一种重介质浅槽分选装置的制作方法

本实用新型涉及煤炭相关技术领域，特别是一种重介质浅槽分选装置。

背景技术：

在各种选煤工艺中，重介浅槽洗选工艺特别适合动力煤的分选。重介浅槽分选机主要由槽体、排矸刮板及其驱动装置等部分组成。依据浮沉原理在重力场中对煤炭进行分选，小于介质密度的轻产物漂浮在上方并随流动的介质流过溢流堰，成为精煤产品，大于介质密度的物料会沉到重介分选槽的下部，由低速运行的链刮板运出浅槽，成为矸石。原煤在浅槽分选机中分选速度快，停留时间短，分选过程平稳，可有效减少矸石的破碎和泥化。其分选特性如下：(1)分选粒度范围宽，上限可达300毫米，下限为6毫米；(2)分选密度在1.3-1.9g/cm3之间，可适用于各种原煤洗选；(3)设备处理量大；(4)分选精度高，Ep＝0.02-0.05g/cm3；(5)排矸能力强；(6)操作运行成本低，介耗低；(7)结构简单，操作方便，易实现自动化；(8)由于使用了特殊耐磨性的导轨和高耐磨传动链，因此维修方便，设备寿命长。由于重介浅槽洗选工艺具有以上特点，并且可以实现常压洗选，因此，重介浅槽洗选工艺产生的次生煤泥量小，是适合动力煤洗选的选煤工艺。

然而，现有的重介浅槽洗选工艺存在原煤入洗率低，精煤产率低的技术问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的重介浅槽洗选工艺存在原煤入洗率低，精煤产率低的技术问题，提供一种重介质浅槽分选装置。

本实用新型提供一种重介质浅槽分选装置，包括：弛张筛、块煤脱泥筛、以及浅槽重介质分选机，所述弛张筛的出料口与所述块煤脱泥筛的入料口通过转载设备连通，所述块煤脱泥筛的出料口与所述浅槽重介质分选机的入料口连通，所述弛张筛包括3至5毫米筛面。

进一步的，所述弛张筛包括3毫米筛面。

进一步的，所述弛张筛为频率范围在46～50赫兹之间，且筛面张紧量范围在-6～0毫米之间，且给料速度范围在375～425吨/小时之间的弛张筛。

进一步的，所述浅槽重介质分选机为分选下限为3毫米的浅槽重介质分选机。

更进一步的，所述块煤脱泥筛包括与所述弛张筛一致的脱泥筛筛板。

再进一步的，所述浅槽重介质分选机包括浅槽分选机本体、介质桶；浅槽分选机本体上设有直径大于1200毫米的离心机，所述介质桶设置在所述浅槽分选机本体的下方。

再进一步的，所述离心机直径为1300至1500毫米。

再进一步的，所述浅槽分选机本体的下部为槽体，所述槽体底部设置有上升介质管路，所述上升介质管路包括总介质管路、与所述总介质管路连通的多段倾斜管路，每条所述倾斜管路上设置有与所述倾斜管路连通的竖直介质管路。

再进一步的，所述倾斜管路管径及与所述竖直介质管路所在的竖直面的夹角为130°～150°。

再进一步的，所述竖直介质管路上设置高压风管。

本实用新型通过降低弛张筛的筛面至3至5毫米，解决原煤筛分问题，分级下限降低至3至5毫米，能够高效率筛分，实现筛分效率大于80％。

附图说明

图1为本实用新型一种重介质浅槽分选装置的结构示意图；

图2为上升介质管路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型一种重介质浅槽分选装置的结构示意图，包括：弛张筛1、块煤脱泥筛2、以及浅槽重介质分选机3，所述弛张筛1的出料口与所述块煤脱泥筛2的入料口通过转载设备连通，所述块煤脱泥筛2的出料口与所述浅槽重介质分选机3的入料口连通，所述弛张筛1包括3至5毫米筛面。

