一种具有稳泡特征的高炭粉煤灰浮选脱炭工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浮选工艺，尤其适用于泡沫稳定性较差的高炭粉煤灰浮选脱炭。
【背景技术】
[0002]粉煤灰是煤炭能源利用过程中排放的大宗固体废弃物，目前，我国的粉煤灰堆存量约为120亿吨，其中烧失量不达标的高炭粉煤灰占有相当的比重，特别是一些老旧发电机组或历史堆存的湿排粉煤灰，普遍存在炭含量超标的问题，严重影响粉煤灰作为建材产品使用时的质量指标。因此，对高炭粉煤灰进行浮选脱炭成为提高粉煤灰综合利用率的有效手段。
[0003]粉煤灰的浮选脱炭体系存在泡沫稳定性差的难题，这主要是由粉煤灰的矿物组成性质决定的。一般而言，作为自然界最主要的成岩矿物，粘土矿物在各类自然矿物浮选体系中仍然作为主要的脉石矿物存在，由于其较强的泥化效应，使得浮选体系中的细泥往往也是以粘土矿物为主，而这些矿物的存在在一定程度上增强了浮选体系的泡沫稳定性。而粉煤灰的矿物相组成中以非晶质的玻璃体为主，少量的晶体矿物也是以活性较低的石英、莫来石等为主，此外，煤燃烧过程的颗粒行为也导致非晶相物质在粉煤灰的细粒部分富集，这些矿物组成性质导致粉煤灰浮选体系的泡沫稳定性较差。因此，如何从工艺角度提高粉煤灰浮选的泡沫稳定性成为提尚粉煤灰脱炭效率的关键。
[0004]中国专利200810031473.2公开了一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺。该工艺包括自动加药机加入分散剂和复合药剂、矿浆预处理器混合搅拌、粉煤灰专用浮选柱分选、炭粒子和尾灰分别经浓缩机和过滤机脱水等步骤。
[0005]中国专利201110185234.4公开了一种自供气式粉煤灰浮选工艺。包括如下步骤:向粉煤灰原料中加入浮选剂，形成混合物料;混合物料从第一浮选设备上部下落;利用第一浮选设备循环管道上的文丘里管结构，吸入外部气体;可浮性好的颗粒物在气泡的作用下向上运动;收集向上运动并通过第一浮选设备浮选板的颗粒物。
[0006]中国专利CN200810031474.7公开了一种粉煤灰专用浮选柱。在浮选柱筒体顶部设置有矿浆分配器，筒体内设多段鼓泡板，筒体下部设多点旋流装置和多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，筒体周边装置循环管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通，下端与旋流装置连接连通，矿浆分配管接口与进出料口分别连接循环栗两端，在浮选柱上部还安装有高炭灰均衡溢流板及高炭灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱。
[0007]中国专利CN201210258144.8公开了一种槽式粉煤灰多级浮选分离设备。包括长条形的槽状体，该槽状体包括首部和尾部，其中首部的顶部设置有原料入口，尾部的顶部设置有浮选出口；该槽状体由至少一个插板装置分隔成至少两个浮选单元;每一个浮选单元的底部均设有尾灰出口 ；该设备还包括产生气泡的曝气装置，曝气装置包括安装于每一浮选单元内的气泡扩散装置;每一插板装置均包括可上下活动调节堰流板，通过调节堰流板的深度来调节插板装置上溢流孔的大小。
[0008]中国专利CN200810143173.3公开了一种用粉煤灰制取活性炭的新工艺。其中粉煤灰浮选环节包括如下步骤:原灰经厢式冲灰器处理后进入矿浆预处理器，分散剂及复合药剂加入经自动加药剂加入到矿浆预处理器，然后进入第一级浮选柱和第二级浮选柱，从第二级浮选柱分选出含碳粒子，经浓缩机、过滤机和烘干机脱水。
[0009]上述技术方法并未从提高浮选泡沫稳定性的角度来提高粉煤灰的脱炭效率，而粉煤灰颗粒的物相性质所引起的泡沫稳定性问题是导致粉煤灰脱炭效果较差的重要因素。
【发明内容】
[0010]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有稳泡特征的高炭粉煤灰浮选脱炭工艺，通过矿浆预处理器的药剂强制分散、浮选柱的厚泡沫层设置和细粒泥浆的返回解决粉煤灰浮选脱炭泡沫稳定性差的难题，进而提高粉煤灰中炭的脱除效率。
[0011 ]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0012]—种具有稳泡特征的高炭粉煤灰浮选脱炭工艺，将高炭粉煤灰原灰料浆给入矿浆预处理器，同时将浮选捕收剂和起泡剂一并加入到矿浆预处理器，调制得到质量百分浓度15%?20%的灰浆，然后将调制好的灰浆输送至浮选柱分选，浮选柱分选得到泡沫精炭产品和底流低炭灰分别依次经浓缩机和过滤机脱水，得到精炭产品和低炭灰产品；所述浓缩机的溢流水以及过滤机的滤液自流进入沉淀池，所述沉淀池中的溢流水和滤液中的细粒泥质矿物沉降之后输送至矿浆预处理器中重新进行浮选，所述沉淀池中的经沉降之后的溢流水和滤液通过高压栗加压用于过滤机滤布的清洗。
