粗煤泥分选的研究.doc

粗煤泥分选的理论探究 Abstract The precondition of coarse coal Slime is a very important part of the process, the paper describes the separation of existing equipment, crude slime separation principle, structural characteristics and process characteristics. Through analysis we can see that each device can be obtained under certain conditions, an ideal grading effect, the main problem is in the upper reaches of the grading equipment. TBS through the analysis of the score selected by other principle Shen proposed TBS high grade coarse gray mud slime vision, and made preliminary tests have been good results. 摘要 粗煤泥分选是非常重要的工艺环节，本文介绍了现有粗煤泥分选设备的分选原理、结构特点及工艺特点。通过分析我们可以看出，各个设备都能在一定条件下得到理想的分级效果，主要问题是出在了上游的分级设备上。通过分析TBS按等沉比分选的原理，提出了TBS分级粗煤泥中高灰稀泥的设想，并做了初步的试验得到了良好的效果。朗读 显示对应的拉丁字符的拼音 字典 - 查看字典详细内容 关键词煤泥重介、螺旋分选机、TBS、等沉比、粗煤泥、分级 一、粗煤泥分选概况 由于近年来，采煤机械化程度的提高，原煤中的煤泥含量不断增加。众所周知重介旋流器的分选下限为0.5mm，而浮选的理想分选上限为0.3ｍｍ［１］。介于浮选和重选之间粗煤泥的分选成为了选煤行业面临的一大难题。介于0.5mm与0.3mm这一粒度范围的煤泥灰分在精煤灰分与中煤灰分之间，掺进精煤会提高精煤的综合灰分影响产品的质量，作为中煤又造成了经济效益的损失。现行通用的粗煤泥分选设备主要有煤泥重介、螺旋分选机、TBS分选机等。这些设备在某一范围内都能起到较好的作用，但是都具有局限性。究其原因不是设备本身的问题，而是其上游的分级设备的效果达不到。本文结合以上几种粗煤泥分选设备的优缺点及相关的工艺，以神火集团梁北洗煤厂的实际情况为依托，探讨对这部分煤泥采用TBS分级的途径。 二、粗煤泥主要分选设备 2.1煤泥重介 煤泥重介质旋流器分选普遍采用小直径旋流器、较高入料压力和微细磁铁矿介质进行分选。理论上重介旋流器分选细粒煤，可使有效分选下限达到0.045mm，且E值在0．06～0．08左右。煤泥重介旋流器分选的主要弊病在一、如果单独设立一个单一的系统使用煤泥重介，系统较复杂操作难度大，特细粒介质回收困难，生产成本高等；二、如果利用大直径重介旋流器合格介质的一部分作为其合格介质，其分选效果受大直径重介旋流器的影响难以调解，高灰细泥污染更加严重，同时其分选产物进入到磁选机增加了磁选机的负荷。 煤泥重介的分选下限虽理论上可以达到0.045mm，但对粒度小于0.045mm粒级分选效果较差，而这一粒级灰分特别高。因此采用煤泥重介分选也面临后续工艺脱泥的问题。 以邢台矿选煤厂的数据为例，其煤泥重介的单机检查小筛分数据［2］，如下表1 表1 煤泥重介的单机检查小筛分 目数 入料 溢流 底流 溢流累计 底流累计 灰分10.39 灰分8.06 灰分60.00 产率 灰分 产率 灰分 产率 灰分 产率 灰分 产率 灰分 0.50 14.78 8.08 18.94 6.91 0.00 0.00 18.94 6.91 0.00 0.00 0.5mm40 4.58 8.50 4.07 7.50 6.07 37.20 23.01 7.01 6.07 37.20 4060 14.36 8.70 14.34 7.06 7.21 42.53 37.34 7.03 13.28 40.09 60-80 11.34 10.01 11.72 7.21 