磁选技术在选煤中的应用现状及分析.doc

磁选技术在选煤中的应用现状及分析 摘要从重介质选煤中重介质磁选回收和选煤中磁选煤炭脱硫两方面，介绍了磁选技术在选煤工程中的应用现状，并对现状进行了分析；磁选机在重介质回收工艺中起着至关重要的作用，磁选脱硫是利用磁力和机械力对煤中磁性不同的颗粒间不同大小作用力而实现的脱硫的 。 关键字磁选技术 磁选机 脱硫 磁选技术在选煤中的应用主要包括两方面，一是在重介质选煤中重介质磁选回收的应用，二是在选煤中磁选煤炭脱硫中的应用。生产中普遍采用磁铁矿粉作选煤用重悬浮液的加重质，除磁铁矿具有较高的密度和机械强度适于配制选煤悬浮液外，它还是强磁性矿物，容易用弱磁选机进行悬浮液净化回收。重介质选煤厂介质消耗的高低是整个生产环节管理水平高低的具体体现，所以控制介耗是重介质选煤厂的关键生产技术，而磁选机回收重介质又是其中最关键的技术。介耗降低，将会大大减少介质投入及人力投入，降低生产成本，提升商品煤质量，提高企业的经济效益。煤炭脱硫技术包括洗选、磁选、化学、生物和微波脱硫。洗选法脱硫最经济．但只能脱无机硫。生物化学法脱硫不仅能脱无机硫．也能脱除有机硫。但生产成本昂贵．距工业应用尚有一定距离。洗选脱硫包括采用跳汰、重介、摇床、水介质旋流器、螺旋溜槽和浮选等。实践证明上述方法对煤中黄铁矿呈粗粒嵌布的团块的排除是有效的，但对细粒级煤和煤中黄铁矿呈细粒嵌布的高硫难选煤的处理是困难的。我国的高硫煤一般以美铁矿硫为主，与灰分有较好的相关性，故大部分可采用物理法脱除。磁选脱硫能耗低、工艺设备简单，已逐渐受到各国的重视，磁选将是未来儿年燃煤脱硫的主要工艺之一。 1 重介质磁选回收技术 重介质选煤，工艺简单、生产费用低，是当今处理难选煤的最好方法。在重介质选煤工艺中，通常用细粒磁铁矿粉作为磁重介质，磁铁矿的磁性虽然在重介质选煤中不起作用，但对重介质的回收有着非常重要的作用，减少工艺中磁性介质的技术损失，是使有效的选煤方法尽快转化为经济成果的关键。根据磁场力F 0X0H0gradH0，的公式可以看到，磁选机的磁场力除了与磁选机磁系本身的磁场强度H0及磁场梯度gradH0有关以外，与矿物的比磁化系数x 也有着密切关系。因此，在选择作为重介质的磁铁矿粉的时候，应当保证这种磁铁矿粉的磁性物含量达到95％以上，否则在介质回收过程中将增加磁性物的损失。专门用于回收细粒磁铁矿物的设备，其生产运转达到最佳化的几个因素是设备合理的磁场分布；在分选区有高的磁场强度和磁场梯度；具有适于细粒级矿物回收的相应槽体结构，使分选设备中产生合理的矿浆流向；必须调控给矿量等工艺参数，使磁铁矿损失量最小。磁选机的功能如下 1尽量回收脱介筛筛下稀介质和分流的合格介质中的磁铁矿粉，即磁选精矿，返回合格介质桶循环使用，以降低介耗和生产成本。另外，损失在磁选机尾矿中的磁铁矿粉会程度不同地影响煤泥水处理系统，加剧设备和管道的磨损。 2净化重悬浮液，去除其中部分煤泥含量，维持动态平衡，以避免因煤泥含量过多，导致合格介质的粘度提高，增加颗粒按密度分层的粘滞阻力，影响分选效果。 弱磁场磁选机表面平均磁感应强度小于0．3T有筒式、带式 筒带式及其他等型式。筒式磁选机具有结构简单、处理量大、精矿浓度高、尾矿损失小等特点，目前国内外都普遍选用这种磁选机进行磁性介质的净化回收。筒式磁选机可分成电磁和永磁两大类。① 电磁筒式磁选机是借助滚筒内固定的激磁线圈供给直流电能而产生磁场的，由于其故障多及其他问题，7O年代起，该磁选机逐步被淘汰。②永磁筒式磁选机是借滚动圆筒内固定的永久磁铁提供磁场的。永久磁铁有合垒和陶瓷磁铁两大类。前者冶炼工艺复杂，成本昂贵，在磁选机生产上未获推广应用}陶瓷磁铁是原料压制、烧结而成的。现在国内工业生产的锶铁氧体硬磁最大磁能积能达2 6．4～29．6TkA／m。完全可满足制造弱磁场磁选机的性能要求。国内生产的钕铁硼稀土永磁体最大磁能积可达260TkA／m，已用于提高磁选机的磁感应强度。目前，国内外的弱磁场磁选机已经实现永磁化。双筒型磁选机具有单筒型磁选机的全部优点，在相同人料性质的条件下，具有较高的回收率及较大的处理能力。当物料中细泥含量较多、有较大固体物含量时，采用双筒型磁选机是较理想的选择。使用双筒型磁选机时，可以根据给矿浓度、物料粒度来调节第1段磁选机参数，提高第2段磁选机的给矿量，以便减少磁选机的磁铁矿损失量，达到最大回收效果。 2 煤的磁选脱硫技术 磁选是利用磁力和机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的，含硫的磁性颗粒在磁力的作用下与煤分离，从而达到脱硫的目的。