從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法
2023-10-08 23:09:59
專利名稱：從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法
從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法技術領域
本發明是一種固體廢棄物資源化利用的技術，一種從低值矸石或者洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法。
背景技術：
現有的洗煤廠對來自煤礦山的原煤塊礦進行重介質處理後得到煤矸石直接丟棄， 放在山坳中，形成很大的亂石場。由於矸石中還含有一定的煤質，這種對矸石的處理方式等於將有用的資源白白浪費掉。一直以來人們都在為這種矸石的利用想盡各種方法，但是因為矸石的煤質少，提取費用高而半途作廢，很長時間都無人問津。一直到了上世紀八十年代，人們才又開始對矸石的利用提上議事日程。當時主要用來作為制磚原料，因為有一定的燃料，磚丕在燒制過程中會放熱，一來可以節省部分燃料，二來可以提高磚的強度。隨著煤炭市場價格的增長，以及煤礦資源的不斷消耗，人們又開始想到從矸石提取精煤的方法。但到目前為止還沒有出現一種可是以直接供工業生產利用的工藝方法，能夠經濟高效處理煤矸石，變廢為寶，而且無任何汙染，無任何廢棄物排放。這種技術至今沒有見相關報導。
另外，重介質洗煤廠的尾煤要麼丟棄，要麼低價出售給燃料作坊與精煤搭配製成蜂窩煤，經濟效益上不去，蜂窩煤作為生活燃料，燃料有相當一部分是不會燃燒放熱的，在破碎後燒渣中人們可以發現有很多黑色的煤質。無論對煤炭生產企業還是消費者都是不划算的。發明內容
本發明的目的就是要提出一種從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法， 該方法能夠高效低廉地回收矸石中的煤質成分、對副產品可以綜合利用，對環境無任何汙染，無任何廢棄物排放，經濟效益顯著，以此解決現有技術的不足。
本發明提出的這種從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法，其特徵在於它有如下步驟(1)將粉碎後的矸石粉料或洗煤廠尾煤加水調成礦漿，用搖床進行反向分離，輕質的煤成分進入尾礦槽得床精煤產物，重質脈石礦物顆粒進入精礦槽得矸石渣，供作制磚原料，介於兩者間的連生體和部分脈石礦物則進入中礦槽得床中煤產物；(2)對床精煤產物進入篩分以除去細粒的脈石成分，篩上物脫水後即為最終床精煤產Pm ；(3 )對床中煤產物用浮選機浮選分離，上浮產物壓濾後得浮精煤產品，下沉產物濃縮過濾後即為供制磚的矸石渣。
第(1)步的矸石破碎粒度要求以煤質充分單體解離為原則，一般為2mm以下。
第(2)步處理的洗煤廠的尾煤大塊的矸石，調漿前先行破碎到2mm以下。
第(2)步的礦漿濃度控制在20-25%。
第(3)步的篩分進行二道，80目的弧形篩作為第一道篩，80目直線振動篩作為第二道篩，篩下產物均進入浮選機浮選。
浮選下沉產物進行一次浮選掃選，掃選下沉產物用200目篩子篩分，篩上產物返回搖床再次進行反向分離，篩下產物濃縮過濾後為供制磚的矸石渣，掃選的上浮產物壓濾後得次精煤產品。
第(3)步的浮選指上述掃選作業。
第(3)步的床中煤產物浮選前可視具體情況先行篩分，隔出60目以上粒級成為中煤產品。
