一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置与方法

摘要

本发明公开了一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置及方法，包括泥浆槽，泥浆槽下部出口通过高压泵进水管连接至高压泵，高压泵的出口通过高压泵出水管连接至喷枪，喷枪的尖端出口穿插在泥浆槽中部入口中，泥浆槽中设置有刮泡器。本发明结构简单、操作方便，仅通过物理手段即能够分离煤泥中煤与矸石。

权利要求

1.一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，其特征在于，包括泥浆槽(1)，泥浆槽(1)下部出口通过高压泵进水管连接至高压泵(2)，高压泵(2)的出口通过高压泵出水管连接至喷枪(4)，喷枪(4)的尖端出口穿插在泥浆槽(1)中部入口中，泥浆槽(1)中设置有刮泡器(6)，高压泵进水管直径为2‑4厘米，长度为2.5‑4米，高压泵出水管直径为1.5‑2.5厘米，长度为

5‑8米，喷枪(4)总长度为70‑90厘米，尖端出口处口径介于0.6‑1毫米，高压泵(2)的压力范围为18‑30Mpa；

所述物理分离动力煤厂煤泥的简易装置在使用时，将煤泥浆浓度控制在10g/L‑20g/L，用35目的筛网滤去粒径0.5mm以上的大颗粒后将煤泥浆放入泥浆槽(1)中，搅拌均匀后打开高压泵(2)阀门，通过调节压力达到煤泥浆抽入量与输出量平衡从而防止压力卸载，高压泵(2)将煤泥浆抽入并通过高压泵输出管到达喷枪(4)，喷枪(4)的尖端出口处煤泥颗粒因口径变小而相互撞击，在高速流体的作用力下颗粒破碎并喷出进入泥浆槽(1)，经多次循环后，通过刮泡器(6)收集上浮黑色泡沫，即完成煤泥分离。

2.根据权利要求1所述的一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，其特征在于，泥浆槽(1)上还设置有与刮泡器(6)配合的泡沫出口，泡沫出口处设置有收集槽(7)。

3.根据权利要求1所述的一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，其特征在于，高压泵(2)上设置有电流过载保护装置(3)。

4.根据权利要求1所述的一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，其特征在于，喷枪(4)上设置有流量监控计(5)。

说明书

一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置与方法

技术领域

[0001] 本发明属于选矿技术、低品位资源和尾矿资源综合利用技术以及工业废水处理与资源化技术领域，具体涉及一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置与方法。

背景技术

[0002] 随着煤炭开采机械化程度的提高，原煤中小于0.5mm的细粒煤含量逐年增多，每年选煤产生的煤泥浆含量巨大，煤泥浆的直接排放严重危害生态环境，将煤泥浆中的煤与矸
石高效分离具有重要的环保和经济效益。目前，浮选技术是最为广泛使用的煤泥分离工艺，
该工艺利用煤与矸石表面的润湿性差异，通过在煤泥浆中加入浮选药剂并制造气泡，使疏
水性好的煤颗粒黏附在气泡表面，通过气泡上升到泥水液面从而达到与矸石分离的目的。
该工艺因成本低、处理量大、分离效果较好而在炼焦煤厂应用广泛。但对于动力煤，由于煤
颗粒的可浮性差，浮选分离效率低，目前没有针对动力煤厂煤泥分离的有效工艺。与此同
时，煤泥的浮选难易程度与煤质、矸石种类及煤泥嵌布特征密切相关，对于不同的原煤采用
大致相同的浮选工艺和药剂，导致分离效率差异较大，而有针对性地开发新型浮选工艺和
药剂的成本巨大。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置与方法，以克服现有技术中存在的问题，本发明结构简单、操作方便，仅通过物理手段即能够分离煤泥中煤与
矸石。

[0004] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，包括泥浆槽，泥浆槽下部出口通过高压泵进水管连接至高压泵，高压泵的出口通过高压泵出水管连接至喷枪，喷枪的尖端出口穿
插在泥浆槽中部入口中，泥浆槽中设置有刮泡器。

