重介质旋流器分选煤泥技术现状鸡研究方向.pdf

质 旋 流 器 分 选 煤 泥 技现 状 及 研 究 方 向 介 重 赵宏馨 煤炭科学 研究总院 唐山 分院 ， 河北 唐山0 6 3 0 1 2 摘 要 阐述了国内外重介质旋流器分选煤泥技术的现状， 提出了今后研究方向。 关键词 重介质旋流器; 分选煤泥; 现状; 研究方向 中图分类号 T D 9 4 2 文献标识码A 文章编号 1 0 0 6 - 6 7 7 2 2 0 0 6 0 2 - 0 0 2 8 - 0 3 随着人类对生态环境保护的重视、 用户对煤 炭产品质量和品种要求的日 趋严格， 各国都在大 力发展洁净煤技术， 研究采用高效分选方法和装 备实现对煤炭的深度脱硫降灰， 提高煤炭产品数 质量， 使煤炭生产企业获得最大经济效益。在原 煤中煤泥 小于0 . 5 m m粒级 一般占2 0 - 2 5 机械化开采程度的提高使之有增加趋势 ，多年 来这部分细粒级煤一直采用浮选法进行分选， 但 是由于浮选分选效率较低， 油耗、 加工费用高， 特 别是不能有效地脱硫， 直接影响了选煤厂经济效 益和生态环境的保护， 因而国内外选煤行业都在 探索、 研发新的高效的细粒煤分选技术。 其中， 重 介质旋流器分选煤泥技术由于具有分选效率高、 处理能力大、 无机硫脱硫效果好、 设备结构简单 等优点， 已成为中国和国外一些主要产煤国的研 发重点， 并被认为是目前能实现细粒级煤高效分 选的一种可行方法。 1 国外研究现状 粉煤的重介质分选， 在早期， 南非、 美国和澳 大利亚都进行过深人研究。南非G r e e n s i d e 煤矿 曾建设了正式生产厂， 成功地生产出灰分为7 的精煤。美国的H o m e r 市选煤厂和澳大利亚的 C u r r a g h 选煤厂也曾采用过该项工艺。比利时也 曾建设了两座重介质分选粉煤的选煤厂。 但是这 些选煤厂都由于难于操作等各种原因而停产[f 1 1 0 2 0 世纪8 0 年代末， 美国能源部匹茨堡能源中 心研究开发了微细磁铁矿粉重介质旋流器选煤工 艺， 采用的磁铁矿粉粒度为小于1 0 } L m占5 0 ， 并 于 1 9 9 6 年开始在 C u s t o m煤炭总公司的5 0 0 t / h 选 煤厂进行工业性试验。 试验结果表明， 该项工艺可 有效地处理0 . 1 0 5 - 0 .0 2 5 m m级粉煤， 目前存在的 主要问题是介质的回收、粒度和悬浮液稳定性问 题， 特别是介质回收问题尚未根本解决。 南非的研 究人员提出， 分选小于0 . 0 7 5 m m粒级煤， 介质中小 于1 0 ji m粒级含量必须大于5 0 才能取得良 好的 分选效果。 加拿大的研究人员认为， 如果人料小于 2 m m ， 则重介质的流变性对小于0 . 5 m m粒级煤的 分选指标影响较大，要高度重视介质的稳定性对 细粒级煤分选效果的影响[z 10 在以往的研究工作中，一般都采用直径为 1 5 0 m m的小型旋流器、 较高的人料压力 1 5 0 k P a 和微细磁铁矿粉介质 小于1 0 R m占5 0 进行 分选。 实践证明， 介质粒度越细， 介质的细磨和净 化回收越困难， 成本越高; 多台小型旋流器运转 不易操作; 人料压力高， 功耗大。 因而这些方法都 未能在工业上应用。 目前的研究方向仍是希望采用大直径旋流 器、 较低的入料压力和市场能得到的磁铁矿粉介 质实现细粒级煤的分选。 鉴于此， 南非研究采用 3 台大直径旋流器分 别用于粗选、 精选和扫选， 并建设了半工业性试 收稿日 期 2 0 0 6 - 0 2 - 2 2 作者简介 赵宏馨 1 9 7 3 - ， 女， 河北卢龙人， 工程师， 1 9 年毕业于中国矿业大学选矿工程专业， 现任 选煤技术 副主编， 一直从 事 选煤技术 杂志的编辑出版工作。 洁净煤技术 2 0 0 6 年第 1 2 卷第2 期 验厂 进行试验。 结 果表明， 其E p 值低于 原采用 单 段旋流器的数值， 说明采用大直径旋流器和低人 料压力是可行的。 此外， 他们还认为， 要取得好的 分选效果， 必须对人料煤中的细泥 小于1 0 0 [[ L m 进行有效的脱除。半工业性试验的情况是 最大 人料量为2 5 t / h ， 经脱除小于1 0 0 } L m细泥后， 人料 量为2 0 t / h 左右， 人料灰分为 2 1 . 2 - 2 1 . 5 ， 产品 灰分为1 5 . 6 一 1 7 . 8 , 助值为0 . 0 5 0 90 . 0 6 5 8 , 吨 煤 介 耗 为1 . 