粗煤泥分选方法探讨.pdf

第3 期 2 0 0 6 年6 月 选煤技术 C O A LP R E P A R A T I O NT E C H N O L O G Y N o ．3 J u n ．2 0 0 6 文章编号1 0 0 1 3 5 7 1 2 0 0 6 0 3 0 0 4 0 0 3 粗煤泥分选方法探讨 高丰T 可下 长安大学资源学院材料系，陕西西安7 1 0 0 5 4 摘要对粗煤泥分选技术现状进行了分析，介绍了应用螺旋分选机、重介旋流器和干扰床分选机 分选粗煤泥的方法，并对三种粗煤泥分选方法的分选效果进行了比较，阐述了干扰床分选机处理 粗煤泥所具有的优势。 关键词粗煤泥分选；螺旋分选机；煤泥重介旋流器；干扰床分选机 中图分类号T D 9 4文献标识码B 随着采煤机械化程度的提高，选煤厂人选原煤 中粉煤的含量越来越高，加之有些选煤厂为了从原 煤中更多地回收低灰精煤，有目的地将大块物料破 碎，使得入选原煤中的粉煤量进一步增加。随着人 选物料粒度的减小，采用一般重力选方法的分选速 度和分选效果都会降低。因此，无论是新建选煤厂 还是现有选煤厂都必须认真面对和妥善解决粉煤的 分选问题。 为了提高分选效率，适应人选原煤煤质的不断 变化，近几年来重介质选煤工艺已成为新建选煤厂 的首选工艺，重介质旋流器成为末煤分选的主导设 收稿日期2 0 0 6 0 3 2 8 作者简介高丰 1 9 7 1 一 ，男，河南息县人，讲师，硕士， 2 0 0 5 年毕业于中国矿业大学北京校区，现在长安大学资源学院材 料系从事矿物加工和相关专业的教学及科研工作。联系电话 0 2 9 8 2 3 3 8 8 0 4 。 备。 由于入选原煤中细粒煤含量大，如果不预先脱 泥，大量的煤泥进入介质系统，既限制了脱介筛的 处理能力，又恶化了脱介效果，只有借助介质分流 排出系统，才能保证介质系统中煤泥进出总量的动 态平衡。而介质分流必然增加磁选机负荷，并影响 磁选效率，因此，选前脱泥工艺被广泛采用。为保 证脱泥效果，脱泥筛的筛孔尺寸一般取l ～2 m m ， 甚至更大。脱泥筛下的煤泥进入煤泥水系统，煤泥 分选传统工艺一般采用浮选法。 浮选法可以实现 0 ．3 m m 的粗煤泥在浮选过程中极易因气泡的携载 能力不足而损失在尾矿中，只有在煤泥水处理系统 中采用粗煤泥分选和浮选联合工艺，才能最大限度 地回收细粒级精煤，保证精煤产率。 在2 5 ％左右。X J N 一1 4 型浮选机的于煤泥处理能 力为6 0 ～1 0 0 t ／h ，矿浆通过量为9 0 0 ～14 0 0 m 3 ／h ， 完全可以满足该厂煤泥水处理系统的需要。 4 ．2 药剂消耗低 矿浆准备器的应用和实行一次性集中加药，大 大降低了药剂消耗，例如，临涣选煤厂工艺系统改 造前2 0 0 0 年浮选药耗为0 ．7 6 k g ／t ，改造完成后， 2 0 0 1 年为0 ．6 2 k g ／t ，2 0 0 2 年为0 ．6 4 k g ／t 。 4 ．3 维修量低 X J N 一1 4 型浮选机性能稳定，设备运行可靠， 运行多年，未进行过大的维修。 4 ．4 分选效果好 X J N 一1 4 型浮选机单机检查结果见表2 。从表 2 可以看出，浮选精煤灰分1 0 ．3 5 ％，尾矿灰分高 达6 3 ．7 7 ％，浮选产率达到8 1 ％以上。不难看出， X J N 一1 4 型浮选机适于细粒级煤泥的分选，分选效 4 0 率高，效果好，对煤泥的选择性强。 