液固流化床粗煤泥分选机与螺旋分选机的对比

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3 技术特点对比
螺旋分选机和液固流化床粗煤泥选机由于分选 原理的不同和影响分选效果关键因素的差异,使它 们在生产实际应用中呈现出各自不同的特点。表 1 是螺旋分选机与液固流化床粗煤泥分选机的特点对 比。
表 1 螺旋分选机与液固流化床粗煤泥分选机技术特点对比
对比类别 适宜分选粒度
精煤灰分 适宜分选作业 单台处理能力 一般所需台数 高度 ( 本身) 需要辅助设施
表 2 液固流化床粗煤泥分选机的分选效果 %
分选密度 / kg·L - 1
1. 25 1. 30 1. 35 1. 40
入料
( 1. 7 ~ 0. 25mm)
产率
灰分
27. 68
20. 63
27. 24
21. 26
26. 86
20. 62
20. 72
21. 22
分选后
精煤灰分 尾煤灰分
10. 02
57. 20
表 4 成庄选煤厂末煤车间粗煤泥的粒度组成 %
筛下物累计 筛上物累计 粒级 / mm 产率 灰分
产率 灰分 产率 灰分
< 0. 125 13. 60 30. 45 13. 60 30. 45 100. 00 23. 11
0. 125 ~ 0. 15 7. 85 22. 44 21. 45 27. 52 86. 40 21. 96
功率消耗 总体高度 ( 加辅助设施)
占地面积 操作及控制 维修及维护
螺旋分选机 2 ~ 0. 1mm
高 高密度分选 ( 排矸、脱无机硫)
小 多台 2. 3 ~ 3m 多台搅拌桶及分配管 小 ( 多台搅拌桶) 3. 5 ~ 4m
大 浓度要求较严格,控制困难,分料均匀性难以控制
无需
液固流化床粗煤泥分选机 3 ~ 0. 15mm
密度的颗粒会浮起,并进入浮物产品,凡密度高于 床层平均密度的颗粒,则穿过床层,由排矸口进入 沉物。
图 2 液固流化床粗煤泥分选机示意图
影响液固流化床粗煤泥分选机分选效果的因素 包括结构因素和操作因素,其中结构因素包括流体 分布器形状和布置、入料位置、排料口的大小等 等,操作因素包括给料浓度、上升水流流量、床层 密度设定值等等。其中关键因素是上升水流流量和 床层密度设定值,这些因素容易实现自动控制。
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从粗煤泥的这些特点来看,粒度范围比较窄、 煤与矿物质解离充分和可选性易选的特点为粗煤泥 分选创造了良好的条件。但是,粒度细和含有部分 高灰细泥可造成粗煤泥分选困难。因此,粗煤泥分 选的要求是: 低密度分选,脱除高灰细泥,总体降 灰幅度较小。下面将结合此要求,展开螺旋分选机 和液固流化床粗煤泥分选机的对比。
0. 15 ~ 0. 25 11. 48 21. 35 32. 93 25. 37 78. 55 21. 91
0. 25 ~ 0. 50 16. 72 21. 04 49. 65 23. 91 67. 07 22. 01
0. 50 ~ 1 37. 06 22. 55 86. 71 23. 33 50. 35 22. 33
22. 84 ~ 25. 53
精煤灰分 / %
9. 85 ~ 11. 42
精煤产率 / %
72. 73 ~ 77. 76
数量效率 /
%
Ep
91. 03 ~ 0. 07 ~
94. 97 0. 10
4. 2 分选效果对比 下面以晋煤集团成庄选煤厂末煤车间粗煤泥分
选为例来对比二者的应用效果。该厂粗煤泥的粒度 组成和密度组成分别见表 4 和表 5。
第4 期
陈文刊等: 液固流化床粗煤泥分选机与螺旋分选机的对比
2011 年 8 月 25 日
题[1]; 料流在螺旋槽内运动的过程中,沿槽的内侧 至外侧流膜厚度逐渐增大,矸石等重矿物颗粒逐渐 移入下层 ,煤等轻矿物浮于料流上层,颗粒群实现 分层; 由于重产物位于下层,与槽体接触,又受到 上层液流的压力,运动阻力加大,与轻产物形成一 个速度差,轻产物受螺旋料流的作用向槽的外缘运 动,重产物在重力、流体动压力、摩擦力和惯性离 心力的作用下向槽的内缘运动,中间密度物料则占 据槽的中间带,即轻、重颗粒在横断面上实现了基 本按密度分带; 在螺旋分选机底部,用产品溜槽分 别收集这些物料,从而实现轻、重产物的分离[2]。
10. 42
