封結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層與桶體外層之間空間構(gòu)成抽濾室，桶體底部為漏斗結(jié)構(gòu)，漏斗結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排液口，抽濾室與桶體下部的排液口相通，排液口設(shè)有排液電磁控制閥F，所述注水電磁控制閥D、電磁控制閥E和排液電磁控制閥F均分別與控制設(shè)備G相連接，并通過控制設(shè)備G控制開關(guān);攪拌桶C的桶體的排液口上設(shè)有濾板，排液口處設(shè)有醇濃度傳感器。
[0019]所述浮選裝置包括通過管路與攪拌桶C相連接的礦漿準(zhǔn)備器I，礦漿準(zhǔn)備器I通過管路連接有浮選設(shè)備J，所述的浮選設(shè)備J為浮選機(jī)或浮選柱。
[0020]所述攪拌桶C的桶體的排液口通過管路連接有輔助排液的真空抽濾機(jī)。
[0021 ] 一種納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選方法，其步驟如下:
[0022]將干煤泥I與醇溶液2混合為煤醇混合物3后利用給料栗IA給入攪拌桶B，啟動(dòng)攪拌桶B進(jìn)行攪拌，使干煤泥I與醇溶液2調(diào)漿，干煤泥I中的干煤泥顆粒表面被醇溶液2充分潤濕；
[0023]將攪拌桶B潤濕后的礦漿4給入攪拌桶C中，利用控制設(shè)備G控制注水電磁控制閥D向攪拌桶C內(nèi)注入清水5同時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌，清水5不斷沖洗攪拌桶C桶內(nèi)礦漿4，在攪拌桶中實(shí)現(xiàn)礦漿4內(nèi)煤顆粒表面納米氣泡的產(chǎn)生，當(dāng)桶內(nèi)液位達(dá)到預(yù)設(shè)高度后利用控制設(shè)備G控制開啟攪拌桶C下方排液口，并利用真空抽濾機(jī)在維持?jǐn)嚢柰癈中礦漿液位穩(wěn)定的情況下排出漿液6;
[0024]利用設(shè)置在攪拌桶C排液口的醇濃度傳感器檢測(cè)排液口排出的漿液6中醇的濃度，當(dāng)醇濃度傳感器檢測(cè)漿液6中醇的濃度值低于預(yù)設(shè)值后，控制設(shè)備G關(guān)閉真空抽濾機(jī)和排液電磁控制閥F結(jié)束沖洗過程；
[0025]自動(dòng)控制設(shè)備G控制攪拌桶C上的礦漿出口電磁控制閥E排出處理后煤漿7，處理后煤漿7經(jīng)過給料栗Π H給入礦漿準(zhǔn)備器I，并向礦漿準(zhǔn)備器I內(nèi)給入浮選藥劑8與處理后煤漿7進(jìn)行調(diào)漿形成調(diào)漿后礦漿9，將調(diào)漿后礦漿9給入浮選設(shè)備J進(jìn)行浮選作業(yè)，最終通過浮選設(shè)備J分別浮選生產(chǎn)出浮選精煤10和浮選尾煤11。
[0026]為降低高嶺石等粘土類礦物在浮選過程中在煤顆粒表面的罩蓋，前期對(duì)煤泥顆粒與高嶺石浮選體系進(jìn)行了深入的研究，EDLVO理論對(duì)煤-高嶺石體系相互作用勢(shì)能計(jì)算的結(jié)果表明:高嶺石-煤顆粒相互作用勢(shì)在長(zhǎng)程范圍內(nèi)表現(xiàn)為靜電斥力，在短程范圍內(nèi)則表現(xiàn)為吸引力；范德瓦爾斯吸引力在全程范圍內(nèi)一直為吸引力，在恒定電勢(shì)邊界條件下，總相互作用勢(shì)較范德華作用勢(shì)相比表現(xiàn)出較高的跟隨性，分子間作用力是高嶺石罩蓋的主要驅(qū)動(dòng)力，因此可通過調(diào)控靜電斥力，提高相互作用能皇或減小范德華吸引力兩種途徑解決罩蓋現(xiàn)象，然而通過調(diào)控靜電斥力，高嶺石顆粒間相互排斥勢(shì)也會(huì)增加，造成后續(xù)煤泥水沉降困難，因此要從減小范德華吸引力的角度來解決罩蓋問題。在其他條件一定時(shí)，范德華作用勢(shì)與體系的Hamaker常數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，Hamaker常數(shù)與體系的固有物性有關(guān)，因此考慮在煤和高嶺石顆粒中間引入一種中間介質(zhì)降低范德華吸引力。受疏水力起源說的啟發(fā)，可通過在煤顆粒表面產(chǎn)生納米氣泡層降低煤與高嶺石之間的吸引力并且模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)幾個(gè)微米厚的納米氣泡層就足以使得煤高嶺石間范德瓦爾斯力轉(zhuǎn)為排斥力。