一种模块化高密度煤系油页岩提质工艺及提质系统的制作方法

本发明涉及一种油页岩提质工艺及提质系统，特别是一种模块化高密度煤系油页岩提质工艺及提质系统。

背景技术：

随着能源需求的不断增长与常规能源的日益短缺，以煤炭、石油为代表的常规能源已经渐渐不能满足生产发展的需求，油页岩作为一种非常规能源，以其丰富的储量，独特的物理化学特性，引起了广泛的关注。油页岩又称油母页岩，是一种富含有机质(干酪根)的细粒沉积岩，呈片理状，含油率在3.5～30％之间，灰分高(>40％)，发热量一般≥4.19k J kg^-1，没有确定的分子式。油页岩中的有机质总含量通常少于总质量的35％，充填于无机矿物骨架中，主要由干酪和沥青组成，是一种有机高分子聚合物。其中美国油页岩储量约3000亿吨，占世界总资源量的60％，中国油页岩资源储量约7199亿吨，位居第二。

传统的油页岩使用方法是将开采后的油页岩直接进行热解、干馏等，没有经过预先处理，所带来的缺点是在热解、干馏的过程中产生的灰渣较多，降低了含油率，并对反应器造成了一定的损害。

目前，对于油页岩的预先处理提质工艺研究较少，若一般的水洗工艺，则会带来后续的干燥、脱水等问题，不仅浪费时间，更加剧了处理的成本，同时由于水资源的短缺，就更加急需提出一种无水状态下煤系油页岩提质工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种技术线路简洁明了、工艺流程简单的模块化高密度煤系油页岩提质工艺及设备，旨在提高油页岩精矿的含油率，降低环境污染，提高利用效率。

本发明的目的是这样实现的，油页岩提质工艺包括如下几个阶段：+13mm分选阶段、13-6mm分选阶段、6-3mm分选阶段、-3mm分选阶段、介质回收循环阶段；

所述的+13mm分选阶段包括对原样13mm筛分，取+13mm以上物料，根据水分差异，用高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的13mm-6mm分选阶段包括对13mm以下物料进行6mm筛分，取6mm以上物料，根据水分差异，用高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的6-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以上物料，根据水分差异，用振动重介质流化床或振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以下物料，用振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的介质回收循环阶段包括高密度空气重介质流化床、振动重介质流化床选后产品所带介质，经由干式磁选机分选，将介质回收利用。

优选的，经13mm分级筛分级后的油页岩，若+13mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选；若+13mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，13mm以下油页岩，经6mm分级筛分级后，若13-6mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选；若13-6mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若6-3mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入振动流化床进行分选；若6-3mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入振动重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若-3mm的物料进入振动流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

所述的高密度空气重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.5-1.95m/s，分选时间200-300s，床层高度100-300mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为70-90％，布风板的开孔率在30-50％之间；分选13-6mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.25-1.75m/s，分选时间200-300s，床层高度80-250mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为50-70％，布风板的开孔率在25-45％之间。

所述的复合式干法分选机是通过调节气流速度、分选时间、布风板开孔率、振动强度、床面倾角来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，复合式干法分选机的工作条件为气流速度1.05-1.55m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.3-8.4，床面倾角2°-4°；分选13-6mm油页岩时，气流速度1.25-1.45m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.2-8.0，床面倾角1°-3°。

所述的振动重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率、振动强度来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动重介质流化床的工作条件为气流速度1.15-1.65m/s，床层高度80-200mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为40-60％，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.50。

所述的振动流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、布风板开孔率、振动强度来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-2.15m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.54；分选3mm以下油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-1.85m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-5.82。

模块化高密度煤系油页岩提质系统包括：空气罐过滤器、罗茨鼓风机、压力罐、压力表、转子流量计、给料机、筛分设备、皮带、干式磁选机、高密度重介质流化床、空气重介质流化床、复合式干法分选机、振动重介质流化床、振动流化床和干式磁选机；空气罐经过滤器与罗茨鼓风机输入端连接，罗茨鼓风机输出端与压力罐、转子流量计、筛分设备和给料机顺序连接；在压力罐上连接有压力表；煤系油页岩经由筛分设备分成不同的粒度大小，经由给料机进入皮带，在皮带输出端分别有高密度重介质流化床或复合式干法分选机、空气重介质流化床或复合式干法分选机、振动重介质流化床或振动流化床分选机和振动流化床分选机四条分选通道，在高密度重介质流化床或复合式干法分选机、空气重介质流化床或复合式干法分选机、振动重介质流化床或振动流化床分选机后分别连接有干式磁选机；根据粒度级大小分别进入不同的分选机进行分选；每个粒度级根据水分的不同，+13mm的物料进入高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；13-6mm的物料进入空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；6-3mm的物料进入振动重介质流化床或振动流化床进行分选；3mm以下物料进入振动流化床进行分选；在分选的过程中介质用干式磁选机进行回收。