60. 10
10. 98
66. 64
11. 26
72. 34
中国矿业大学李延锋开发了具有自主知识产权 的液固流化床Leabharlann Baidu煤泥分选机,对成庄选煤厂的粗煤 泥进行 了 工 业 性 试 验,也 取 得 了 较 好 的 结 果[6], 如表 3 所示。
表 3 液固流化床粗煤泥分选机工业性试验结果
入料灰分 / %
液固流化床粗煤泥分选机是利用上升水流,使 物料流态化,形成具有一定密度的悬浮液,根据物 料沉降速度差异实现不同密度矿物分离的分选设备 ( 图 2) 。它的主体结构包括均匀给料装置、精尾煤 排料装置、柱体三部分,还有一套密度自动控制系 统。其工作过程是: 入料由矿浆给料管给入到液固 流化床分选机中,水由泵打入分选机底部的流体分 配器,并在分选机内产生向上水流,入料中沉降速 度恰好等于上升水流速度的组分悬浮于分选机中, 形成具有一定密度的悬浮液干扰床层; 分选机的分 选密度可由上升水流的速度来控制,分布器可使上 升水流分布均匀,防止上升水流对稳定干扰床层的 扰动; 达到稳定状态后,入料中密度低于床层平均
4 应用与分选效果对比
4. 1 应用 螺旋分选机在国外和金属矿分选中应用较多,
主要用于处理 2 ~ 0. 075mm 的矿石。煤用螺旋分选 机的入料粒度以 2 ~ 0. 1mm 为宜。近几年,由于没 有较好的粗煤泥分选设备,螺旋分选机在一些选煤 厂得到了应用。螺旋分选机最早应用于动力选煤厂 的粗煤泥分选,可分选出精、中、尾三种产品。然 而,螺旋分选机在应用中暴露出一些由于其自身结 构和原理而无法从根本上解决的致命弱点,包括分 选密度高,灰分难以达到合格精煤灰分的要求,以 及螺旋分 选 单 位 处 理 能 力 低 等[3], 且 螺 旋 分 选 机 精煤灰分高于重介精煤灰分是目前工业应用的螺旋 分选机存在的普遍现象。因此,使它的应用受到了 限制。
2 基本原理对比
2. 1 螺旋分选机 螺旋分选机是一种依靠液流特性,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 ( 图 1) ,其主体结构由矿浆分配器、给料管、螺旋 溜槽、产品截取器、排料器和机架组成。
图 1 螺旋分选机示意图
工作时,矿浆自螺旋分选机上端给入,沿着螺 旋槽向下作回转运动。螺旋槽有一定的横向倾角、 纵向倾角和粗糙度,它的断面是具有一定形状的特 征曲线,它关系到矿物的有效分选和产品的质量问
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、济 宁二号井选煤厂等均引进国外液固流化床粗煤泥分 选机对粗煤泥进行有效分选。其中,盘南选煤厂工 艺流程为: 原煤经过 1. 7mm 粒级的脱泥筛进行预
先脱泥,50 ~ 1. 7mm 粒级使用三产品重介旋流器 分选,1. 7 ~ 0. 25mm 粒级使用液固流化床粗煤泥 分选机分选, < 0. 25mm 粒级使用浮选柱分选。根 据用户要求,生产精煤灰分为 10. 50% 的产品。生 产实践表明,液固流化床粗煤泥分选机在安装试运 行中表现出极大的优势[5],如表 2 所示。
备。
关键词: 粗煤泥; 螺旋分选机; 液固流化床粗煤泥分选机; 原理; 技术特点; 分选效果
中图分类号: TD94
文献标识码: A
粗煤泥是指粒度近于煤泥,通常是指 0. 3mm 或 0. 5mm 以上的不宜用浮选处理的颗粒。由于粗 煤泥的粒度介于重选和浮选有效分选粒度界限附 近,虽然两种分选方法都可对其部分粒度进行简单 分选,但分选效率很低,且粗精煤泥灰分高。在精 煤灰分要求不高时,通常将粗煤泥掺入精煤; 但随 着用户对精煤灰分要求的不断提高,这部分灰分较 高的粗煤泥则需要进行分选。用于粗煤泥分选的主 要有小直径重介旋流器、水介旋流器、螺旋分选 机、离心跳汰机、螺旋分选机和液固流化床粗煤泥 分选机等设备,但目前真正用于工业化粗煤泥分选 的只有小直径重介旋流器、螺旋分选机和液固流化 床粗煤泥分选机。文章将对不需要分选介质的螺旋 分选机和液固流化床粗煤泥分选机进行比较分析。
>1
13. 29 21. 71 100. 00 23. 11 13. 29 21. 71
合计 100. 00 23. 11