具体来说，本实用新型降低弛张筛分级下限至3至5毫米。通过将弛张筛6毫米筛面更换为3至5毫米筛面，结合单机检查，分析弛张筛的筛分效果。研究弛张筛驱动-支撑-减振-筛分全系统动力学，建立虚拟样机模型，对弛张筛振动进行仿真模拟，获得箱体运转过程中的速度及加速度曲线；根据弹性力学理论，建立弛张筛筛面弹性挠曲运动的数学模型，探究各个变量参数对颗粒运动情况的影响，结合筛分试验，定量获得筛分特性与结构参数的相互关系。借助振动测试与信号分析系统利用ICP压电式加速度传感器和IL300激光位移传感器，对不同条件下的筛面振幅进行测量，结合筛分试验，讨论筛面几何尺寸、筛面预张紧量、筛面硬度、电机转速对筛面筛分效率的影响作用。通过理论分析建立弛张筛筛面弹性挠曲运动的数学模型，给出了简谐激励筛面固定横梁间距的公式，进而推导了弛张筛筛面中点位置的位移、速度和加速度表达式。

而后利用振动与激光测试分析系统，对Liwel l弛张筛稳态运行时筛体及筛面运动学特性进行分析，验证弛张筛筛面运动模型及相关公式的准确性。通过物料筛分试验对弛张筛6毫米工业筛分效果进行了分析，而后研究了工作频率、筛面张紧量和给料速度等参数对弛张筛3至5毫米分级效果的影响规律，确定了参数最佳操作范围，在此基础上进行了弛张筛3至5毫米筛分工业试验，可以知道弛张筛3至5毫米工业筛分的分级粒度d50、筛分效率、以及总错配物含量均优于弛张筛6毫米工业筛分。

本实用新型通过降低弛张筛的筛面至3至5毫米，解决原煤筛分问题，分级下限降低至3至5毫米，能够高效率筛分，实现筛分效率大于80％。

在其中一个实施例中，所述弛张筛1包括3毫米筛面。

具体来说，通过物料筛分试验对弛张筛6毫米工业筛分效果进行了分析，而后研究了工作频率、筛面张紧量和给料速度等参数对弛张筛3毫米分级效果的影响规律，确定了参数最佳操作范围，在此基础上进行的弛张筛3毫米筛分工业试验结果为：

弛张筛6毫米工业筛分时，分级粒度d50为7.22毫米，筛分效率为87.19％，总错配物含量为6.83％。

弛张筛3毫米工业筛分时，分级粒度d50为2.95毫米，接近规定粒度3毫米；筛分效率为81.67％，总错配物含量为6.09％。

由此可见，弛张筛3毫米工业筛分的效果远远优于弛张筛6毫米工业筛分的效果。

本实用新型通过降低弛张筛的筛面至3毫米，解决原煤筛分问题，分级下限降低至3毫米，能够高效率筛分，实现筛分效率大于80％。

在其中一个实施例中，所述弛张筛为频率范围在46～50赫兹之间，且筛面张紧量范围在-6～0毫米之间，且给料速度范围在375～425吨/小时之间的弛张筛。

工作频率、筛面张紧量和给料速度等参数对弛张筛3毫米分级效果的影响规律，确定了参数最佳操作范围。取得较好弛张筛筛分效果时频率的范围为[46Hz,50Hz]、筛面张紧量范围为[-6毫米,0毫米]、给料速度的范围为[375t/h,425t/h]。

在其中一个实施例中，所述浅槽重介质分选机为分选下限为3毫米的浅槽重介质分选机。

降低浅槽重介质分选机分选下限至3毫米，即100-3毫米宽粒级煤入选，结合单机检查，分析浅槽重介质分选机的分选效果。采用计算机数值模拟、高速动态分析系统拍摄分析，研究不同粒度、不同密度物料的在浅槽重介质分选机中沉降规律及颗粒流体动力学特性，建立颗粒分选过程中的动力学方程，揭示物料浅槽重介质分选机中的分离机制。研究工艺参数、设备结构等对浅槽重介质分选效果影响，探寻强化入料的松散分层，延长细粒物料的分选时间，改善细颗粒煤的分选效果最佳工艺及结构参数，实现浅槽重介质分选机对100-3毫米宽粒级煤的高效分选。研究了物料在浅槽重介质分选机中沉降规律及流体动力学特性，建立颗粒分选过程中的动力学模型及方程，揭示物料在浅槽重介质分选机中的分离机制。

根据颗粒受力及运动分析可知颗粒在重介质悬浮液的沉降过程受到多种因素的影响，颗粒按密度分离的机理是基于颗粒差速运动而实现的。在湍流区它们从一沉降速度达到另一沉降速度时的用时比是与颗粒密度粒度及所处介质的密度相关，并且当颗粒粒度在等沉颗粒粒度要求范围内时，密度较大颗粒的用时恒小于密度较小颗粒的用时，这也是颗粒按密度分选的内在机制。