本發明的找到了一種適合大規模、經濟合理地回收洗煤廠長期丟棄或者當作廢物賤賣的尾煤和矸石中精煤的方法，並首次提出了搖床反向分離與一定浮選等作業有機組合的、適應性強的流程結構。經過實際生產實驗證明，其具有獨到的經濟技術優勢，具體現在如下幾個方面1，能將灰分高達62%的煤矸石，加工成灰分僅佔27-30%的精煤，其產率達35-38% ；重介廠灰分達72%的尾煤，經加工可得灰分42%的次精煤，產率達16%。
2，在搖床精礦端，可提取佔產率0.5%的伴生硫鐵礦產品，以及磁選回收佔產率 0. 45%的重介質磁鐵精礦粉返回使用，提高資源的利用水平。
3，煤與脈石礦物間分離效果好，特別矸石的反向甩尾作用顯著，經一次搖床分離即可使灰分從原來的40%，提高到75%以上，而精煤的灰分則下降到四％以下。
4，流程精幹簡捷，作業成本低，經過本發明處理回收，重介廠尾煤或矸石平均每噸增加純利50-80元，產出值是賤賣尾煤價值的2. 5-4倍。
5，無論矸石還是尾煤，經過本發明處理後，包括矸石渣粉在內，全部產物都能作為產品售出，無「三廢」無汙染，安全環保，是環境友好型可持續發展的好技術。
6、各作業的澄清水、過濾水可返回使用，耗水小，建廠條件相對便宜，生產成本較低。
圖1是本發明工藝流程框圖。
圖2是本發明尾煤分選某實例數質量流程圖。
圖2中右上角的十字線所示為本幅圖的圖例。
圖3是泥煤攪拌機(臥式攪拌機改裝)結構示意圖。
圖2中右上角「十」字線四角及其文字是本圖的圖例。
圖3中各組成部分的標號是1-進料口 ；2-攪拌塊；3-物料提升板；4-掃板開孔；5-開孔區；6-出料口。
具體實施方式
下面結合附圖和實際實驗情況進一步說明本發明的積極技術效果。
例1，如圖1-3所求，某重介廠的尾煤，經化驗含灰分39. 97%。以前以210元/噸的價格賤賣給一些蜂窩煤小作坊或發電廠使用。利用程度低，經濟效益差。本發明以此為原料進行深度處理，具體做法是經調漿後，控制礦漿濃度20-25%，如遇大塊的物料先進行破碎，使之粒度小於2mm再進行調漿。礦漿濃度，也可以通過實測密度，以保持密謀為1. 2-1. 3來間接控制。
調漿後的尾煤漿用網孔2mm的篩子隔去大顆粒物料，以及樹葉、根枝等雜物，篩下的尾煤漿用6-S搖床進行反向分離，輕質煤等顆粒從尾礦槽排出成為床精煤1產物；重質的脈石礦物顆粒等則從精礦端進入精礦槽成為高灰分的矸石渣，脫水乾燥後即可出售給磚廠作為制磚原料；密度介於兩者間的煤與脈石礦物的連生體顆粒等則從中礦槽接取成為床中煤產物。
圖1中的床精煤1即為圖2中「精」產物(其餘類此)，產率70%，灰分從原來的 39. 97%降到了 28. 54%，「中」產物產率達14%，灰分56. 47% ；「矸」產物的灰分提高到75. 52%, 產率達16%。「精」產物先經80目弧形篩脫去細顆粒級別的部分，篩上產物再經80目振動篩脫水處理即得最終的床精煤產品(圖2中的「床精」)。床精的灰分又降到了 18. 56%,產率達對％，這種產品的市場價可到740-800元/噸。是尾煤(210元/噸)的3. 5—3. 8倍。「精」 產物經過兩次篩分處理的篩下物全部進入浮選機進行常規浮選分離，上浮產物經壓濾後成為浮精煤產品(圖2中的「一浮精」)，產率達36%，灰分20. 44%。這種產品市場價與床精差別不大。可以單獨出售也可混合後出售，由市場需求決定。浮選的下沉產物再經過一次浮選掃選，以充分回收其中的煤，所得上浮產物成為次精煤產品，壓濾後能以370-400元/噸的市場價直接出售。
掃選下沉產物用200目尼龍篩隔出大顆粒含煤質較多的部分返回搖床再回收其中的殘餘煤質，篩下產物壓濾後成為灰分高達82. 23%的矸石渣，產率16%，與搖床產矸石渣混合，出售給磚廠。售價可達10-20元/噸。
本例的浮選用藥劑與現有洗煤廠、煤精選廠浮選藥劑相同。
