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粗煤泥分选设备论文






首行缩进 2 字符粗煤泥一般是指粒度介于 3~0.2mm 之间的煤泥颗粒。对于这部分介于 重选有效分选下限和浮选有效分选上限之间的煤粒, 。粗煤泥的分选一直是困扰国际选煤 界的一个重要问题。传统的跳汰—浮选工艺存在严重的跑粗现象; (;)而新建的采用预先 脱泥的重介- 浮选工艺的选煤厂,(,) 由于磨损, (,)脱泥筛筛缝变大,

(,) 跑粗现象 仍然存在, 浪费了大量的资源。另外, 按 0.15mm 脱泥,脱泥效率存在问题, 相当部分的0.15mm 的物料进入重介系统, (,请检查你所有的标点符号,我不在列出)影响重介旋流 器的高效运行。随着采煤机械化程度的提高, 入选原煤中煤泥的含量也逐渐增多, 解决粗 煤泥分选的问常规的宽粒级重选和浮选处理效果不理想。国外对于这部分粗煤泥的分选加 工已进行了大量的研究,并开发出多种有效的分选技术和设备,取得了一定成果, 包括螺 旋分选机和小直径重介质旋流器等。然而, 尽管螺旋分选机操作成本较低, 但其分选密度 受到限制,即相对分选密度总是高于 116 请查阅资料, ( 数据不对, 修改数据, 并带上单位), 而且对入选原煤量和性质变化适应性差, 设备参数不易确定和调节,入料分配系统复杂, 同时占地面积也较大。小直径重介质旋流器提高了分选效率, 但需要使用和回收更细的磁 铁矿粉, 系统复杂, 操作成本较高, 设备、管路、阀门容易磨损, 维护保养困难, 并且操 作、而我国对其研究相对较少,或者说重视程度不够,需要加强基础研究,更大程度地脱 硫降灰,提高煤炭的利用效率,减少大气污染。本文分析了国内外常用粗煤泥分选回收工 艺和设备的优缺点,指出液固流化床分选技术是一种结构简单,分选效率高、单位面积处 理能力大、维修工作量小、投资少的先进技术 题日显迫切。为此,国内外都做了大量研究, 关键字:粗煤泥;; 回收; ;液固流化床

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ABSTRACT



录(要加粗)

1 引言 (加粗).............................................................. 1.1 研究背景及意义........................................................ 1.2 课题的提出............................................................ 1.3 研究内容.............................................................. 2 粗煤泥与常用粗煤泥分选.................................................... 2.1 我国当前选煤工艺存在的不足............................................. 2.2 粗煤泥的概述........................................................... 2.3 国内外粗煤泥回收的状况分析............................................. 2.3.1 国内粗煤泥回收的状况分析........................................ 2.3.2 国外粗煤泥分选回收的状况分析.................................... 2.4 粗煤泥分选设备现状..................................................... 2.5 螺旋分选机............................................................ 2.5.1 螺旋分选机工作原理............................................... 2.5.2 应用情况......................................................... 2.6 煤泥重介旋流器......................................................... 2.6.1 工作原理......................................................... 2.6.2 应用情况......................................................... 2.7 水介质旋流器........................................................... 2.7.1 工作原理......................................................... 2.7.2 水介质旋流器的应用与分选效果..................................... 2.8 液固流化床粗煤泥分选机................................................. 2.9 干扰床分选机........................................................... 2.9.1 工作原理........................................................ 2.9.2 TBS 干扰床分选机的应用......................................... 2.9.3 影响TBS 干扰床分选机的运行参数.................................. 2.9.4 结论............................................................ 3. 粗煤泥分选现状............................................................ 3.1 典型粗煤泥分选工艺流程分析............................................. 3.2 粗中煤泥分选试验研究................................................... 3.2.1 试验煤样分析..................................................... 3.2.2 浮选试验研究.................................................... 3.3 摇床及螺旋分选机分选试验研究........................................... 3.4 粗煤泥分选工艺方案的探讨............................................... 4( T B S )分选机............................................................. 4. 1 工作原理............................................................. 4.1.1 影响因素........................................................

4.1.2 4.1.3

颗粒特性........................................................ 流体性质.........................................................

4.1.4 其它因素......................................................... 4.2 应用情况............................................................... 5 各种粗煤泥分选设备的对比................................................... 5.1 粗煤泥返回主选系统..................................................... 5.2 螺旋分选机处理粗煤泥.................................................. 5.3 干扰床 ( TBS) 处理粗煤泥............................................... 5.4 重介质旋流器处理粗煤泥................................................ 5.4.1 重介分级入选新工艺技术........................................... 5.5 水介质旋流器处理粗煤泥................................................ 6 结论....................................................................... 参考文献..................................................................... 致 谢.......................................................................

1 引言
1.1 研究背景及意义
随着机械化采煤程度的提高和地质条件的变化,所开采的煤炭日趋“贫、细、杂”化, 从而使需要分选和分级的细粒物料越来越多。就煤炭而言,据不完全统计,3-0.5mm 部分 物料的含量一般都在 20%-45%左右,如汾西矿小于 3mm 的粉煤产率高达 47.9%。有的甚 至更高,细粒物料含量的大幅度增加使细粒的分选、回收和利用逐步受到重视。 首行缩进 2 字符,检查下面的文章,不在提这个格式问题从脱硫的角度来看[1],随着开 采深度的增加,高硫煤的比例将逐年增加,分布面也将不断扩大,煤炭脱硫降灰技术的关 键是经济有效地实现细粒煤的高精度分选。众所周知,粒度越细,黄铁矿和煤粒的解离程 度越大,脱硫越容易,重视和提高这部分细粒煤的分选效果是降低总精煤硫分和减少燃煤 污染的重要途径之一。 当今社会的发展对矿物加工提出了更加严格的要求,要求各种物料最好全粒级高精度 分选。目前大多数选矿作业都采用重选和浮选相配合的工艺流程,它们分选的粒度界限基 本是在 0.5mm,俄罗斯为 1mm。众所周知[2],对重选来说,宽粒级分选一般是随着粒度的减 小,分选效率急剧下降,故无论对现有跳汰机还是对旋流器(尤其是大直径旋流器)来说, 0.5mm 附近及以下的物料分选效率很差。就浮选来说,由于气泡粘附力有限,其粒度上限 不能太大,一般公认的有效浮选粒度上限为 0.5mm,浮选的分选效率随着粒度的增大而下降。因
此,重选和浮选的有效分选粒度界限附近物料的分选效果最差。据统计,直径在 1m 以上的重介旋流器 的有限分选粒度下限大多数大于 1.5 mm,即使在 1mm 以下,细粒级物料的分选效果也是比较差的。而 跳汰机最适意(宜)的分选粒度下限为 1-3mm。因而在与有效浮选粒度之间存在一部分物料(主要是 1.5-0.5 mm)无法进行有效的分选。我国原来由于资金短缺,煤炭入洗比例小,要求精煤灰分比较高且 不严格等原因,对粗煤泥处理的重视程度不够,一般将其直接回收掺入精煤,随着对精煤灰分要求的不 断提高和精煤灰分控制的更加严格,使得大部分粗煤泥不能直接掺入精煤,只能掺入中煤。造成大量精 煤损失。 现有的螺旋分选机和煤泥重介旋流器等其它设备都不太有效, 急需开发结构简单、 分选效果好、 操作容易、造价低、维修量小的分选设备。 (字体变成五号了,请修改)

1.2 课题的提出
粗煤泥洗选加工的必要性 (1) 矿井机械化开采程度不断提高, -2mm 细粒煤和煤粉在原煤中所占的比例越来越大, 有的占到 40~50% ,问题越来越突出。而 2-0.3mm 粗煤泥的量也有 10-20%。所以,粗煤 泥分选效果具有举足轻重的作用。 (2)降灰脱硫的需要也要求分选上限降低,使得包括粗煤泥在内的煤泥量大大增加。 脱硫方法中最经济有效的仍是洗选法。 洗选法只能脱除嵌布粒度较粗的无机硫 (黄铁矿硫, 其密度在 5g/cm3 左右。

1.3 研究内容
目前我国的工艺流程基本上是两段(粗粒用重选,细粒用浮选)或两段半(粗粒用重

选,粗煤泥只回收,细粒用浮选)选煤模式,而国外大多数采用三段(即增加粗煤泥分选) 选煤模式。而我国细粒煤和难选高硫煤多,从脱硫降灰和提高全粒级分选精度和精煤产率 角度考虑,采用三段选煤工艺更加合理。 这种三段选煤工艺的先进性需要通过性能优越的分选设备来体现。目前,大直径重介 旋流器具有处理量大,入料粒度范围宽,分选效果好,对煤种和可选性适应性强的特点而 作为粗粒煤分选的理想设备。旋流微泡浮选柱对细粒煤和超细粒煤具有选择性好和分选精 度高的特点做为细粒煤分选设备的最佳选择。该工艺中新增加的粗煤泥分选是我国选煤的 薄弱环节,需要加强研究。