磁选脱硫率的高低除决定于磁选工艺外，还与煤的矿物组成密切相关，因为不同宏观晶形的矿物和煤系黄铁矿的质量磁化率有一定差别。研究表明煤系黄铁矿质量磁化率比矿物黄铁矿高近半个数量级，而相同煤种的不同煤层组分磁化率相差不大。 2 l 干法高梯度磁选脱硫HGMS 高梯度磁选HGMS利用煤与煤系黄铁矿磁性质的差异，而不依赖于表面性质，从分离原理上消除了上述影响，且高梯度磁选不仅能脱除已单体解离的矿物，还能脱除部分连生体状的黄铁矿，这是浮选法所不能比拟的。磁选工艺的确定必须结合燃煤的矿物组成和无机硫含量，只有这样才能达到较高的脱硫、除灰率，创造良好的环境效益和经济效益。 煤是逆磁性的，而无机硫主要是黄铁矿和其他矿物杂质则是顺磁性的，它们的比磁化系数因成煤过程不同而有所差异。干法高梯度磁选适合处理微细粒的煤粉，这是由它的特殊结构所决定的。其主要分选原理是在均匀的强磁场中放置磁性介质，经磁化后就在磁性介质周围产生很大的磁场梯度，这样煤粉中的黄铁矿等磁性颗粒由于在梯度磁场中两个磁极受力不等，而在综合力的作用下移向磁性介质并粘附在上面，与煤粉分离。磁性颗粒在磁场中所受的磁力，脱硫效率与矿物的磁化率、粒度、磁场强度及梯度等因素有关。 资料表明，采用高梯度磁选机分选微米级煤，无机硫的脱除率在80％以上，灰分可降低50％ ～60％，发热量的回收率超过90％ ，分选效果优于传统设备，但处理量相对较低，因此制约了其应用 。 2．2 磁流体分选脱硫 磁流体是铁磁性Fe、Co、Ni或亚铁磁r 物料分散在烃类如煤油或水中所形成的胶态悬浮体。采用研磨法得到磁性颗粒，粒级十分细，可防止其在流体中的沉淀，同时采用分散剂来防止絮凝。磁流体分选是一种重力分选和磁力分选联合作用的分选过程，煤的各种组分在似加重介质中按密度差异分离，在磁场中按磁性差异分离。这样不仅可以分离磁性物质和非磁性物质，还可以使非磁性物质按密度分离。由于煤中各组分间的磁性差异小，而密度差异较大，采用磁流体分选可以有效地进行分离。磁流体分选设备复杂、处理量小，重悬浮液配制比较困难，磁性介质的净化回收难度大，悬浮液的二次污染严重，在实际应用中受到限制。 2．3 半焦化和干式磁选脱硫 低温碳化处理称为半焦化．它是在500 ～ 700 ℃ 温度范围内进行的．不仅能使焦炭在工业、家庭用火应用．还可以在下段工序中回收易挥发物，煤的半焦化工序就有关脱硫而言有一个主要缺点 当矿物存在固体产品中时 在温度500 ℃ 以上，全硫有一定程度的碱少，依据半焦化工序对高硫量的煤脱硫应用效果不尽人意．因此，有必要进行随后的物理分选工序。为提高脱硫和除灰效率，联合干式磁选法，可以极大地提高了硫分包括黄铁矿硫和部分有机硫和灰分的去除率。如前所述，煤中的有机物质为逆磁性的，而大多数无机物如粘土、页岩和含铁矿物包括黄铁矿都是顺磁性的。在理论上，只要有足够强的磁场强度，即可取得良好的分选效果，但在实际应用中却有一定难度，因为硫分和灰分基本上均以不同的宏观晶形与煤系共存，且磁性较弱。低温炭化在预处理中发挥了关键作用，它不仅提高了无机硫和灰分的磁化系数。使之易在磁场中被捕获，而且对有机硫同样起作用，还可脱除易挥发物中的硫。低等级煤在适当的温度下进行半焦化处理不仅活化黄铁矿硫。同时也活化了有机硫。应用干式永磁辊式磁选机可以高效的将磁性颗粒收集到尾矿中，实现脱硫和除灰。 3 结语 论文主要从重介质选煤中重介质磁选回收和选煤中磁选煤炭脱硫两方面，研究了磁选技术在选煤工程中的应用现状及分析。 磁选机在重介质选煤厂所承担的任务，是最大限度地回收磁铁矿粉，维持重介厂正常生产，降低介耗，提质增收。因此，充分发挥磁选机的功能尤为重要。综述了煤的磁选脱硫技术如干法高梯度磁选脱硫、磁流体分选脱硫、半焦化和干式磁选脱硫，但在一程度还不够完善，导致在实际应用中受到限制。 参考文献 1 周宗丰，王庆国，李建平 .重介质选煤厂磁选机的工艺效果分析[J]．煤质技术，2006， 7 2 陈亚东. 重介选煤系统降低介质消耗的措施及效果[J]. 煤炭加工与综合利用，2004，3 3 朱复海，等磁选技术在煤炭脱硫中的应用[J].煤炭加工与综合利用，2004，1 4 伊尔德里姆，等．利用煤的半焦化和干式磁选技术对低等级褐煤脱硫．国外金属矿选矿，1999，1 磁选技术在选煤煤质工程中的应用现状及分析 学院材料科学与工程学院 专业矿物加工04-1 学号0407020110 姓名陈明超 导师焦红光