[0006] 进一步地，泥浆槽上还设置有与刮泡器配合的泡沫出口，泡沫出口处设置有收集槽。

[0007] 进一步地，高压泵上设置有电流过载保护装置。

[0008] 进一步地，喷枪上设置有流量监控计。

[0009] 进一步地，高压泵进水管直径为2‑4厘米，长度为2.5‑4米。

[0010] 进一步地，高压泵出水管直径为1.5‑2.5厘米，长度为5‑8米。

[0011] 进一步地，喷枪总长度为70‑90厘米，尖端出口处口径介于0.6‑1毫米。

[0012] 进一步地，高压泵的压力范围为18‑30MPa。

[0013] 一种物理分离动力煤厂煤泥的方法，将煤泥浆浓度控制在10g/L‑20g/L，用35目的筛网滤去粒径0.5mm以上的大颗粒后将煤泥浆放入泥浆槽中，搅拌均匀后打开高压泵阀门，
通过调节压力达到煤泥浆抽入量与输出量平衡从而防止压力卸载，高压泵将煤泥浆抽入并
通过高压泵输出管到达喷枪，喷枪的尖端出口处煤泥颗粒因口径变小而相互撞击，在高速
流体的作用力下颗粒破碎并喷出进入泥浆槽，经多次循环后，通过刮泡器收集上浮黑色泡
沫，即完成煤泥分离。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[0015] 本发明在使用时，高压泵将煤泥浆抽入并通过高压以高速经高压泵输出管到达喷枪，喷枪尖端出口处煤泥颗粒因口径变小而相互撞击，在高速流体的作用力下颗粒破碎并
从枪口喷出进入泥浆槽，泥浆槽中的煤泥浆随后再次被高压泵抽入重复以上过程，随着该
过程循环次数的增加，泥浆槽中的煤泥浆表面逐渐出现黑色发亮上浮物，并随着含量的增
多而聚集成黑色泡沫，与此同时，煤泥浆逐渐由黑色变为土黄色，并在静置12h后变为澄清，
由于煤泥中的煤颗粒在通过本发明粉碎的过程中表面疏水性大大提高因而直接上浮，因此
该工艺适用于动力煤厂煤泥的分离。

[0016] 将我国陕西省榆林地区某动力煤厂的煤泥作为研究对象，煤泥入料灰分为42％，‑0.075mm粒级煤泥占煤样的55％。将上浮物收集后依照国标测量其灰分和发热量，得到的发
热量为6400‑6900cal/g，灰分下降至11％‑14％，达到高热值煤的标准，‑0.035mm粒级的煤
泥占煤样的92％。结果表明，煤泥颗粒经循环粉碎后煤粒的疏水性能明显提升从而上浮，达
到了物理直接分离煤与矸石的效果。

附图说明

[0017] 图1为本发明装置的结构示意图；

[0018] 其中，1.泥浆槽，2.高压泵，3.电流过载保护装置，4.喷枪，5.流量监控计，6.刮泡器，7.收集槽。

[0019] 图2为本发明工艺处理、原始煤泥浆未处理和常规浮选工艺处理后的泥浆对比图，箭头所指为处理后的上浮物。

[0020] 图3为本发明工艺处理、原始煤泥浆未处理和常规浮选工艺处理后的泥浆静置12小时后对比图。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明进行详细说明：

[0022] 参见图1，一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，包括泥浆槽1，泥浆槽1下部出口通过高压泵进水管连接至高压泵2，高压泵2上设置有电流过载保护装置3，高压泵2的出
口通过高压泵出水管连接至喷枪4，喷枪4上设置有流量监控计5，喷枪4的尖端出口穿插在
泥浆槽1中部入口中，泥浆槽1中设置有刮泡器6，泥浆槽1上还设置有与刮泡器6配合的泡沫
出口，泡沫出口处设置有收集槽7，高压泵进水管直径为2‑4厘米，长度为2.5‑4米，高压泵出
水管直径为1.5‑2.5厘米，长度为5‑8米，喷枪4总长度为70‑90厘米，尖端出口处口径介于
0.6‑1毫米，高压泵2的压力范围为18‑30MPa。

