粗煤泥分选技术的发展现状

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原理:对于由不同粒度、密度颗粒组成的粒群体 系,不同的组分具有不同的沉降速度。高密度粗 粒具有较大的沉降速度,低密度细粒的沉降速度 则较小,而中等密度和粒度的颗粒的沉降速度介 于高密度粗粒和低密度细粒之间。
如果提供一个上升流体速度,使其介于低密度 细粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之间, 则中等密度和粒度的颗粒的沉降速度有可能恰好 等于上升水流速而悬浮于水中,从而形成具有一 定密度的干扰床。而高密度粗粒将在该干扰床中 沉降成为尾矿,低密度细粒将上浮成为精矿,从 而实现多组分粒群按密度和粒度的分离。
螺旋分选机分选粗煤泥工艺
优点:投资省、运行费用低及操作简单。 缺点:
(1)螺旋分选机分选密度最低只能控制在1.65(kg/L) 左右。螺旋分选机只适合分选可选性较易的动力煤,但很 难适应炼焦精煤需低密度分选的要求,与主分选作业之间 无法实现最大产率配合原则,只适用于易选、低灰煤的分 选;
(2)分选精度低。可能偏差E 值达到0.15-0.18 g/cm3,
(1)粗、细煤泥不再进入重介旋流器系统,提高了重 介旋流器的分选精度及处理能力;
(2)合介非常稳定,合介分流量小,甚至不分流; (3)脱介筛的脱介效率得到提高,脱介筛上喷水量减 少,介耗降低; (4)磁选机的介质回收效率。 预先脱泥工艺:最早应用于国外,国内也逐渐统一。
关键的问题:预先脱除的细泥如何分选?
1.8-1.9 1.37 52.90 0.52 51.18 5.50 53.60
1.9-2.0 0.55 59.52 0.10 58.93 3.30 62.33
+2.0 合计
11.15 100
84.98 18.15
0.25 75.58 57.31 86.34 100 8.61 100 61.04
重产物 分配率
粗煤泥分选技术的 研究现状
刘文礼 中国矿业大学(北京)
研究生院 2009.10
一、问题的提出
1、粗煤泥(coarse slime)的概念 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。
鹤岗益新选煤厂螺旋分选机分选效果
密度级
入料
产率
灰分
精煤 产率 灰分
矸石 产率 灰分
重产物 分配率
-1.3
62.36
3.03
59.95 2.91 1.16 3.87 1.89
1.3-1.4 16.41 12.01 17.84 11.50 0.75 14.56 4.03
1.4-1.5 7.05
24.17
(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
4.82 9.23 16.55 35.66 48.01 70.06 88.20 97.96
优点:不用另配介质;选前也无需设浓缩分级环节; 生产成本较低。 存在问题:
(1)处理能力偏低。350mm的旋流器处理能力仅 为80m3;
(2)对中等可选、难选煤的分选效果如何?尚 需进一步验证。
3、TBS(teetered bed separator)干扰床分选技术
重产物 分配率
5.69 18.67 46.97 71.95 89.32 99.25
(2)0.5-0.25mm粒级分选效果: 分选密度σp=1.76g/cm3,Ep=0.14,I= 0.18
0.5-0.25mm级分选效果
入料 密度级 产率 灰分
精煤
矸石
产率 灰分 产率 灰分
-1.4 73.13 5.50 84.27 5.38 19.37 8.53
铁精矿
铁精矿 合介桶 +
精煤 分级旋流器 -
+ 离心脱水机 -
存在问题:
(1)对介质的粒度要求 细;大小重介旋流器的 介质系统相互掺混,介 质系统整体平衡难度大, 难于管理;
(2)煤泥还是进入到了 主洗重介分选系统,对 脱介筛、磁选机的恶性 影响仍然存在。
精煤
煤泥重介分选流程
去浮选
脱泥工艺: 缺点:增加了脱泥环节; 优点:
表 4-1 汶南 1.6-1.25mm 粒级原煤浮沉试验综合表
浮沉物
浮物累计
沉物累计
产率
灰分
产率
灰分
产率
灰分
%
%
%
%
%
%
57.40
3.13
57.40
3.13 1 00 .0 0 24.41
10.79
8.49
68.19
3.98
42.60
53.09
3.02
18.24
71.21
4.58
31.81
68.22
%
上升水 流量 L/min
TBS 的分选效果
精煤
矸石
产率 灰分 产率 灰分
%
%
%
%
预测的分 选密度 (g/cm3)
实际分 选密度
D50 (g/cm3)
4.5 33.7 44.20 3.29 55.80 38.88 1.455
1.301
可能 偏差
E
0.063
1.6-1.25 24.42 5
44.68 71.50 5.94 28.50 74.64 1.550
1.67
26.91
72.88
5.09
28.79
73.46
2.01
38.81
74.89
6.00
27.12
76.33
25.11 79.33 100.00 24.41 25.11
79.33
100.00
24.41
粒级 (mm)
入料 灰分 %
表 4-23 汶南各粒级煤干扰床分选机分选试验结果汇总表
要求 精煤 灰分
1.549 0.081
6
47.31 72.53 6.08 27.47 76.43 1.780
1.568 0.065
4.5 28.25 52.89 3.95 47.11 43.75 1.458
1.343 0.085
1.25-0.8 22.45 5
32.97 72.32 5.70 27.68 70.95 1.562
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
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。
1.4-1.5 7.76 19.04 9.61 18.71 4.43 20.41
1.5-1.6 2.55 28.75 2.77 28.60 2.49 29.12
1.6-1.7 2.14 36.86 1.65 36.27 4.14 41.95
1.7-1.8 1.35 44.75 0.83 45.02 3.46 44.68
磁选尾矿