9.71 48.60 49.06 7.07 22.99 43.69 80-100 3.11 11.37 3.43 7.62 4.62 54.05 52.50 7.11 27.61 45.42 100-120 6.59 12.48 6.94 9.11 10.08 51.66 59.44 7.34 37.70 47.09 120-200 8.84 15.09 10.66 9.56 17.43 55.25 70.10 7.68 55.12 49.67 200 36.41 29.34 29.90 28.58 44.88 73.69 100.00 13.93 100.00 60.45 合计 100.00 17.16 100.00 13.93 100.00 60.45 注代表目。 通过以上数据中我们可以看到，虽然溢流灰分从17.16降到了13.93.，但是要是我们把200目的除去那么灰分就将到了7.68。有效的脱除这部分细泥是降灰的根本。 2.2螺旋分选机 螺旋分选机是利用重力和离心力分选粉煤的重力分选设备，它的分选分为两个阶段。第一阶段主要是密度不同的物料由于重力作用在分选槽内进行分层，重产物在底部，轻产物在上部；第二阶段是分层的物料在离心力的作用下沿着断面移动，在移动过程中由内向外形成高密度、中间密度产物和低密度产物，从而完成分选过程。 螺旋分选机在一定粒度范围内并在较高分选密度时分选精度高，分选下限低，能出精、中和尾三种产品，并可任意调节，因具有结构简单、无运动部件，占地面积小，基建费用低，无需药剂和介质、入料不需压力、操作管理方便、能耗低、维修工作量少等优点。 螺旋分选机在较低分选密度时其分选效率很差，据了解选煤时它的最低分选密度为1.75。对于轻重产物密度差大、中间含量低的矿物可采用螺旋分选机。同时使用螺旋分选机是不能分离煤泥的煤泥通常含有较高的灰分，分选前必须脱泥。所以其对前期的分级作用的要求较高。 2.3 TBS分选机 TBS是利用上升水流在槽内产生的紊流进行分选的干扰沉降分选机。矿浆切向给入设备的入料箱，水由泵打入分选机底部的分配器，并进入机体内部产生向上的扰动水流，入料与上升水流相遇而形成干扰层。入料中的颗粒在分选机中做干扰沉降运动，由于颗粒之间密度的不同，使其干扰沉降速度存在差异，从而达到分选的目的［3］。 物料颗粒分选过程中受到干扰沉降的作用，使得物料等沉比范围内的颗粒按密度分层。这样分层的结果是在一定的力度范围内低密度细颗粒和高密度粗颗粒容易分选，而高密度的细颗粒和低密度的大颗粒不容易分层。我们要解决这个难题的基本办法是，控制好入料的粒度，同时提高干扰沉降等沉比能在一定程度上提高分选物料的粒度范围。 2.4 细粒度分级的难点 通过上述的分析我们可以得到这个粒度的控制是难点，我们传统的办法是一、用筛子分级；二、用水力旋流器分级。但这两种方式都有缺点，前者由于分级粒度小，分级效率低；后者本身分级效率就在70，在加上受入料性质和入料压力的局限较大，分级效果就进一步降低。 筛子分级难原因是，主要是筛孔小导致筛子的开孔率低，另外还受入料的粒度和性质影响堵塞筛孔。 水力旋流器分级效果差的原因［4］是一、水力旋流器在分级时，由于自生介质作用兼有分选作用。这样就照成了错配。二、由于水利旋流器分选的主要是细粒级，这使颗粒在分级过程中受到干扰沉降的作用。三、水利旋流器的分级效果与压力有密切的关系。由于受上游的收集桶及泵的影响，压力时有波动这样也影响了其分级的效果。四、受物料中的粒度组成影响较大。 三、梁北洗煤厂工艺概述及问题分析 梁北选煤厂是隶属于河南神火集团的一座矿井型炼焦选煤厂，其设计入洗能力为1.5Mt/年，采用的洗选工艺为预先脱泥，有压三产品旋流器，粗煤泥TBS浮选机、浮选床，精矿加压，尾煤浓缩压滤处理。 梁北洗煤厂的粗煤泥处理流程为原煤经脱泥筛脱泥后，筛上去重选；筛下经原生煤泥水力旋流器分级后，溢流去浮选；底流去TBS分选，TBS的溢流精煤经粗精煤水力旋流器和叠层筛分级后进入浮选精矿桶。其粗煤泥分选流程，如下图1 图1 梁北洗煤厂粗煤泥分选工艺 从流程我们可以看出，其粗煤泥的分选效果依赖一下几点因素一、水力旋流器的分级效果；二、TBS的分选效果；三、叠层筛的分级效果。 从梁北洗煤厂的生产实践看，经这一流程处理后，粗精煤的分选效果不佳，灰分平均在14左右。