表2 浮选机单机检查结果表 ％ 粒黼m m 篱鬻鬻 0 ．2 5 01 0 ．3 51 8 ．8 95 ．4 7 8 ．1 72 6 ．7 75 4 ．8 7 0 ．2 5 0 ，0 ．1 2 5 3 9 ．5 l1 4 ．5 63 4 ．2 69 ．2 82 7 ．1 5 6 4 ．3 l 0 ．1 2 5 ～0 ．0 7 54 0 ．6 01 9 ．2 l5 3 ．7 11 1 ．0 73 3 ．4 66 7 ．9 9 0 ．0 7 5 ～0 ．0 4 58 ．9 92 2 ．1 56 ．0 71 1 ．8 41 1 ．3 6 7 0 ．3 0 0 ．3 r a m 级细粒煤的分选主要采用螺 旋分选机、煤泥重介质旋流器和干扰床分选机等。 2 ．1 螺旋分选机 螺旋分选机主要由矿浆分配器、中心柱、螺旋 溜槽和产品截取器等组成。矿粒在螺旋溜槽中的分 选大致经过三个阶段第一阶段是颗粒群的分层， 矿浆由分配器进入螺旋溜槽后，颗粒群在槽面上的 运动过程中，重矿物沉降速度快，沉入液流下层， 轻矿物则浮于液流上层，液流沿竖直方向的扰动作 用强化了矿粒按密度分层；第二阶段是轻、重矿物 沿横向展开，沉于下层的重矿物沿收敛的螺旋线逐 渐移向内缘，浮于上层的轻矿物沿扩展螺旋线逐渐 移向中间偏外区域；第三阶段是不同密度的矿粒沿 各自的回转半径运动，轻、重矿物沿横向从外缘至 内缘均匀排列，设在排料端部的截取器将矿物带沿 横向分割成精、中、尾煤三个部分，并使其通过各 自的排料管排出，从而完成分选过程。 螺旋分选机是选矿和选粉煤、粗煤泥的设备之 一，近年来在澳大利亚和其他一些国家选煤厂中得 到广泛应用。我国选煤用螺旋分选机在上世纪8 0 年代经过鉴定后，只得到有限的推广。随着国外选 煤技术及设备的引进，螺旋分选机在我国～些动力 煤选煤厂的粗煤泥分选中得以推广应用，已有2 0 余台先后投入运行，分选及运行效果良好。 螺旋分选机具有以下特点①有效分选密度在 1 ．6 k g ／L 以上，低于该值，会影响分选效果；②无 运动部件，维修工作量小；③占地面积小，可用双 头甚至三头螺旋提高单台设备的处理能力。 2 ．2 煤泥重介旋流器 采用小直径重介质旋流器分选粗煤泥可得到良 好的分选效果。在分选过程中，小直径旋流器可产 生较高的离心系数，使粉煤颗粒受到远大于其在重 力场及大直径重介旋流器中受到的分选力，从而实 现粉煤颗粒的有效分选。煤泥重介旋流器中重悬浮 液的密度接近分选密度，因而分选精度高，费用比 常规浮选低，美国、澳大利亚和俄罗斯等国家针对 煤泥重介旋流器进行了大量的研究工作，并成功应 用于生产中。 、 近年来，我国对煤泥重介旋流器分选粗煤泥工 艺也进行了大量开发和应用研究。但是，由于煤泥 加重质的粒度和分选密度的控制等都会影响到分选 效果，因此，应用状况不甚理想。当加重质粒度较 细，被分选煤泥粒度较粗 一般为加重质粒度的 1 0 倍以上 时，在一定的固体浓度范围之内，重 悬浮液被看作是真重液，为使悬浮液保持均匀和稳 定所施加的机械扰动或定向流对在其中被分选的煤 粒影响不大。当煤的粒度逐渐接近加重质的粒度 时，干扰沉降的规律开始起作用。因此，随着人选 煤粒度的减小，分选精度明显下降，为了使有效分 选粒度更细，一是要使用更细的加重质，二是要减 小旋流器直径并加大入料的压力，以提高离心力。 使用微细粒加重质不仅会增加介质费用，也增加介 质回收难度，增加介耗。例如南桐选煤厂用 d p l 5 0 m m 重介旋流器处理 0 ．