专利名称：自激导向式高浓度粉煤灰漂珠分选机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种对粉煤灰进行综合利用的设备，主要应用于从湿法排灰的火力发电厂所排放的高浓度粉煤灰灰浆中分选出粉煤灰漂珠。
众所周知，粉煤灰是火力发电厂的废弃物，对粉煤灰进行综合利用已成为环境保护、废物利用、化害为利的一个重要课题。研究发现，粉煤灰中约含有1％的漂珠，它具有空心(内含CO2和N2)、轻质、高强、保温、隔热、耐火、耐磨、耐酸、绝缘等特性和良好地流动性及力学、光学性能，用途广泛。
目前，对粉煤灰微珠的分选主要有干法分选和湿法分选，这里微珠包括漂珠和沉珠。干法分选是利用风选、筛分、电选、干法磁选等方法，但使用这些方法难以直接选出漂珠，主要用于选出碳粉、铁粉及微珠，且处理能力小。湿法分选是利用浮选、重选、湿法磁选等常规选矿方法，在稀浆状况下(灰水比稀于110)可从粉煤灰中选出碳粉、铁粉及微珠产品。
单纯生产漂珠的湿法分选，目前都是水选，利用漂珠比重小于水的特点，让粉煤灰灰浆进入分选池中，由于浮力和速度场的作用，漂珠会漂浮至水面。这种方法在实际应用中，只能处理灰水比在120以上的稀灰浆，并且在分选过程中，还要另外加入大量的水，用以为分选漂珠提供动力和冲渣。
一般而言，火力发电厂的排灰方式分为干法和湿法，目前在我国还是湿法为主，湿法又分为浓浆排放和稀浆排放。目前的排放方式虽然大都是稀浆排放，但浓浆排放，是火力发电厂的一个发展方向，特别是新建的大型电厂，正逐渐采用浓浆排放，浓浆的灰水比为11.5～2.5。对于浓浆而言，目前的漂珠生产方法很不适用，因为利用现有技术进行分选，除要加入大量的水稀释浓浆外，还需要加入大量的水作为分选的动力和冲渣，使灰浆的灰水比达到140以上。这不仅在经济上不合算，而且还造成新的环境污染，需要处理大量污水。
本实用新型的目的是要提供一种粉煤灰漂珠分选设备，利用这种分选设备可直接从浓浆中分选出漂珠产品。选出的漂珠产品的含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％，日处理干灰可达1800～2000吨以上，选珠后的尾灰灰浆仍以浓浆排出，灰水比不稀于12.5。
本实用新型是利用流体力学和重力选矿原理，主要是利用淹没射流理论来设计的。众所周知，粉煤灰中除漂珠外，其它组份的比重都大于水，粉煤灰的平均比重也大于水。从电厂中排放的粉煤灰灰浆，往往是各种组份混杂粘附在一起，首先必须使漂珠与粉煤灰的其它组份离散开，否则漂珠也会被粉煤灰的其它组份夹带着沉入水底。然后，要创造一个使漂珠上浮的环境和条件，这主要是要使漂珠产生一个倾斜向上的速度，在漂珠周围粉煤灰的其它组份很少，不受到其它颗粒的干涉。根据这个要求，本实用新型首先设计了一个分选池，池中注入约80％左右的预加水。浓灰浆由进浆管以合适的压力从分选池的底部喷出，在激发导向装置的作用下，灰浆以倾斜向上的速度迅速发散，粉煤灰的各组份在水中迅速分散开，并且都具有一个向上的速度分量。在重力、浮力以及惯性的共同作用下漂珠继续上浮，而其它组份由于比重大于水，先上浮一段路径后，随即开始沉降，最后沉入水底。根据淹没射流理论，在上述过程中，形成了层流型两相淹没射流，进而在分选池内的上层形成一个粉煤灰自由沉降、漂珠自由上浮的稀浆分选区，在下层形成一个粉煤灰干涉沉降的浓缩区，同时实现了漂珠上浮分选和粉煤灰尾灰沉降浓缩的两个过程。
