粗煤泥分选工艺分析
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收稿日期 : 2007 - 02 - 12 作者简介 : 齐正义 (1964 - ) , 男 , 研究员 , 现就职于天地科技股 份有限公司 唐山分公司设计工程中心 , 主要从事煤炭加工利用的 研究 。联系电话 : 电话 : ( 0315 ) 7759482 , E - mail: qizhyi@ 1631com。
是 , 这会拉大分选级别的宽度 , 操作不好 , 就有顾 此失彼的情况产生 。因此建议 : 重介质旋流器在宽 级别入选时 , 如果上限超过 50mm , 分选下限至应 提高 3 (115) mm , 这可以降低重介质旋流器入料 压力 , 从而减少能耗和过流件的磨损 ; 尽量不采用 跳汰机分选粗煤泥或细粒末煤 。而采用预先脱泥的 分选工艺中 , 由于脱泥筛筛缝不均匀 、磨损等原因
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 015 ～ 0mm (上限可提高到 3或 1mm ) , 分选精度可达到 Ep = 0106～011 (对粒度 015 ～0104mm ) 。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 。 412 重介分级入选新工艺技术
图 4 重介分级入选新工艺
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 (115) mm块煤入大直径重介质旋流器分选 , 3 (115) ～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
48
第 2期 齐正义 : 粗煤泥分选工艺分析 2008年 4月 25日
采用干扰床分选机分选、采用水介质旋流器分选等 , 但是这几种工艺都有不同的适用性 , 设计时应根据 煤质特性及选煤厂的实际情况等因素合理选择 。
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 015 ( 115、 310 ) mm , 脱除的煤泥 (细粒 煤 ) 由分级设备分级 , > 013mm 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 , < 0175mm 部分进入深锥浓缩 分级机进行分级 , 深锥底流中 > 013mm 部分泵送 至高频筛脱水 , 并脱除夹带的 < 013mm 细泥 , 筛 上 0175～013mm 粒级煤掺入脱泥后的原煤 , 一并 入主选系统进行洗选 。
摘要 : 介绍了几种常用的粗煤泥分选工艺 , 并对这些分选工艺特点及适用性进行了分析 。 关键词 : 粗煤泥 ; 分选工艺 ; 干扰床 水介质旋流器 中图分类号 : TD94 文献标识码 : B
随着采掘机械化程度的提高 , 原煤中的煤泥含 量也不断增大 。在选煤生产中 , 块煤的选煤方法很 多 , 广泛采用的有重力和重介选煤方法 , 其中重力 选煤方法有跳汰机 、动筛跳汰机等 ; 重介选煤方法 有浅槽分选 、立轮分选 、斜轮分选 、螺旋滚筒分选 机 、重介质旋流器等 。但是这些选煤方法的分选下 限大部分在 13 ( 25 ) mm 以上 , 如浅槽分选 、立 轮分选 、斜轮分选 、螺旋滚筒分选机 、动筛跳汰机 等 。虽然重介质旋流器分选下限可以到 0115mm 左 右 , 煤泥跳汰机分选下限可以到 015mm 左右 , 但
< 115 (015) mm 部分存在煤泥跑粗现象 , 也不能 直接进入浮选系统 , 必须经预先排除粗煤泥后才能 进行浮选 。因此选择合适的粗煤泥的处理工艺至关 重要 。
目前 , 生产中粗煤泥的处理主要采用以下几种 方法 : 粗煤泥返回主选系统进入旋流器或其他设备 洗选 、采用煤泥重介洗选、采用螺旋分选机洗选 、
27111 9149 48180 467165 25109 34170 45116 210113
20
年利润 /万元
2 228127 7 110179
吨原煤利润 /元
12138
39150
由表 1可以看出 , 改造后生产九级精煤比改造 前生产 “优一 ”级精煤年增加利润 4 882152万元 , 入选吨原煤利润增加 27112元 , 取得了较好的经济 效益 。本次改造工程总投资 3 187万元 , 因此投资 回收期为 3 187 /4 882152≈ 0165年 , 约 8个月即可 收回全部投资 。
原煤经 3 ( 115 ) mm 原煤分级筛进行预先分 级脱泥 , 筛上 50 ( 80 ) ～3 ( 115 ) mm 级块煤进 入块 煤 重 介 质 旋 流 器 进 行 分 选 , 3 ( 115 ) ～ 013mm 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 013mm。
47
第 2期 选 煤 技 术 2008年 4月 25日
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 。
4 重介质旋流器处理粗煤泥
411 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 ,
图 3 干扰床 ( TBS) 分选粗煤泥工艺
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 ～0125mm 级 的粗煤泥 , 可用以处理浮选和重选之间的粗煤泥 ,
果明显 : (1) 提升了原煤入选能力 。改造后 , 选煤厂
入选能力达到了 118M t/ a, 与矿井生产能力相匹 配。
(2) 精煤灰分降低 。跳汰工艺改为重介工艺 后 , 精煤灰分由原来的 11%左右降低至 915%以 下 , 并可根据市场需求和用户要求灵活调整精煤产 品灰分 。
(3) 浮选精煤水分大幅下降 , 由改造前的 30%降到改造后的 20%以下 。
图 1 粗煤泥返回主选系统
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 310 ～0125mm , 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 。