2 粗煤泥与常用粗煤泥分选设备
2.1 我国当前选煤工艺存在的不足
分选传统工艺一般采用浮选法。目前浮选效率低的一个重要直接原因是浮选入料的粒 度比较大。适合煤泥浮选的粒度范围为 0.25~0 mm,浮选已不再是分选 0.5~0.25 mm 级煤泥最经济、最有效的分选方法。因此,为了合理利用资源,研究开发有效的 2~0.25 mm 级粗煤泥分选技术是当前煤炭工业的迫切任务和难题,这对我国煤炭工业的长远发展 具有重大战略意义和现实意义。

2.2 粗煤泥的概述
选煤工业中采用的分选方法可分为两大类: (1)基于质量力场的分选方法:包括跳汰选、块煤斜、立轮分选、摇床分选、重介旋 流器分选、FALCO 分选、螺旋分选机等。 质量力场中的分选方法,其分选精度随着粒度的 降低,分选精度变差。 重介旋流器得到广泛的应用。随着重介旋流器的大型化,其有效分选下限提高,对 1 (或 2)mm 以下的煤泥得不到有效的分选。

怎么上面是空白,是图没显示出来吗? (2)基于表面力力场中的分选方法:机械搅拌浮选机、浮选柱和喷射式浮选机。机械 浮

图1-1国内外跳汰机入料粒度与分选效率(I)的关系 1-德国Tazub;2-日本永田NU型(低密度段) ;3-日本永田NU型(高密度段) ; 4-中国LTG15跳汰机;5-德国36末煤跳汰机;6-复振跳汰机 图也有问题

选机的处理能力大,但对细泥(-200 网目)的分选精度差,浮选柱对细泥的分选精度高, 但对粗颗粒(+0.3mm)的捕收集力差,粗颗粒极易损失到尾矿中去而造成资源的损失,处 理能力低。喷射式浮选机集合两者的优点。 结论:+2mm 的粗颗粒可用质量力场中的分选方法进行有效的分选,-0.3mm 以下的细 煤泥可用浮选法(包括浮选柱)进行回收。对 2-0.3mm粗煤泥的分选还没有有效的分选 技术及设备。基于密度差异的质量力分选和基于表面物理化学性质差异的浮选在分选粗煤 泥时都存在缺限。因此,寻求粗煤泥的有效分选技术、设备及分选模式就变得具有重要的 现实意义,是选煤界所要解决的一个重要问题。对炼焦煤而言尤其如此。 随着选煤技术的发展和进步, 两产品末煤重介旋流器逐步成熟, 且由于重介分选效 率高, 我国的选煤工艺开始从单一跳汰+浮选工艺转变为跳汰主选+ (中煤或粗精煤) 重介 再选+浮选工艺。在国家“九五”科技攻关项目的支持下, 大直径无压给料三产品重介旋 流器和旋流- 微泡浮选柱的研制成功, 为我国选煤工艺的完善和发展奠定了良好的基础, 逐步形成了我国目前以三产品大直径重介旋流器+浮选为主的选煤工艺。然而, 这种两段 选煤工艺和用户对精煤产品质量要求的不断提高, 造成了粗精煤泥的灰分与合精煤灰分 的差距逐步拉大, 使得占原煤比例很大的粗煤泥难以全部掺入精煤, 从而导致粗煤泥的 走向难以确定。 粗煤泥:2-0.3mm的煤泥。 (删掉)

2.3国内外粗煤泥回收的状况分析

2.3.1国内粗煤泥回收的状况分析 (1)国内常用的粗煤泥回收工艺 国内常用粗煤泥回收工艺的共同点是:只对粗煤泥进行回收,而不进行分选。利用高 频筛或分级旋流器回收的这部分粗煤泥灰分一般都高于重选精煤灰分2~4个百分点,这部 分产品如果掺入精煤,则精煤的灰分超标,如果掺入中煤,则精煤损失严重,尤其是当捞 坑和筛子分级效果差和细粒煤含量大时更加显著,这将严重影响企业的经济效益和社会效 益。而这部分煤和矸石解离的比较充分,产率也较高,若稍加分选,将会获得较高的精煤 产率和经济效益,这也使得研制先进高效的粗煤泥分选回收设备和工艺显得非常必要。 (2)煤泥重介旋流器粗煤泥分选技术 虽然该设备能够取得一定的分选效果,但还存在一些不足:需要一套单独的介质净化 回收系统,系统复杂;调节困难,密度波动大,分选效果差;在分选系统运行中将会产生 大量的煤泥,增加后续浮选的负荷和全厂的运行成本;介质消耗高。 (3)水介质旋流器粗煤泥分选技术 虽然水介质旋流器单台处理量大,建设周期短,但它的分选精度远不如重介旋流器, 而且分选下限高。溢流若不经过脱泥就达不到精煤灰分要求,从分选精度和简化工艺流程 来说都不合适。 (4)螺旋分选机粗煤泥分选技术 螺旋分选机因具有结构简单、无运动部件,占地面积小,基建费用低,生产费用小, 操作管理方便等优点在选煤厂中的使用越来越受欢迎。可用于代替煤泥跳汰机或粗粒浮选 机, 但其在分选密度较低时其分选效率很差, 据了解选煤时它的最低的分选密度为1.75 (单 位?)而EP大约为0.15-0.18,最近的研究发现其分选密度可低到1.60(单位?) ,要达到 上面同样的EP值必须在流程中增加一定数量的再洗螺旋分选机。此外螺旋分选机还具有设 备高、单台处理量小、分选效果差等不足。 (5)高频筛粗煤泥分选技术 高频筛是目前我国用于粗煤泥回收最常用的脱水和分级设备之一,虽然在分级过程中 有一定的分选作用,但对品位的提高极其有限且效果差。 (6)分级浮选粗煤泥分选技术

分级浮选是另一种用于解决重选和浮选有效分选粒度界限附近物料分选效率低的方 法之一,可适当提高浮选的有效分选粒度上限,一定程度上可弥补重选对细粒粉煤分选精 度欠佳的不足,但其提高的幅度也不能太大,因为太大粗粒的浮选效率也会很低。 (7)目前应用较广泛的为水力分级旋流器,设备比较成熟,结构简单、体积小,无运动部 件,安装容易,设备费用低,分级粒度细,分级效率高,但其分选效果差,只能做为分级 设备。 (8)摇床选因处理能力低,分选范围窄而在选煤上基本没有应用。 虽然我国已经开始研究并开发成功了一些粗煤泥分选设备,但这些设备都不同程度上 存在着不足,基本上没有在工业上大量应用,急需新型高效分选设备的诞生。 2.3.2国外粗煤泥分选回收的状况分析 在国外[3],主要是美国、澳大利亚、英国、德国等先后研制出多种用于细粒煤分选的 设备,主要包括强重力分选机、微细介质旋流器、微泡和离心浮选设备、异形波跳汰机、 杨氏充填式跳汰机和选择性油团选。但这些新工艺设备除少数项目外,大多数还处于研发 阶段,还未达到大规模工业应用的程度。 目前在国外使用最多的粗煤泥分选技术模式是利用高效水力旋流器对煤泥进行分级, 分级粒度基本控制在0.1mm或0.2mm,对2.0~0.1mm的粗煤泥通常采用螺旋分选机或Teeter -Bed[4](上标)进行按密度分选,对小于0.1mm的煤泥或进行脱水,或与未处理的、废 弃的块煤混合,或通过泡沫浮选柱进行洗选,这种工艺比我国绝大多数选煤厂仅对粗煤泥 进行简单的回收相比,具有较大的先进性。同时在国外,螺旋分选机一直是分选细粒煤应 用最普遍的设备之一,但由于我国煤质的特殊性,这种设备难以适应我国粗煤泥的分选, 所以研究具有中国特色的粗煤泥回收设备具有重要的现实意义。

2.4 粗煤泥分选设备现状
随着采煤机械化程度的提高,选煤厂入厂原煤中粉煤的含量越来越高,加之部分选煤 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。使得人选原煤中的粉煤 量进一步增加。人选物料粒度的减小,导致一般重力分选方法的分选速度和分选效率均有 所降低。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,适应入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。但在国内, 目前仍有许多选煤厂采用<50mm原煤混汰工 艺。由于跳汰分选作用机理,决定了其对细粒煤的分选有限。对于重介分选工艺,国内大

