专利名称：高产率、节能的水煤浆制备方法
技术领域：
本发明为一种高产率、节能的水煤浆制备方法，涉及湿法磨矿领域。
背景技术：
作为燃料或原料使用的水煤浆，其构成为固体颗粒煤、添加剂和水的混合物，现有的水煤浆制备方法如图1所示，主要由破碎、磨浆、过滤、搅拌、剪切、滤浆组成。由于选用的步骤数量多且步骤运行的效果又不理想，结果导致水煤浆的产率[即每小时(h)生产的浆量(t)]低，能耗[即生产每吨(t)浆体所需的电量(kwh)]高。
发明内容
为了克服现有的水煤浆制备方法产率低、能耗高的不足，本发明的目的在于提供一种高产率、节能的水煤浆制备方法，该方法产率高又节能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下一种高产率、节能的水煤浆的制备方法，包括如下步骤①细碎将原料煤细碎至粒度≤2mm；②预混将上述细碎后的原料煤、水煤浆添加剂(分散剂和稳定剂的混合物)、水一起混合而形成均匀的浆料；③磨浆对上述浆料研磨、并伴之搅拌、剪切，使浆体的固体颗粒的粒度上限、规定粒度的重量含量均符合水煤浆要求；④滤浆对上述浆料进行离心式过滤，滤除浆料中的粗粒和纤维杂质；经上述步骤后，制备出符合要求的水煤浆成品。
在上述的制备方法中，也可以将步骤①、②合并成如下步骤①湿法细碎在添加剂与水的同时加入下，将原料煤细碎至粒度≤2mm，并在破碎机内将细碎后的原料煤、水煤浆添加剂、水一起混合而形成均匀的浆料；之后直接运行磨浆和滤浆步骤。
也可用煤泥代替步骤②中所述的细碎后的原料煤，然后直接运行步骤②至步骤④。
也可在步骤①之前增加“筛分”步骤，即将原料煤中粒度≤2mm的筛选出来，直接运行步骤②至步骤④。将原料煤中粒度＞2mm的进破碎机细碎，之后直接运行磨浆和滤浆步骤。
本发明与现有的制备方法相比，具有如下积极效果1.本发明方法细碎后的原料煤粒度(≤2mm)较现有方法破碎的粒度(≤10mm)小，使运行本发明方法磨浆步骤使用的湿法球磨机能有效地避开球磨机固有的破碎效率低、吨料破碎能耗高的缺点，而完全发挥其研磨作用强的优点，磨浆效率大为提高、磨浆的吨浆电耗大为降低，从而使本发明方法既产率高又节能。另外，运行细碎步骤使用的立轴式线加速破碎机较之现有方法常用的普通破碎机，其破碎物料的打击速度随破碎过程中粒度的逐步变小而递增，使得细碎的粒度不但可以小，而且细碎的效率高、节能。
2.现有制备方法是将破碎后的原料煤、添加剂中的分散剂、水分别直接加入湿法球磨机内磨浆，导致磨浆过程实际上形成三者先混合然后再磨浆的过程，此时的混合不但占用球磨机内的有效研磨容积，而且还消耗球磨机的部分功率。而本发明方法的预混步骤是将上述三者的混合过程从球磨机内分离出来，且预混步骤可使用功率较小的预混浆机，完成对细碎后的原料煤、添加剂、水三者混合形成均匀的、自流性强而能自流入球磨机的浆料，不但增大了磨机内有效研磨容积，也进一步完全发挥运行磨浆步骤时球磨机研磨作用强的特点，从而使本发明方法既高产率又节能。
3.湿态、自流性强的浆料进入，可使本发明方法磨浆步骤所使用的湿法球磨机，较之原制备方法的湿法球磨机，能降低其筒体中空轴的轴径，使中空轴的支撑由滑动轴承改变为滚动轴承，从而实现节能。另外该湿法球磨机专设置的波纹管式入、出料装置并使出、入口的位置高置和调节，使得该球磨机的填充率由30％左右提高到80％，填充率的提高也使装球率和装料率相应的提高，从而加大浆料与球磨机内作为研磨体的球的研磨机率，除提高磨浆质量、磨浆的产率外，还因使球磨机的研磨及伴之的混合、直接剪切与搅拌作用能极大的提高和强化，使浆体出磨过滤后即成为合格的水煤浆，进而可取代现有制备方法中后续的搅拌、剪切步骤；再加上皮带驱动系统及能对该湿法球磨机的筒体内部结构做出进一步的改变(隔仓板的改变、加多仓数、使用平面状的橡胶衬板布置、减小研磨体的球径尺寸)而使本发明方法进一步节能及产率高。
4.离心式滤浆，可使运行该滤浆步骤所使用的离心式矿浆滤浆器较之现有方法使用的振动或压力式滤浆器，既能使浆料中浆体的透筛速度加快，又能使滤网表面难于形成增加滤浆阻力的浆料液膜，从而使浆体的透筛效果更好，生产能力更高，进而有利于将现有方法的过滤和滤浆步骤合并，并有效地解决了现有方法中的此瓶颈步骤。
5.本发明方法还因运行步骤的减少，使得工艺流程简化、运行步骤所需的各设备减少且布置紧凑。
图1是现有的水煤浆制备方法的工艺流程框2为本发明高产率、节能的水煤浆的制备方法的的工艺流程框3为本发明的第二种工艺流程框4为本发明的第三种工艺流程框图具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
以本发明方法所使用的由本发明人设计的φ2.4×8.0m湿法球磨机为核心的制浆系统为例进行说明。按图2所示，本发明水煤浆制备方法的工艺流程为①细碎将粒度≤100mm、重100t(为在水分为7％)的原料煤经煤炭皮带秤称量后，送入立轴式线加速破碎机(该破碎机为本申请人所有的专利号为ZL02232954.4的专利产品)细碎至粒度≤2mm，送至胶带输送机上。