5 k g 左 右 111 , 2 国内研究情况 在“ 九五” 期间， 煤炭科学研究总院唐山分院 在承担的国家科技攻关课题“ 高硫炼焦煤全重介 洗选脱除无机硫成套工艺与设备”的研究工作 中，即开展了重介质旋流器分选煤泥技术的研 究。通过理论分析和实验室试验结果表明， 要使 细粒级矿粒在旋流器内得到有效分选，应具备 3 项条件 1 细粒矿物在旋流器内应获得相应高的离 心系数， 由于矿粒在旋流器内所受的离心力与旋 流器直径成反比， 因而宜用直径较小的旋流器。 2 为提高离心系数， 应适当增加人料压力。 3 为改善悬浮液的流变特性， 宜采用粒度 较细的加重质， 以保持悬浮液的稳定性。通过工 业性试验和生产实践证明，采用细粒加重质、 小 直径旋流器分选细粒煤， 可使有效分选下限达到 0 .0 4 4 m m , 凡在0 . 0 6 - 0 .0 8 左右， 0 .5 - 0 .0 4 4 m m级 无机硫脱硫率可达 8 0 以上[3 ] 0 在“ 九五” 期间， 煤炭科学研究总院唐山分院 还通过承担的国家科技攻关课题“ 大型高效全重 介选煤简化流程新工艺及设备” 的研究， 研发成 功了以大型无压给料三产品重介质旋流器为主 选设备的简化重介质选煤新工艺， 并在贵州老屋 基选煤厂建成了分选小于 8 0 m m粒级不分级原 煤、 单系统处理能力达到 1 . 2 M t / a 的生产线， 实现 了二段分选密度在线调节; 此外， 还应用三产品 重介质旋流器在分选的同时自身对加重质具有 分级、 浓缩作用特性而产生的细粒介质， 使部分 粗粒煤泥在煤泥重介质旋流器中得到分选， 其有 效分选下限可达0 . 1 m m [4 1 。目前该项工艺已在国 内几座选煤厂推广应用。 在“ 十五” 期间， 煤炭科学研究总院唐山分院 又通过承担的国家科技攻关课题“ 重介质旋流器 选煤新工艺关键技术的研究” ， 研制成功大型双 重介质旋流器分选煤泥技术现状及研究方向 供介无压给料三产品重介质旋流器， 并用一套介 质回收净化系统实现8 0 1 0 0 - O m m原煤的分级 人选， 用大型三产品重介质旋流器产生的细粒介 质， 使全部2 - 0 . 5 m m级细粒煤在重介质旋流器中 得到分选。 该项工艺技术已在山西晋阳选煤厂建 成投产， 其特点为 1 大型双供介无压给料三产品重介旋流器 只分选 8 0 1 0 0 - 2 m m级煤， 提高了其分选产品 脱介效果，降低了供介压力 由0 . 3 M P a 降至 0 . 1 5 M P a 、 功耗和运行费用。 2 煤泥重介旋流器只分选2 - 0 .5 m m级细粒 煤， 改善了分选条件， 提高了分选效率， 操作较为 容易。 3 可使原煤按粒级采用不同密度分选， 使 煤按“ 等基元灰分” 分选成为可能， 可提高精煤产 率。 3 研究方向 目 前， 中国的重介质旋流器煤泥分选技术的 研究已取得瞩目成就，并已进人工业应用阶段。 为使该项技术更臻完善和成熟，以利推广应用， 今后应对以下几个问题继续进行研究 1 煤泥重介质旋旋器悬浮液流变特性的研 究。目前中国煤泥重介质旋流器所用的悬浮液 为大型无压给料三产品重介质旋流器在分选的 同时对介质进行分级、 浓缩而产生的细粒介质。 由于其粒度细，不用专门细磨，简化了工艺环 节， 是中国的自主技术创新。但对大型无压给料 三产品重介质旋流器混合人选和分级人选小于 8 0 1 0 0 m m原煤这2 种工艺系统而言， 由于前 者的供介压力高 0 . 3 M P a ， 而后者的供介压力 低 0 . 1 5 M P a ， 因而前者由无压给料三产品重介 质旋流器浓缩分级作用产生的介质粒度就较后 者的细。介质粒度的粗细对煤泥重介质分选效 果的影响是较大的，因此应对此继续进行较深 人的研究。 2 煤泥重介质旋流器人料上限的优化确 定。 国外普遍认为大直径重介质旋流器在宽粒级 分选时，小于 4 m m级细物料的分选效果不够理 想。 同时， 不同煤质的原煤， 其粗细粒级的可选性 和分选密度差异的粒度分界线也是不同的。因 此， 大型无压给料三产品重介质旋流器在分级人 选原煤时， 其人料粒度下限与煤泥重介质旋流器 人料粒度上限的优化确定需根据入选煤质及产 2 9 品质量要求而进行仔细研究。 3 煤泥重介质旋流器直径的选择。较大直 径的煤泥重介质旋流器处理能力较大， 在同样处 理能力条件下所需配备的台数少，操作相对容 易， 但需提高人料压力， 这将增加功耗和旋流器 的磨损。小直径重介质旋流器则相反， 但因其配 备的台数多，人料压力和人料量不易均匀化， 而 且各台旋流器的磨损情况也不同，影响分选效 果， 因而操作难度相对较大。