本实用新型的激发导向装置属于自激导向型，即利用人选灰浆本身进行激发。在结构上，可分为两种类型，一种是喷洒式直接导向型，另外一种是喷溅式间接导向型。前者实质上是具有扩张型结构的喷头，喷头的喷洒面板上带有多个导向喷孔。由于喷头的作用，粉煤灰灰浆从喷头中以很分散的方式喷出，调整喷头的方位，就可以实现浓灰浆以一定的速度倾斜向上喷洒，在水中迅速分散开的目的。后者则是将浓灰浆喷射到一块导向板上，由于导向板的作用，浓灰浆从板上溅起，以很分散的形式倾斜向上运动。研究发现，进入分选池的灰浆，需要以合适的压力(速度)进行激发，使之在池底倾斜向上喷洒或喷溅，压力的大小，应以使上层分选区处于层流状态，池面看不到波痕为宜。
此外，本实用新型还设计有漂珠收集装置和尾灰排出装置，使本实用新型能连续大量地处理粉煤灰。
使用本实用新型具有以下明显优点。首先，本实用新型能解决现行的水选技术不能直接从高浓度粉煤灰灰浆中分选漂珠的难题，利用本实用新型分选出的漂珠含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％。其次，本实用新型结构简单，投资省，占地面积小，耗水量小。以年排灰60万吨的60万KW发电机组为例，应用本实用新型分选漂珠，只需占地200M2，投资10多万元，一次性预加底水150M3左右，就可以长期反复使用，除漂珠带走的少量水份需要补加以外，无需另外加水。总投资约为利用现有技术进行生产的投资的10％，占地约为8％，耗水量约为10％。第三，本实用新型的激发导向装置不仅可以用于从粉煤灰灰浆中分选出漂珠，也可以应用在其它类似的场合，例如可以应用到分选比重小于水的矿物和除去漂浮性杂质的分选设备之中。
本实用新型的最佳实施例可以结合以下附图给出
图1是本实用新型的整机结构示意图。
图2是本实用新型的一种激发导向装置示意图。
图3是本实用新型的另一种激发导向装置示意图。
图4是本实用新型收集漂珠的刮板传动机构示意图。
图5是本实用新型的螺旋排泥机结构示意图。
图6是具有园形锥底分选池的本实用新型结构示意图。
首先参看
图1，本实用新型由分选池体2、进浆管1、漂珠收集装置3、水位控制阀4、卸泥阀5、排泥装置6和激发导向装置7等组成。在池体2内，预先注入约占池容积80％左右的预加水，粉煤灰灰浆通过进浆管1送入池体2内并受到激发导向装置7的作用，使粉煤灰中漂珠和尾灰都产生一个倾斜向上的速度，并且迅速发散开。随后，漂珠继续上浮至水面而富集，尾灰则慢慢沉入池底。通过漂珠收集装置3，将富集于水面的漂珠收集起来，尾灰则由排泥装置6经由卸泥阀5排出池外。另外，水位控制阀则主要用来调节分选池2中的水位，使其保持在合适的范围。
本实用新型的激发导向装置有两种主要类型。一类是利用导向板结构，即
图1中所示结构，详细结构参见图2。这种结构的特点是在分选池体2中设置一个导向板，进浆管中的灰浆以较大的速度喷射到导向板上，在导向板的反射作用，粉煤灰灰浆从导向板溅出，以倾斜向上的速度迅速发散，在池体2的上层形成层流使得漂珠上浮，尾灰沉降，达到分选的目的。
本实用新型的激发导向装置的另一种类型是喷头结构，参见图3。这种结构的特点是，在进灰管1的出口处，安装一喷头，喷头形式以扩散型为宜，喷头的喷洒面板带有多个导向喷孔。在池体2内安装此喷头时，应保持使每个喷孔喷出的灰浆都具有倾斜向上速度，由此而实现分选之目的。
本实用新型的池体2一般可采用长方形结构，池底可为平底，也可以采用“V”形倾斜中央带有半园槽的池底，这主要根据所采用的排泥装置而决定。在另一方面，池体2也可以采用园形结构，对于园形结构，一般采用锥形底，以方便排泥。