[0013]进一步的，当浮选柱内的泡沫层厚度达到800mm?1500mm，再将浮选柱分选得到泡沫精炭产品和底流低炭灰分别依次输送至对应的浓缩机和过滤机脱水。
[0014]进一步的，所述沉淀池底部设置有泥浆栗，所述泥浆栗与所述矿浆预处理器之间通过管道连通，所述沉淀池底部的细粒泥质矿物在泥浆栗的作用下，经管道返回至矿浆预处理器。
[0015]进一步的，所述矿浆预处理器包括矿浆桶体和矿浆外循环系统，所述矿浆桶体的上部设置有给料管和出料管;沿矿浆桶体的中心线自上而下固定设置有给料缓冲箱和给料下导管，所述给料缓冲箱与给料下导管上下连通，所述给料管与给料缓冲箱水平连通;所述矿浆外循环系统包括循环渣浆栗、环形矿浆分配槽、射流混合器和紊流混合管，所述环形矿浆分配槽套设在矿浆桶体的外壁上，所述矿浆桶体的底部通过循环出料管与循环渣浆栗连接，所述循环渣浆栗通过管路与环形矿浆分配槽连接;所述环形矿浆分配槽下方连接若干射流混合器，每个所述射流混合器上设置有药剂入口和阀门，对应每个射流混合器下部连接有紊流混合管，所述紊流混合管与矿浆桶体切向连通，所述矿浆桶体内壁表面设置若干挡板。
[0016]进一步的，所述矿浆桶体的底部为中间低外围高的斜板结构，所述循环出料管设置在矿浆桶体的底部最低位置。所述循环出料管的侧壁设置有事故放矿管。
[0017]进一步的，所述射流混合器采用文丘里管结构。
[0018]矿浆预处理器的工作原理:高炭粉煤灰原灰料浆经给料管给入到给料缓冲箱，并在给料下导管的引流作用下，将高炭粉煤灰原灰料浆直接引流至矿浆桶体底部;在渣浆栗的抽吸作用下，循环高炭粉煤灰原灰料浆经循环出料管进入外循环系统，加压之后的高炭粉煤灰原灰料浆经管路输送至环形矿浆分配槽，在0.15?0.20Mpa的高压作用下，环形矿浆分配槽内部的矿浆下行至射流混合器，产生高压射流，并在射流混合器内部的真空室内形成负压，从而将浮选药剂通过药剂入口自吸进入矿浆;经射流混合器混合作用之后的矿浆经紊流混合管沿切向送回矿浆桶体内部，从而在矿浆桶体内部形成旋转矿浆流，旋转矿浆流在挡板的阻挡作用下，可进一步强化矿浆的悬浮效果和浮选药剂分散作用;操作中，矿浆的循环流量约为矿浆给料量的I?3倍，射流作用之后的矿浆切向进入矿浆桶体内部后，一部分沿回流至循环出料管，重新进入外循环系统进行射流混合作用；另外一部分矿浆上行至出料口，完成矿浆预处理作业，排出作为浮选入料。
[0019]进一步的，所述浮选柱包括底流自动排放系统，所述底流自动排放系统包括压力传感器、电动胶管阀、底流排放管和PID控制仪表，所述压力传感器安装在浮选柱的筒壁上，距离浮选柱顶部2000mm，所述浮选柱的底部连接有底流排放管，所述电动胶管阀安装在底流排放管的排料端，所述PID控制仪表分别与压力传感器和电动胶管阀数据传输连接。
[0020]有益效果:
[0021]本发明具有自吸药功能的外循环式矿浆预处理器，可在射流器的作用下将浮选药剂充分分散，进而提高药剂的作用效率。例如，自吸进入矿浆预处理器的起泡剂可在射流的切割作用下，弥散成细小油珠，有利于进一步的浮选环节中气泡和泡沫稳定性的提高;再例如，自吸进入矿浆预处理器的捕收剂也可在射流的切割作用下弥散成细小油珠，并在射流的强紊流环境中强化油珠和粉煤灰颗粒之间的碰撞几率，提高捕收剂作用效果。
[0022]沉淀池底部设置泥浆栗，将细粒泥质矿物重新返回至调浆浮选作业，可进一步发挥细颗粒对浮选泡沫的稳定作用，提高浮选泡沫稳定性，进而提高炭的脱除效果。
[0023]浮选柱底流自动排放系统的设置，提高了浮选泡沫层厚度控制的自动化程度，这也为以厚泡沫层设置为目的的工艺操作提供了便捷，可进一步提高炭的脱除效果。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的工艺流程框图；
[0025]图2为本发明的矿浆预处理器的结构示意图；
[0026]图3为本发明浮选柱底流自动排放系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0028]如图1所示为一种具有稳泡特征的高炭粉煤灰浮选脱炭工艺，将高炭粉煤灰原灰料浆给入矿浆预处理器，同时将浮选捕收剂和起泡剂一并加入到矿浆预处理器，调制得到质量百分浓度15%?20%的灰浆，然后将调制好的灰浆输送至浮选柱分选，当浮选柱内的泡沫层厚度达到800mm?1500mm，再将浮选柱分选得到泡沫精炭产品和底流低炭灰分别依次输送至对应的浓缩机和过滤机脱水，得到精炭产品和低炭灰产品。所述沉淀池底部设置有泥浆栗，所述泥浆栗与所述矿浆预处理器之间通过管道连通，所述浓缩机的溢流水以及过滤机的滤液自流进入沉淀池，所述沉淀池中的溢流水和滤液中的细粒泥质矿物沉降之后在泥浆栗的作用下，经管道返回至矿浆预处理器重新进