5 m m 级煤泥，所使用 加重质粒度约9 5 ％ 4 0 1 x m ，分选精度E 。 0 ．0 6 ～ 0 ．0 7 5 ，吨原煤平均介耗为1 ．8 k g ‘1 1 。 据国外生产经验，煤泥重介旋流器的有效分选 粒度范围为1 ～0 ．I m m 。为保证较好的分选效果， 尽可能做到①预先脱除 0 ．1 m m 级煤泥；②加 重质粒度组成 4 0 t x m 要在9 0 ％以上， 1 0 1 上m 要 在5 0 ％以上；③循环介质要退磁。 采用煤泥重介旋流器工艺处理粗煤泥，分选精度 高，分选密度宽，对人选原煤质量波动的适应性强。 2 ．3 干扰床分选机的处理 干扰床分选机 T B S 是由古老的“水力分级 机”原理发展而来的，第一台干扰床分选机1 9 3 4 年诞生于英国。2 0 世纪6 0 年代，干扰床分选机开 始用于从矸石山和尾矿池回收煤，自2 0 世纪8 0 年 代起英国应用其处理毛煤。 2 ．3 ．1 干扰床分选机 T B S 矿浆切向给人设备的人料井，按预定的压力和 流速由泵将水打入压力箱中，通过紊流板均匀分布 到干扰床分选机底部形成上升水流，下降的物料与 上升水流相遇形成干扰床层或称沸腾床层，当达到 稳定状态后，人料中密度低于干扰床层平均密度颗 粒会浮起并进入浮物产品流。随着新物料的给人， 浮物产品流通过溢流堰到溢流槽成为轻产品；凡密 度高于干扰床层平均密度的颗粒则透过干扰床层进 人沉物流，并通过底部的排料口排出，排料阀门由 干扰床层内的密度传感器发出的信号控制。 为了使分选机能有效工作，必须使槽体中干扰 床层悬浮液的平均相对密度保持稳定。为此，在设 备中配置了一个单回路反馈控制器，干扰床层的实 际密度由电容式压差传感器测定，单回路P I D 控制 器收到来自传感器探头4 ～2 0 m A 的电流信号，电 流信号的大小与探头上方的干扰床层悬浮液的实际 4 1 万方数据 第3 期选煤技术2 0 0 6 年6 月2 5 日 密度成正比。当实际密度高于设定值时，执行器打 开底流排放阀，排出干扰床层多余的物料，反之， 控制系统将阻止干扰床层物料的排放。 2 ．3 ，2干扰床分选机的应用 干扰床分选机用途广泛，可用于新建厂分选粗 煤泥、螺旋分选机产品再选以及从浮选尾煤中回收 精煤。对此澳大利亚都有成功的使用经验。 1 应用干扰床分选机对螺旋分选机产品进 行再选心1 。1 9 9 7 年以前，斯特拉特福德选煤厂应 用螺旋分选系统 分为一段和二段 处理炼焦粉 煤和动力粉煤，由于螺旋分选机的有效分选密度只 能达到1 ．6 k g ／I 。左右，分选后的炼焦精煤灰分为 1 2 ％～1 4 ％，主选系统的分选密度必须降低到 1 ．3 5 k g ／L 以下，才能使炼焦精煤的最终灰分满足 1 0 ％的要求，这就意味着主选系统会损失部分精 煤。为了提高炼焦精煤产率，1 9 9 7 年斯特拉特福 德选煤厂对煤泥水系统进行了改造，由一台2 ．1 m 的干扰床分选机取代原二段螺旋，一段螺旋的精煤 产品经浓缩旋流器浓缩后自流进入干扰床分选机， 入料浓度为5 0 ％左右。系统改造后的分选效果见 表l 。 表1 列举了两种人料，第一种是低灰并带有少 量细泥的所谓正常混合入料。第二种是来自3 号煤 堆的劣质人料，其中含有大量的细泥。 表1斯特拉特福德选煤厂煤泥水系统改造后的分选效果 ％ 2 应用干扰床分选机处理原煤。1 9 9 6 年至1 9 9 8 年问，新南威尔上州南海岸的一些选煤厂应用干扰床 分选机进行细粒级原煤分选的半工业性试验，目的是 要确定干扰床分选机处理细粒级原煤的可行性。