对浅槽重介质3毫米系统分选效果进行了分析和评价，采用单因素试验方法研究了工艺参数、设备结构等对浅槽重介质分选效果影响规律，确定了参数的最佳操作范围，而后进行了三因素三水平响应面试验设计，分析了各参数对细粒煤重介分选效果的影响显著性及交互作用，确定了最佳操作参数组合，在此基础上进行了13-3毫米细粒煤分选试验，并开展了浅槽重介质3毫米系统分选工业试验，对各粒级分选效果进行了分析和评价。

(1)在浅槽重介质悬浮液流场中，煤炭颗粒主要受到自身重力、悬浮液浮力与流体曳力的综合作用。对于细颗粒煤炭而言，其有效分选的前提是调控流场密度与速度分布，强化颗粒密度差异引起的沉降距离与沉降时间差。

(2)由浅槽重介质分选机不同粒级煤的分选结果(6毫米系统)可知，各粒度级精煤产率分别在82.57％-90.96％之间，可能性偏差E在0.045-0.050g/cm3。

(3)结合不同衬板空隙分布条件下的悬浮液流场密度方差，确定了布水孔孔径为10毫米。基于6-3毫米煤炭颗粒与磁铁矿粉颗粒的物性特征研究了其沉降差异性，确定了静态密度为1.4-1.7g/cm3悬浮液的上升水流操作范围为0.63-1.14cm/s。

(4)通过序贯寻优策略发现了最佳给料位置为距离衬板相对高度为70％、距离给料口水平相对距离为10-30％；最佳水平流与上升流流量比值分别为2.0-2.5(悬浮液密度为1.4g/cm3-1.5g/cm3时)、1.5-2.0(悬浮液密度为1.6g/cm3和1.7g/cm3时)；给料量最大值为28.5kg/min。多因素响应面试验结果表明：对分选效果的影响显著性大小分别为：给料位置>水平流/上升流流量比值>给料量。并建立了灰分离析值与参数之间的数学关联模型。

(5)由浅槽重介质分选机不同粒级煤的分选结果(3毫米系统)可知，100-3毫米宽粒级煤分选精煤产率为83.72％，E值为0.055g/cm3，各粒度级精煤产率在80.04％-88.99％之间，可能性偏差E值在0.025-0.100g/cm3。

在其中一个实施例中，所述块煤脱泥筛包括与所述弛张筛一致的脱泥筛筛板。

优选地，所述块煤脱泥筛包括3毫米脱泥筛筛板。

在其中一个实施例中，所述浅槽重介质分选机包括浅槽分选机本体、介质桶；浅槽分选机本体上设有直径大于1200毫米的离心机，所述介质桶设置在所述浅槽分选机本体的下方。

由于100-3毫米入选，原煤入选范围增加，入选率提高，进入离心机精煤产量显著增加，超出离心机额定处理能力。尤其6-3毫米细粒级量增加，细粒级煤炭含量增大，导致离心机有效处理量有所降低，不能正常生产，因此，本实施例将现有直径1200毫米离心机更换为直径大于1200毫米的离心机。

在其中一个实施例中，离心机直径为1300至1500毫米。

优选地，离心机直径为1500毫米。

在其中一个实施例中，所述浅槽分选机本体的下部为槽体，所述槽体底部设置有上升介质管路，如图2所示，所述上升介质管路包括总介质管路21、与所述总介质管路21连通的多段倾斜管路22，每条所述倾斜管路22上设置有与所述倾斜管路22连通的竖直介质管路23。

现有的上升介质管路，因上升流倾斜段管路管径小，与所述竖直介质管路所在的竖直面的夹角小，回流过程介质及细颗粒矸石等在上升流倾斜段管路流速小，在此段沉降，无法及时顺管路回流介质桶，使得分选机底部漏斗及倾斜段介质管路堵塞严重，制约了浅槽重介质分选机的生产运行和设备维护。根据现场实际对原有管路进行改造，从总介质管路21引出三段直径较粗的倾斜管路22，减轻管路堵孔现象，提高回流效率。

在其中一个实施例中，7所述倾斜管路管径22及与所述竖直介质管路23所在的竖直面的夹角为130°～150°。

优选地，夹角为140°。

在其中一个实施例中，所述竖直介质管路23上设置高压风管。

本实施例在直径较粗的竖直介质管路23上设置高压风管，进一步减轻管路堵孔现象。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。