選煤廠介耗分析

選煤廠介耗分析選煤廠介耗分析選煤廠介耗分析資料僅供參考文件編號：2022年4月選煤廠介耗分析版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：選煤廠介耗分析摘要：在重介質(zhì)分選中主要的操作損失是介耗。昂貴的介耗在決定介質(zhì)準備中起著關(guān)鍵性的作用。選煤人員常常試圖通過改變渦流或者套管直徑和給料密度來優(yōu)化選煤過程。雖然這些變化有利于更好控制分離過程，但導(dǎo)致介質(zhì)流失是由于對介質(zhì)分離比率的改變（從溢流至底流的介質(zhì)比率）。由于介質(zhì)會黏附在產(chǎn)品上并且會隨磁選機流出，因此需要改進磁選流程。印度jharkhand塔塔鋼鐵公司的選煤人員，使用一段和二段重介質(zhì)旋流器生產(chǎn)精煤，中礦和矸石。降低介質(zhì)的相對密度在介質(zhì)分離比率中起著一定的作用。另一方面，錐比的改變（溢流直徑與底流直徑之比）改變了相對密度和旋流器出口的流量，從而影響磁選機磁選的性能。通過實驗室試驗和機械設(shè)備采樣運動的系統(tǒng)研究有助于查明磁鐵礦損失的原因。經(jīng)研究表明，選煤廠介耗降低后每半年可節(jié)省美國大約27500美元。這項研究還有助于為正在擴建中的選煤廠操作人員提供磁鐵礦損失的原因。關(guān)鍵字：重介質(zhì)旋流器；磁鐵礦損失；脫水篩；磁選機1、引言水煤漿懸浮液中有用的固體和煤矸石的重物（對煤炭中的磁鐵礦）在大多數(shù)選煤廠被普遍分離。昂貴的介質(zhì)在選煤廠決定經(jīng)濟成本時起著關(guān)鍵的作用。達迪斯（1987年）的報價數(shù)字中20-40％的重介質(zhì)選煤廠生成成本是由于選煤廠使用硅介質(zhì)而造成的介耗，對磁鐵礦則是10–20%。通過較小的投資改進工作流程和改變設(shè)備型號能很好地減少這方面的損失。文章鼓勵以印度jharkhand塔塔鋼鐵公司賈姆謝普爾的經(jīng)驗確定選煤廠影響介耗的因素。2、重介質(zhì)選煤廠介耗分析一般情況下，選煤設(shè)備中的介耗有兩種途徑：?排水和清洗工作后依然進行產(chǎn)品分離；?介耗通常是因磁選機沉降錐或固液分離器受損引起。介耗的原因列舉如下：?礦石和介質(zhì)顆粒之間由于礦石空隙而產(chǎn)生的吸附作用；?磁選和分離效率低；?用硅做介質(zhì)造成的介質(zhì)腐蝕和磨損；?在補加新介質(zhì)時管路太多；?廠房清洗（樓層清理和清洗）；?設(shè)備停機檢修（與廠房清洗有關(guān)）；?介質(zhì)特性（大小，形狀，磁化率）。多年來選煤廠做了很多工作以確定介耗的數(shù)量并將介耗降到最低。然而，這種工作由于在礦漿中決定介質(zhì)平衡而存在的困難顯得很復(fù)雜。在相對較短的運行期間這種固定的平衡是很難的，只能通過分選設(shè)備在一個月或一年的報導(dǎo)期反映數(shù)量上的消耗。通過沖洗篩面等影響因素造成的損失皮爾-文基賢等人（1995年）在摩紐曼和湯姆選煤廠對鐵礦石的研究發(fā)現(xiàn)黏附損失會因篩面裝填而增加。負載篩面顯示超輕負載篩面的損失（以克/噸/米，篩面寬度表示）有明顯的增長。操作時的相對密度加大也導(dǎo)致介耗明顯的增加。大多數(shù)的介耗增加是由于高粘度介質(zhì)的低水流特性（kittel等人，1987年）。相對密度小幅度的增加會導(dǎo)致粘性而且更低水流特性介質(zhì)較大的增長。