其 中一个厂的人料粒度为2 ．5 ～0 ．5 m m ，这一粒级的物 料原采用重介旋流器处理，改为采用干扰床分选机处 理后，其E 。值为0 ．0 6 ，与原重介旋流器系统差不多。 重介旋流器较之干扰床分选机有更多的细粒精煤错 配进入矸石中。在可比的E 。值水平下，大量的 0 ．3 m m 级粗煤泥中的 精煤，采用干扰床分选机可有效补偿浮选系统的不 足。 4 当需要加大筛孔尺寸以提高脱泥筛和脱介 筛的处理能力和效率时，可用干扰床分选机处理粗 煤泥。 近两年来，沈阳煤业集团红菱选煤厂、西马矿选 煤厂、贵州响水等选煤厂先后引进干扰床分选机用 于粗煤泥分选。沈阳西马矿选煤厂引进的干扰床分 选机已于去年投入运行，尽管人料灰分波动较大 2 6 ％一6 7 ％ ，但分选后精煤灰分一直保持在1 1 ％ 左右，分选效果良好，设备运行稳定。 3 结论 于扰床分选机相对于螺旋分选机和煤泥重介旋 流器具有更多的优点 1 分选密度可控、可调，最低可达1 ．4 k g ／L 。 万方数据 第3 期 2 0 0 6 年6 月 选煤技术 C O A LP R E P A R A T l 0 NT E C H N O L O G Y 文章编号1 0 0 1 3 5 7 1 2 0 0 6 0 3 0 0 4 3 0 2 变截面门式钢架斜梁变截面位置的探讨 张贵国 北京工业职业技术学院，北京1 0 0 0 4 2 摘要运用有限元方法对变截面门式钢架斜梁进行了内力分析，探索和总结了轻型变截面门式钢 架斜梁突变位置选择的规律，为轻型变截面门式钢架的优化设计提供了有价值的资料。 关键词变截面门式钢架；斜梁；设计 中图分类号T U 3 2 3 ．3 ；T U 3 2 8文献标识码A 门式钢架是一种新型轻型钢结构形式，广泛应 用于工业建筑和民用建筑中，具有成本低、施工 快、能够循环利用等优点。近年来，为缩短建设工 期，选煤厂厂房中采用了大量的钢结构。为了节约 钢材，设计者常常将门式钢架设计成变截面形式， 以使截面的布置和作用在门式钢架上的内力相匹 配⋯。目前，变截面门式钢架斜梁的突变位置的 选择往往采用估计和经验进行初步确定，并没有引 起重视旧I 。能否准确合理地确定变截面门式钢架 斜梁的突变位置，对钢架弯矩的分布有较大的影 响，对变截面门式钢架的优化设计也具有很重要的 意义⋯。 1 基本条件 变截面门式钢架主要为山形形式，尽管其跨 度、柱高和屋面坡度有许多变化，但对其内力的分 析方法基本相同。本文取比较典型的形式，即跨度 为1 8 m ，柱高6 m ，屋面坡度取1 3 。 一般来说，变截面门式钢架斜梁均采用工字 钢，其翼缘宽度和厚度不变，仅仅通过改变腹板高 度来改变斜梁截面，从而改变斜梁的截面惯性矩。 收稿1 3 期2 0 0 6 一0 4 2 9 作者简介张贵国 1 9 6 7 一 ，男，硕士研究生，讲师，现在北京 工业职业技术学院任教。电话 0 1 0 8 8 9 0 3 8 7 2 。 由于惯性矩较大的截面可以承担较大的弯矩，因 此，通过计算，选择合理的截面突变位置，能够使 斜梁上的弯矩实现合理分配。 图1斜梁截面突变位置示意图 为了方便计算，并能确定斜梁截面突变位置，取 斜梁截面突变位置至柱的距离为以 图1 ，其中Ⅱ为 1 的系数，￡为屋架半跨长度。其次，变截面门式钢 架的柱脚与基础的连接采用刚接和铰接两种形式。 采用轻型变截面门式钢架的屋面均采用轻型结 构，本文所及两种屋面结构形式采用中波石棉 瓦、木丝板保温层；E P S 板。