搖床的床中煤產物(圖2中的「中」產物)可以直接進入浮選，也可以先用60目篩分機隔去粗顆粒成為中煤產品，篩下產物再進入浮選作業。本例直接進入浮選(掃選作業) 與第一次浮選的下沉產物一起選別得到上浮的次精煤產品。中煤產物產率佔14%，灰分含量 56. 47%，經過浮選之後灰分降到36. 03%。
從圖2中可以看出，床精煤產品、浮精煤產品和次精煤產品三個產品的產率佔到 66.75%。說明絕大多數尾煤成分得到了回收利用。在目前沒有更好的技術回收尾煤中精煤的條件下，本發明已經取得了今人興奮的效果。
本例所用設備是現在有色金屬礦選礦的常規搖床和浮選機、篩分機和壓濾機。調漿桶等也是礦山常用的設備。按一般的要求進行搭建簡易廠房、安裝設備。只是選擇有較大坡度的地方建廠，以充分利用礦漿自流實現自動流水作業，只有返回前面作業的部分物料採用沙泵等設備進行提升。因此，生產費用低。
因尾煤是一種膠泥狀物，結成泥塊，難以分散，用一般攪拌機難以形成符合搖床給料的要求。所以本例在調漿時，用一般的臥式混泥土攪拌機進行，泥狀物料經進料口 1進入與水混合攪拌。攪拌機是經過改裝的，反向旋轉時的出料刮板，在內襯出料刮板上開取IOmm 的小圓孔，即擋板開孔4 (網孔)。混合礦漿在正向旋轉時細料的穿過擋板開孔排出，最後經攪拌機的出料口 6自流到網孔為2mm的斜面篩上。大於2mm的大顆粒或泥團物料則留在攪拌機內，在物料提升板3作用下帶在高處落下，繼續研磨分散，原理類似自磨機。當攪拌機中的大顆粒物料太多時，操作工看到進料口溢漿，即停止給料，讓攪拌機正常攪拌，當礦漿變得清淡時，停機再反向旋轉攪拌機，排出大顆粒的矸石到斜面篩上排走。給料以此法往復循環。
在斜面篩上有高壓水衝碎殘餘泥塊，使之進一步分散，篩下物料匯入搖床入料池， 在經搖床入料泵的混合攪拌後壓入攪拌桶時，礦漿中已無顆粒性的煤泥團。攪拌桶的作用是保持礦漿在上搖床前始終保持顆粒分散的狀態，避免重新凝聚成泥塊。為此，本例的調漿桶在離桶底約IOcm處的圓周上開一圈的出漿孔，讓調好的礦漿經這些孔流出，這樣可以保持礦漿流動時少沉底淤堵，增加流動性，順利上搖床分離。
攪拌機未提及的零部件如上所述。
床精1產物進行兩道篩分也是本例的一大特點，如果按傳統的方法進行一次篩分，則無法脫掉足夠的水分，只有進行第二道振動篩過濾脫水，而不是採用壓濾機脫水才能快速的將這種粒度特性的物料除去水分，為後續工序贏得時間，提高生產效率。
本例的設備所組成的生產線，具有處理每年20萬噸的能力，按現行市場價格和生產成本綜合計算，每處理一噸尾煤，成本大約40元，每噸有大約110—210元的純利，該生產線一年可以實現2000萬元以上的純利潤。建廠的全部投資一年半即可收回。以後就是獲利時間。經濟效益十分看好。
例2、用例1的生產線處理一批綜合灰分為62%的礦山矸石，這種矸石長期丟棄於某洗煤廠附近的場地，日積月累，矸石堆積量越來越大，廠家一直為找不到出路犯愁。發明人拉來後先用錘式破碎機粉碎到2mm以下，然後調漿，按上例的方法回收精煤。選別條件相同。先上搖床進行反向分離，獲得床精煤1的產物，接著進行篩分、脫水過濾就能獲得產率大約38%，灰分27-30%的床精煤產品，床中煤產物視具體情況或浮選或省略，省略時讓其進入矸石渣。
處理這種矸石廢料雖然要進行破碎，生產成本增加大約20%，精煤產品的產量較之例1減少了很多，但綜合核算後仍然有大約30-50元/噸的純利潤。
例3，用例1的生產線處理一批某重介廠拋棄的灰分高達72%的煤矸石。破碎到 2mm以下的細度後處理，過程同例1。所得床精煤產品的產率16%，灰分降到41. 98%。綜合效益是每處理一噸矸石廢料，的大約20-30元的純利。
權利要求