[0023] 一种物理分离动力煤厂煤泥的方法，将煤泥浆浓度控制在10g/L‑20g/L，用30目的筛网滤去粒径0.5mm以上的大颗粒后将煤泥浆放入泥浆槽1中，搅拌均匀后打开高压泵2阀
门，通过调节压力达到煤泥浆抽入量与输出量平衡从而防止压力卸载，高压泵2将煤泥浆抽
入并通过高压泵输出管到达喷枪4，喷枪4的尖端出口处煤泥颗粒因口径变小而相互撞击，
在高速流体的作用力下颗粒破碎并喷出进入泥浆槽1，经多次循环后，通过刮泡器6收集上
浮黑色泡沫，即完成煤泥分离。

[0024] 下面结合具体实施例对本发明做详细介绍：

[0025] 一种物理分离动力煤厂煤泥的简易装置，主要包含高压泵2、喷枪4以及泥浆槽1三部分(见图1)。高压泵进水管直径2‑4厘米，长度2.5‑4米。高压泵出水管直径1.5‑2.5厘米，
长度5‑8米。喷枪4总长度约70‑90厘米，尖端出口处口径介于0.6‑1毫米。泥浆槽1体积随单
次煤泥水处理量而变，而单次处理量可以通过高压泵2调节压力控制，高压泵2压力范围在
18‑30Mpa，由于煤泥颗粒在通过该装置粉碎的过程中表面疏水性大大提高因而直接上浮，
因此适用于动力煤厂煤泥的分离，该装置结构简单、操作方便。

[0026] 高压泵2将煤泥浆抽入并通过高压以高速经高压泵输出管到达喷枪4。喷枪尖端出口处煤泥颗粒因口径变小而相互撞击，在高速流体的作用力下颗粒破碎并从枪口喷出进入
泥浆槽1。泥浆槽1中的煤泥浆随后再次被高压泵2抽入重复以上过程。随着该过程循环次数
的增加，泥浆槽1中的煤泥浆表面逐渐出现黑色发亮上浮物，并随着含量的增多累积呈黑色
泡沫。与此同时，煤泥浆逐渐由黑色变为土黄色，并在静置12h后变为澄清。图2为本发明工
艺处理、原始煤泥浆未处理和常规浮选工艺处理后的泥浆对比图，本发明工艺处理后，泥浆
整体呈现出灰分升高后的浑浊黄色，而烧杯壁上黏附着灰分下降的黑色上浮物。如图3所
示，在静置12h后，由于矸石沉淀，泥浆更加澄清，但是传统浮选工艺处理后的泥浆，由于矸
石与有机质仍然结合在一起，密度高于有机质但低于矸石，因此仍悬浮于液体中呈现浑浊
的灰黑色。

[0027] 实施方法如下：

[0028] 将煤泥浆浓度控制在10g/L‑20g/L，用30目的筛网滤去粒径0.5mm以上的大颗粒后将煤泥浆放入泥浆槽中。搅拌均匀后打开高压泵2阀门，通过调节压力达到煤泥浆抽入量与
输出量平衡从而防止压力卸载。经多次循环后，通过刮泡器6收集上浮黑色泡沫至收集槽7
中。电流过载保护装置3防止高压泵2运行时间过长而损坏，流量监控计5用于检测煤泥浆流
2
量，可以通过计算(Q＝SV，Pd＝1/2ρV ，其中Q为测试得到的流量，S为出口面积，V为流速，ρ为
流体密度，Pd为出口动压)得到泥浆浓度、口径与流量的关系，进而获得分离效率与泥浆浓
度、喷枪口径之间的关系。

[0029] 将我国陕西省榆林地区某动力煤厂的煤泥作为研究对象，煤泥入料灰分为42％，‑0.075mm粒级煤泥占煤样的55％。将上浮物收集后依照国标测量其灰分和发热量，得到的发
热量为6400‑6900cal/g，灰分下降至11％‑14％，达到高热值煤的标准，‑0.035mm粒级的煤
泥占煤样的92％。结果表明，煤泥颗粒经循环粉碎后煤粒的疏水性能明显提升从而上浮，达
到了物理直接分离煤与矸石的效果。