一种重介质分选系统及分流控制方法 |
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| 申请号 | CN202210494480.6 | 申请日 | 2022-05-07 | 公开(公告)号 | CN114904645A | 公开(公告)日 | 2022-08-16 |
| 申请人 | 安徽理工大学; | 发明人 | 吕文豹; 朱丹; 刘海增; 邱轶兵; 潘汇款; 陈加成; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种重介质分选系统及分流控制方法，其系统包括：重介旋流器、矸石直线 振动筛 、矸石弧形筛、中 煤 直线振动筛、中煤弧形筛、第二分流器、第二精煤弧形筛、第二精煤直线振动筛、第一精煤直线振动筛、第一精煤弧形筛、第一分流器、裤衩溜槽、第二精煤离心脱 水 机、矸石 磁选 机、中煤 磁选机 、第三精煤磁选机、第二精煤磁选机、第一精煤离心脱水机、第一精煤磁选机、浓介桶、合格介质桶、合格介质 泵 、浓介泵、 磁性 物含量计、重介质悬浮液 密度 计、泵前清水补加 阀 门 、 控制器 。控制器根据监测到的重介质悬浮液密度和磁性物含量的大小，自动调整第一分流器和第二分流器的开度，使重介质悬浮液处在最佳工况，保证系统最佳的分选效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种重介质分选系统，其特征在于，包括：重介旋流器(1)、矸石直线振动筛(2)、矸石弧形筛(3)、中煤直线振动筛(4)、中煤弧形筛(5)、第二分流器(6)、第二精煤弧形筛(7)、第二精煤直线振动筛(8)、第一精煤直线振动筛(9)、第一精煤弧形筛(10)、第一分流器(11)、裤衩溜槽(12)、第二精煤离心脱水机(13)、矸石磁选机(14)、中煤磁选机(15)、第三精煤磁选机(16)、第二精煤磁选机(17)、第一精煤离心脱水机(18)、第一精煤磁选机(19)、浓介桶(20)、合格介质桶(21)、合格介质泵(22)、浓介泵(23)、磁性物含量计(24)、重介质悬浮液密度计(25)、第一喷水嘴(26)、第二喷水嘴(27)、第三喷水嘴(28)、第四喷水嘴(29)、泵前清水补加阀门(30)以及均与上述电器件电连接的控制器； |
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| 说明书全文 | 一种重介质分选系统及分流控制方法技术领域背景技术[0003] 在重介质分选控制系统中，重介(重介质)悬浮液是重介选煤过程的分选介质，它是由煤泥、磁性物和水组合而成的混合液体。而在重介悬浮液中的磁性物含量和煤泥含量是一种相矛盾的关系，磁性物含量高时，煤泥含量会变低，此时重介质悬浮液密度提高的响应速度会很快，但导致重介质悬浮液稳定性较差，粘度低。若煤泥含量高时，磁性物含量变低，此时重介质悬浮液的稳定性好，粘度高，但重介质悬浮液密度提高的反应时间很长或仅仅靠分流是无法提高密度等。故煤泥在重介质悬浮液中的含量偏高或者偏低均对分选产生不利的影响。为了使得重介质分选获得较好的分选效果，必须使重介质悬浮液的稳定性和粘度均处在最佳状态，使得重介质悬浮液中的磁性物含量和煤泥含量均需要保持在一个合理最佳的数值，此时分流的控制起到至关重要的作用。 [0004] 当前选煤厂里分流控制基本都是根据生产经验人工设定相应的开度，随后一致保持所设定的开度，直到重介系统生产完成，其对重介质悬浮液中的磁性物含量和煤泥含量的调节未起到良好的作用，造成重介质悬浮液的流动性、稳定性均未处在最佳分选状态，直接影响重选分选效果。