部分炼焦型选煤厂采用不脱泥大直径重介旋流器+粗煤泥回收+细煤泥浮选的联合流程。这 种工艺投资相对跳汰较大,但简单易行,精煤产率高,但其回收的的粗煤泥灰分偏高,如 果将其掺人精煤,势必导致精煤灰分增高,使重选和浮选因“背灰” 而降低全厂精煤产 率,从而降低选煤厂经济效益;如果将其掺人中煤,那么粗煤泥中将有60%左右的低灰 (10% 左右)精煤损失,同样影响企业经济效益。因此,寻求新型、高效的粗煤泥分选设 备对提高选煤企业的经济效益十分重要。 作为衔接重介选和浮选的粗煤泥分选设备,其作用主要是降低煤泥水系统负担,对粗 煤泥高效分选,从而使其达到总精煤灰分的要求,提高全厂精煤产率。目前,国内外主要 的粗煤泥分选设备有煤泥重介旋流器、螺旋分选机、水介质旋流器、干扰床分选机(TBS) 等。 你前面的正文段落中的行距格式是1.5倍行距,现在的行距是单倍行距,请统一行距, 建议用 固定值 18磅。

2.5 螺旋分选机
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 80 年代经过鉴定后,只得到有限 的推广。 2.5.1 螺旋分选机工作原理 首行缩进 2 字符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 (图 1 是图 2 吧?)。矿浆由分配器进人螺旋溜槽后,颗粒群在槽面上的运动过程中,重 矿物沉降速度快,沉人液流下层,轻矿物则浮于液流上层;接着,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;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,使其通 过各自的排料管排出,从而完成分选过程。 2.5.2 应用情况 螺旋分选机具有以下特点:(1)运行成本比重介旋流器和浮选机要低,有效分选密度在 1.6 X1000 kg/㎡:~(是什么?应该是 1.6 *1000 kg/m3)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。 目前, 螺旋分选机工艺已应用到国内不同的动力煤和炼焦煤选煤厂中, 并取得理想的 效果。就绝大多数动力煤分选来说,由于最终产品的灰分比较高,相对应的分选密度也比 较高,多在 1.6 X 1000 kg/m"以上,可选性好,非常适合螺旋分选机的分选条件,故这 一工艺在动力煤分选中的应用得到普遍认同。该工艺较成功地应用于鹤岗益新炼焦煤选 煤厂,精煤灰分由入料 16% 降至 6.9% ,产率为 87.55%,实际分选密度为 1.69 X 1kg /m:~。 值为 0.11, ,值为 0.16。 螺旋分选机没有运动部件,不需要药剂和介质,人料不需要压力, 占地面积小,操 作简单,维修量小。但是,其有效分选密度一般在 I.6k.g/L (1.6kg/l)以上,低于该 值时,分选效果会受到影响。对于动力煤选煤厂,由于要求产品灰分比较高,相对应的分

选密度也比较高,多在 1.6kg/L 以上,可选性好,非常适合螺旋分选机的分选条件,故 在国内动力煤选煤厂,螺旋分选机应用比较成功。

2.6 煤泥重介旋流器
2.6.1 工作原理 煤泥重介旋流器的工作原理(图 1)为:物料和重介悬浮液的混合物以一定的压力由 人料管沿切线方向给入旋流器,形成强大的旋流。其中一股是沿着旋流器圆柱体和圆锥体 内壁形成一个向下的外螺旋流,另一股是围绕旋流器轴心形成一个向上的内螺旋流,其轴 心形成负压,实为空气柱。人料中的轻产物随着内螺旋流向上,从溢流口排出; 重产物 随外螺旋流向下,从底流口排出。

2.6.2 应用情况

近年来,我国对煤泥重介旋流器分选粗煤泥工艺进行了应用研究。但是,由于加重质 的粒度和分选密度控制等因素的影响,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 10 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,随着入选煤粒度的减小,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。但是, 使用微细粒加重质不仅会增加介质费用,同时也会增加介质回收难度,增加介耗。例如南 桐选煤厂用 d~~150mm 重介旋流器处理<0.5ram 粒级煤泥,所使用加重质粒度<401~m 约 占 95% ,分选精度 E:0.06—0.075,吨原煤平均介耗为 1.8kg 。 据国外生产经验,煤泥重介旋流器的有效分选粒度范围为 1~0.1 mm。为保证较好的 分选效果, 应尽可能做到: 预先脱除<0. ① 1mm 级煤泥;②加重质粒度组成中< 40I. 的 Lm 要在 90% 以上,< 101.Lm 的要在 50% 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,分选密度范围宽,但是,小直径 旋流器分选所需的细介质来源于大直径旋流器的溢流,由于两个悬浮液系统相互影响,因 而对实现全厂介质系统平衡及自动控制难度较大。此外,分选后的细粒煤与悬浮液一同进 磁选机,导致磁选物料浓度高、粒度大,还会降低磁选机的介质回收率,介耗相对较高。

2.7 水介质旋流器
由加拿大的魏斯曼博士提出的水介质旋流器是一种高效的细粒物料分选设备,不用磁 铁矿粉作加重质, 而是利用入料中的细矿粒作加重质,在离心状态下分选物料。随着现 代工业的发展,自生介质旋流器得到了进一步的研究与发展,并在工业领域中得到广泛应 用,取得了良好的分选效果。 2.7.1 工作原理 水介质旋流器(图 3)的结构与传统重介旋流器和水力分级旋流器相比主要区别在于 其锥角大,锥体短,溢流管直径大且插入筒体长度深。工作时,矿浆以一定的压力自入料 管切线给入旋流器筒体内,在筒体部分高速旋转,在旋转流场中, 以离心力代替重力。 在离心力的作用下,物料以最陕的速度偏聚分层。密度高、粒度大的颗粒被甩向器壁形成 外层; 密度高、粒度小的颗粒紧随后面;而粒度小、密度低的颗粒则留在内层,形成具 有一定松散度的旋转床层,并沿螺旋线向下运动, 当达到锥体上部时, 由于筒体和锥体 连接区的角度较小, 旋转层会产生“错位” ,床层松散程度加大, 同时产生析离作用。 密度大的小颗粒从床层错动时产生的缝隙间钻到外层, 密度小的粗粒被密度大的细粒挤 进内层, 从而实现按密度差重新分层。由于溢流口与底流口距离较近,加强了分选作用, 使重新分层的内层易随上升流从溢流口排出,而外层则沿着锥体器壁继续下降成为底流, 实现按密度分选。

2.7.2 水介质旋流器的应用与分选效果 古交市某选煤厂,用水介质旋流器作为分选设备,从灰分为 25% 左右的炼焦煤煤泥中 分选出灰分 10.5% 以下的精煤泥作为焦炭的生产原料。粗煤泥与冲洗水混合成均匀矿浆 由泥浆泵以 0.12~0.14 MPa 压力切向给入旋流器组(24 台 l50mm 水介质旋流器)进行分 选,旋流器溢流汇入缓冲池由泥浆泵以一定压力给入浓缩机,浓缩机底。流均匀分配给 6 台高频振动筛脱水,脱泥后成为精煤产品。旋流器底流汇合到弧形筛将粗尾煤筛去,弧形 筛、高频筛筛下水和浓缩机溢流入沉淀池,沉淀池溢流作为循环水(冲洗水),细泥在沉淀 池中沉淀定期挖除。系统处理矿浆量为 350~4O0 rr/,/h(单位是什么),煤泥处理量在 40 t/h,精煤产率在 30% 左右。一天分二班(每班 6h)生产,日生产精煤可达 100t 以上。 水介质旋流器分选细粒煤,对煤质的适应性强,使用寿命长,无其它运动部件, 易管理。 但其分选密度低,精煤产率偏低。 6?/.1.5 (怎么是 1.5)逆流分选机(Reflux Classifier) 澳大利亚洛德维奇公司和纽卡斯尔大学联合开发研制了一种著名的新型流化床分选没 备一逆流分选机(RefluxClassifier 简称 RC),RC 兼具分级和分选的双重功能。 1.5.1 RC 分选机理 该设备由一台普通流化床以及数组平行倾斜板所组成,在流化床中添加倾斜板是为了 增大设备的处理能力。流态化颗粒沉降至倾斜板面上,然后再重新返回到下面的流态化区 域内,从而形成了一个自循环的逆流式过程,这一逆流过程降低了颗粒错配几率,改善了 颗粒的分级效果。逆流式分级机的分级区域由其内部的几组平行倾斜板所构成,由两块板 构成的倾斜通道距离较短,粒度较粗或者密度较大的颗粒具有较大的沉降速度, (多空 格)只要沉降一小段距离,就能够到达倾斜板表面,形成沉淀层,井陕(表述不对)速地 下滑;粒度较细或者密度较小的颗粒则在流态化液流的作用下通过该通道进入倾斜板上层 的区域。颗粒在逆流式分级机内的分级原理与在倾斜板沉降分离设备内的分级原理相似, 只不过一般倾斜板沉降设备内通常只有一条倾斜通道, 而逆流式分级机通常含有两段或 者两段以上的平行倾斜板,可以将一个入料按照颗粒粒度大 dx~ JL 组不同的产品,如图 3 所示。倾斜板下面的流态化作用保证了进入每两块板问液流的均匀、稳定, 从而提高了 分级精度。 1.5.2 RC 应用及分选效果 2()04 年,澳大利亚的 K.P.Galvin 等用横截面 1.8 m x 1.9 m、高 3.5 m 的 RC

