一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的磨机及其方法

本发明属于煤粉加工，特别涉及一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的磨机及其方法。

背景技术：

1、我国是一个富煤、贫油、少气的发展中大国，煤为基础是我国的基本能源格局，目前我国的能源消费更多依赖煤炭资源。为了高效利用煤炭资源，发展洁净煤技术是实现煤炭清洁高效利用必由之路。水煤浆作为一种重要的洁净煤技术，是指通过将一定粒径分布的煤粉（60-70%）、水（30-40%）和少量添加剂混合制备的高浓度煤-水分散体系，制备的水煤浆具有一定的流动性和稳定性，便于运输和储存。

2、水煤浆浓度作为评价水煤浆性能的重要指标，其直接影响水煤浆气化装置的效率和能耗，进而影响整体产业链的经济性和环保性，因此提高水煤浆浓度意义重大。水煤浆的成浆浓度主要受制浆煤种、煤颗粒粒径大小及分布和水煤浆添加剂三大因素影响。在水煤浆中加入添加剂，可以通过防止颗粒团聚，使颗粒在水中均匀分散，以提高水煤浆浓度。同时部分添加剂会与颗粒形成疏松团聚结构，防止颗粒沉降，来提高水煤浆的稳定性。

3、上述方法虽然能提高水煤浆的浓度和稳定性，但是其成本较高，且缺少煤种的广泛适用性，工业化应用较为局限。颗粒级配是指将粗细颗粒按照一定的粒径比和重量比混合，可以改善水煤浆的粒度分布，提高水煤浆的浓度和稳定性，该方法应用较为广泛，且具有适用性，故如何得到平均粒径小，粒度分布宽，稳定性好的细煤浆是值得研究的问题。

4、工业上细浆一般通过单种磨介研磨，而单种磨介很难将煤颗粒磨细，随着时间的延长，其磨矿效率降低。通过将三种磨介组合分级研磨，使颗粒的体积粉碎和表面粉碎相结合，提高磨细效率，大大降低了能耗，缩短工业操作时间，提高经济效益。在磨矿过程中，磨介主要分为三种运动形式：抛落运动、泻落运动和圆弧运动。抛落运动为体积粉碎，通过磨介先集中破碎粗颗粒，细颗粒则从缝隙中溜过不被破碎。泻落运动为表面粉碎，当细颗粒增多时，体系流动性得到改善，此时泻落运动增强，颗粒在磨介研磨产生细颗粒。圆弧运动为磨介随磨机内壁不产生相对运动，故磨矿效果较差。

5、钢球与钢球之间是点接触，短钢锻与短钢锻之间是点线接触，其破碎研磨效果各有不同。第一磨仓和第二磨仓加入钢球进行球磨，主要为体积粉碎和表面粉碎相结合，其中第一磨仓大钢球占比较多，第二磨仓小钢球占比较多。大钢球砸碎击打力大于小钢球，体积粉碎占主导地位，将粗颗粒先集中破碎为小颗粒。小钢球研磨效果较好，表面粉碎占主导地位，通过球与球之间对颗粒进行研磨，使其变为更小的细颗粒。第三磨仓加入短圆柱形钢锻，由于颗粒接触形式为点线，增大颗粒间表面接触面积，主要为表面粉碎研磨，进一步得到超细颗粒，提高更细颗粒的占比。上述三种磨仓组合，提高了研磨效率和颗粒磨细程度，并降低了能耗。

技术实现思路

1、为了解决现有的技术问题，本发明提出了一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的磨机及其方法，为水煤浆级配提供了平均粒径小（10-30um)的细煤浆。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的磨机，将球磨机筒体分为第一磨仓2、第二磨仓3和第三磨仓4；进料管1、第一磨仓2、第二磨仓3、第三磨仓4和出料管9依次相接，所述第一磨仓2和第二磨仓3之间设置有第一隔板5，所述第二磨仓3和第三磨仓4之间设置有第二隔板7，所述第一磨仓2、第二磨仓3和第三磨仓4内均设置有磨介8，物料6自进料管1依次进入第一磨仓2、第二磨仓3和第三磨仓4中采用湿法磨矿制细浆后，自出料管9排出。