为了保障最佳重介分选效果，需使得重介质悬浮液的流动性、稳定性处在最佳，即重介质悬浮液中磁性物含量处在合理范围。由于重介质悬浮液中，固体物除了磁性物之外就是煤泥，当磁性物含量处在合理范围煤泥含量也会处在最佳方位。 [0005] 因此，如何提供一种能够使重介质悬浮液分流合理，进而使得重介质悬浮液处在最佳工况，保证系统获得最佳的分选效果的重介质分选系统及分流控制方法。 发明内容[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种能够使重介质悬浮液分流合理，进而使得重介质悬浮液处在最佳工况，保证系统获得最佳的分选效果的重介质分选系统及分流控制方法。 [0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0008] 一种重介质分选系统，包括：重介旋流器、矸石直线振动筛、矸石弧形筛、中煤直线振动筛、中煤弧形筛、第二分流器、第二精煤弧形筛、第二精煤直线振动筛、第一精煤直线振动筛、第一精煤弧形筛、第一分流器、裤衩溜槽、第二精煤离心脱水机、矸石磁选机、中煤磁选机、第三精煤磁选机、第二精煤磁选机、第一精煤离心脱水机、第一精煤磁选机、浓介桶、合格介质桶、合格介质泵、浓介泵、磁性物含量计、重介质悬浮液密度计、第一喷水嘴、第二喷水嘴、第三喷水嘴、第四喷水嘴、泵前清水补加阀门以及均与上述电器件电连接的控制器； [0009] 其中，所述重介旋流器的顶部溢流口分别通过管路与所述第一精煤弧形筛和第二精煤弧形筛连接，所述重介旋流器的中部溢流口通过管道与所述中煤弧形筛连接，所述重介旋流器的底流口与所述矸石弧形筛连接； [0010] 所述第一精煤弧形筛的底流口通过管路与所述第一分流器连接，所述第二精煤弧形筛的底流口通过管路与所述第二分流器连接，所述中煤弧形筛的底流口、所述矸石弧形筛的底流口、所述第一分流器的第一底流口、所述第二分流器的第一底流口均通过管道与所述合格介质桶连接； [0011] 所述第一分流器的第二底流口和所述第一精煤直线振动筛的底流口分别通过管路与所述第一精煤磁选机连接，所述第二分流器的第二底流口和所述第二精煤直线振动筛底流口均通过管路与所述第二精煤磁选机和所述第三精煤磁选机连接，所述中煤直线振动筛的底流口通过管路与所述中煤磁选机连接，所述矸石直线振动筛的底流口通过管路与所述矸石磁选机连接，所述第一精煤直线振动筛和所述第二精煤直线振动筛的溢流口均通过管路与所述裤衩溜槽连接，所述裤衩溜槽的两个底流口分别通过管路与所述第一精煤离心脱水机、所述第二精煤离心脱水机连接； [0012] 所述第三精煤磁选机、所述第二精煤磁选机、所述第一精煤磁选机、所述矸石磁选机、所述中煤磁选机均通过管路与所述合格介质桶连接； [0013] 所述合格介质桶的出介口通过重介管路与所述重介旋流器的介质入口连接，所述重介管路上沿流路路径依次设有所述泵前清水补加阀门、所述合格介质泵、所述磁性物含量计、所述重介质悬浮液密度计，所述合格介质桶内设有液位检测计；所述浓介桶的浓介出口通过浓介泵与所述合格介质桶连接； [0014] 所述第一喷水嘴设置在所述第一精煤直线振动筛的上方，所述第二喷水嘴设置在所述第二精煤直线振动筛的上方，所述第三喷水嘴设置在所述中煤直线振动筛的上方，所述第四喷水嘴设置在所述矸石直线振动筛的上方。 [0015] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种重介质分选系统，该系统可通过控制器根据当前监测到的重介质悬浮液密度和磁性物含量的大小，自动调整第一分流器和第二分流器的开度，使得重介质悬浮液中的磁性物含量和煤泥含量保持在一个合理最佳的数值，进而使得重介质悬浮液处在最佳工况，保证重介质分选获得最佳的分选效果。 [0016] 本发明的一种重介质分选系统的分流控制方法，包括如下步骤： [0017] 步骤一：控制器获取所需合格介质桶内重介质悬浮液的液位设定值和重介质悬浮液的密度设定值； [0018] 步骤二：根据密度设定值和公式y＝1181.1*x‑1185.3，其中，x‑悬浮液密度，y‑磁性物含量，计算出磁性物含量理论值； [0019] 步骤三：液位检测计将检测的所述合格介质桶内的重介质悬浮液的液位检测值发送至控制器，重介质悬浮液密度计将检测的重介质悬浮液密度的密度检测值发送至控制器，磁性物含量计将检测的磁性物含量检测值发送至控制器； [0020] 步骤四：控制器根据液位设定值和液位检测值计算二者的液位偏差值，控制器根据密度设定值和密度检测值计算二者的密度偏差值；控制器根据磁性物含量理论值和磁性物含量检测值计算二者的磁性物含量偏差值； [0021] 步骤五：控制器根据液位偏差值、密度偏差值和磁性物含量偏差值，对所述第一分流器和所述第二分流器的分流开度进行控制。 [0022] 进一步的，所述步骤五中，所述第一分流器和所述第二分流器的分流开度的控制方法如下： [0023] 若所述合格介质桶的液位偏差值低于10％时，控制器则关闭所述第一分流器和所述第二分流器； [0024] 若所述合格介质桶的液位偏差值在10％以上，同时密度偏差值≥0.02时，所述第一分流器和所述第二分流器的分流开度根据密度偏差值进行控制，具体的当密度差值大时，分流开度变化大，密度偏差小时，分流开度变化小； [0025] 若所述合格介质桶的液位偏差值在10％以上，同时密度偏差值＜0.02时，所述第一分流器和所述第二分流器的分流开度根据磁性物含量偏差值进行控制，具体的当磁性物含量偏差值大时，分流开度变化大，磁性物含量偏差值小时，分流开度变化小。 [0026] 采用上述技术方案产生的有益效果是，该分选系统可根据不同变量的不同阶段，对第一分流器和第二分流器的分流开度进行不同的控制策略，使得控制重介质悬浮液中的磁性物含量处在一个合适的位置，使得重介质悬浮液中的煤泥含量适当，保证重介质悬浮液的粘度和流动性最佳，让重介质分选获得最佳的分选效果。附图说明 [0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 [0028] 图1为本发明提供的一种重介质分选系统的结构示意图。 [0029] 图2为煤泥与磁性物含量关系示意图。 [0030] 图3为重介质悬浮液密度与磁性物含量的线性关系示意图。 具体实施方式[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0032] 参见图1，本发明实施例公开了一种重介质分选系统，包括：重介旋流器 1、矸石直线振动筛2、矸石弧形筛3、中煤直线振动筛4、中煤弧形筛5、第二分流器6、第二精煤弧形筛7、第二精煤直线振动筛8、第一精煤直线振动筛9、第一精煤弧形筛10、第一分流器11、裤衩溜槽12、第二精煤离心脱水机13、矸石磁选机14、中煤磁选机15、第三精煤磁选机16、第二精煤磁选机17、第一精煤离心脱水机18、第一精煤磁选机19、浓介桶20、合格介质桶21、合格介质泵22、浓介泵23、磁性物含量计24、重介质悬浮液密度计 25、第一喷水嘴26、第二喷水嘴 27、第三喷水嘴28、第四喷水嘴29、泵前清水补加阀门30以及均与上述电器件电连接的控制器(未标出)； [0033] 