对-2 mm 煤泥做了工业性试验,给料灰分从 27% 降到 7.0% ,尾煤灰分 77.1%,精煤 产率 7i.5%,可燃物回收率达到 91% ;给料灰分为 23% 时,得到精煤灰分 10.3% , 尾煤灰分 79.3% ,精煤产率 81.6(1.6)% ,可燃物回收率 95.1% 的分选效果,降 灰效果十分明显,且精煤产率和可燃物回收率都相当高。由 RC 的实际生产结果可以看出, C 在保证高处理量、精煤高产率、可燃物高回收率的情况下, 可产出高质量的低灰精煤, 对粗煤泥有十分明显的降灰效果。但其分选下限相对较大。另外, 于煤质的不同,其用 于可选性较差的中国煤的分选效果和分选精度有待进一步实践验证。

2.8 液固流化床粗煤泥分选机
液固流化床粗煤泥分选机是近几年刚刚研制成功的、利用流态化原理分选粗煤泥的一 种新型设备。自从诞生以来, 该机就表现出良好的分选效果, 由于它具有比螺旋分选机更 多的优势, 很快得到了广大用户的欢迎, 即将成为代替螺旋分选机或与螺旋分选机联合 使用的新型设备。该机利用上升水流, 使重选尾矿流态化, 形成具有一定密度的悬浮体, 新加入物料中的沉降速度小的颗粒由于不能穿过高密度流化床层而被上升水流冲到溢流, 成为精煤产品, 而沉降速度大的颗粒则穿过高密度流化床层, 最终进入尾矿。通过密度自 动控制系统可实现分选机内扰动悬浮液的平均相对密度保持稳定,从而提高分选效果。密 度控制回路是整个分选机的“心脏”和“大脑”。(上下两端行距不统一) 但用于回收细粒煤却是在最近20多年才开始的。液固流化床分选机(TBS)是由古老 的“水力分级机”原理发展而来的。第一台TBS诞生于1934年。最早主要是用来对石英砂 进行分级。20世纪60年代,TBS就开始使用于从矸石山和尾矿池中回收煤,自20世纪80年 代起英国应用TBS技术处理毛煤(ROM) 。目前,许多发达国家将它应用于选煤厂中代替螺 旋分选机分选粗煤泥或精选螺旋分选机的精矿,使用效果表明:它比螺旋分选机具有更多 的优势,目前国外已大量应用于粗煤泥分选。据有关资料报道,它还能用来分选镐石、石 英、磷矿等矿物中的重金属。 至今,全世界已有200多台TBS用于毛煤加工、从尾矿中回收煤、建筑砂的净化、铸造 砂分级、玻璃砂生产、矿砂和赤铁矿砂的加工等。液固流化床粗煤泥分选机是一种新型的 用于粗煤泥分选的重选设备,具有设备结构简单,分选效率高,动力消耗小,维修量小, 单位面积处理能大大。它的研制成功具有以下重要意义: 1. 可以实现矿物全粒级高精度分选,简化工艺设备和流程。能够有效解决重选和浮 选有效分选粒度交界附近矿物分选效率低的问题。 2. 可以使-6mm(或-3mm)物料不进入重选系统,而直接用固液流态化分选设备进行 分选,减少浮选和煤泥水处理的负荷,减少次生煤泥量,同时可用细粒物料(煤

泥)离心机进行脱水,降低细粒物料脱水的负荷。 3. 可以降低精煤中黄铁矿硫的含量,尤其对于表面氧化严重,几乎无法用浮选法脱 硫的细粒煤,减轻因燃煤而造成的大气污染; 4. 可以从矸石堆或尾矿坝中回收一部分精煤,既节约了资源,又减少了环境污染。 5. 可以促进我国选煤工艺的大发展,彻底打破两段分选流程。 实验室实验表明[5]:在静态条件下,能够将粒度在 3-0.5mm 灰分在 15%左右的原煤灰 分降低到 10%以下,甚至更低,产率近 70%,Ep 值在 0.05~0.11 之间,I 值在 0.12~0.19 之间,分选效果良好。国内多个选煤厂的工业应用也取得良好的经济和社会效益。 对老选煤厂改造来说,也相对容易,因为国内多数选煤厂都设有粗煤泥回收和脱水系 统,只要对粗煤泥脱水前进行适当的分流进入 TBS 系统,并将分选后的精煤和尾煤再返回 原有系统脱水即可。 在目前煤炭十分紧缺的情况下,精煤和中煤的价格差距很大,而粗煤泥在大多数选煤 厂中又占有很大的比重,且灰分仅比合格精煤高 2-4 个百分点,因此,精煤产率很高,经 济效益将十分显著。若粗煤泥的价格按 240 元/吨,精煤按 600 元/吨,尾煤按 150 元/吨, 精煤产率按 60%计算,则增加的收入为:600*60%+150*40%-240=180 元/吨粗煤泥,而该设 备动力消耗非常低,操作简单,维修量很少。因此,该项目不仅经济可行,而且具有良好 的经济和社会效益,应用市场前景十分广阔。 该项技术将流态化技术和粗煤泥分选相结合、重选和浮选相结合、粗煤泥分选设备与 中国煤质特点相结合,是适合我国煤质特点的粗煤泥分选设备和工艺。既能节约煤炭资源 又能减少环境污染。该项技术研究将对我国目前普遍应用的工艺产生重要影响;

2.9 干扰床分选机

(这和你 2.8 液固流化床粗煤泥分选机是同一个设备,

请选择一个,另一个删掉)
TBS 是英文Teetered Bed Separator 的缩写, 是由古老的水力分级机发展而来的。 由于采用干扰沉降原理, 且在分选过程存在悬浮液床层, 研究人员将这种设备称为干扰 床。 第1 台TBS 诞生于1934年。 早期的TBS 是作为分级机使物料按粒度进行分级而使用的, 主要用于处理砂料。目前的TBS 既可以作为分级设备, 也可作为分选设备。经过多年的研 究和发展, 它的分选密度逐步降低, 最近有报道说分选密度最低已可达到1135 , 而且保 持良好的分选效率。1964 年, TBS 首先在英国用于煤炭的分选。进入21 世纪, 该技术在

