[发明专利]固体物料干法分选装置和方法

说明书

本发明涉及一种固体物料干法分选装置和方法，解决了现有固体物料分选技术中存在耗水量大、分选精度低、分选效率低、物料要求高、结构复杂的问题。本发明主要由锥形流化床、多级旋风分离器以及带控制单元的快速响应比例阀组成，信号发生器控制快速响应比例阀产生高频脉动气流，使不同粒径和密度的固体物料在锥形流化床内快速达到呈底部颗粒粗密度大、上部颗粒细密度小的分层分布，高密度粗颗粒从底部分批排出，多级旋风分离器分批收集到低密度细颗粒的技术方案，可应用于煤炭、矿石及其它固体物料分选领域。

技术领域

本发明涉及一种固体物料分选装置和方法，具体涉及一种适用于煤炭、矿石及其它固体物料进行干法分选的装置和方法。

背景技术

煤炭、矿石等固体物料的分选方法主要分为湿法分选和干法分选两种，目前，湿法分选在全世界范围内占主导地位。湿法分选需要用大量的水，然而世界范围内水资源短缺和用水紧张的局面日益严重。而在我国煤炭、矿石等固体资源总体分布特点为西多东少、北多南少，煤炭、矿石等固体资源赋存丰度与水资源呈逆向分布。目前，在我国水力跳汰是最主要的选煤方式之一，如中国矿业大学出版社2001年出版的《选矿学》192～233页以及中国矿业大学出版社2006年出版的《跳汰选煤技术》33～116页所述的水力跳汰机，需要用大量的水来松散床层和输送分层后的煤，动力消耗极大，且由于大量水和轻产物混合排出，增加了系统的分离环节，使整个系统复杂化。亟需干法分选技术对煤炭、矿石等资源进行分选提质。干法分选比湿法分选的优势在于，可以节约大量的水，不会增加产物水份，产物不会发生冻结，储运方便，避免了对地下水和生态环境的污染。在煤炭干法分选过程中，能够保证煤炭热值只增不减，且没有煤泥水排放。然而，干法分选技术发展与当前迫切需求没有同步，煤炭、矿石等行业从业人员意识与我国资源利用现状没有同步，使得干旱缺水地区大量未经分选的煤炭、矿石等资源直接进入市场，造成了严重资源浪费和环境污染，这种现状也凸显了大力研究、推广高效干法分选技术的意义和紧迫性。

干法分选煤炭、矿石及其它固体物料的方法有很多，常见有风力跳汰分选法、风力重介质分选法、筛分法和复合式分选法等。其中风力跳汰分选法是在上下脉动为主的空气中实现物料分选的重力分选方法，它不改变固体物料的物理性质，是最主要的分选方法之一。但风力跳汰机也存在明显的缺点：对物料要求高、分选效率比较低、分选精度低、结构比较复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题之一是现有固体物料分选技术存在耗水量大、环境污染、物料要求高、分选效率低、分选精度低、结构复杂的问题，提出了一种节水环保、物料适应范围广、分选精度高、分选效率高、结构简单的固体物料干法分选装置。

本发明所要解决的技术问题二是提供一种与解决技术问题之一相对应的干法分选方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种固体物料干法分选装置，包括锥形流化床、物料进口管、气体分布器、主风入口管、排料风入口管、气体分布室、中心排料管、快速响应比例阀、电磁阀、出口弯管、一级旋风、二级旋风、除尘器、一级料斗和二级料斗；

所述物料进口管位于锥形流化床中上部，气体分布器和气体分布室位于锥形流化床底部，主风入口管与气体分布室相连通，快速响应比例阀I安装在主风入口管中，中心排料管与气体分布器相连通，排料风入口管与中心排料管相连通，快速响应比例阀II安装在排料风入口管中，一级旋风通过出口弯管与锥形流化床相连通，二级旋风与一级旋风相连通，除尘器与二级旋风相连通，一级旋风底部设有一级料斗，二级旋风底部设有二级料斗。

所述的锥形流化床采用锥形设计，上端直径为下端直径的2～8倍，优选范围为4～6倍，由于不同截面上的气体流速不同，可使固体物料在该锥形床内呈底部颗粒粗密度大、上部颗粒细密度小的分层分布，提高了分选效率。