②预混上述胶带输送机将细碎后的原料煤与经干粉皮带秤计量后送来的0.93t水煤浆添加剂(该添加剂为分散剂和稳定剂的混合物)一起送至本发明方法所使用的预混浆机内，与通过定量泵送装置同时送入预混浆机内的35.83t水一起混合而形成均匀的浆料；③磨浆它是本发明方法的核心步骤。本发明方法所使用的湿法球磨机对上述湿态、自流入的浆料研磨并伴之以搅拌、剪切，使浆料中浆体的固体颗粒的粒度上限(最大粒径≤0.3mm)、其中规定粒度的重量含量均符合水煤浆要求；④滤浆上述浆料自流入本发明方法使用的离心式矿浆滤浆器，该滤浆器的离心式过滤使浆体快速透筛，滤除浆料中的粗粒和纤维杂质。
经试验表明，按照上述步骤，制备出浆体中的固体颗粒的平均粒径≤50um、最大粒径≤0.3mm、浓度为68％、浆体粘度为1000mpas(厘泊)的水煤浆浆料136.76t，总用时为4.49小时，总电耗为2460KWh，其磨浆效率为30.45t/h，吨浆电耗为18KWh/t，电机输入功率548KW。
而使用现有方法制得136.76t符合要求的水煤浆成品(浆体)，总用时为9.77小时，总能耗为5198KWh，其水煤浆平均产率为14t/h，平均能耗为38KWh/t，电机输入功率532KW。
请参见图3所示的本发明水煤浆制备方法的第二种工艺流程为将图2所示方法中的步骤①、②合并为如下步骤①湿法细碎在细碎过程中，在添加剂与水同时加入下，将原料煤细碎至粒度≤2mm，将煤、添加剂和水的混合物一起混合而形成均匀的浆料，之后直接运行②磨浆和③滤浆步骤。
在图2所示的工艺流程中，可用煤泥代替步骤②中所述的细碎后的原料煤，然后直接运行步骤②至步骤④。
作为原料煤经水选后所得的副产品之一的煤泥，由于其高浓度、高粘度而难于工业应用，但若使用煤泥替代细碎后的原料煤，则无需运行细碎步骤而可直接运行步骤②至步骤④，除能合理利用资源外，还能使流程更简化，更为高产率。
请参见图4所示的本发明水煤浆制备方法的第三种工艺流程为在图2所示方法的步骤①之前增加“筛分”步骤，即将原料煤中粒度≤2mm的筛选出来，直接运行步骤②至步骤④；将原料煤中粒度＞2mm的进破碎机细碎后，再运行步骤②至步骤④。
在第三种工艺流程中，将原料煤中粒度≤2mm的筛选出来，直接进入预混步骤；将原料煤中粒度＞2mm的进破碎机细碎，使得在细碎步骤时能消除细小煤固体颗粒对细碎腔内正在细碎的物料的干扰，提高细碎效果，并降低排料时的扬尘和带来的煤耗。同时步骤①、②的改进还有利于原料煤和添加剂、水能尽快混合形成均匀的浆料并快速排出，提高产率。
权利要求
1.一种高产率、节能的水煤浆的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤①细碎将原料煤细碎至粒度≤2mm；②预混将上述细碎后的原料煤、水煤浆添加剂、水一起混合而形成均匀的浆料；③磨浆对上述浆料研磨、并伴之搅拌、剪切，使浆料中浆体的固体颗粒的粒度上限、规定粒度的重量含量均符合水煤浆要求；④滤浆对上述浆料进行离心式过滤，滤除浆料中的粗粒及纤维杂质；经上述步骤后，制备出符合要求的水煤浆成品。
2.根据权利要求1所述的高产率、节能的水煤浆的制备方法，其特征在于该方法所述的步骤①、②合并为如下步骤①湿法细碎在细碎过程中，在添加剂与水同时加入下，将原料煤细碎至粒度≤2mm，将煤、添加剂和水的混合物一起混合而形成均匀的浆料，之后直接运行磨浆和滤浆步骤。
3.根据权利要求1所述高产率、节能的水煤浆的的制备方法，其特征在于在该方法所述的步骤中，用煤泥代替步骤②中所述的细碎后的原料煤，然后直接运行步骤②至步骤④。
4.根据权利要求1所述的高产率、节能的水煤浆的制备方法，其特征在于在该方法所述的步骤①之前增加“筛分”步骤，即将原料煤中粒度≤2mm的筛选出来，直接运行步骤②至步骤④；将原料煤中粒度＞2mm的进破碎机细碎后，再运行步骤②至步骤④。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的高产率、节能的水煤浆的制备方法，其特征在于所述的添加剂为分散剂和稳定剂的混合物。
全文摘要
本发明为高产率、节能的水煤浆制备方法，涉及湿法磨矿领域，本发明方法包括细碎、预混、磨浆、滤浆步骤，细碎步骤将原料煤的粒度进一步减小，预混步骤将原料煤、水煤浆添加剂、水一起混合形成均匀的、自流性强的浆料，磨浆步骤因磨机的填充率提高而研磨作用强，滤浆步骤因采用离心式滤浆，而使得本发明方法制备水煤浆既高产率又节能。另外，本发明方法运行步骤的减少也使得工艺流程简化、运行步骤所需的设备减少且布置紧凑。
文档编号C10L1/32GK1597878SQ200410009388
公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月29日 优先权日2004年7月29日
发明者王隆国, 陈子彤, 梁立南 申请人:北京柯林斯达能源技术开发有限公司