煤炭领域发展迅速。至今, 全世界已有240 多台TBS 安装使用, 其中约140 台用于处理煤 炭, 其余用在建筑砂的净化、铸造砂分级、玻璃砂生产、矿砂和赤铁矿的加工等。 TBS 干扰床有以下主要特点: 不用磁铁矿粉或类似的介质, 不用药剂, 生产成本低; 无运动部件,几乎无动力消耗(仅控制系统用少量电能) ;(;) 用水量低。根据所处理物 料的粒度和性质不同, 一般每平方米工作面积用水10~20m3 ; 能实现低密度分选,生产低 灰精煤; 分选密度可以全自动调节, 简单易行; 对入料的变化适应性强; 结构紧凑, 占 地面积小, 可降低基建费用; 运行过程无须专人看守, 且维护保养简单方便。用于处理煤 炭的TBS 干扰床, 能有效分选4~0.11mm 的细粒煤, 但入料粒度上下限之比以4 ∶1为 宜。表1 列出的是目前市场上销售的TBS 的规格及主要技术参数。4m 直径的TBS 干扰床 已经完成设计, 并正在测试当中。 2.9.1 工作原理 TBS 是一种利用上升水流在槽体内产生紊流的干扰沉降分选设备。TBS 槽内的紊流床 层被视为自生介质床层,它可把粒度小于5mm 物料分为两个粒度级,或利用物料比重的不 同来分选物料。一定压力和流速的上升水流进入压力水箱,通过紊流板均匀地分布到 TBS 底部。固体物料进入TBS 后在上升水流的作用下开始分层,粗颗粒高密度的物料集中 于槽体的底部,细运行基本都是满负载运行,在转子串入电阻实现平滑 启动时必须大电流启动,转子回路串入的电阻此时消耗电能,绞车电控若采用能量回馈变 频器,启动频率是从0Hz 开始运行,不再消耗电能。 (2) 绞车电机在停止时,工频运行控制停车是利用在转子回路串入电阻来消耗这部分能量, 现在采用能量回馈变频器便可以使绞车电机处于发电状态,把这 部分能量回馈到电网,从而实现节能。 (3) 绞车在下滑过程中传统电控要控制超速必须控制绞车电机的速度,则必需在转子侧串 入电阻,有一部分能量消耗电阻上。现在采用能量回馈变频器便可 以使绞车电机处于发电状态,把产生的能量回馈到电网,从而达到最佳节能效果。 (4) 采用能量回馈变频器可以使绞车在启动和停止过程中实现软启动和软停止,没有冲击, 延长了绞车的钢绳使用寿命。从节能方面考虑,绞车在启动、停止和绞车下滑时,具有明显 节电效果,具体节电多少取决于负载的大小,运行时间的长短。 对于提升机来讲,可采用两种方案变频调速改造: (1) 两象限变频器带能耗制动; (2) 四象限能量回馈变频器。根据提升机设备的不同,对 于经常处于正力提升的双绞筒提升机,宜采用两象限变频器; 节电率在 15 %~20 %;对于单绞筒或经常出现负力提升的提升机,宜采用能量回馈变频器,节电率在 30 %~35 %。颗粒和低密度物料则流向槽体上部。随着物料的连续给入,细而轻的物料不 断溢流至溢流收集槽,高密度的物料通过由PID 闭环控制器控制的排料阀门排出。密度传 感器浸入到紊流层中相应高度,对槽体内的床层密度进行不间断的监测。当床层的密度达 到或超出设定值,控制器即送出一个4~20mA的信号到气动执行机构,气动执行机构开始动 作,打开底流排料阀排料,直至床层密度降低至设定值,排料阀门关闭。通过PID 控制器控 制排料阀开启,使槽体内干扰床层保持稳定的设定密度。 2.9.2 TBS 干扰床分选机的应用 TBS 干扰床分选可适用于以下情况: (1) 当要求出低灰产品,采用低分选密度处理入料中含大量临近分选密度物料的粗煤泥

时,TBS 干扰床分选机较螺旋分选机具有更大优势。(2) TBS 干扰床可有效分选4~0. 1mm 粒级物料,但首选4 :1 的粒度比,如4~1mm,1~0. 25mm。在流程设计时,可将TBS 干扰床 分选工艺用于主洗重力选煤和浮选之间,从而大大提高粗煤泥的回收率。 (3) 可适当加大主洗系统弧形筛和脱介筛的筛孔,以提高其处理能力和脱介效果。粗煤泥 可用TBS 干扰床分选机有效分选。煤炭工业济南设计研究院设计的TBS 干扰床已在张双楼 矿选煤厂、王楼选煤厂运转,工艺流程如图1 。图1 TBS 干扰床粗煤泥分选工艺流程图 主厂房主洗重力选煤系统的精煤磁选尾矿经0125mm分级旋流后,底流0. 25~1mm 粗煤泥作 为TBS干扰床的入料,TBS 干扰床精矿经弧形筛、煤泥离心机脱水回收粗精煤泥掺入精煤产 品;尾矿经弧形筛、高频筛脱水回收粗中煤泥混入洗混煤产品。旋流器<0125mm溢流和弧形 筛筛下水、煤泥离心机离心液及高频脱水筛筛下水一起进入煤泥水处理环节。TBS 实际运 行化验结果见表1 。从实际生产效果来看,尽管入料灰分变化较大,但分选后精矿灰分相对 稳定,分选效果良好。 表1 TBS 实际运行化验结果表(表不清晰,请绘制表格) 煤样灰分( %)入料精矿尾矿张双楼 1 26. 93 10. 02 77. 76 2 39. 43 10. 66 79. 48 3 37. 91 10. 52 79. 98 4 32. 29 10. 35 78. 67 5 39. 39 11. 71 80. 88 王楼 1 28. 65 9. 95 74. 03 2 22. 16 9. 23 70. 52 3 23. 44 9. 37 72. 46 4 20. 26 9. 03 70. 62 5 22. 16 9. 45 71. 25 2.9.3 影响TBS 干扰床分选机的运行参数 为了使TBS 干扰床分选机能有效运行,在生产过程中应满足以下条件: (1) 入料粒度上下限比建议为4 :1 。 (2) 入料浓度为40~50 % ,此浓度范围正好应该是旋流器底流浓度。 (3) 保持槽体中干扰床悬浮液的平均相对密度稳定。 (4) 给水压力为70~100kPa 。 2.9.4 结论 TBS 干扰床分选机相对于螺旋分选机和煤泥重介旋流器具有明显的优势: (1) 分选密度可调控,有效分选密度广,范围为1. 4~1. 9kgPL ,可满足不同用户对产品灰 分的要求。 (2) 全自动控制,无需人员操作。 (3) 对入料煤质变化的适应性强。 (4) 无需复杂的入料分配系统。 (5) 设计紧凑,占用空间小。 (6) 无需重介质和化学药剂。

(7) 没有动力消耗,设备维护费用低。 TBS 干扰床分选机在选煤厂粗煤泥分选工艺中必将得到更广泛的应用。__ 干扰沉降分选机在英国、澳大利亚和加拿大等国得到了较普遍的应用,这些设备不需 要重介质,而且只要给料被适当分级,可洗煤的粒度高达5mm,自动控制系统可保证按密 度进行准确地分选。

图1 干扰床分选机模型图图

图2 干扰床分选原理图

干扰床层分选机(图1 干扰床分选机模型图,图2 干扰床分选原理图)是一种利用上 升水流的作用使物料流态化,以粗颗粒、高密度物料作为加重质,实现人料按密度进行分 层与分离的重选设备。该分选机主要由给料系统、排料系统、密度控制回路和分选床体四 部分构成。其工作原理实质上是基于重力场中颗粒的干扰沉降理论,矿浆进人分选机后与 上升水流相遇形成干扰床层,固体颗粒在分选机内做干扰沉降运动,达到稳定状态后,密 度低于干扰床层平均密度的颗粒浮起,进人溢流,密度大于干扰床层平均密度的颗粒穿透 床层进入底流,通过排研口排出。干扰床层的密度由排料系统控制,即通过密度传感器发 出的信号控制排矸闸门实现床层密度控制。

3. 粗煤泥分选现状
选煤厂粗煤泥来源主要分两种情况[ 4] : 一是选前脱泥入选方式, 目前一般采用筛缝 为 2mm(或 3mm) 脱泥筛脱泥, 煤泥水中必然含有 0.5~2mm 粗煤泥; 二是不脱泥入选方式, 由于脱介筛或脱泥筛筛缝不均匀, 磨损严重时, 造成煤泥水中> 0.5mm 含量增多。为保证