通過選煤流程發(fā)現(xiàn)排水管和沖洗篩面也會在介耗方面有加大的影響。各種選煤流程表明篩堰和劇烈的篩分與橫向開槽給水管和有溢流堰的篩子相比能明顯地減少磁鐵礦的損失。磁選設(shè)備介耗在文獻里關(guān)于選煤廠磁選設(shè)備介耗對總的介耗的影響沒有一致的觀點。例如，達迪斯（1987）認為磁選設(shè)備的介耗多達75%以上，而穆德（1985）認為對于選礦用重介質(zhì)旋流器只有18%的介耗。kittel等人（1987）則稱在紐曼重介質(zhì)選煤廠磁選設(shè)備介耗在總的介質(zhì)的%~24%之間。然而當使用高粘度的介質(zhì)時就會觀察到大量介耗。介質(zhì)黏附到煤塊上和在磁選設(shè)備中的損失是選煤廠磁鐵礦損失的兩個主要原因。一般情況下磁選設(shè)備的介質(zhì)消耗占20%~40%，但這個比率會由于粘度損失異常高而下降，例如孔隙多的礦石。因此磁選設(shè)備雖不是必然但是重要突出的介耗設(shè)備。所以這些設(shè)備的性能會因不正確的操作或維修而明顯的惡化，因此應(yīng)對其進行密切的關(guān)注。Rayner(1994)通過分析選煤廠磁選機中介耗后指出這種現(xiàn)象可能是由于磁選機所裝物料就其額定容積或?qū)嶋H容積而言超過了其處理范圍。Hawker(1971)、Sealy和Howell(1977)從固液比和（）給出了磁選機的裝填極限，這些介質(zhì)損失因素都不能超出范圍。Dardis(1987)指出影響磁選機分離性能的操作因素有pulpheight、磁鐵方位（角度）、separationanddischargezonegaps,drumspeed以及磁性物與非磁性物的比率。Lantto(1977)從鈦鐵礦收集器得出觀點認為磁選機介質(zhì)回收率與介質(zhì)入料質(zhì)量有關(guān)。他還給出不同分選設(shè)備性能參數(shù)推薦數(shù)據(jù)。DeVilliers(1983)根據(jù)Iscor鐵礦礦井實際運作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)磁選機容積超載是磁介質(zhì)損失的主要原因。他同時列出了在該礦廠使用的分離設(shè)備。3、塔塔鋼鐵公司選煤廠調(diào)查印度jharkhand賈姆謝普爾塔塔鋼鐵公司擁有提供其煉鋼所需焦煤60%的煉焦選煤廠。在選煤廠ROMcoal經(jīng)過破碎后以粒度界限篩分，大于的煤經(jīng)過重介質(zhì)旋流器分選（初選），小于的煤通過浮選流程分選（精選）。大于的煤經(jīng)過旋流器一段產(chǎn)生相對密度低的（）精煤，一段底流作為二段的入料產(chǎn)生相選密度高的中煤和矸石（）。該廠的磁鐵礦回收循環(huán)是在每個選煤廠都有的循環(huán)。見圖一圖一磁鐵礦回收循環(huán)及采樣點圖重介質(zhì)和精煤（中煤或矸石）通過弧形篩和脫介篩脫介?；⌒魏Y和第一組脫介篩用于從煤中脫除介質(zhì)，介質(zhì)在篩下收集后通過一段旋流器介質(zhì)桶又返回一段旋流器。第二組篩子是用來沖洗黏附在煤表面的介質(zhì)并將煤脫水。沖洗煤之后含重介質(zhì)的沖水被收集在二段脫介篩篩下并返回稀介質(zhì)桶用于之后的介質(zhì)回收。可以通過PID介質(zhì)循環(huán)改變稀介質(zhì)桶中的磁鐵礦礦漿濃度。當介質(zhì)桶中磁鐵礦濃度增加時，會減少介質(zhì)系統(tǒng)中的介質(zhì)以保持介質(zhì)系統(tǒng)的平衡。