[发明专利]一种从煤矸石中分级分离煤炭的装置和方法

说明书

提供了一种从煤矸石中分级分离煤炭的装置，包括给矿机、磨矿机、矿浆池、渣浆泵、旋流器、沉砂槽、溢流槽和连接管道；给矿机用于向磨矿机输送煤矸石原料；矿浆池设置在磨矿机的出料口，用于盛放待分离分级处理的矿浆；矿浆池经连接管道连通至渣浆泵；渣浆泵经连接管道连通至旋流器；旋流器包括进料口、顶部的溢流口和底部的沉砂口，进料口与渣浆泵连通，旋流器用于分离矿浆的煤炭与其他物质；沉砂槽设置在旋流器的沉砂口下部，收集旋流器的沉砂口出来的矿浆；溢流槽设置在旋流器的溢流口处，收集溢流口出来的矿浆；沉砂槽的底部与磨矿机连通，以将旋流器的沉砂口出来的矿浆再次研磨、分离。

技术领域

本发明总体地涉及煤矸石开发利用技术领域，具体地涉及一种从煤矸石中分级分离煤炭的装置和方法。

背景技术

煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。

由于电网的特殊性，所以需要保证一定的稳定性，因此我国依然存在这大量的火力发电厂。这样就需要非常庞大的煤炭来用于发电，煤炭也就在我国处于战略地位，关乎着国家安全和人民的生活以及生命安全。但我国又是一个缺煤的国家，因此利用旋流器分选煤矸石中煤炭的技术对我增加煤炭产量是有很大积极作用的。

旋流器的基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离。将混合液以一定的压力切向进入旋流器，在圆柱腔内产生高速旋转流场。混合物中密度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡流场；密度小的组分向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋，然后由溢流口排出，这样就达到了两相分离的目的。

水力旋流器是一种常见的分离分级设备，常用离心沉降原理。当待分离的两相混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒由溢流管排出，从而达到分离分级目的。

发明内容

为解决煤矸石处理的问题，以及提高煤碳利用率，本发明提供一种从煤矸石中分级分离煤炭的装置和方法。

本发明的技术方案是，一种从煤矸石中分级分离煤炭的装置，包括给矿机、磨矿机、矿浆池、渣浆泵、旋流器、沉砂槽、溢流槽和连接管道；所述给矿机用于向磨矿机输送煤矸石原料；所述矿浆池设置在磨矿机的出料口，用于盛放待分离分级处理的矿浆；所述矿浆池经连接管道连通至渣浆泵；所述渣浆泵经连接管道连通至旋流器；所述旋流器包括进料口、顶部的溢流口和底部的沉砂口，所述进料口与渣浆泵连通，所述旋流器用于分离矿浆的煤炭与其他物质；所述沉砂槽设置在旋流器的沉砂口下部，收集旋流器的沉砂口出来的矿浆；所述溢流槽设置在旋流器的溢流口处，收集溢流口出来的矿浆；所述沉砂槽的底部与磨矿机连通，以将旋流器的沉砂口出来的矿浆再次研磨、分离。

进一步的，上述旋流器为倒锥形，还包括锥形的旋流器筒体63)、旋流器筒体上部的溢流管；所述沉沙口位于旋流器筒体63)下部，所述入料口位于旋流器筒体63)与溢流管中间；所述旋流器筒体的锥形壁与中心线夹角为3°—8°；溢流管的长度为100-200mm，沉砂口的口径小于20mm。

进一步的，上述渣浆泵至旋流器之间的连接管道上还设置有气动阀门，用于控制进入旋流器的液体流速。

本发明还提供一种从煤矸石中分级分离煤炭的方法，它使用上述从煤矸石中分级分离煤炭的装置，包括以下步骤：

步骤一、将煤矸石通过给矿机送至磨矿机中进行破碎和研磨；