檩条采用1 4 a 或1 6 a 槽钢，檩条搭在斜梁上，共6 个梁格。 2 受力分析与斜梁变截面位置的确定 2 ．1 荷载 变截面门式钢架所受荷载为恒荷载和活荷载。 恒荷载为屋面、檩条和斜梁自重，中波石棉瓦屋面 自重取0 ．4 5 k N ／m 2 ，E P S 板屋面自重取0 ．1 5 k N ／m 2 ；活荷载为雪荷载 基本雪压0 ．4 0 k N ／m 。 、 屋面活荷载 0 ．5 k N ／m 2 和风荷载 基本风压 - “ 一十一 * 一 ” - “ “ - - ‘p ‘‘。。 一” 2 有效分选密度范围宽，为1 ．4 ～1 ．8 k g ／L 。 3 自动化水平高。 4 不需复杂的入料分配系统，设备结构简单， 维护工作量小。 5 不需要重介质和化学药剂。以其诸多的优 点，干扰床分选机必将成为新建选煤厂的粗煤泥分 选工艺和已建选煤厂补套粗煤泥分选工艺的最佳设 备选择。 参考文献 [ 1 ]王世光．南桐选煤厂全重介选煤工艺[ J ] ．选煤技术， 2 0 0 1 ， 6 1 0 ． [ 2 ] RD r u m m o n d ，等．干扰床分选机一一澳大利亚的经验 [ A ] ．第十四届国际选煤会议论文集[ c ] ，2 0 0 2 ． [ 3 ] R BD r u m m o n d ，ARS w a n s o n ，SKN i c o l ，等。斯特拉特 福选煤厂7 5 t ／h 干扰床分选机的优化研究[ A ] ．第十 三届国际选煤会议论文集[ c ] ，1 9 9 9 ． 4 3 万方数据 粗煤泥分选方法探讨粗煤泥分选方法探讨 作者高丰， GAO Feng 作者单位长安大学资源学院,材料系,陕西,西安,710054 刊名 选煤技术 英文刊名COAL PREPARATION TECHNOLOGY 年，卷期2006，3 引用次数10次 参考文献3条参考文献3条 1.王世光 南桐选煤厂全重介选煤工艺[期刊论文]-选煤技术 20016 2.R Drummond 干扰床分选机--澳大利亚的经验 2002 3.R B Drummond.A R Swanson.S K Nicol 斯特拉特福选煤厂75t/h干扰床分选机的优化研究 1999 相似文献10条相似文献10条 1.期刊论文 聂倩倩.沈丽娟.陈建中.赵卫彬.戴化震.胡言凤.钱海军.李晓英 粗煤泥分选设备及工艺探讨 -选煤技 术20075 介绍了目前常用的粗煤泥分选设备螺旋分选机、煤泥重介旋流器、水介质旋流器、TBS干扰床分选机等的工作原理和适用范围,并结合工艺着重比较 了利用螺旋分选机和煤泥重介旋流器分选粗煤泥的优、缺点. 2.期刊论文 谢国龙.俞和胜.杨延页.XIE Guo-long.YU Hes-heng.YANG Ting 粗燥泥分选设备及其应用分析 -煤 矿机械2008,293 分析了粗煤泥分选的重要性和必要性,介绍了常用的粗煤泥分选设备机理和应用情况,并对各种粗煤泥分选方法的特点进行了初步探讨,总结出“一段 水介质旋流器螺旋分选机“的分选工艺是一种经济有效的粗煤泥分选方法. 3.期刊论文 刘传志.LIU Chuan-zhi 粗煤泥分选机械设备工艺及比较选择 -煤2009,183 主要介绍了粗煤泥分选设备螺旋分选机和煤泥介质旋流器的工作原理和应用情况.结合螺旋分选和重介分选工艺进行了比较分析. 4.