浅谈煤炭筛分浮沉试验中存在的问题及改进措施.pdf

收稿日期 2007 - 01 - 25 作者简介钱海军1984 - ,男,江苏泰兴人,中国矿业大学化工学院在读研究生,专业方向为矿物加工工程研究。 浅谈煤炭筛分浮沉试验中存在的 问题及改进措施 钱海军,沈丽娟,陈建中 中国矿业大学化工学院,江苏 徐州 221008 摘 要煤炭筛分浮沉试验是选煤厂建设前期及运行管理中必不可少的重要环节,但在实际 操作中还存在着许多问题,由此而严重影响了试验结果的准确性和可靠性。文章探讨了在煤炭采 样、制样和浮沉试验过程中存在的问题,并提出了相应的改进措施。 关键词采样;制样;浮沉试验;标准 中图分类号TD943 文献标识码 B 文章编号 1671 - 0959 2007 0720077203 A brief discussion about problem s and i mprovements on coal size and float - and - sink analysis Qian Hai - jun Shen Li - juan Chen Jian - zhong China University ofMining and Technology Xuzhou 221008 Abstract The coal coal size and float - and - sink analysis is one of the necessary parts for the coal preparation plant before its construction and running .But there are some problems during the experiment .And this seriously affects the accuracy and reliability of the experiment result .This paper talks about the problems existing in the sampling, making sampling and float - and - sink analysis1Some i mprovements also been given. Keywords sampling; make sampling;float - and - sink analysis;standard 0 引 言 生产煤样试验分析是选煤厂设计和已建选煤厂指导生 产检查的基础实验。新颁布的 煤炭洗选工程设计规范 明确规定选煤厂 “ 可行性研究和初步设计必须对筛分、浮 沉资料的代表性进行评述 ” [1]。该条文是强制性条文 ,必须 严格遵循。这里的筛分、浮沉资料就是生产煤样实验资料。 因此它要求生产煤样实验必须真实、准确,能代表实际原 煤的粒度、密度等特性。 生产煤样实验按步骤可分为采样、制样、化验和数据 统计等多个环节。这是一个工作量大、耗费人力多、持续 时间长的实验。虽然实验过程的每一步都有行业规范或国 家标准,但由于各种原因,人们在实际试验过程中并不能 严格按照这些操作规范进行试验,造成试验结果不能准确 反映原煤性质。这将为后续的选煤厂设计和生产管理带来 麻烦。如误导选煤厂设计中原则方案的确定等。 笔者在多次煤炭筛分浮沉试验基础上,对试验过程中 煤样的采取、缩制以及筛分浮沉试验中存在的一些问题进 行了探讨,并提出了相应的改进方法。 1 采 样 生产煤样采取的代表性决定了筛分浮沉试验结果的准 确性。它是影响试验结果的重要因素之一。由于采取的煤 样数量较大为设计提供可选性资料的煤样 ≥10t;为矿井 生产提供可选性资料的煤样 ≥5t ,因此必须按照相关标 准,制定详细的采样计划,认真组织实施。 111 存在问题 实际采样中,由于种种原因,现场并不能严格规范采 样。主要表现在以下几个方面 1 采样时间不严格。按照规定采样时间必须以一个完 整的生产作业循环为单位。 2 子样份数和子样重量不标准。通常子样重量主要是 用来减少煤样性质不均匀而造成煤样代表性影响的。研究 表明影响子样重量的主要因素是煤的粒度。