有益效果，由于采用了上述方案，经由空气过滤器中的空气进入罗茨鼓风机，进入压力罐，压力罐的压力由压力表调节，转子流量计调节流速。煤系油页岩经由筛分设备分成不同的粒度大小，经由给料机进入皮带，根据粒的大小进入不同的分选机。每个粒度级根据水分的不同，+13mm的物料进入高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；13-6mm的物料进入空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；6-3mm的物料进入振动重介质流化床或振动流化床进行分选；3mm以下物料进入振动流化床进行分选。在分选的过程中介质可用干式磁选机进行回收。将以往未经分选就直接加工的油页岩进行了预先富集，节约了加工的成本，采用干法工艺加工工艺，避免了油页岩在水中的解离，有用物质的流失，同时也节约了水资源，避免了后续的处理以及对环境的二次污染，提高了油页岩的利用效率。

优点：该工艺技术线路简洁明了，工艺流程简单，实现了煤系油页岩的高效分选，对我国煤系油页岩资源的开发与利用具有十分重大的意义。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图。

图2为本发明的提质系统图。

图3为本发明油页岩水分小于10％时工艺具体实施工艺流程图。

图4为本发明油页岩水分大于10％时工艺具体实施工艺流程图。

具体实施方式

油页岩提质工艺包括如下几个阶段：+13mm分选阶段、13-6mm分选阶段、6-3mm分选阶段、-3mm分选阶段、介质回收循环阶段；

所述的+13mm分选阶段包括对原样13mm筛分，取+13mm以上物料，根据水分差异，用高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的13mm-6mm分选阶段包括对13mm以下物料进行6mm筛分，取6mm以上物料，根据水分差异，用高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的6-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以上物料，根据水分差异，用振动重介质流化床或振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以下物料，用振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的介质回收循环阶段包括高密度空气重介质流化床、振动重介质流化床选后产品所带介质，经由干式磁选机分选，将介质回收利用。

优选的，经13mm分级筛分级后的油页岩，若+13mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选；若+13mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，13mm以下油页岩，经6mm分级筛分级后，若13-6mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选；若13-6mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若6-3mm的物料水分大于10％，则物料经由皮带和给料机进入振动流化床进行分选；若6-3mm的物料水分小于10％，则物料经由皮带和给料机进入振动重介质流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

优选的，6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若-3mm的物料进入振动流化床进行分选；精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石。

所述的高密度空气重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.5-1.95m/s，分选时间200-300s，床层高度100-300mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为70-90％，布风板的开孔率在30-50％之间；分选13-6mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.25-1.75m/s，分选时间200-300s，床层高度80-250mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为50-70％，布风板的开孔率在25-45％之间。

所述的复合式干法分选机是通过调节气流速度、分选时间、布风板开孔率、振动强度、床面倾角来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，复合式干法分选机的工作条件为气流速度1.05-1.55m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.3-8.4，床面倾角2°-4°；分选13-6mm油页岩时，气流速度1.25-1.45m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.2-8.0，床面倾角1°-3°。

所述的振动重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率、振动强度来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动重介质流化床的工作条件为气流速度1.15-1.65m/s，床层高度80-200mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为40-60％，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.50。

所述的振动流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、布风板开孔率、振动强度来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-2.15m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.54；分选3mm以下油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-1.85m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-5.82。

模块化高密度煤系油页岩提质系统包括：空气罐过滤器、罗茨鼓风机、压力罐、压力表、转子流量计、给料机、筛分设备、皮带、干式磁选机、高密度重介质流化床、空气重介质流化床、复合式干法分选机、振动重介质流化床、振动流化床和干式磁选机；空气罐经过滤器与罗茨鼓风机输入端连接，罗茨鼓风机输出端与压力罐、转子流量计、筛分设备和给料机顺序连接；在压力罐上连接有压力表；煤系油页岩经由筛分设备分成不同的粒度大小，经由给料机进入皮带，在皮带输出端分别有高密度重介质流化床或复合式干法分选机、空气重介质流化床或复合式干法分选机、振动重介质流化床或振动流化床分选机和振动流化床分选机四条分选通道，在高密度重介质流化床或复合式干法分选机、空气重介质流化床或复合式干法分选机、振动重介质流化床或振动流化床分选机后分别连接有干式磁选机；根据粒度级大小分别进入不同的分选机进行分选；每个粒度级根据水分的不同，+13mm的物料进入高密度空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；13-6mm的物料进入空气重介质流化床或复合式干法分选机进行分选；6-3mm的物料进入振动重介质流化床或振动流化床进行分选；3mm以下物料进入振动流化床进行分选；在分选的过程中介质用干式磁选机进行回收。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：当油页岩的水分大于10％时，采用不加介工艺进行提质，如图2所示。