我们通过对TBS的入料、溢流和底流的粒度和灰分分析，得到以下数据 表2 TBS入料粒度灰分分析 入料 粒度 灰分 正累计 负累计 粒度 灰分 粒度 灰分 0.45 25.39 25.39 25.39 21.15 100.00 25.78 0.45--0.3 21.78 21.78 47.17 19.30 74.61 27.36 0.3--0.2 23.58 23.58 70.74 21.15 52.83 31.56 0.2--0.075 16.85 16.85 87.59 23.79 29.26 36.97 0.075--0.043 8.06 8.06 95.65 25.39 12.41 39.83 0.45 18.94 8.31 18.94 8.31 100.00 13.97 0.45--0.3 22.60 9.82 41.54 9.13 81.06 15.29 0.3--0.2 23.95 10.05 65.49 9.47 58.46 17.41 0.2--0.075 18.31 13.7 83.80 10.39 34.51 22.51 0.075--0.043 10.48 29.18 94.28 12.48 16.20 32.47 0.45 36.29 55.73 36.29 55.73 100.00 52.76 0.45--0.3 19.74 33.94 56.04 48.05 63.71 51.07 0.3--0.2 19.69 61.75 75.73 51.61 43.96 58.77 0.2--0.075 17.31 58.14 93.04 52.83 24.27 56.35 0.075--0.043 4.44 66.45 97.48 53.45 6.96 51.89 0.45 5.22 6.49 5.22 6.49 100.00 16.79 0.45--0.3 13.84 7.28 19.06 7.06 94.78 17.36 0.3--0.2 28.65 8.88 47.71 8.15 80.94 19.08 0.2--0.075 22.60 11.45 70.30 9.21 52.29 24.67 0.075--0.043 20.10 31.72 90.40 14.22 29.70 34.73 0.45 37.72 27.7 37.72 27.7 100.00 37.22 0.45--0.3 21.68 47.66 59.40 34.99 62.28 42.98 0.3--0.2 20.78 37.43 80.18 35.62 40.60 40.48 0.2--0.075 14.52 45.62 94.70 37.15 19.82 43.68 0.075--0.043 2.75 51.73 97.45 37.56 5.30 38.38 0.043 2.55 23.98 100.00 37.22 2.55 23.98 总计 100 37.22 从上述数据中我们可以看出，经过TBS分级过的溢流中0.075mm粒级的含量为29.7；而正常的TBS溢流中0.075mm粒级的含量仅为16.2。从这个数据中我们可以明显看到，TBS对高灰稀泥是有分级作用。 上述数据是我们在正常的TBS中试验出来的。如果我们改造一下TBS的结构，使其稳流板倾斜角度增大，同时在TBS里面添加倾斜板。通过改造我们使TBS达到等沉比大的颗粒迅速沉降，而等沉比小的产物迅速从溢流中排出的目的。那么TBS就能完全可以作为高灰细泥的分级设备，从而解决其粗煤泥分选中的瓶颈问题。 五、结语 随着选煤技术的提高，对粗煤泥分选的要求逐渐成为提高。通过对现在通用的粗煤泥设备分析，其瓶颈不在分选环节而在上游的分级环节，而传统的分级手段多不能得到理想的效果。 本文结合梁北洗煤厂的生产实际，提出了利用TBS按等沉比分选原理进行分级的设想。同时对这个设想利用梁北洗煤厂现有的TBS做了初步试验，并得到了理想的效果，如果改造一下TBS的结构其同样能够作为一个分级设备，解决粗煤泥分选的瓶颈。 参考文献 【1】 谢广元、张明旭、边炳鑫等.选矿学[M].徐州.中国矿业大学.2001； 【2】 符东旭.煤泥重介工艺的应用效果及其作用分析[J].中国煤炭.2002，（12）12； 【3】 李延锋、桂夏辉、 刘纯、李国胜. 液固流化床内颗粒自由沉降末速的试验研究[J].2010.（1）. 【4】 王淀佐、邱冠周、胡岳华.资源加工学[M].北京.科学出版社.2005；