入浮粒度, 需对煤泥水进行分级回收粗煤泥。 据资料介绍[ 5] ,(, )美国重介选煤厂大多采用预先脱泥技术, 粗煤泥分选广泛采 用水力旋流器和螺旋分选机, 分选工艺流程则根据分选下限粒度的不同, 采用一段水力 旋流器+ 螺旋分选机流程、两段水力旋流器+ 螺旋分选机流程、一段水力旋流器+螺旋分 选机+ 浮选流程等三种典型流程。美国的经验表明, 动力煤选煤厂多采用一段水力旋流器 + 螺旋分选机工艺, 其分选下限为 0.147mm; 普通炼焦煤选煤厂多采用两段水力旋流器+ 螺旋分选机工艺, 其分选下限为 0.045mm;; 高灰难选煤泥和奇缺煤种炼焦煤选煤厂多采 用一段水力旋流器+螺旋分选机+ 浮选工艺, 其分选下限为 0。 我国引进的南非工艺, 采用 筛孔为 3mm 分级筛预先脱泥分级,,< 3mm 粒级经弧形筛或水力分级旋流器分级后,经螺旋 分选机粗选后再进入重介分选旋流器分选,,< 0 5mm 采用浮选处理。 目前, 我国选煤生产中粗煤泥处理方法主要采用以下几种[ 6 ] : 由高频筛回收粗煤泥, 不分选直接掺入末煤中销售; 粗煤泥返回主选系统, 进入旋流器或其他设备分选; 采用 煤泥重介洗选; 精煤脱介稀介质与中煤脱介稀介质单独磁选, 尾矿分别回收粗精煤泥和 粗中煤泥; 采用螺旋分选机分选; 采用干扰床分选机分选; 采用水介质旋流器分选等。 从目前我国粗煤泥处理现状来分析, 存在以下问题: 1. 由高频筛回收粗煤泥, 不分选 直接混入末煤中销售, 精煤产率降低, 会给企业经济效益造成损失; 2.粗煤泥返回主选系 统进入旋流器分选, 煤泥量增加会影响主选设备分选效果, 降低选煤数量效率。同时, 由 于粗煤泥进入重介系统, 部分物料在系统中循环, 使重介旋流器相对入选量降低, 生产 成本提高; 3.采用煤泥重介或精煤脱介稀介质与中煤脱介稀介质单独磁选, 尾矿分别回收 粗精煤泥和粗中煤泥的工艺, 则会由于高频筛或弧形筛脱泥效率低, 导致粗精煤灰分偏 高, 从而影响精煤产品质量, 同时中煤泥中也损失一定量的精煤;; 4.采用螺旋分选机、 干扰床分选机、水介质旋流器分选粗煤泥, 尽管该方法生产成本较低, 但分选效果较差, 而且由于脱泥效率低, 会影响精煤质量。

3.1 典型粗煤泥分选工艺流程分析
孙村煤矿选煤厂在生产中采用三产品无压给料重介旋流器分选+煤泥浮选工艺流程, 如图 1 所示。旋流器溢流(精煤) 中分流出来的悬浮液经煤泥重介旋流器分选后, 分别进 入精煤稀介质磁选机和中煤泥稀介质磁选机回收粗精煤泥和粗中煤泥。

图 1 孙村煤矿选煤厂重选工艺流程图
从图 1 可以看出, 煤泥重介旋流器入料为主选三产品重介旋流器中精煤脱介筛下悬浮液的 分流,其中粗煤泥已得到分选。煤泥重介旋流器技术检查及粗煤泥高频筛上物料粒度分析 分别见表 1 和表 2。 表 1 煤泥重介旋流器技术检查分析

从表 1 中可看出煤泥重介旋流器入料中, >0.125mm 粒级灰分为 8 61% 。尽管煤泥重介旋 流器对粗煤泥有一定的分选作用, 但煤泥重介旋流器底流中低灰粗粒煤含量较多, 说明 煤泥重介旋流器分级起了主导作用, 结果造成底流灰分低于溢流(精煤) 灰分。这主要是 因为溢流中细粒级煤泥含量较高, 达到了 79.73%, 灰分为 36.68% 。

从图 1 还可看出, 粗中煤泥有两部分来源: 一是中煤脱介筛稀介质中煤泥, 二是煤泥重介 旋流器的底流。粗精煤泥也有两部分, 即煤泥重介旋流器的溢流及精煤脱介筛的稀介质中 的煤泥。因此, 导致粗精煤灰分为 11 1%, 远超过要求精煤灰分 8%;而粗中煤泥灰分为 33 82%, 从灰分看排入混煤中是合理的。 但是, 结合表 1 数据分析可知, 粗中煤泥中含有 大量的低灰精煤, 已造成精煤损失。

3.2 粗中煤泥分选试验研究
3.2.1 试验煤样分析
本研究用煤样为前述的孙庄煤矿选煤厂粗中煤泥, ,采自中煤泥高频筛。煤样筛分浮 沉试验结果见表 3。 从表 3 中可看出, 中煤泥中尽管粗粒含量较少, 灰分较高(粗中煤泥灰 分达 33.82% ), 但是<1.3kg /L 级别含量为 54.55%, 灰分仅为 8.46%。这说明粗中煤泥中 仍含有较大部分的精煤。

3.2 .2 浮选试验研究
为了保证浮选原料粒度组成, 将粗中煤泥用棒磨机进行了磨矿 1min 处理, 再进行 浮选试验。浮选采用单元浮选试验, 浮选时间 3min, 矿浆浓度为 100g /L; 捕收剂采用柴 油, 用量为吨干煤泥 1 2kg, 起泡剂为 SZ - 2 油, 用量为吨干煤泥 0.2kg。由浮选试验 结果(表 4) 可知, 浮选精煤产率为 5.20%, 精煤灰分为 10.44%, 这说明该煤样可浮性较 好。

3.3 摇床及螺旋分选机分选试验研究
摇床及螺旋分选机分选试验结果分别见表 5 和表 6。从表 5 和表 6 可看出, 该煤样摇 床分选效果好于螺旋分选机。两种选煤方法用于粗选和脱硫比较理想, 矸石灰分可达到 72%, 轻产品脱硫率达 30%, 但选煤效率较低, 摇床分选出灰分为 8.47% 时的精煤产率为 25.2% , 数量效率仅为 46.2%, 而螺旋分选机很难选出合格精煤产品。

3.4 粗煤泥分选工艺方案的探讨
根据前面数据及分析, 对于该选煤厂粗煤泥的处理, 建议采用以下几种方案: ( 1) 采用高效分级设备代替煤泥重介旋流器,分流悬浮液全部进入精煤稀介质磁选机, 磁选后煤泥由高效分级设备和高频筛联合回收。

( 2) 粗中煤泥经棒磨机磨矿后进入浮选, 浮选精煤灰分为 10 44% 时实际产率接近 50% 。尽管浮选和磨矿成本较高, 但精煤增产会带来更高效益。 ( 3 ) 粗中煤泥用摇床分选, 可得到灰分 8.47% 的精煤产率 25.2%, 尽管效率低些, 但生 产成本低, 此外, 精煤脱硫效率较高。

4( T B S )分选机 (这部分你在上面已经详细介绍,你可以在上面稍微提一下设备,在这里做 详细介绍) 4. 1 工作原理
首行缩进 2 字符 T B S ( 图 4 )是一种利用上升水 流在槽内产生紊流的干扰沉降分选设 备。TB S 槽 内的紊流床层被 视为 自生介质床层 ,它 可把粒度 <5 mm 物料分为 两个 粒度级 ,或利用物料密度的不 同来分选物料 。 工作时 ,一定压力和流速 的上升水 流进 入压力 水 箱 ,通过紊流板均匀地分布到 T B S 底部 ;固体 物 料进入 T B S 后 , 在 上升水 流 的作 用下 开 始分层 , 粗颗粒高密度的物料集中于槽体的底部 ,细颗 粒和 低密度物料则流向槽体上部。