质旋流器精选粗煤泥工业性试验报告 [R ] 1 19801 [ 2 ] 段建忠 , 等 1 选煤厂细粒煤分选新工艺探讨 [ J ] 1
选煤技术 , 2006, (5) 1
(4) 实现了煤泥厂内回 收 、洗水 闭路 循环 , 年回收煤泥 1419万 t。
(5) 生产系统实现了自动控制 , 自动化程度 大大提高 , 重点岗位设工业电视监控 , 主要参数实 现自动调节 , 为产品数质量达到要求提供了有力保 证。
东山矿选煤厂改造前生产 “优 一 ”级 精煤 , 改造后生产九级精煤 , 表 1所示为改造前后的经济 技术指标对比 。
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 118 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。
图 5 水介质旋流器分选粗煤泥工艺流程
6 结语
以上介绍的几种粗煤泥分选工艺 , 各有其优缺 点与适用性 。因此 , 选煤设计应在详细分析和比选 的基础上 , 并结合各厂的具体情况 , 选择适宜的 、 高效的设备和工艺 , 以取得最佳的处理效果 。
参考文献 : [ 1 ] 煤炭科学研究院唐山分院 , 等 1株洲洗煤厂 <500水介
太原理工大学利用 Ф150mm、 Ф350mm 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 。
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 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 Ф500mm 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 16120%时 , 精煤灰分为 11103% , 底流灰分 为 57160% , 数量效率可达 90%以上 [ 1 ] 。
第 2期 2008年 4月
wenku.baidu.com
COAL
P选R E PA R煤A T IO N技 T EC H术NOLO GY
No12 Ap r12008
文章编号 : 1001 - 3571 (2008) 02 - 0046 - 03
粗煤泥分选工艺分析
齐正义 (天地科技股份有限公司 唐山分公司 , 河北 唐山 063012)
46
表 1 改造前后的经济技术指标对比
经济技术指标
改造前
改造后
产率 / %
精
灰分 / %
煤
产量 /万 t
价格 /元 ·t- 1
产率 / %
中
灰分 / %
煤
产量 /万 t
价格 /元 ·t- 1
吨煤加工费 /元
28134 11136 51101 348118 22192 36192 41126 201159 1215
图 2 螺旋分选机分选粗煤泥工艺
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 0150～0135mm 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 。
是 , 这会拉大分选级别的宽度 , 操作不好 , 就有顾 此失彼的情况产生 。因此建议 : 重介质旋流器在宽 级别入选时 , 如果上限超过 50mm , 分选下限至应 提高 3 (115) mm , 这可以降低重介质旋流器入料 压力 , 从而减少能耗和过流件的磨损 ; 尽量不采用 跳汰机分选粗煤泥或细粒末煤 。而采用预先脱泥的 分选工艺中 , 由于脱泥筛筛缝不均匀 、磨损等原因
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 015 ～ 0mm (上限可提高到 3或 1mm ) , 分选精度可达到 Ep = 0106～011 (对粒度 015 ～0104mm ) 。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 。 412 重介分级入选新工艺技术
图 4 重介分级入选新工艺
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 (115) mm块煤入大直径重介质旋流器分选 , 3 (115) ～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
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第 2期 齐正义 : 粗煤泥分选工艺分析 2008年 4月 25日
采用干扰床分选机分选、采用水介质旋流器分选等 , 但是这几种工艺都有不同的适用性 , 设计时应根据 煤质特性及选煤厂的实际情况等因素合理选择 。
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 015 ( 115、 310 ) mm , 脱除的煤泥 (细粒 煤 ) 由分级设备分级 , > 013mm 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 , < 0175mm 部分进入深锥浓缩 分级机进行分级 , 深锥底流中 > 013mm 部分泵送 至高频筛脱水 , 并脱除夹带的 < 013mm 细泥 , 筛 上 0175～013mm 粒级煤掺入脱泥后的原煤 , 一并 入主选系统进行洗选 。
摘要 : 介绍了几种常用的粗煤泥分选工艺 , 并对这些分选工艺特点及适用性进行了分析 。 关键词 : 粗煤泥 ; 分选工艺 ; 干扰床 水介质旋流器 中图分类号 : TD94 文献标识码 : B
随着采掘机械化程度的提高 , 原煤中的煤泥含 量也不断增大 。在选煤生产中 , 块煤的选煤方法很 多 , 广泛采用的有重力和重介选煤方法 , 其中重力 选煤方法有跳汰机 、动筛跳汰机等 ; 重介选煤方法 有浅槽分选 、立轮分选 、斜轮分选 、螺旋滚筒分选 机 、重介质旋流器等 。但是这些选煤方法的分选下 限大部分在 13 ( 25 ) mm 以上 , 如浅槽分选 、立 轮分选 、斜轮分选 、螺旋滚筒分选机 、动筛跳汰机 等 。虽然重介质旋流器分选下限可以到 0115mm 左 右 , 煤泥跳汰机分选下限可以到 015mm 左右 , 但