1.一種從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法，其特徵在於它有如下步驟(1)將粉碎後的矸石粉料或洗煤廠尾煤加水調成礦漿，用搖床進行反向分離，輕質的煤成分進入尾礦槽得床精煤產物，重質脈石礦物顆粒進入精礦槽得矸石渣，供作制磚原料，介於兩者間的連生體和部分脈石礦物則進入中礦槽得床中煤產物；(2)對床精煤產物進入篩分以除去細粒的脈石成分，篩上物脫水後即為最終床精煤產Pm ；(3 )對床中煤產物用浮選機浮選分離，上浮產物壓濾後得浮精煤產品，下沉產物濃縮過濾後即為供制磚的矸石渣。
2.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第(1)步的矸石破碎粒度要求為2mm以下。
3.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第(2)步處理的洗煤廠的尾煤大塊的矸石，調漿前先行破碎到2mm以下。
4.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第 (2)步的礦漿濃度控制在20-25%。
5.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第(2)步的篩分進行二道，80目的弧形篩作為第一道篩，80目直線振動篩作為第二道篩，篩下產物均進入浮選機浮選。
6.根據權利要求5所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於浮選下沉產物進行一次浮選掃選，掃選下沉產物後用200目篩子篩分，篩上產物返回搖床再次進行反向分離，篩下產物濃縮過濾後為供制磚的矸石渣，掃選的上浮產物壓濾後得次精煤女口廣 PFt ο
7.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第(3)步的浮選是指浮選掃選作業。
8.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於第 (3)步的床中煤產物浮選前先行篩分，隔出60目以上粒級成為中煤產品。
9.根據權利要求1所述從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的方法，其特徵在於礦漿在上搖床分離前的調漿是用臥式攪拌機先使泥塊狀尾煤分散，並在攪拌機擋板上開網孔， 讓分散物料經此流出，攪拌分散後的物料進入攪拌桶繼續攪拌，保持分散狀態，攪拌桶桶底附近桶壁上有出料孔，分散的礦漿經此流出再給到搖床。
全文摘要
本發明是一種從低值矸石或洗煤廠尾煤中回收精煤的工藝方法，其步驟是將矸石破碎成2mm以下粉料，使煤質與脈石礦物單體解離；對粉料或洗煤廠尾煤加水調成礦漿，用搖床進行反向分離，輕質的煤進入尾礦槽得床精煤產物，重質脈石礦物進入精礦槽得矸石渣，供作制磚原料，介於兩者間的連生體和部分脈石礦物則進入中礦槽得床中煤產物；對床精煤產物進入篩分以除去細粒的脈石成分，篩上物脫水後即為最終床精煤產品；對床中煤產物用浮選機浮選分離，上浮產物壓濾後得浮精煤產品，下沉產物為供制磚的矸石渣。本發明能大規模、經濟合理地回收尾煤或矸石中精煤，搖床反向分離並與一定浮選等作業有機組合的工藝適應性強，技術指標好，可將灰分高達62-72%的煤矸石加工成灰分僅佔27-40%的精煤或次精煤，流程精幹簡捷，作業成本低，平均每噸能創純利50-80元，無「三廢」汙染，安全環保。
文檔編號B03B7/00GK102500466SQ20111044844
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者高華 申請人:高華