其中，重介旋流器1的顶部溢流口分别通过管路与第一精煤弧形筛10和第二精煤弧形筛7连接，重介旋流器1的中部溢流口通过管道与中煤弧形筛5 连接，重介旋流器1的底流口与矸石弧形筛3连接； [0034] 第一精煤弧形筛10的底流口通过管路与第一分流器11连接，第二精煤弧形筛7的底流口通过管路与第二分流器6连接，中煤弧形筛5的底流口、矸石弧形筛3的底流口、第一分流器11的第一底流口、第二分流器6的第一底流口均通过管道与合格介质桶21连接； [0035] 第一分流器11的第二底流口和第一精煤直线振动筛9的底流口分别通过管路与第一精煤磁选机19连接，第二分流器6的第二底流口和第二精煤直线振动筛8底流口均通过管路与第二精煤磁选机17和第三精煤磁选机16连接，中煤直线振动筛4的底流口通过管路与中煤磁选机15连接，矸石直线振动筛 2的底流口通过管路与矸石磁选机14连接，第一精煤直线振动筛9和第二精煤直线振动筛8的溢流口均通过管路与裤衩溜槽12连接，裤衩溜槽12的两个底流口分别通过管路与第一精煤离心脱水机18、第二精煤离心脱水机13连接； [0036] 第三精煤磁选机16、第二精煤磁选机17、第一精煤磁选机19、矸石磁选机14、中煤磁选机15均通过管路与合格介质桶21连接； [0037] 合格介质桶21的出介口通过重介管路31与重介旋流器1的介质入口连接，重介管路31上沿流路路径依次设有泵前清水补加阀门30、合格介质泵 22、磁性物含量计24、重介质悬浮液密度计25，合格介质桶21内设有液位检测计；浓介桶20的浓介出口通过浓介泵23与合格介质桶21连接； [0038] 第一喷水嘴26设置在第一精煤直线振动筛9的上方，第二喷水嘴27设置在第二精煤直线振动筛8的上方，第三喷水嘴28设置在中煤直线振动筛4 的上方，第四喷水嘴29设置在矸石直线振动筛2的上方。 [0039] 重介生产过程中，首先由合格介质泵22将合格介质桶21内的重介质悬浮液持续的泵入到重介旋流器1内，并在重介旋流器1形成螺旋离心分选流场，对原煤进行分选，低于分选密度的精煤在离心力的作用下随重介质悬浮液运动到旋流器顶端，从重介旋流器1的溢流口流到第一精煤弧形筛10和第二精煤弧形筛7，精煤产品由于颗粒大，成为筛上物，并在自重的作用下，分别运动到第一精煤直线振动筛9和第二精煤直线振动筛8上，在第一精煤直线振动筛9和第二精煤直线振动筛8筛面的正上方设置了第一喷水嘴26和第二喷水嘴27，通过喷水进一步脱出精煤块状颗粒表面残留的微细重介质和煤泥颗粒，喷水后的重介质悬浮液分别流入到第一精煤磁选机19、第三精煤磁选机16、第二精煤磁选机17中进行磁选作业，磁选后的磁铁矿粉精矿回到合格介质桶21里，与合格介质桶内原有重介质悬浮液组成新的重介质悬浮液，使得重介质——磁铁矿物能够循环利用；由于回收的是磁选后的磁铁矿粉精矿，故合格介质桶21里的重介质悬浮液密度比正常生产时所需要的分选密度偏高。所需要的重介质悬浮液密度通过控制泵前清水补加阀门30开度，调节补加到重介质悬浮液中的清水流量，并通过合格介质泵22混合即可实现。而重介质悬浮液透过弧形筛的筛孔成为筛下物，第一精煤弧形筛10和第二精煤弧形筛7的筛下分别设置了第一分流器11和第二分流器6，通过第一分流器 11和第二分流器6可以改变第一精煤弧形筛10和第二精煤弧形筛7筛下物重介质悬浮液的走向。