首行缩进 2 字符随着物料的连续给入 ,细而轻的物料不断溢流溢流收集槽 ,高密度 的物料通过由 P I D 闭环控制控制的排料阀门排出。密度传感器浸入到紊流层相应高度 , 对槽体内的床层密度进行不问断的监,当床层的密度达到或超出设定值 。控制器即送出 一个 4—2 0 mA 的信号 到气动执行机构 ,气动执 行机构开始动作 ,并打开底流排料阀 排料 ,直至床 层密度降低至设定值 ,排料 阀门关闭。通过 P I D 控 制器控制排料 阀 门开启 ,可使槽体内干扰床层保持 稳定 的设 定 密度。气动执行机构的 程 大约 为 4 0 mm,在此范围内可 自由、平稳地运 动,排料阀 在气动执行机构的作用下同时动作。 4.1.1 影响因素 首行缩进2字符根据设备的现场应用和前人实验研究基础上发现颗粒特性、流体性质及机 体结构等因素均影响TBS干扰床分选机的工艺效果。因此在设备的设计、试验及使用中应 当对这些因素加以考虑。(下面应该是4.1.1.1 4.1.1.2等) 4.1.2 4.1.1.1 颗粒特性 首行缩进2字符颗粒特性包括密度、粒度、形状等。矿物在粒度、密度、形状上的差异, 使 它们在重选过程中表现出不同的沉降速度及方向。矿物的颗粒和密度越大, 则沉降末速也 越大。通过对物料密度组成的分析, 可知物料分选的难易程度, 从而评定干扰床分选机的 分选效果。干扰床分选机对粒度范围等有一定的要求, 一般处理0.125~3mm的粗煤泥。入 料粒度范围如果过大, 易出现错配问题, 即高密度细颗粒在上升水流作用下易进入溢流 污染精煤, 而低密度粗颗粒则极易沉到重产物中造成精煤的损失导致分选效果变差。刘文 礼等人在对粒度为1.16~0.128mm粗煤泥的宽级别试验时就发现相对于窄级别的粗煤泥其 分选效果急剧变差, 可能偏差达到0115以上。颗粒形状对分选过程也产生一定的影响。在 计算沉降末速时一般采用球体形状公式计算, 并用形状系数加以修正。 4.1.3 4.1.1.2流体性质 首行缩进2字符流体性质(流体粘度、密度及其流动速度等)影响流化质量。一般来说, 流 化介质的密度和粘度越大, 颗粒所受到的浮力和阻力就越大, 则沉降速度相对变小。重力 分选中介质流的主要形式为上升流、下降流、斜面流等。跳汰机采用了间断水流和上升流 实现物料的分层与搬运, 而TBS则应用连续上升水流实现了粗煤泥的有效分选。上升水流 流速是影响TBS干扰床分选机分选效果的重要因素。上升水流速度是随床型、颗粒特性等 来决定。只有选择恰当的水流速度, 才能为按密度分层创造有利条件, 若水流速度过大, 细而轻的物料来不及分选就进入溢流; ;反之, 粗颗粒同样来不及分选就集于槽底通过塞 阀排出。陈子彤等人对汶116~1125mm、1125~018mm粒级粗煤泥在不同上升水流速作用下 的干扰床分选机分选结果如表3所示[ 3 ]。由表3可知, 在相同的粒度范围内, 精煤产率 和灰分随上升水流而增加。试验表明: 在TBS中, 上升水流流速是影响精煤质量和产率的 一个关键因素。 表3 汶南粗煤泥干扰床分选机分选试验结果汇总表 粒级/mm 入料灰分/% 上升水流速/mm·s - 1 精煤产率/% 精煤灰分/% 矸石产率/% 矸石 灰分/%(绘制表格) 3317 44120 3129 55180 38188 116~1125 24142 44168 71150 5194 25151 74164 4713 72113 5197 27187 75158 28100 52189 4118 47111 43169

1125~018 22145 33100 72132 6104 27168 70167 44100 76145 7158 23155 78134 4.1.4 其它因素 其它因素包括床体结构、入料压力等。床体结构对流化质量有显著影响。分布器是干 扰床分选机的基本部件之一, 对流化质量的影响极为显著, 是影响精煤质量和产率的一 个重要因素。在设计分布器时应当使其满足产生的流化床能在最短的时间、高度内达到均 匀稳定的流化状态。分布器上的开孔率要经过严格计算, 满足正常操作时小孔不易堵塞、 磨损等条件。李延锋等在前人的基础上, 设计的管式分布器满足了上述条件, 取得了较好 的流化效果。不要空一行 由表2可知: 可将15%的入料灰分降到10%以下, E值在0105~0111之间, I值在0112~0119 之间。入料时的入料位置、入料压力对分选效果都有一定的影响。入料位置过高或过低都 不利于分选, 位置过高物料来不及分选就从溢流流出, 造成精煤灰分过高; 反之, 物料 则容易直接从底部排料口排出, 造成精煤的损失。入料压力也是影响分选的一个关键因 素。如果入料压力过大,将破坏流场的均匀稳定性, 影响分选精度。济宁二号矿分级旋流 器与干扰床分选机的高度落差较大, 使得入料压力, 床层不稳定, 导致了精煤灰分过高, 为降低压力,可以在入料前增设缓冲装置。排料口大小的设计要适当,若过小, 粗颗粒在锥 顶越积越多, 引起排料口的堵塞; 过大则由于排料过多引起床层不稳定。同时, 为保证流 化床运行的稳定性和连续性, 应实现连续平稳地给排料。设备应用过程应考虑选煤厂的实 际应用情况。对TBS进行实验室试验时, 上升水流多采用清水, 选煤厂从节约用水, 实现 洗水闭路循环的角度考虑, 宜采用循环水, 否则将加大洗水用量。循环水相对于清水而言, 在一定程度上影响TBS干扰床分选机的分选效果。因此在试验过程中,应做到实验室试验与 工业实践有效结合。同时, 在湿法选不要空一行 煤中, 由于空气湿度较大, 使得气动执行机构无法正常工作, 设备开发中可以考虑改为 液压或电动控制系统。干扰床分选机的用途及国内外的工业应用国外对于TBS干扰床分选 机的应用较多, 例如澳大利亚斯特拉特福德选煤厂应用干扰床分选机取代原二段螺旋机 分选机对一段螺旋产品进行再选, 使炼焦精煤的灰分由12% ~13%降为10%。1996~1998年 间, 新南威尔士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, 实验结果确定了干扰床分选机对分选粒度为215 ~ 015mm 原煤入料的可行性。 在Goonyella /Riverside矿, 通过干扰床分选机的再选流程, 回收浮选尾煤中的粗粒煤灰 分达到915% , 保证了精煤的产率, 其可燃体回收率至少可达到35%。国内的沈阳煤业集团 西马选煤厂和红菱选煤厂、贵州盘南煤炭开发有限公司响水选煤厂、徐州矿务集团张双楼 选煤厂、兖矿集团南屯选煤厂和济宁二号井选煤厂等引进

4.2 应用情况
目前 ,国内已经有多家选煤 厂引进 T B S 干扰 床分选机 ,并取得 了很好的效果。 表 1 、表 2 为梁北选煤厂的 T BS 实际生产数据 。

几个月的试生产表明,T B S 对粗煤泥分选效果好 ,而且对重介质和浮选系统工作效果 的影响明改善 ,精煤产率显著提高 ,介耗大幅降低。 干扰床分选机的实验研究 我国对TBS干扰床分选机研究现多处于试验阶段。中国矿业大学刘文礼等人用自行设计的 10cm ×20cm 的干扰床分选模型机对汶南矿粗煤泥进行了探索性试验, 赵宏霞等在此模 型的基础上进行了进一步的研究。中国矿业大学李延锋在实验室自行设计和制作了液固流 化床模型机, 利用济宁矿区原煤破碎级作煤样, 对模型机工作机理进行了深入研究, 并 对模型不断扩大, 同时进行了半工业试验,均取得较好的实验效果。 试验结果表明(见表2) : TBS干扰床分选机能够实现粗煤泥的分选, 并具有较好的分选效果

5 各种粗煤泥分选设备的对比 5.1 粗煤泥返回主选系统

该工艺先将原煤用脱泥筛湿式脱泥, 脱泥筛孔可选用 0.5 ( 1.5、3.0) mm, 脱除的煤 泥 (细粒煤) 由分级设备分级, > 0 3mm 部分经脱水处理后掺入块煤一起进入主选系统, 典型流程如图 1 所示。类似工艺在开滦吕家坨矿业公司选煤厂、范各庄矿业公司选煤厂均 有应用, 主要流程为: 矿井来煤经粗碎后, 200~ 0mm 全级进入主厂房, 由双层筛分级脱泥 处理后, < 0.75mm 部分进入深锥浓缩分级机进行分级, 深锥底流中> 0 3mm 部分泵送至高 频筛脱水, 并脱除夹带的 < 0.3mm 细泥, 筛上 0.75~ 0.3mm 粒级煤掺入脱泥后的原煤, 一并入主选系统进行洗选。

5.2 螺旋分选机处理粗煤泥
螺旋分选机是一种专门用来处理选矿中的磨细矿粒的设备, 入料粒度范围是 3.0 ~ 0.25mm, 在选煤厂被用来处理粗煤泥和细粒末煤。在美国、英国及澳大利亚等国家应用较 广泛。近年来, 在我国部分选煤厂也开始采用。由螺旋分选机分选经脱泥(分级) 后的粗 煤泥 (细粒末煤) , 可以减少块煤系统和浮选系统的负荷, 降低生产费用, 而且可减少浮 选机对粗煤泥可浮性差造成的精煤损失。图 2 所示为该工艺的典型流程。 螺旋分选机不需动力, 无运动部件, 也无须风、水、介质等辅助材料, 节能环保, 但 设备处理能力低, 占地面积较大, 对不同煤质适应性也比较差。此外, 由于设备的局限性, 其有效分选密度较大, 一般在 1 8 g /L 左右, 不适于对入料精选。因此, 此工艺适于分 选末煤量大, 原煤较易选的煤种.。

