重介质分选系统的悬浮液固液分离设备及其使用方法与流程

本发明涉及固液分离，尤其涉及一种重介质分选系统的悬浮液固液分离设备及其使用方法。

背景技术：

1、重介质分选技术是选煤工业的核心工艺之一，其通过利用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作为分选介质，实现基于密度的精确分选。在此系统中，分选后的产品（精煤、矸石等）需经脱介筛回收悬浮液，其中绝大部分高浓度合格悬浮液可直接循环使用，而经喷水冲洗产生的稀悬浮液（含水泥、细煤泥及磁铁矿粉）则必须经过高效的固液分离设备进行净化回收，以降低介质消耗、控制生产成本并减轻后续水处理系统的负荷。

2、湿式磁选机是当前稀悬浮液固液分离的关键设备，其利用磁力回收磁铁矿粉。然而，在实际运行中，传统磁选机仍面临若干影响回收效率与经济性的技术瓶颈。首先，稀悬浮液给料中常因磁粉间的磁团聚或泥质粘连而形成“结块”，这些结块内部磁粉无法被磁场有效吸附，或作为整体被回收时夹带大量非磁性杂质，导致磁粉回收率与纯度双双降低；其次，浆料在分选槽内容易产生层流或形成沉积死区，使得部分磁性颗粒无法有效接触磁筒吸附面，特别是微细粒磁粉易随尾矿流失；再者，已吸附于磁筒表面的磁粉层结构致密，传统固定冲洗水管为彻底清洁磁筒往往需高压大水量冲洗，存在冲洗死角且能耗水耗较高。

技术实现思路

1、本发明针对现有重介质分选系统悬浮液固液分离设备存在的磁粉结块吸附不足、微细粒磁粉流失、磁粉纯度低、冲洗低效高耗等问题，基于选煤工业工况需求与磁选工艺特性，提出一种重介质分选系统的悬浮液固液分离设备及其使用方法。通过创新设计辅助吸粉机构优化分选流场，采用单电机联动驱动磁筒旋转、打散、振动及去杂组件，实现同步运行；并通过复合运动冲洗机构，在中等水压下实现无死角冲洗，显著降低水耗与能耗。各模块有机协同，构建优化、吸附、净化、回收全流程高效分离体系，以提升磁粉回收率与经济性。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、重介质分选系统的悬浮液固液分离设备，包括机架，还包括：

4、料壳，所述料壳固设在机架上，用于掺杂磁粉的浆料流动，所述机架于料壳出料端的一侧设置有磁粉箱；

5、支撑部，所述支撑部包括两个对称设置在机架两侧的支座，两个所述支座之间固设有固定轴，所述固定轴通过直杆连接有磁块；

6、磁筒，所述磁筒两侧均通过套管与同侧支座转动相连，所述套管设置在固定轴的外侧；

7、以及驱动部，所述驱动部设置在机架上，用于驱动磁筒旋转；

8、其中，所述料壳内设置有用于辅助磁筒对磁粉吸附的辅助吸粉机构，所述辅助吸粉机构包括设置在料壳内用于打散浆料的打散组件、用于消除层流的振动组件以及用于去除磁筒外侧磁性颗粒层中杂物的去杂组件。

9、优选的，所述驱动部包括固设在机架上的变速箱、固设在变速箱上的驱动电机、设置在套管与变速箱输出轴上的第一同步轮以及设置在两个第一同步轮之间的第一同步带；

10、所述驱动电机的输出轴与变速箱的输入轴相连。

11、优选的，所述料壳内部固定设置有固定隔板，所述固定隔板与料壳之间合围形成有给料溜槽，所述固定隔板与磁筒之间合围形成有用于浆料相对磁筒反向运动的逆流槽，所述料壳与磁筒之间合围形成有高位槽，所述高位槽的水平高度高于逆流槽，所述固定隔板内形成有用于收集去除磁粉后浆料的排料槽，所述排料槽的底部设置有贯穿料壳底部的排料通道。

12、优选的，所述打散组件包括转动设置在给料溜槽内的第一转杆以及呈圆周均匀设置在第一转杆上的碎料板；

13、所述碎料板包括与第一转杆固定相连的主框体以及固设在主框体内的固定滤网，所述主框体上固设有弹性元件，所述弹性元件远离主框体的一端固设有活动滤网；

14、所述第一转杆的端部设置有与第一同步带滑动相连的同步轮一。

15、优选的，所述固定隔板包括主隔板以及活动设置在主隔板上的活动隔板，所述主隔板上开设有用于活动隔板活动的活动槽，所述活动槽与主隔板之间设置有柔性密封膜。

16、优选的，所述振动组件包括设置于固定隔板内且与料壳转动相连的第二转杆、设置在第二转杆上的偏心轴、套设在偏心轴上的活动环以及与活动环固定相连的活动杆，所述活动杆远离活动环的一端与活动隔板活动相连；