原煤粒度越大, 要求的子样重量也就越大 [2]。子样份数主要是解决煤样的 性质在总体上分布不均匀。因此,为了保证采取煤样具有 代表性,煤样的份数必须要有一定的数量。 3 采样点选取不合理。为了采样方便,现场会直接选 择在运输机的卸料端截取物料,或者在移动煤车中随意抽 77 2007年第7期 煤 炭 工 程 研究探讨 车。 4 煤样的存放和运输不规范。在煤样的存放和运输过 程中,应注意避免煤样的破碎、损失和混入杂质,也不能 日晒,更不能雨淋。因为这些都会影响煤样的性质。 112 改进方法 根据最新生产煤样采取方法国家标准GB 481 - 93 [3 ] 规定,煤样采取需要注意以下几点 1 采样时间必须以一个完整的生产作业循环为单位, 采取总样的子样个数,应按产量比例分配到每个生产班中, 然后在每一工作班中按产量均匀分配; 2 在输送机煤流中采取生产煤样时,应截取煤流全断 面的煤作为一个子样。 3 生产煤样不得在火车、储煤场、煤仓或船舱内采 取,也不得在煤车中挖取。 4 生产煤样采取、运输和存放时,应谨慎小心,避免 煤样破碎、污染、日晒、雨淋和损失。 5 生产煤样采取时及时作好矿井、煤层生产条件 记录。 2 试样的制备 将大量的生产煤样≥ 10t 缩制成小量2100g的各 项试样或检测样,供不同的分析、试验用,这个过程叫做 煤样的缩制。煤样缩制的结果,不仅应满足各项具体试验 工作对试验粒度和重量的要求,还应在物质组成和物理化 学性质方面代表总样的性质。因此,煤样的缩制也是影响 筛分、浮沉试验结果准确性的主要因素。 211 存在问题及改进措施 通常煤样缩制分为筛分、破碎、混匀和缩分四道工序。 这四道工序工作处理量大,也是本次试验过程中的重要环 节,对试验结果影响很大。但是在实际操作过程中,存在 一些比较突出的问题,见表1。 212 相关煤炭粒度和最小量对应的关系 为了保证试验分析煤样能够代表总煤样性质,必须保 证各个化验样或分析样达到规定的质量。表2、表3就是相 关的煤样粒度对应的最小质量。 表1 煤样制备过程中存在的问题和改进措施 存在问题改进措施 [2] 筛分筛不净,遇到潮湿煤样时不进行预先晾干处理;保证煤样充分筛净,不许超过相应规定的限下率; 破碎 破碎设备不清洁;破碎量少,不满足规定量;破碎方 式或破碎机械选择不当; 破碎设备必须预先清洗,破碎机出料端必须密闭,防止混杂;破 碎量必须达到相关规定;根据粒度要求选择适当的破碎方式; 混匀移堆次数达不到三次;移堆次数三次 缩分 缩分量小于规定量;缩分器选择较小,给料不均匀, 缩分给料未经破碎直接缩分; 保证缩分量的数量要求,具体标准参照后面表3;缩分器小槽的宽 度应是煤样中最大粒度的215～3倍;煤样粒度 225mm。 表2 浮沉试验用煤样试样要求表 [3] 粒度或最大粒度/mm10010050251363015 最小质量/kg150100301571542012 表3 煤样缩分留样质量和粒度对应表 [3] 粒度或最大粒度/mm2513631012 最小质量/kg60157153175011011 3 煤炭浮沉试验常见问题及改正方法 煤炭浮沉试验是对按规定采取并筛分成不同粒级的煤 样,用不同的密度液进行的分选试验。根据试验结果能够 得出各级浮煤和沉煤的产率和质量灰分、硫分等 , 从而 了解煤的可选性。这是新建选煤厂确定分选密度和选择工 艺流程的重要依据,因此煤炭的浮沉试验很重要。 311 浮沉密度液的选取 煤炭浮沉试验方法将浮沉煤样在不同的密度重液中 捞取轻产物,然后把各产物洗净、烘干、称重,测定灰分 和硫分等。笔者认为,这几个环节中密度液的选取和密度 液的稳定性是影响实验结果准确性的最主要因素。首先, 密度液的选取关系到试验煤样可选性曲线分布点的多少。 GB 478 - 87 煤炭浮沉试验方法 中规定 “ 煤样可按下列 密度分成不同密度级1130、1140、1150、1160、1170、 1180、2100kg/L。必要时增加1125、1135、1145、1155、 1190或2110kg/L等密度。当小于1130kg/L密度级产率大 于20时,必须增加1125kg/L密度。