[发明专利]一种井下煤炭液固流态化分选系统及工艺

说明书

本发明公开了一种井下煤炭液固流态化分选系统及工艺，涉及矿物加工分选技术领域。由顶水管向各台水力分选机的分选室中给入上升水流，并通过加药器向各台水力分选机中加入絮凝剂；原煤由水力分选机入料口给入，煤炭颗粒聚集在分选室上层，沿浮物排料口排出，即粗精煤；矸石沉降到分选室底部，沿沉物排料口排出；最终得到灰分符合要求的精煤；精煤由给料泵打入精煤浓缩旋流器组浓缩脱水；矸石经给料泵打入矸石浓缩旋流器组浓缩脱水。本发明工艺采用多台相互串联的水力分选机，通过多段精选，实现了对原煤的高效分选，提高了分选的精度；工艺系统简单，无复杂管路，占地面积小，基建投资少。

技术领域

本发明涉及矿物加工分选技术领域，特别是涉及一种井下煤炭液固流态化分选系统及工艺。

背景技术

我国是煤炭资源生产和需求大国，出于环境保护要求以及资源清洁利用的需要，使得煤炭洗选工作十分重要。目前煤炭洗选主要为井上分选。井上分选的优点主要是地上空间较大，大型选煤装备有提供足够的安装空间。但是地面选煤厂排出的矸石会造成诸多危害，如露天堆放，占用大量土地；矸石中的有害元素随淋滤液渗入土壤、河流湖泊以及地下水，污染矿区及周边环境；矸石自然风化产生的粉尘污染空气等等。为此，提出在井下建设选煤系统，原煤开采出来后直接分选排除矸石，矸石回填采空区，可以起到减少地表矸石堆积，保护生态环境的作用。

目前井下选煤可采用的选煤技术主要有以水为介质的跳汰分选，以加重质和水为介质的浅槽分选等。

空气脉动式跳汰机利用空气压力调节分选室内水流，使其做上下往复运动，原煤在其中按密度松散分层，实现煤矸分离。其优点是分选粒度范围大，可实现150～0.5mm分选，设备投入较少，分选成本低，缺点是煤质适应性差，分选精度低，一般只用于分选易选煤或中等可选性煤。

浅槽分选机以水和磁铁矿粉形成的重介质悬浮液为分选介质，原煤在分选机中根据阿基米德原理实现煤和矸石的分离。重介质浅槽分选机设备结构简单，易于操作；分选粒度范围宽，可实现13-300mm分选；煤质适应性强，分选精度高，适用于分选难选煤或极难选煤。但是该技术也存在不可避免的弊端，作为重介质分选工艺，浅槽分选需配备介质回收和净化系统，增加了安装设备的台数和基建投资，部分介质也会在回收净化过程中损失，提高了生产成本。

发明内容

本发明主要目的在提供一种井下煤炭液固流态化分选系统及工艺，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种井下煤炭液固流态化分选系统，包括串联的多台水力分选机以及精煤浓缩旋流器组和矸石浓缩旋流器组；所述水力分选机由入料口、分选室、布水器、加药器、浮物排料口和沉物排料口六部分组成；通过上一台水力分选机的浮物排料口与下一台水力分选机的入料口连接实现多台水力分选机串联；第一台水力分选机的入料口与原煤入料管连接，最后一台水力分选机的浮物排料口与精煤浓缩旋流器组的入口连接；所述水力分选机的布水器均与顶水管连接，顶水管末端与精煤浓缩旋流器组和矸石浓缩旋流器组连接；所述水力分选机的沉物排料口均与矸石浓缩旋流器组的入口连接；所述精煤浓缩旋流器组和矸石浓缩旋流器组，分别用于对精煤、矸石脱水。

进一步的，所述加药器的作用是在分选过程中加入絮凝药剂，使矸石絮凝，同时煤炭松散，强化煤炭颗粒与矸石颗粒的粒度差异，实现矸石颗粒与煤颗粒的分离。

进一步的，所述精煤浓缩旋流器组和矸石浓缩旋流器组分别由数台水力旋流器并联而成。

本发明还提供一种井下煤炭液固流态化分选工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、由顶水管向各台水力分选机的分选室中给入上升水流，并通过加药器向各台水力分选机中加入絮凝剂；原煤由水力分选机入料口给入，与絮凝剂充分接触；煤炭颗粒在水流曳力作用下上浮聚集在分选室上层，沿浮物排料口排出，即粗精煤；而矸石表面吸附絮凝剂后，逐渐形成矸石颗粒聚团，沉降到分选室底部，沿沉物排料口排出；