+
分级旋流器
+

磁选尾矿
+

分级旋流器
+

弧形筛
高频筛 粗煤泥
+

离心机
去浮选 a:高频筛粗煤泥回收工艺
粗煤泥
离心液
b:煤泥离心机(沉降离心机)粗煤泥回收
工艺
粗煤泥:对粗煤泥的分选作用很弱,粗煤泥成为“鸡肋”
精煤合 格介质
+ 煤泥重介旋流器 -
中煤 中煤磁选机
精 煤
精煤磁选机
中煤 中煤脱水
不脱泥分选工艺: 优点:省掉了预先脱泥工艺,系统简单; 缺点: (1)重介旋流器分选精度降低,处理能力降低; (2)对粗煤泥不能进行有效的分选; (3)介质不稳定,合介分流量大; (4)脱介筛、磁选机选型大,脱介筛上喷水量大,
介耗高,设备的运行成本高。
•当原生煤泥+浮沉煤泥+次生煤泥总量超过一定数量, 工作悬浮液粘度过大,影响到悬浮液流变特性时,则 选前必须脱泥。但是却没有一个量化的标准。
二 目前我国处理粗煤泥的分选工艺现状
1 动力煤选煤厂对粗煤泥的分选工艺现状 对细粒煤和煤泥不分选 对细粒煤和煤泥采用螺旋分选机分选
2 炼焦煤选煤厂对粗煤泥的分选工艺现状 选煤界的争论:
(1)脱泥和不脱泥工艺; (2)入料有压和无压工艺; (3)脱介筛是直线筛和香蕉筛; (4)介质净化是浓缩磁选还是直接磁选工艺。
三 目前粗煤泥分选工艺现状及存在的问题
1 螺旋分选机及存在的问题。
螺旋分选机是一种在重力和离心力的作用下实现不同密度矿物分 离的分选设备。自20世纪90年代初螺旋分选机开始应用于选煤行业, 用于3-0.15mm级粗煤泥。在美国、英国及澳大利亚等产煤国得到 普遍应用。近几年螺旋分选机在我国的神华集团和大同煤业集团等 选煤厂得到应用。
44.50
13.14 80.30
100
18.34
精煤
产率 灰分
87.95 5.71
9.28 18.27
1.78 27.95
0.67 35.98
0.20 44.36
0.12 60.59
100
7.62
矸石 产率 灰分 18.92 8.74 7.59 19.39 5.62 28.45 6.08 36.29 5.86 44.91 55.93 80.79 100 54.74
7.03 23.87 0.43 23.81 5.73
1.5-1.6 2.24
39.53
1.28 44.03 0.37 32.22 22.50
1.6-1.8 2.03
54.40
0.90
0.92 45.87 50.60
+1.8
9.91
85.27
0.54
8.82 85.25 94.20
合计
100
16.00 87.55 6.90 12.45 66.82
实际分选密度为1.69 kg/L,Ep值为0.11,I值为0.16。
2 新型水介旋流器(Ф350mm)分选细粒煤和粗煤泥
唐山分院在80年代做了水介质旋流器分选粗煤泥的研究,尝试 采用直径Ф500mm水介质旋流器分选<1mm细末煤,数量效率可 达到90%以上。太原理工大学开发了新型大锥角旋流器。
工程实例:山西吕梁地区兴无选煤厂。 分选条件:分选粒度范围1.0~0.25mm;入料浓度为100g/l; 处理能力80m3/h。
如果颗粒的粒度相等或在很窄的粒级范围内, 则颗粒的沉降速度主要取决于颗粒的密度,不同 密度的颗粒将在一定上升水流作用形成的干扰床 中按密度进行分选。
四、中国矿业大学(北京)所进行的研究工作
1、试验室研究工作
密度级 g/cm3 -1.3 1.3-1.4 1.4-1.5 1.5-1.6 1.6-1.8 +1.8 总计
粗煤泥:2-0.3mm的煤泥。
2、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)
Байду номын сангаас
(1)+0.5mm粒级分选效果: 分选密度σp=1.56g/cm3,Ep=0.09,I= 0.16
密度级
-1.4 1.4-1.5 1.5-1.6 1.6-1.7 1.7-1.8
+1.8 合计
+0.5级分选效果表
入料
产率
灰分
73.50
5.85
7.58
19.21
2.41
28.33
1.89
36.42
1.48
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。
不完善度I=0.2~0.25,分选炼焦煤精煤损失大。 (3)单机处理能力低,设备难以大型化,占地面积大; (5)入料浓度:15-30%。单台设备矿浆处理量为21-
34m3/h,固体处理能力为6-14t/h。
实例:鹤岗矿区溢新炼焦煤选煤厂,采用重介旋流器+螺
旋分选机工艺。实际精煤产率比本矿区采用国有技术无压入 料三产品重介旋流器分选的同类选煤厂低5%。造成的焦煤资 源损失和企业经济损失,令人瞠目。
1.541 0.094
6
44.02 76.45 7.58 23.55 78.34 1.841
1.691 0.025
5 1.6-0.8 24.30
5.5
32.4 52.12 4.19 40.6 71.12 6.07
47.88 45.53 28.88 68.71
1.546 1.776
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