期刊论文 庞亮 粗煤泥分选工艺技术进展与展望 -山东煤炭科技20086 该文分析了目前生产中常用的粗煤泥分选设备的优缺点和国外在细粒煤分选工艺设计方面的一些进展,提出利用各种分选设备的优势互补,以达到分 选效果的最佳化,是细颗粒分选漉程设计的一个值得关注的重要方向. 5.期刊论文 郝全生 粗煤泥分选的又一有效途径 -煤质技术20055 选煤厂细粒煤分选主要靠浮选,成本较高.本文介绍用螺旋分选机处理2～0.1mm级粗煤泥的新途径.该设备结构简单,没有运动部件,节能.其运用可使 选煤工艺由传统的2系统改为3系统,克服了浮选成本高的缺点. 6.期刊论文 唐莉英.袁文艮 几种粗煤泥分选设备分析 -选煤技术20095 阐述了粗煤泥分选现状,介绍了目前应用的煤泥重介旋流器、螺旋分选机、水介质旋流器和干扰床分选机设备的工作原理及其在现场粗煤泥分选中的 应用情况,通过分析比较各设备的优缺点,指出了干扰床分选机分选粗煤泥所具有的优势. 7.期刊论文 张汉峰.余振华.石绍辉.李鹏举 TBS干扰床分选机在选煤厂的应用 -山东煤炭科技20092 介绍了选煤厂租煤泥分选方法,重点阐述了TBS干扰床分选机分选粗煤泥的工艺方法以及所具备的优势. 8.期刊论文 卫中宽.WEI Zhong-kuan TBS引领选煤工艺的跨越式发展 -煤2007,1612 介绍了TBS、螺旋分选机、煤泥重介旋流器等几种粗煤泥分选设备,并对上述粗煤泥分选技术作了比较;结合TBS在选煤工艺中的应用实例,说明TBS必 将推动我国选煤工艺尤其是炼焦煤选煤工艺实现跨越式发展. 9.期刊论文 王宏.谢广元.朱子祺.谢领辉.刘均章.沙杰.WANG Hong.XIE Guang-yuan.ZHU Zi-qi.XIE Ling-hui. LIU Jun-zhang.SHA Jie TBS干扰床分选机在粗煤泥分选中的应用研究 -煤炭工程20093 分析了我国粗煤泥分选的现状及存在的问题,指出TBS干扰床分选机处理粗煤泥的优势.阐述了颗粒特性、流体性质等对分选效果的影响,提出了在试 验过程中加大对上升水流流速、分布器结构等因素研究的必要性. 10.期刊论文 沙杰.谢广元.吴玲 煤泥分选设备和工艺的探讨 -煤炭工程20094 阐述了煤泥全粒级分选的重要性和必要性,分析了几种常用的粗煤泥分选设备的工作原理和应用情况,结果表明“粗煤泥分选设备浮选柱“的组合工 艺是一种经济有效的煤泥全粒级分选方法. 引证文献10条引证文献10条 1.孙庶 洗煤厂粗煤泥回收系统的改进[期刊论文]-煤炭技术 20097 2.卢瑜.王迪业 XGR系列干扰床分选机的研制与应用[期刊论文]-选煤技术 20093 3.张汉峰.余振华.石绍辉.李鹏举 TBS干扰床分选机在选煤厂的应用[期刊论文]-山东煤炭科技 20092 4.刘远利.黄文锋 细粒煤分选技术现状及发展趋势[期刊论文]-选煤技术 20086 5.刘鹏.焦红光 选煤厂煤泥粒度特性的研究[期刊论文]-河南理工大学学报自然科学版 20085 6.陆宝成.李梦昆 炼焦煤选煤厂选煤工艺的设计与选择[期刊论文]-选煤技术 20084 7.崔广文.刘惠杰.杨硕.宁万仞 粗中煤泥分选的试验研究[期刊论文]-选煤技术 20084 8.卫中宽 干扰床分选机TBS在张双楼选煤厂的应用[期刊论文]-煤炭加工与综合利用 200801 9.卫中宽 TBS引领选煤工艺的跨越式发展[期刊论文]-煤 200712 10.聂倩倩.沈丽娟.陈建中.赵卫彬.戴化震.胡言凤.钱海军.李晓英 粗煤泥分选设备及工艺探讨[期刊论文]-选煤技 术 200705 本文链接 下载时间2010年1月22日