目 前， 中国在现场使 用的煤泥重介质旋流器直径有2 0 0 , 4 0 0 , 7 0 0 m m 3 种， 各有特点， 但所需直径的大小最终还应根据 厂型大小、 煤质、 分选效果及技术经济指标的优 劣来研究确定。 同时， 对重介质旋流器生产过程的自动控制 更应引起足够的重视。 4 结 语 煤泥重介质旋流器是一种分选细粒级煤的 有效方法， 国内外都在着力进行研究， 中国的研 发卓有成效， 并已进人工业应用阶段， 其推广应 用前景良好， 但需要解决遗留的技术问题， 使该 项分选工艺更臻完善。 参考文献 [ 1 1 G J D E K O R T E 南非 . 粉煤重介选回 顾[ A ] . 第十四 届国际 选煤会议论文集 中 译本 [ C ] , 2 0 0 2 . 3 . 6 9 - 7 8 . 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K e y w o r d s h e a v y m e d i a c y c l o n e ; s l i m e s e p a r a t i o n ; a c t u a l i t y ; r e s e a r c h d i r e c t i o n. 孚妇浮39浮a9浮妇护妇 护， ， 护 9 9 护 业屯 担入 即戮 笋 〕 ， 浮A9孚99乎妇护日 9 护 业手 业挤 ， 呀曰 g J 曰 ， 浮妇挤如孚如侈业护 多亩 卵熟 卵呀巴 9 孚妇浮R9护妇侈s }卯入 即g l}浮罗浮叨J吵浮多 上接第9 页 T h e P o t e n t i a l o f C i r c u l a r E c o n o m y I m p l e m e n t a t i o n i n C h i n a ’ s C o a l I n d u s t r y Z H A N G Y o n g - g a n g , L V X i n , C H E N G u i - f e n g B e ij i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C o a l C h e m is t r y , C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e ij i n g， 1 0 0 0 1 3 , C h i n a A b s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e e c o l o g i c a l a n d e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s c a u s e d b y c o a l m i n i n g a n d u t i l i z a t i o n , a n d r e l a t e d t o t h e p o t e n t i a l a n d d e v e l o p m e n t m o d e s o f 3 1 1 i n c o a l i n d u s t ry. I t c o n c l u d e s t h a t t h e f o c u s o f 3 1 1 i n c o a l i n d u s t ry i s o n c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f c o a l r e s o u r c e s a n d e x t e n s i o n o f t h e i n d u s t r i a l c h a i n . F i n a l l y , i t p r o p o s e s t h e m e a s u r e s a n d d e v e l o p m e n t s u g g e s t i o n s o n i m p l e m e n t a t i o n o f 3 1 1 i n C h i n a s c o a l i n d u s t ry. K e y w o r d s c o a l ; m i n i n g ; e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t ; c i r c u l a r e c o n o m y . 洁净煤技术 2 0 0 6 年第 1 2 卷第2 期