4、进一步地，所述第一磨仓2中的磨介8包括大钢球、中钢球和小钢球三种磨介，其中：按照质量比大钢球占50-60%，中钢球占20-30%，小钢球占10-20%；

5、进一步地，所述第二磨仓3中的磨介8包括大钢球、中钢球和小钢球三种磨介，其中：按照重量比小钢球占50-60%，中钢球占20-30%，大钢球占10-20%；

6、进一步地，所述第三磨仓4中磨介8为短圆柱形钢锻，其中：短圆柱形钢锻包括重量比1：1的大短圆柱形钢锻和小短圆柱形钢锻。

7、进一步地，所述大钢球的直径为30mm，中钢球的直径为15mm，小钢球的直径为5mm，

8、进一步地，所述大短圆柱形钢锻的直径为15mm、长度为20mm；小短圆柱形钢锻的直径为10mm、长度为20mm。

9、进一步地，所述第一隔板5和第二隔板7的孔径大小为其相应的上一磨仓中最小磨介尺寸的1/2，第一隔板5和第二隔板7的作用是阻挡磨介，煤浆可排出流通。

10、进一步地，所述物料6包括粗浆和添加剂，其中粗浆包括煤和水，添加剂为分散剂saf。

11、一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的研磨方法，包括以下步骤：

12、s1、球磨机的改造：

13、将现有球磨机进行改造，将球磨机筒体依次分隔为第一磨仓2、第二磨仓3和第三磨仓4，所述第一磨仓2和第二磨仓3之间设置有第一隔板5，所述第二磨仓3和第三磨仓4之间设置有第二隔板7，在每个磨仓之间加入格子型筛分隔板，阻挡磨介通过；

14、s2、磨介的加入：

15、所述第一磨仓2、第二磨仓3和第三磨仓4中加入相应的磨介；

16、s3、研磨：

17、将粗浆、添加剂溶液自进料管1依次进入第一磨仓2、第二磨仓3、第三磨仓4中采用湿法磨矿制细浆，细浆自出料管9排出，得到细粒径水煤浆。

18、进一步地，所述步骤s3中粗浆包括煤和水，添加剂为分散剂saf（磺化甲醛-丙酮缩聚物）。

19、进一步地，所述粗浆的平均粒径为100-150um，通过研磨得到的细粒径水煤浆的平均粒径为10-30um。

20、进一步地，所述步骤s2中三个磨仓中磨介的尺寸规格根据具体操作情况改变，需要根据磨机型号、物料性质和料浆要求等因素进行调整。

21、一种制备细浆的方法，包括以下步骤：

22、将粗浆、添加剂置于磨机中进行湿法磨矿制细浆，研磨过程分为三次，每次研磨时间为1h；

23、第一次在磨机中加入的大钢球、中钢球和小钢球，其中：大钢球、中钢球和小钢球的用量依次减少；

24、第二次在磨机中加入的大钢球、中钢球和小钢球，其中：大钢球、中钢球和小钢球的用量依次增加；

25、第三次在磨机中加入短圆柱形钢锻。

26、一种多仓式及多磨介组合高效制备细浆的磨机及其方法，通过改变磨矿介质，三段式不同磨介进行粉碎研磨，得到粒度分布宽，平均粒径小（10-30um）的细浆，为工业煤浆级配提浓提供了细浆。在每个磨仓之间加入格子型筛分隔板，挡住磨介通过，煤浆可通过孔眼排至下个磨仓继续研磨，细煤浆流入煤浆槽。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、1、本发明中的磨机相比现有超细磨机，降低磨介损耗，并减少了能耗，具有一定经济效益。

29、2、本发明中的磨机通过三种磨介进行研磨粉碎，体积粉碎和表面粉碎相结合，提高了细浆产品的粒度分布和堆积效率，减少了磨介在磨机中无效的圆弧运动，缩短了研磨细浆的时间，并提高了磨机的磨矿效率。

30、3、本发明中的方法工艺简单，方便操作，可根据具体操作情况拆卸更换磨介，具有普遍适用性。