无烟煤可根据具体情 况适当减少或增加某些密度。 ”该规定虽然明确了浮沉密度 的选取,但是由于实验人员对该规定的理解不同,操作起 来还是有些偏差,因此做出来的实验结果差距很大。图1、 图2是某次浮沉实验中由于密度选取不当,后来补捞浮沉 的结果对比。 比较图1和图2,可以发现图2的绘制点比图1多,所 87 研究探讨 煤 炭 工 程 2007年第7期 图1 某无烟煤初始可选性曲线 图2 某无烟煤补捞浮沉后可选性曲线 画出的可选性曲线比图1的圆滑,趋势性更明显,在工程 应用中可靠性更高,这对于新建选煤厂的设计是至关重要 的,因为煤质特性是确定选煤厂工艺流程的决定性因素。 而煤炭的可选性曲线就是用来表征煤质特征的。对于一些 年老的无烟煤,其密度较大,在进行浮沉试验时,要特别 重视浮沉密度级的选取。一旦发现某一密度级产量较少或 较多,应及时考虑是否增加一个中间密度,以保证该次实 验结果具有一定的参考性。 312 密度液的校正及分层时间的控制 在进行浮沉实验时,应及时校验密度液的密度值,此 值应准确到01003kg/L[3]。在捞取浮物时,应保证足够的时 间使煤炭静止分层。GB 478 - 87煤炭浮沉试验方法 中 规定“ 粒度大于25mm时,分层时间为1～2min;最小粒 度为3mm,分层时间为2～3min;最小粒度为1～015mm 时,分层时间为3～5min。 ”在实际操作中,有时实验人员 为了赶进度或其他原因,分层时间不能充分保证,造成实 验误差变大,所得的实验结果不能真正代表原煤的密度组 成。因此,进行浮沉实验时保证煤炭的分层时间,使之充 分按照密度分层,至关重要。 4 问题与探讨 煤炭筛分浮沉试验是一项工作量大、条件艰苦的系统 实验。 影响最终试验结果的主要因素是人为因素和当前的 试验标准。它不仅要求试验人员具备相关的选煤基本知识, 而且要求试验人员具备严谨的科学态度、吃苦耐劳的献身 精神。可以说,试验操作人员的职业素质在很大程度上决 定该次试验的准确性和可靠性。因此,鉴于试验过程的持 久性,试验之前需要制定详细的工作计划,参照相关的国 家标准和行业标准,确定每一步骤的具体操作,认真组织 实施;按照实事求是、科学严谨的态度进行试验,切不可 马虎大意,人为减少试验步骤和操作。试验数据应及时进 行整理、分析;发现问题及时解决、更正,绝不可以为了 赶进度,省时间而修改甚至 “ 创造 ”原始数据。 另外对试验相关标准的理解和执行同样重要。我国的 选煤标准至今还不是很健全和明确,给试验人员带来一定 的困惑和不便。例如进行煤炭浮沉试验时密度液的选取, 虽然国标中规定了相关的密度级,但是它并没有规定到底 何时应该选取哪些密度级,这就需要实验人员凭借经验和 对煤质分析的深刻理解进行判断。再比如GB 474 - 1996 煤样的制备方法 中关于破碎的规定,“ 适用制样的破碎 机为颚式破碎机锤式,对辊破碎机,钢制棒球磨机 ”, 针对这么多种的破碎机,笔者认为它们的破碎比是不一样 的,造成煤样破碎后的粒级也是不一样的,理所当然得出 的煤样筛分结果也是不一样的。试验过程中,一些大粒度 的煤有时是采用人工破碎,这种情况下,破碎粒度更没有 保证。因此,笔者认为煤炭研究者应对此加强调查研究, 得出明确的规定以作为标准,便于煤质研究工作及标准的 统一。 5 结 论 总结影响煤炭筛分浮沉实验结果的各种因素,可以从 以下几个方面加强改进,以保证试验结果的准确性和可靠 性 1 加强组织管理,制定详细周密的工作计划,认真组 织实施。 2 深刻体会和理解实验标准,加强实验总结,积累试 验经验。 3 实验工作人员应严格按照实验规程,实事求是、严 谨认真、一丝不苟。 4 煤炭工作者加强调查研究,制定一个健全而明确的 行业标准,有利于煤质研究工作的方便和标准的统一。 参考文献 [1] 中国煤炭建设协会.煤炭洗选工程设计规范[ S].北京 中国计划出版社, 200518. [2] 周振英,刘炯天.选煤工艺试验研究方法[M ].徐州中 国矿业大学出版社, 1991137. [3] 选煤标准使用手册 编委会.选煤标准使用手册[ S]. 北京中国标准出版社, 1999. 责任编辑 李振涛 97 2007年第7期 煤 炭 工 程 研究探讨