主要包括如下几个阶段：+13mm分选阶段、13-6mm分选阶段、6-3mm分选阶段、-3mm分选阶段、介质回收循环阶段；

所述的+13mm分选阶段包括对原样13mm筛分，取+13mm以上物料，用复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的13mm-6mm分选阶段包括对13mm以下物料进行6mm筛分，取6mm以上物料，复合式干法分选机分选，以达到产品要求；

所述的6-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以上物料，用振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以下物料，用振动流化床分选，以达到产品要求；

经13mm分级筛分级后的油页岩，则物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选，精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

13mm以下油页岩，经6mm分级筛分级后，物料经由皮带和给料机进入复合式干法分选机进行分选，精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，物料经由皮带和给料机进入振动重介质流化床进行分选，精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若-3mm的物料进入振动流化床进行分选。精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

所述的复合式干法分选机是通过调节气流速度、分选时间、布风板开孔率、振动强度、床面倾角等来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，复合式干法分选机的工作条件为气流速度1.05-1.55m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.3-8.4，床面倾角2°-4°；分选13-6mm油页岩时，气流速度1.25-1.45m/s，分选时间200-300s，布风板的开孔率在30-50％之间，振动强度2.2-8.0，床面倾角1°-3°；

所述的振动流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、布风板开孔率、振动强度等来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-2.15m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.54；分选3mm以下油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-1.85m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-5.82。

实施例2：当油页岩的水分小于于10％时，采用加介工艺进行提质，如图3所示。

本发明主要包括如下几个阶段：+13mm分选阶段、13-6mm分选阶段、6-3mm分选阶段、-3mm分选阶段、介质回收循环阶段；

所述的+13mm分选阶段包括对原样13mm筛分，取+13mm以上物料，用高密度空气重介质流化床分选，以达到产品要求；

所述的13mm-6mm分选阶段包括对13mm以下物料进行6mm筛分，取6mm以上物料，用高密度空气重介质流化床机分选，以达到产品要求；

所述的6-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以上物料，用振动重介质流化床，以达到产品要求；

所述的-3mm分选阶段包括对原样6mm以下物料进行3mm筛分，取3mm以下物料，用振动流化床分选，以达到产品要求；

所述的介质回收循环阶段包括高密度空气重介质流化床、振动重介质流化床产品的脱介、介质回收以及循环利用；

经13mm分级筛分级后的油页岩，物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选。精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

13mm以下油页岩，经6mm分级筛分级后，物料经由皮带和给料机进入高密度空气重介质流化床进行分选。精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，物料经由皮带和给料机进入振动重介质流化床进行分选。精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

6mm以下油页岩，经3mm分级筛分级后，若-3mm的物料进入振动流化床进行分选。精矿与尾矿分别进入精矿仓和尾矿仓；所述精矿为油页岩精矿，尾矿为矸石；

所述的高密度空气重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率等来调节选后产品的产率；分选+13mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.5-1.95m/s，分选时间200-300s，床层高度100-300mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为70-90％，布风板的开孔率在30-50％之间；分选13-6mm油页岩时，高密度空气重介质流化床的工作条件为气流速度1.25-1.75m/s，分选时间200-300s，床层高度80-250mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为50-70％，布风板的开孔率在25-45％之间；

所述的振动重介质流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、加重质组成、布风板开孔率、振动强度等来调节选后产品的产率；分选6-3mm油页岩时，振动重介质流化床的工作条件为气流速度1.15-1.65m/s，床层高度80-200mm，加重质中-0.5+0.3mm硅铁粉含量为40-60％，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-6.50；

所述的振动流化床是通过调节气流速度、分选时间、床层高度、布风板开孔率、振动强度等来调节选后产品的产率；分选3mm以下油页岩时，振动流化床的工作条件为气流速度1.15-1.85m/s，床层高度80-200mm，分选时间200-300s，布风板的开孔率在25-55％之间，振动强度1.21-5.82；

所述介质回收循环阶段，目的是为了收集包括高密度空气重介质流化床、振动重介质流化床选后产品所带介质，经由干式磁选机分选，将介质回收利用。

以上所述均为本发明的实施方式，在不脱离发明原理的前提下，如工程技术人员做出了进一步的改进与修饰，这些改进与修饰均在本发明的保护范围之内。