5.3 干扰床 ( TBS) 处理粗煤泥
干扰床 ( Teetered Bed Separator , 缩写 TBS) 采用的是干扰的原理, 在分选过程 中存在有悬浮液床层, 因此称之为干扰床。干扰床外观与浮选柱相似,入料悬浮液自上部 入料桶给入, 在特殊机械结构的工作室内向下运动的同时分散开, 并与上升水流相遇形 成干扰床层。由于不同密度的物料颗粒在干扰床的作用下沉降速度不同, 从而使轻、重物 料得以分离。槽体中干扰床层悬浮液的密度必须相对稳定,一般由压力传感器式密度自动 控制系统实现控制。在这个密度稳定的干扰床中, 密度低于干扰床悬浮液密度的颗粒被浮 起, 成精煤产物; 密度高于干扰床悬浮液密度的颗粒穿透干扰床, 进入底流, 成为尾煤 产物。国外有采用干扰床 ( TBS) 处理浮选尾煤中 0.50~ 0.35mm 粗煤泥的应用实例, 这 可有效弥补浮选系统对粗粒煤泥分选精度差的不足。

干扰床结构紧凑, 占地小, 维护简单, 生产成本低; 本身无运动部件, 无需动力, 无需压力给料泵, 能耗低; 不用药剂和铁粉等介质, 生产费用低; 可自动控制和调节分 选密度; 入料粒度范围较窄, 上限和下限之比以 4 为宜; 入料悬浮液浓度以 40 % ~ 60 % 为宜。干扰床适合处理 1~ 0 25mm 级的粗煤泥, 可用以处理浮选和重选之间的粗煤泥, 即 原煤脱泥后、浮选前排粗的物料。图 3 所示为该工艺的典型流程。

5.4 重介质旋流器处理粗煤泥
小直径重介质旋流器分选小直径重介质旋流器可产生较高的离心系数,使粉煤颗粒受 到的分选力远远大于其在重力场及大直径重介旋流器中受到的分选力, 从而得到高效分 选。 在分选高硫、 氧化、 难选粉煤时, 采用小直径重介质旋流器分选可得到良好的效果, 降 灰、脱硫效率较高。 小直径重介质旋流器分选粒度范围为 0.5 ~0mm (上限可提高到 3 或 1mm ), 分选精度 可达到 Ep = 0.06~ 0 1 (对粒度 0.5~ 0.04mm )。但此工艺对磁铁矿粉的要求比较高, 采 用的磁铁矿粉不但粒度要比较细, 而且真密度也要高。

5.4.1 重介分级入选新工艺技术
原煤经 3 ( 1 5) mm 原煤分级筛进行预先分级脱泥, 筛上 50 ( 80) ~ 3 ( 1 5) mm 级块煤进入块煤重介质旋流器进行分选, 3 ( 1.5 ) ~0.3mm 的细末粉经脱水处理后, 进入 细粒重介系统分选, 从而实现重介质旋流器分选下限到 0.3mm。

该工艺 (图 4) 在晋阳选煤厂取得良好的应用效果。此工艺采用一套介质回收净化系统, 实现了 80~ 3 ( 1.5) mm 块煤入大直径重介质旋流器分选,3 ( 1.5) ~ 0 . 3mm 细粒煤入 小直径重介质旋流器分选, 小直径重介质旋流器的细介质来源于块煤系统的精煤磁选机, 使介质系统大大简化, 但是操作管理要求较高, 有时会出现系统密度不稳定现象。

5.5 水介质旋流器处理粗煤泥
水介质旋流器分选细粒煤工艺简单, 生产成本低, 布置方便。在上世纪 80 年代, 煤炭 科学研究总院唐山分院做了水介质旋流器分选粗煤泥的研究, 尝试采用 500mm 水介质旋

流器分选 < 1mm 细末煤, 并取得了成功, 得到了一定的推广。如在株洲选煤厂代替煤泥 跳汰机处理角锥沉淀池底流, 当入料原煤灰分为 16.20 %时, 精煤灰分为 11.03 % , 底 流灰分为 57.60 %, 数量效率可达 90 %以上。太原理工大学利用 150mm、 350mm 水介质旋流器分选 < 4mm 细末煤的尝试也取得了成功,降灰幅度可达 50%, 精煤产率在 55 %左右[ 2]。 水介质旋流器应用范围很宽, 既可以作为主选设备分选< 50mm 级原煤, 也可以作为分选细 粒末煤的设备, 还可以代替 九五 工艺中粗煤泥回收旋流器组, 直接采用水介旋流器 分选粗煤泥, 可起到很好的降灰效果。

综上所述,在几种粗煤泥分选设备中,干扰床分选机(TBS)相对煤泥重介旋流器、螺旋 分选机和水介质旋流器具有更多优点: (1)分选下限可达 0.1mm,上限可达 4ram,且分选密度可调,有效分选密度在 1.4~1.9g /m 之间。 (2)可改善重介旋流器和浮选的分选效果,般情况下,使用干扰床分选机(TBS)可使全厂精 煤产率提高 4~5 个百分点。 (3)干扰床分选机(TBS)对人料煤质变化的适应性强。 (4)0.50—0.20mm 粗粒级煤泥采用 TBS 分选,可避免大直径旋流器分选细颗粒煤泥效果 差的缺点,又可充分发挥浮选分选细煤泥的优势,从而最大限度地减少重介系统和浮选系

统的人料量,同时,还提高了脱介设备的处理能力和脱介效果。 (5)干扰床分选机(TBS)可全自动控制,无需人员操作。 (6)工艺设计紧凑,占用空间小。 (7)设备本身无动力消耗,设备维护费用低,无需重介质和化学药剂,无需复杂的人料分 配系统。基于上述诸多优点,可以相信,干扰床分选机(TBS)必将成为新建选煤厂粗煤泥 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,具有良好的应用前景。

6 结论

小三号、黑体

通过上述对粗煤泥回收现状分析及粗中煤泥浮选试验结果进行研究分析, 可得出以下 结论: ( 1) 粗煤泥分选在选煤工艺中占有很重要的地位, 其分选效果的好坏直接影响到选煤厂 的经济效益。 ( 2) 采用单一重选方法对粗煤泥进行处理,由于粗煤泥的特殊性, 分选效率较低。 ( 3) 采用浮选对粗煤泥进行回收可获得较好的效果, 但需进行磨矿, 生产成本相对较高。 ( 4) 选择工艺及技术改造前, 应对粗煤泥进行细致的试验研究与分析, 选择合适的分选 工艺及方法, 原则上能采用分级即可处理的煤泥绝不采用分选方法回收, 以求降低生产 成本。

参考文献: 参考文献应该按照 1 2 3 4 依次来标,而不能标到 3 之后再从 1 标,请修改, 并把文章中的对应修改。 [1] 王世光.南桐选煤厂全重介工艺[J].选煤技术,2001, (6):lO. [2] 樊民强,等.新型水介旋流器分选粗煤泥的试验研究与 业应用[J].选 煤技术,2007,(4):25~29. [3] 邵燕祥. TBS/2100 干扰床分选机在梁北选煤厂的应用[J] 煤炭加工与综 合利用,2008, (2):22—24 [ 1] 丁淑芳, 等 2005, ( 2) [ 2] ( 11) [ 3] [ 4] 高丰 粗煤泥分选方法探讨[ J] 选煤技术,2006, ( 3) 崔广文, 等 粗中煤泥分选方法研究[ J] 选煤技术, 2008, ( 4) 张亚荣 关于重介粗煤泥分选设备的分析及探讨[ J] 煤, 2007, 选煤厂粗煤泥回收的探讨[ J] . 煤炭加工与综合利用,

[ 5] 李建光, 等 美国选煤厂煤泥分选工艺特点[ J] 选煤技术, 2006, ( 2) [ 6] 齐正义 粗煤泥分选工艺分析[ J] 选煤技术,2008, ( 2)

致 谢

首行缩进 2 字符历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了 无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师 周老师,他对我进行了无私的指导和帮助,不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。 衷心感谢周老师在过去的一年中对我的学习和生活所倾注的大量时间和心血!他不厌其 烦地教导我如何用科学的方法做科研,如何真正的为我国的选煤行业出一份力,并毫无保 留地与我分享他丰富的生活和科研经验,这对于我来说是一笔非常宝贵的财富。周老师对 前沿方向的准确把握和对选煤行业的独特见解使我受益匪浅。 周老师为人正直、 治学严谨、 实事求是,他对现实生活和科学理想之间平衡关系的深刻理解以及他的敬业精神永远值得 我学习。这一切都令我终生难忘。 另外,在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!感谢这篇论文所涉及到的 各位学者。本文引用了谢广元学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启 发,我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了 很多你问素材,还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。 由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正。

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