[发明专利]一种气化细渣碳灰分离高梯度磁选装置与工艺

说明书

本发明公开了一种气化细渣碳灰分离高梯度磁选装置与工艺。所述高梯度磁选装置包括分选腔、连接管路及多个矿浆桶，分选腔为上下开口的筒锥结构，分选腔外部同轴设置空心励磁线圈，空心励磁线圈中心高度与分选腔中心高度平齐；分选腔内部中心处放置高梯度介质块；分选腔、高梯度介质块和空心励磁线圈的中心高度平齐。通过高梯度磁选装置操作参数和工艺流程的调节，即可达到预定分离效果。该方法分离效率高，生产成本低，工艺简单，分离后的高灰产品符合建材原料烧失量的要求，分离后的富碳产品由于灰的脱除，也进一步实现了炭的富集，可考虑作为锅炉掺烧原料或生态修复剂使用。

技术领域

本发明涉及一种气化细渣湿式高梯度磁选降灰的方法，具体涉及一种利用高梯度磁选装置实现气化细渣碳灰分离的装置与工艺，属于煤气化灰渣资源化利用领域。

背景技术

煤气化技术是现代煤化工产业的龙头和核心技术。煤气化过程中，会产生气化粗渣和细渣两种含碳副产物。粗渣大多数为玻璃球状豆粒大小的固体，渣孔隙率较小，含碳量一般5%以下，水含量也较低，成分与锅炉灰渣相似，因此可以与锅炉灰渣一并利用，作为水泥和混凝土、烧结砖、工程回填等掺混原料。而细渣残炭含量较高，一般大于20%，甚至达到40%以上，远高于锅炉粉煤灰利用烧失量≤15% 的要求，因此，对气化细渣进行资源化利用之前首先要对其进行碳灰分离。

利用气化细渣碳、灰组分表面亲疏水性的特点，赵世永（中国专利201620500503.X）将气化细渣磨矿至0.5mm 以下作为浮选入料，选用常规的浮选药剂进行分选，精矿烧失量为50.78%，尾矿烧失量为41.92%，精矿和尾矿的烧失量显现了一定的差异，但总体浮选效果并不理想。葛晓东（葛晓东, 煤气化细渣表面性质分析及浮选提质研究. 中国煤炭, 2019. (01): p. 107-112.）采用浮选机对气化细渣分选提质，可获得灰分为24.25% 、产率为58.05%的残炭产品和灰分83.48%，产率为41.95%的高灰分产品，较大程度实现了碳-灰分离，但高灰分产品烧失量仍然不满足建材行业需求。

针对气化细渣的元素组成分析，除了Si、Al、Ca 等主要元素外，还含有大量的Fe、Mn、Ti等磁性元素，而此部分磁性元素构成的无机矿物质也是气化细渣灰分的主要贡献者。因此，根据矿物磁性差异利用高梯度磁选的方式对气化渣进行分离，也是实现脱灰除炭的一种行之有效的方法。

发明内容

本发明旨在提供一种气化细渣碳灰分离高梯度磁选装置与工艺。

本发明提出了一种利用湿式高梯度磁选来实现气化细渣炭-灰分离的工艺。通过高梯度磁选装置操作参数和工艺流程的调节，即可达到预定分离效果。该方法分离效率高，生产成本低，工艺简单，分离后的高灰产品符合建材原料烧失量的要求，分离后的富碳产品由于灰的脱除，也进一步实现了碳的富集，可考虑作为锅炉掺烧原料或生态修复剂使用。

本发明提供了一种高梯度磁选装置，包括分选腔、连接管路及多个矿浆桶，分选腔为上下开口的筒锥结构，分选腔外部同轴设置空心励磁线圈，空心励磁线圈中心高度与分选腔中心高度平齐；分选腔内部中心处放置高梯度介质块；高梯度介质块的过流孔径以等于处理气化细渣最大粒度3倍为宜，分选腔、高梯度介质块和空心励磁线圈的中心高度平齐。

高梯度介质块由高梯度导磁介质层和不导磁支撑框架组成，高梯度导磁介质层分层叠放在不导磁支撑框架中组合而成；高梯度介质层为棒状、网状、梭状，菱状等强导磁材料碎屑不规则、不连续自由堆积而成，不导磁支撑框架为由聚氨酯、铜或不导磁不锈钢材料制成的筛网状支撑体。

优选地，高梯度介质块由10层导磁介质层堆积而成。

本发明的一种利用高梯度磁选装置实现气化细渣碳灰分离的工艺，包括以下步骤：

（1）气化细渣筛分、磨矿后，粒度合格产品与水制备成为50-200g/L浓度均匀矿浆；

（2）接通分选腔外部空心励磁线圈励磁电源，调节电流大小调整磁选空间背景磁场强度；