17、所述第二转杆的端部设置有与第一同步带滑动相连的同步轮二。

18、优选的，所述去杂组件包括设置于逆流槽和高位槽之间且与料壳转动相连的第三转杆以及呈圆周均匀设置于第三转杆上的若干组拨料件；

19、每组所述拨料件均包括沿第三转杆轴向布置的安装条以及等距设置于安装条上的若干拨针，相邻两组所述拨料件上的拨针沿第三转杆轴向交错设置；

20、所述第三转杆的端部设置有与第一同步带滑动相连的同步轮三。

21、优选的，所述机架两侧通过支板于磁粉箱的上侧设置有冲洗管，所述冲洗管上等距设置有若干喷头，所述冲洗管通过软管与供水设备相连。

22、优选的，其中一个所述支板上通过轴承转动设置有往复丝杆，所述往复丝杆的端部设置有从动齿轮，所述变速箱的输出轴连接有与从动齿轮啮合的主动齿轮，所述往复丝杆上螺纹连接有套筒，所述套筒通过连杆连接有转动接头，所述转动接头与冲洗管的一端相连；

23、与往复丝杆转动相连的所述支板上固设有连接板，所述连接板上固设有固定杆，所述冲洗管的外壁上开设有与固定杆相配合的波纹槽。

24、本发明还公开了一种根据前述所述的重介质分选系统的悬浮液固液分离设备的使用方法，包括以下步骤：

25、s1：准备与启动：

26、连接电源和供水管路，确保驱动电机和冲洗管的供水设备可正常启用；

27、启动驱动电机，通过变速箱减速增扭后，一方面通过第一同步轮和第一同步带驱动磁筒匀速旋转；另一方面，变速箱的输出轴通过主动齿轮和从动齿轮带动往复丝杆旋转；

28、s2：给料与分选：

29、将需要回收磁铁矿粉的稀悬浮液浆料从料壳的进料口送入给料溜槽，浆料首先经过打散组件，旋转的碎料板将其中的结块打散，然后均匀流入逆流槽，在逆流槽中，浆液面淹没磁筒下部的吸附区，由于磁筒内部固定磁块产生的磁场作用，浆料中的磁性磁铁矿粉被吸附到旋转的磁筒表面，非磁性物质作为尾矿，逆着磁筒的转动方向，通过固定隔板下部的通道进入排料槽，最终经排料通道排出，进入后续水处理系统；

30、在此过程中，振动组件持续工作，消除槽壁处的层流；去杂组件的拨针轻微拨动磁筒表面的磁粉层，帮助释放夹带的非磁性杂质；

31、s3：介质回收与净化：

32、吸附了磁铁矿粉的磁筒表面随其旋转，逐渐脱离浆液面进入高位槽区域，并进行初步脱水，当磁筒转至冲洗管下方时，做轴向往复移动和上下摆动的喷头喷射出水雾，将磁粉彻底从磁筒表面冲洗下来，落入下方的磁粉箱中，完成回收；

33、s4：停机：

34、停止给料，待料壳内的浆料基本排空后，继续运行设备一段时间，并保持冲洗水开启，对磁筒和设备内部进行清洗；

35、关闭驱动电机和供水，完成整个作业流程。

36、与现有技术相比，本发明提供了一种重介质分选系统的悬浮液固液分离设备及其使用方法，具备以下有益效果：

37、1、本发明中，通过由第一转杆驱动的碎料板打散浆料中的团块，其柔性设计（活动滤网与弹性元件）能在打散结块的同时自清洁、防堵塞，确保了浆料均匀分散，使磁粉颗粒充分暴露于磁场中，为高效吸附创造了前提条件，解决了传统设备中，给料结块导致内部磁粉无法被吸附或整体回收时夹带杂质，有效提高磁粉回收率和纯度。

38、2、本发明中，通过振动组件（第二转杆、偏心轴、活动杆）驱动活动隔板产生低频微振，此振动温和地消除槽壁处的层流，防止了颗粒沉积，并使所有颗粒处于悬浮状态，为磁性颗粒向磁筒迁移提供了额外动力，显著提升了微细粒磁粉的回收率，解决了浆料层流和沉积导致微细磁粉无法有效接触磁筒表面而随尾矿流失的问题。

39、3、本发明中，通过去杂组件的第三转杆带动拨针，轻柔拨动磁筒表面的磁粉层，此动作能打破包裹杂质的磁链结构，释放并剔除非磁性杂质，实现了在吸附过程中对磁粉层的动态净化，直接提高了回收磁铁矿粉的纯度，解决了现有技术中已吸附的磁粉层结构致密，易包裹夹杂非磁性泥质，降低回收介质品质的问题。

40、4、本发明中，通过冲洗管由往复丝杆和波纹槽机构驱动，进行轴向往复移动和俯仰摆动，该复合运动使喷头形成螺旋式清扫轨迹，实现了对磁筒表面的无死角、全覆盖冲洗，从而在较低水压下即可彻底卸矿，显著节约了水耗与能耗，解决了现有技术中固定冲洗管存在死角，需高压大水量冲洗，效果差且能耗高的问题。

41、5、本发明中，通过使打散、振动、去杂、冲洗、磁筒转动均由一台电机通过机械方式联动驱动，高度集成的纯机械联动确保了动作严格同步，结构紧凑，自适应性强，显著减少了故障点，提高了在恶劣工况下的运行可靠性和稳定性，相较于现有技术，减少了外部辅助设备，提高了系统紧凑性和产业化效率；且采用纯机械联动设计，减少电子元件依赖，适应选煤工业恶劣工况；核心运动部件（如同步带、齿轮、拨针）均为成熟量产零件，使用寿命长，维护成本低。