< 115 (015) mm 部分存在煤泥跑粗现象 , 也不能 直接进入浮选系统 , 必须经预先排除粗煤泥后才能 进行浮选 。因此选择合适的粗煤泥的处理工艺至关 重要 。
目前 , 生产中粗煤泥的处理主要采用以下几种 方法 : 粗煤泥返回主选系统进入旋流器或其他设备 洗选 、采用煤泥重介洗选、采用螺旋分选机洗选 、
27111 9149 48180 467165 25109 34170 45116 210113
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年利润 /万元
2 228127 7 110179
吨原煤利润 /元
12138
39150
由表 1可以看出 , 改造后生产九级精煤比改造 前生产 “优一 ”级精煤年增加利润 4 882152万元 , 入选吨原煤利润增加 27112元 , 取得了较好的经济 效益 。本次改造工程总投资 3 187万元 , 因此投资 回收期为 3 187 /4 882152≈ 0165年 , 约 8个月即可 收回全部投资 。
原煤经 3 ( 115 ) mm 原煤分级筛进行预先分 级脱泥 , 筛上 50 ( 80 ) ～3 ( 115 ) mm 级块煤进 入块 煤 重 介 质 旋 流 器 进 行 分 选 , 3 ( 115 ) ～ 013mm 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 013mm。
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第 2期 选 煤 技 术 2008年 4月 25日
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 。
4 重介质旋流器处理粗煤泥
411 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 ,
图 3 干扰床 ( TBS) 分选粗煤泥工艺
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 ～0125mm 级 的粗煤泥 , 可用以处理浮选和重选之间的粗煤泥 ,
果明显 : (1) 提升了原煤入选能力 。改造后 , 选煤厂
入选能力达到了 118M t/ a, 与矿井生产能力相匹 配。
(2) 精煤灰分降低 。跳汰工艺改为重介工艺 后 , 精煤灰分由原来的 11%左右降低至 915%以 下 , 并可根据市场需求和用户要求灵活调整精煤产 品灰分 。
(3) 浮选精煤水分大幅下降 , 由改造前的 30%降到改造后的 20%以下 。
图 1 粗煤泥返回主选系统
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 310 ～0125mm , 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 。
质旋流器精选粗煤泥工业性试验报告 [R ] 1 19801 [ 2 ] 段建忠 , 等 1 选煤厂细粒煤分选新工艺探讨 [ J ] 1
选煤技术 , 2006, (5) 1
(4) 实现了煤泥厂内回 收 、洗水 闭路 循环 , 年回收煤泥 1419万 t。
(5) 生产系统实现了自动控制 , 自动化程度 大大提高 , 重点岗位设工业电视监控 , 主要参数实 现自动调节 , 为产品数质量达到要求提供了有力保 证。
东山矿选煤厂改造前生产 “优 一 ”级 精煤 , 改造后生产九级精煤 , 表 1所示为改造前后的经济 技术指标对比 。
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 118 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。
图 5 水介质旋流器分选粗煤泥工艺流程
6 结语
以上介绍的几种粗煤泥分选工艺 , 各有其优缺 点与适用性 。因此 , 选煤设计应在详细分析和比选 的基础上 , 并结合各厂的具体情况 , 选择适宜的 、 高效的设备和工艺 , 以取得最佳的处理效果 。
参考文献 : [ 1 ] 煤炭科学研究院唐山分院 , 等 1株洲洗煤厂 <500水介
太原理工大学利用 Ф150mm、 Ф350mm 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 。
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 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 Ф500mm 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 16120%时 , 精煤灰分为 11103% , 底流灰分 为 57160% , 数量效率可达 90%以上 [ 1 ] 。
第 2期 2008年 4月
wenku.baidu.com
COAL
P选R E PA R煤A T IO N技 T EC H术NOLO GY
No12 Ap r12008
文章编号 : 1001 - 3571 (2008) 02 - 0046 - 03
粗煤泥分选工艺分析
齐正义 (天地科技股份有限公司 唐山分公司 , 河北 唐山 063012)
46
表 1 改造前后的经济技术指标对比
经济技术指标
改造前
改造后
产率 / %
精
灰分 / %
煤
产量 /万 t
价格 /元 ·t- 1
产率 / %
中
灰分 / %
煤
产量 /万 t
价格 /元 ·t- 1
吨煤加工费 /元
28134 11136 51101 348118 22192 36192 41126 201159 1215
图 2 螺旋分选机分选粗煤泥工艺
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 0150～0135mm 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 。