选煤方法
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也称洗煤。从原煤中分选出符合用户质量要求的精煤的过程。炼焦用煤对灰分、硫分均有一定要求者,必须使用用经过洗选的精煤。煤的岩相组成以及煤中矿物质的数量、种类、性质和分布状态,都是影响煤的可选性的因素。针对原煤可选性的难易程度,选煤厂常用的工艺有跳汰、重介旋流器、重介浅槽、动筛跳汰、浮选等。其它选煤方法还有风选、螺旋分选等
利用机械加工方法或化学处理方法,清除原煤中的有害杂质,回收伴生矿物,改善煤的质量,为不同用户提供质量合适的煤炭产品及伴生矿物产品。原煤中的有害杂质有灰分、硫分、水分、磷分及其他少量矿物质。此外,在某些煤矿中含有少量稀有金属如锗、钒和放射性铀等伴生矿物。
选煤
①灰分分内在灰分和外在灰分。在成煤时期形成并与煤致密地结合在一起的灰分叫内在灰分;在采煤过程中混入的顶、底板及夹矸层的矸石称外在灰分。
②硫分分有机硫和无机硫两种。无机硫又分为硫酸盐硫和黄铁矿硫。黄铁矿硫由于存在的形式不同,可分为细粒浸染状、结核状和浸染、结核混合状三种。
③水分分内在水分和外在水分两种。内在水分是吸附在煤炭孔隙中的水分,需要加温到105℃才能蒸发掉;外在水分是附着在煤炭表面上的水分。
上述有害杂质对用户都是不利的。例如炼焦用煤的灰分将全部转入焦炭,而焦炭的灰分每升高1%(或硫分升高0.1%),炼铁时焦炭消耗量将增加2~3%、熔剂消耗量将增加2~2.5%、高炉炼铁的生产率将降低2~3%;炼焦用煤的水分增加,将会延长结焦时间、降低焦炉的生产率。燃料煤的灰分和水分增加,会降低热效率,污染环境;燃料煤中的硫分高,会严重地腐蚀锅炉、管道,并污染大气,形成酸雨,危害严重。因此,不同用途的煤炭产品,其有害杂质含量都有一定限制。在采煤机械化程度愈来愈高的条件下,原煤质量愈来愈差,必须经过洗选加工,才能满足不同用户的要求,获得更好的工艺指标和经济效益。
选煤一般只能清除原煤中的外在灰分、结核状及浸染、结核混合状的黄铁矿硫分和外在水分。要想清除内在灰分和细机硫分粒浸染状黄铁矿硫分和有,必须采用化学处理方法,在工业生产中尚未大量使用。要使产品水分降到很低(例如8.0%以下),必须应用热力干燥法。当伴生矿物含量符合回收条件时,可同时设法回收,成为伴生矿物产品,使选煤厂的经济效益更为增加
选煤方法
重选
选煤
利用煤与矸石的比重差异,在水或重介质(重液、重悬浮液)和空气(干法)介质中进行分选的方法,有:重介质选、跳汰选、槽选、摇床选和离心力场选等方法(见重选,摩擦与弹跳选)。
浮选
利用煤与矸石间表面物理化学性质上的差异进行分选,通常有泡沫浮选和多油浮选(油团选煤)等。
磁选
利用某些杂质具有磁性的特点,可用磁选法清除有害杂质,如用高梯度磁选机清除已达单体分离的细粒浸染的黄铁矿(见磁选)。
电选
利用煤与杂质间电导率或介电常数不同,清除有害杂质,例如用电选获得超低灰精煤(见电选)。
选煤生产中以重介质选和跳汰选或两者联合使用的应用最多。为了提高细粒级煤的分选精确性,离心力场选煤(重介旋流器、水介旋流器)和电磁风阀筛下气室末煤跳汰机选煤发展很快;摇床选只适用于细粒级(6~0.15mm)高硫煤的选别和回收黄铁矿;干式选别法只适用于高寒、干旱、缺水地区;槽选法的分选效果差,一般不采用,但在简易回收矸石中或矸石堆中的煤炭时,也有应用不同结构的槽洗机的。对于煤泥(-0.5mm粒级)的选别,浮选是当前最好的分选方法,一般常用泡沫浮选法;多油浮选(油团选煤)只在把煤改变为流质燃料(可代替石油直接燃烧,现已为美、意等国采用)时或为回收极细煤粒子用其他任何分选方法都无法奏效时方采用。磁选法在重介质选煤厂中作为回收加重剂的手段而应用;作为清除杂质的方法,和电选法一样,均处在研究阶段中。
3原煤准备
选煤
不同的选煤方法适用于不同粒度级别的煤的选别。煤与有害杂质必须达到单体解离才能有效地分选。因此,煤在进入洗选过程之前,必须经过原煤准备的阶段,需将不同的煤破碎到不同的粒度。一般的选煤厂在原煤准备阶段中都包括有筛分、拣选和破碎几个作业,其中手选作业是选煤生产中体力劳动最繁重的一个作业,应当采用现代选煤技术中有效的手段努力予以消除。代替的手段有:①选择性破碎,在煤块与矸石块在硬度上有显著差别时,采用碎选机将煤块破碎掉,把合格的矸石排除掉,或者有很少一部分硬煤块没有破碎掉,只需很少一部分手选工作量捡出煤块,丢弃矸石块及杂物;②采用重介质选煤方法排除大块矸石,对露天开采极为有效;③全部破碎,进入洗选作业后机械排矸,例如采用颚式破碎机将大块矸石和煤炭一起破碎后送入洗选作业。总之,要根据煤与有害杂质单体解离粒度、大块的含量、使用的选煤方法和选煤机械型号等因素,在准备阶段把煤控制到一定的粒度上限或分成不同的粒度级,为洗选作准备。
4产品处理
煤经过洗选加工得出不同质量的产品后,还要进行产品的脱水、脱泥处理,以便进一步改善质量,并使产品的水分指标合格。一般对大中块精品采用一次筛分分级脱水;对末煤精品必须在第一次筛分脱水之后,再进行第二次离心脱水;对于煤泥精品,必须进行真空过滤脱水(见脱水干燥)。对于煤泥和浮选尾煤采用压滤机脱水最为有效,但在一些已建成的选煤厂中多采用在厂外沉淀后挖掘、晒干的方法。
5流程规范
在整个选煤过程中,准备阶段和产品处理阶段的流程,已基本模式化,只是因设备选型和产品水分指标要求上的不同而有所变化,流程环节可能有所增减,而其各自的任务不变。变化比较多的主要是洗选作业,要根据原煤的可选性、伴生矿物状况、产品质量和品种的要求,充分发挥各种选煤方法的优势,实行各种选煤方法的经济合理的配合,组成不同的流程。并要采用不同设备,生产出质量和品种都符合要求的产品,获得尽可能好的经济效益。同时,要在经济上合理、技术上可能的条件下,把原煤中的伴生矿物选别成有用的产品,化害为利或化无用为有用,进一步提高选煤厂的经济效益。例如在选煤中增加必要的作业环节,把伴生的黄铁矿分选成为硫精矿等。
6选煤工业
1949年初,中国只有生产选煤厂9座,设计能力为700万吨/年,工艺流程简单,方法落后。30多年来洗选加工能力有很大发展。截至1981年底,全国共有选煤厂99处,设计能力为11395万吨/年,实际处理量已
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