表 4 中数据表明: 该粗煤泥粒度主要集中在 1 ~ 0. 5mm 和 0. 25 ~ 0. 5mm 这两个粒度级,产率分 别为 37. 06% 和 16. 72% ,而 > 1mm 粒度级产率为 13. 29% , < 0. 125mm 粒度级产率为 13. 6% ,因而 主导粒级为 1 ~ 0. 5mm。总体来看,该粗煤泥粒度 相对较粗,对分选比较有利。
低 ( 脱泥后可低于重介或与重介相同) 高低密度均可 很大 1 ~ 2 台即可 3 ~ 3. 5m 清水上水泵
小 ( 上水泵或不需要) 3 ~ 3. 5m
约为多头螺旋分选机的 1 /2 ~ 1 /4 自动化控制,无人看管 维护量很小
相比之下,液固流化床粗煤泥分选机具有以下 优点: ① 分选粒度范围宽 ( 3 ~ 0. 15mm) ,分选效
2. 神火煤电有限公司 梁北选煤厂,河南 禹州 452570)
摘要: 分析了我国粗煤泥的特点和分选要求,阐述了螺旋分选机和液固流化床粗煤泥分选机的基
本原理和影响因素,并对这两种粗煤泥分选技术的特点、应用情况和分选效果进行了比较,提出
了液固流化床粗煤泥分选机将成为取代螺旋分选机或与螺旋分选机联合使用的一种新型粗煤泥设
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第4 期
选煤技术
2011 年 8 月 25 日
果好,精煤灰分低,产率高; ② 单台处理能力大; ③ 电耗低,运行费用低,其处理量为 45 ~ 60t / h, 功率仅需 7. 5kW,且无需药剂和压缩空气; ④ 运 行可靠,质量稳定,无运动部件,几乎无需维护; ⑤ 操作简便,可实现自动控制,分选密度可自动 调节; ⑥ 工艺简单,占地面积小,投资少,建设 周期短。
1 粗煤泥的特点和分选要求
一般来说,随着粒度的减小,煤与矸石的解离 更为充分,煤越易选。粗煤泥的特点可总结为: ① 粒度处于重选的分选粒度下限附近; ② 煤与矿物 解离比较充分,可选性比较好; ③ 灰分一般比重 介精煤高 2 ~ 4 个百分点,选后精煤产率较高; ④ 对于重介和跳汰厂的粗煤泥,一般已经过排矸,分 选密度较低; ⑤粒度范围较窄; ⑥由于分级效率低 造成粗煤泥中含有较多的高灰细泥; ⑦选煤工艺已 将粗煤泥单独回收,为分选提供了有利条件。
第4 期 2011 年 8 月
选煤技术 COAL PREPARATION TECHNOLOGY
No. 4 Aug. 2011
文章编号: 1001 - 3571 ( 2011) 04 - 0046 - 04
液固流化床粗煤泥分选机与螺旋分选机的对比
陈文刊1 ,李延锋1 ,徐世辉1 ,訾 涛1,2 ,李明勇1 ,谢彦君1 ( 1. 中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州 221008;
二十几年前,国外科技人员在利用液固流化床 进行石英砂分级时发现,液固流化床溢流中有大量 的杂草、黑色的煤泥,而底流中基本没有。而后开 始了液固流化床用于粗煤泥分选研究。国外液固流 化床粗煤泥分选机的应用较多,例如澳大利亚斯特 拉特福德选煤厂应用液固流化床粗煤泥分选机取代 原二段螺旋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 液固流化床粗煤泥分选机进行了细粒级原煤分选的 半工业性试验 ,试验结果确定了液固流化床粗煤 泥分选机对分选粒度为 2. 5 ~ 0. 5mm 原煤入料的 可行性[4]。
影响螺旋分选机分选效果的因素包括结构因素 和操作因素,其中结构因素包括螺旋的纵向倾角、 横向倾角、螺旋槽的横断面形状、螺旋直径、螺距 和螺旋槽的圈数等; 操作因素有给料浓度等。其中 关键因素是螺旋分选机的结构因素,但这些因素是 不可调节的,在选择使用螺旋分选机时应该注意。 2. 2 液固流化床粗煤泥分选机
修改稿收稿日期: 2010 - 07 - 12 基金项目: 国家自然科学基金项目 ( 编号: 50904069) ; 中国矿业 大学青年基金 ( 编号: 2008A028) 作者简介: 陈文刊 ( 1987 - ) ,男,山西芮城人,中国矿业大学化 工学院在读硕士研究生,主要研究方向: 粗煤泥分选,E - mail: cwkxyz007@ 163. com ,联系电话: 15852483254。
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