重介质悬浮液经过第一分流器11和第二分流器6的调节可以改变去第一精煤磁选机19、第二精煤磁选机17、第三精煤磁选机16和回流到合格介质桶 21的流量大小；增加第一分流器11和第二分流器6的开度，则流入到第一精煤磁选机19、第二精煤磁选机17、第三精煤磁选机16 的重介质悬浮液增多，重介质悬浮液经过磁选机分选后的精矿，即磁铁矿粉，回流到合格介质桶21，磁选机分选后的尾矿，即水和煤泥，进入到下一个分选工艺环节中，而经过第一精煤直线振动筛9和第二精煤直线振动筛8的精煤经过裤衩溜槽12分别进入到第一精煤离心脱水机12和第二精煤离心脱水机13进行脱水工序并储藏。而经重介旋流器1流出的粗煤(中煤)则流到中煤弧形筛5成为筛上物，并在自重作用下运动到中煤直线振动筛4上，经过上方的第三喷水嘴28的喷水后，进一步脱出中煤块状颗粒表面残留的微细重介质和煤泥颗粒，喷水后的重介质悬浮液流入到中煤磁选机15进行磁选，磁选后的磁铁矿粉回流到合格介质桶21内，而透过中煤弧形筛5的重介质悬浮液则回流到合格介质桶21内。而经重介旋流器1流出的矸石则流到矸石弧形筛3上成为筛上物，并在自重作用下运动到矸石直线振动筛2上，经过上方的第四喷水嘴29的喷水后，进一步脱出矸石块状颗粒表面残留的微细重介质和煤泥颗粒，喷水后的重介质悬浮液流入到矸石磁选机 14进行磁选，磁选后的磁铁矿粉回流到合格介质桶21内，而透过矸石弧形筛3的重介质悬浮液则回流到合格介质桶21内。 [0040] 持续不断入洗的原煤和重介质悬浮液在重介旋流器1混合，若不将重介质悬浮液里煤泥排出重介分选系统外，则重介质悬浮液中的煤泥含量越来越多，煤泥含量越多则重介质悬浮液的粘度越大，粘度过大则重介质悬浮液的流动性变差，分选效果变差，故重介质悬浮液中的煤泥含量需要保持在合理的范围。将重介质分选系统中的重介质悬浮液中的煤泥排出，降低重介质悬浮液的煤泥含量和粘度，提高重介质悬浮液的流动性，促进重介质分选效果。 [0041] 另外，在分选系统中，由于重介悬浮液中煤泥含量或磁性物含量与煤泥真密度、磁铁矿粉真密度、重介质悬浮液的密度均存在关系，而不是简单的线性关系，其之间的关系如3 表1磁性物含量表和图2煤泥与磁性物含量关系图所示，其中干煤泥真密度按1500kg/m ，磁 3 铁矿粉真密度按4500kg/m。 [0042] 表1磁性物含量表 [0043] [0044] [0045] 磁性物含量与密度、煤泥真密度、磁铁矿物真密度存在直接关系，在不同的煤泥含量、不同悬浮液密度下，对应的磁性物含量也不同。由图2中关系可以发现密度在一定范围内，其煤泥含量保持一定时，磁性物含量和密度呈线性关系。 [0046] 针对一般选煤厂，煤泥含量40％，干煤泥比重按1500kg/m3，磁性物比重按4500kg/3 3 m ，悬浮液密度范围1400‑1700kg/m范围对磁性物含量进行拟合，在该密度范围呈线性关系，如图3所示，并根据表2中的密度与磁性物含量的线性拟合表，进行拟合得到线性函数公式y＝1181.1*x‑1185.3，其中， x‑悬浮液密度，y‑磁性物含量。 [0047] 表2密度与磁性物含量的线性拟合表 [0048]方程 y＝a+b*x 绘图 B 权重 不加权 截距 ‑1185.3±5.42742E‑13 斜率 1181.1±3.49575E‑13 残差平方和 8.78879E‑25 Pearson’s r 1 R平方(COD) 1 调整后R平方 1 [0049] 通过上述公式可知，在煤泥含量40％的情况，只要设定或计算好当前的所需要的重介质悬浮液的密度，即可自动计算出当前磁性物含量的大小，即磁性含量理论值。 [0050] 而针对选煤厂中的合格介质桶21容量小，为了保持桶位，分流不能简单的由悬浮液中磁性物含量控制，需要统筹悬浮液中磁性物含量、合格介质桶液位以及重介质悬浮液密度等因素的影响，因此，本发明的一种重介质分选系统的分流控制方法，包括如下步骤： [0051] 步骤一：控制器获取所需合格介质桶内21重介质悬浮液的液位设定值和重介质悬浮液的密度设定值； [0052] 步骤二：根据密度设定值和公式y＝1181.1*x‑1185.3，其中，x‑悬浮液密度，y‑磁性物含量，计算出磁性物含量理论值； [0053] 步骤三：液位检测计将检测的合格介质桶21内的重介质悬浮液的液位检测值发送至控制器，重介质悬浮液密度计25将检测的重介质悬浮液密度的密度检测值发送至控制器，磁性物含量计24将检测的磁性物含量检测值发送至控制器； [0054] 步骤四：控制器根据液位设定值和液位检测值计算二者的液位偏差值，控制器根据密度设定值和密度检测值计算二者的密度偏差值；控制器根据磁性物含量理论值和磁性物含量检测值计算二者的磁性物含量偏差值； [0055] 步骤五：控制器根据液位偏差值、密度偏差值和磁性物含量偏差值，对第一分流器11和第二分流器6的分流开度进行控制。 [0056] 其中，步骤五中，第一分流器11和第二分流器6的分流开度的控制方法如下： [0057] 若合格介质桶21的液位偏差值低于10％时，控制器则关闭第一分流器11 和第二分流器6；具体原因是：由于合格介质桶21容量小，若第一分流器11 和第二分流器6的分流开度过大，分流量过大，即分流的重介质悬浮液不在直接回流到合格介质桶21里，而直接流入到第一精煤磁选机19、第二精煤磁选机17、第三精煤磁选机16，而第一精煤磁选机19、第二精煤磁选机17、第三精煤磁选机16的磁选精矿再回流到合格介质桶21里，大量的磁选尾矿进入了下一个工艺环节中，造成在很短时间内使得合格介质桶21的液位迅速降低，甚至合格介质桶21的桶位为零，使得合格介质泵22打空，影响正常的生产，因此，为了保证合格介质桶21的液位，对分流量进行限制，即合格介质桶21的液位低于10％时，关闭第一分流器11和第二分流器6，分流量降低为零，防止发生合格介质泵22打空现象发生。 [0058] 若合格介质桶21的液位偏差值在10％以上，同时密度偏差值≥0.02时，第一分流器11和第二分流器6的分流开度根据密度偏差值进行控制，并且密度偏差与分流开度变化呈二次抛物线的关系，即偏差大时，分流开度的变化大，磁铁矿粉回流到合格介质桶21的量变大；当偏差小时，分流开度的变化小，磁铁矿粉回流到合格介质桶21的量变小，保证重介分选系统的正常运行； [0059] 若合格介质桶21的液位偏差值在10％以上，同时密度偏差值＜0.02时，第一分流器11和第二分流器6的分流开度根据磁性物含量偏差值进行控制，并且磁性物含量偏差值与分流开度变化呈二次抛物线的关系，即偏差大时，分流开度的变化大，磁铁矿粉回流到合格介质桶21的量变大；当偏差小时，分流开度的变化小，磁铁矿粉回流到合格介质桶21的量变小，保证重介分选系统的正常运行； [0060] 综上所述，在不同变量的不同阶段，其分流的控制策略均不同，如表3 所示。 [0061] 表3分流器控制策略 [0062] [0063] [0064] 本发明通过基于重介悬浮液密度和磁性物含量的分流控制方法，控制重介质悬浮液中的磁性物含量处在一个合适的位置，使得重介质悬浮液中的煤泥含量适当，保证重介质悬浮液的粘度和流动性最佳，让重介质分选获得最佳的分选效果。 [0065] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。 [0066] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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