基于此，本發(fā)明借助煤與高嶺石疏水性的差異，通過在疏水性煤顆粒表面引入納米氣泡層，在原煤下水后即可實(shí)現(xiàn)顆粒的納米氣泡在煤顆粒表面的生成，阻礙高嶺石罩蓋。同時(shí)此氣泡層可增加煤粒-氣泡間相互作用，增加浮選回收率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，包括相互管路連接的煤泥預(yù)處理系統(tǒng)和浮選裝置，其特征在于: 煤泥預(yù)處理系統(tǒng)包括帶有攪拌裝置的攪拌桶，攪拌桶通過管路連接有攪拌桶，所述攪拌桶包括桶體、設(shè)在桶體上方的攪拌器和控制設(shè)備； 所述桶體上部旁側(cè)設(shè)有與內(nèi)腔連通的注水口，注水口上設(shè)有注水電磁控制閥，通過該閥門注入清水，桶體下部旁側(cè)開有與內(nèi)腔想通的礦漿出口，礦漿出口上設(shè)有礦漿出口電磁控制閥，通過該閥門用以將礦漿排出，桶體中下部由雙層隔板制成雙層結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層上沿桶體一周開有濾孔，桶體外層為密封結(jié)構(gòu)，桶體內(nèi)層與桶體外層之間空間構(gòu)成抽濾室，桶體底部為漏斗結(jié)構(gòu)，漏斗結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排液口，抽濾室與桶體下部的排液口想通，排液口設(shè)有排液電磁控制閥，所述注水電磁控制閥、電磁控制閥E和排液電磁控制閥均分別與控制設(shè)備相連接，并通過控制設(shè)備控制開關(guān)； 所述浮選裝置包括通過管路與攪拌桶相連接的礦漿準(zhǔn)備器，礦漿準(zhǔn)備器通過管路連接有浮選設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，其特征在于:所述攪拌桶的桶體的排液口與桶體內(nèi)外層構(gòu)成的抽濾室空間相連，排液口處設(shè)有醇濃度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，其特征在于:所述攪拌桶的桶體的排液口通過管路連接有輔助排液的真空抽濾機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選裝置，其特征在于:所述的浮選設(shè)備為浮選機(jī)或浮選柱。5.—種使用權(quán)利要求1所述裝置的納米氣泡層強(qiáng)化高灰難選煤泥選擇性的浮選方法，其特征在于步驟如下: 將干煤泥與醇溶液混合為煤醇混合物后利用給料栗I給入攪拌桶，啟動(dòng)攪拌桶進(jìn)行攪拌，使干煤泥與醇溶液調(diào)漿，干煤泥中的干煤泥顆粒表面被醇溶液充分潤濕； 將攪拌桶潤濕后的礦漿給入攪拌桶中，利用控制設(shè)備控制注水電磁控制閥向攪拌桶內(nèi)注入清水同時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌，清水不斷沖洗攪拌桶桶內(nèi)礦漿，在攪拌桶中實(shí)現(xiàn)礦漿內(nèi)煤顆粒表面納米氣泡的產(chǎn)生，當(dāng)桶內(nèi)液位達(dá)到預(yù)設(shè)高度后利用控制設(shè)備控制開啟攪拌桶下方排液口，并利用真空抽濾機(jī)在維持?jǐn)嚢柰爸械V漿液位穩(wěn)定的情況下排出漿液； 利用設(shè)置在攪拌桶排液口的醇濃度傳感器檢測(cè)排液口排出的漿液中醇的濃度，當(dāng)醇濃度傳感器檢測(cè)漿液中醇的濃度值低于預(yù)設(shè)值后，控制設(shè)備關(guān)閉真空抽濾機(jī)和排液電磁控制閥結(jié)束沖洗過程； 自動(dòng)控制設(shè)備控制攪拌桶上的礦漿出口電磁控制閥排出處理后煤漿，處理后煤漿經(jīng)過給料栗Π給入礦漿準(zhǔn)備器，并向礦漿準(zhǔn)備器內(nèi)給入浮選藥劑與處理后煤漿進(jìn)行調(diào)漿形成調(diào)漿后礦漿，將調(diào)漿后礦漿給入浮選設(shè)備進(jìn)行浮選作業(yè)，最終通過浮選設(shè)備分別浮選生產(chǎn)出浮選精煤和浮選尾煤。
【文檔編號(hào)】B03D1/14GK105964414SQ201610320137
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】桂夏輝, 邢耀文, 曹亦俊, 李臣威, 楊自立, 王東岳, 許雪紅
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)