本实用新型的漂珠收集装置3，对于长方形池体2，建议采用图4所示结构。两组链轮(每组两个链轮)平行布置，利用两组链轮所带动的两根链条架住一刮板，在刮板下面铰接有一块与水面保持平行的平板。随着链轮的运转，刮板不断地从水面上刮过，将漂珠推向池面的一侧，进而推出池外被收集，而铰接于刮板下的平板可以保证刮板刮取漂珠时，不破坏漂珠的富集状况。
本实用新型的排泥装置6一般可根据分选池体2的形状进行选择。对于长方形池体，且池底是平面，则可使用链板机，但为了使尾灰浓缩，本实用新型建议使用倾斜的池底，并在池底最深处安装图5所示的排泥装置，这种排泥装置是一种螺旋排泥机，其结构特点是，顶面敞开于水底，从头至尾，整个顶面都受料进泥，负荷量逐渐增加。沉降至池底的粉煤灰尾灰，从螺旋排泥机的顶面各处进入其中，在螺旋排泥机的挤压推进作用下，尾灰中的水份被大量挤回池中，而沉泥则通过卸泥阀5卸出池外，达到锁住预加水，排出尾灰之目的。
本实用新型的分选池体2，也可以采用圆池锥底结构，与这种分选池体相对应的激发导向装置7，漂珠收集装置3，和排泥装置6如图6所示。根据圆池锥底的分选池体特点，激发导向装置7，安置于池中心，以采用喷溅型导向装置为好。漂珠收集装置3和排泥装置6绕一根共同的轴旋转。其中漂珠收集装置是由连杆和若干块刮板所组成，刮板铰接悬挂于连杆上，连杆绕轴作水平转动，通过刮板将漂珠刮至一径向布置的接珠槽内，进而被送出池外。排泥装置6安装在池底，由耙架和刮板组成，耙架绕轴旋转，带动刮板将沉于池底的粉煤灰尾灰淤泥刮向位于池底中心的卸泥孔，经由卸泥阀而排出池外。
权利要求1.一种自激导向式高浓度粉煤灰漂珠分选机，由分选池体2、进浆管1、漂珠收集装置3、水位控制阀4、卸泥阀5、排泥装置6等组成。其特征在于，在分选池体2中，还安装有使灰浆产生倾斜向上速度的激发向导装置7。
2.如权利要求1所述的漂珠分选机，其特征在于激发导向装置7是由一导向板所构成，导向板是具有使粉煤灰灰浆以倾斜向上的速度从板上溅出的曲面板或平面板。
3.如权利要求1所述的漂珠分选机，其特征在于，激发导向装置是由一喷头所构成。喷头以扩散型喷头为宜，喷头的喷洒面带有多个使灰浆以倾斜向上速度喷出的导向喷孔。
4.如权利要求1所述的漂珠分选机，其特征在于漂珠收集装置3的结构为，两组链轮平行布置，两个链轮为一组，通过两组链轮所带动的两根链条架住一刮板，在刮板下面绞接有一块与水面保持平行的平板。
5.如权利要求1所述的漂珠分选机，其特征在于排泥装置6是一种螺旋排泥机，螺旋排泥机的顶面敞开于水底并从顶面进泥。
6.如权利要求1所述的漂珠分选机，其特征在于，当分选池体2采用圆形锥底结构时，激发导向装置7安置于池中心，以采用喷溅型导向装置为最好，漂珠收集装置由连杆和若干刮板所组成，刮板铰接悬挂于连杆上，连杆绕轴作水平转动，排泥装置6安装在池底且由耙架和刮板组成，耙架绕轴旋转。
专利摘要一种自激导向式高浓度粉煤灰漂珠分选机，利用激发导向装置使粉煤灰灰浆产生一个倾斜向上的速度，进而在分选池内的上层形成一个粉煤灰自由沉降，漂珠自由上浮的稀浆分选区，在下层形成一个粉煤灰干涉沉降的浓缩区，同时实现了漂珠分选和粉煤灰尾灰浓缩的两个过程。利用本分选机分选出的漂珠含珠率大于90％，漂珠回收率大于70％。
文档编号B03B5/28GK2086171SQ9020831
公开日1991年10月9日 申请日期1990年6月6日 优先权日1990年6月6日
发明者卢声超, 马林 申请人:国家建筑材料工业局合肥水泥研究设计院