循環(huán)特征也導(dǎo)致介質(zhì)控制系統(tǒng)中介質(zhì)濃度的高低變化。稀介質(zhì)桶中的介質(zhì)通過泵打到磁選機中與里面的高濃度介質(zhì)混合產(chǎn)生循環(huán)介質(zhì)。高濃度介質(zhì)返回到高濃度介質(zhì)桶中以補償介質(zhì)密度。磁選機殘渣作尾礦處理?？紤]到煉鋼的經(jīng)濟效益，該廠曾從2003年4月起將精煤灰分從17%降到16%。為了將精煤灰分降為16%，選煤廠做了如下的改進：一段旋流器中介質(zhì)相對密度從降為；二段旋流器入料口直徑從140mm降為125mm。這些改變對介質(zhì)分離比率（從溢流至底流的介質(zhì)比率）有影響因此也將對介質(zhì)回收產(chǎn)生作用。減少一段介質(zhì)相對密度對磁鐵礦回收的影響Laskowski(1995)在兩種不同密度介質(zhì)中通過改變旋流器溢流管管路直徑以及旋流器入料口壓力研究介質(zhì)分離比率的變化，總共研究了27組不同旋流器入料管直徑，這項測試用了四種不同的磁鐵礦。研究表明在入料口壓力不變的情況下，介質(zhì)分離比率和旋流器錐比對介質(zhì)特性是不變的。通過對改變一段介質(zhì)相對密度的爭論后得出結(jié)論認為將相對密度從降至對介質(zhì)分離比率沒有影響，因此可以忽略對介耗造成的影響。降低二段旋流器入料管直徑的影響降低旋流器入料管直徑會間接增加錐比，也就是說旋流器溢流管直徑與管路直徑之比會影響介質(zhì)分離。通過溢流的介質(zhì)流量會增加而底流減少，從而影響總體介質(zhì)分離。改變錐比會導(dǎo)致旋流器出料礦漿相對密度低/高或高/低的變化。密度較低的礦漿對脫介篩影響很小，可以忽略。但是低密度的礦漿給入磁選機時將抑制磁選機中重要成分絮凝劑的性能。通過Rayner和Napier-Munn(2000)“conceptualcollectionmechanism”模式發(fā)展，磁選機快速形成的絮凝劑或者礦漿給料所帶來的經(jīng)濟效益很快就在磁選應(yīng)用領(lǐng)域流傳開來。當?shù)V漿通過磁選機的介質(zhì)收集區(qū)時剩余的磁性顆粒被排出。當單一介質(zhì)顆粒黏附在絮凝劑表面上時顆粒就會被排出。礦漿相對密度低時，絮凝作用對絮凝劑與礦漿發(fā)生絮凝形成太慢了，因此絮凝作用就在單一介質(zhì)顆粒中進行，這對易流失的細小顆粒產(chǎn)生明顯的負面影響。與此類似相對密度更高的礦漿會增加重介質(zhì)旋流器出口介質(zhì)的粘度，這種變化將減少脫水篩的排水量而增加煤樣中介質(zhì)的粘性。這將直接增加沖洗磁鐵礦損失。在篩子的處理能力范圍內(nèi)增加或減少介質(zhì)循環(huán)比率不會影響脫介篩的性能，但是在磁選機中增加介質(zhì)循環(huán)比率將減少停留時間因此影響磁性介質(zhì)的回收率。減少或增加介質(zhì)循環(huán)比率也會影響磁選機的性能，磁選機水槽深度應(yīng)保持在最佳液面高度以保證高效的介質(zhì)分離。這可以通過調(diào)整磁選機中介質(zhì)排放量來調(diào)整。4.實驗研究人員在磁鐵礦回收系統(tǒng)中進行了詳細的抽樣實驗，選取了精煤、中煤和矸石，以及溢流、底流、磁選一段入料和二段入料作為樣本。這些樣本通過一分鐘標準樣本增量的15%來收集，每個樣本在所有流體中抽取，流體中所有成分被采集的概率是一樣的。在一分鐘抽樣過程中大約有15kg尾礦和1kg精礦被收集。干濕樣本的重量用適當?shù)膶嶒灱夹g(shù)(Rayner,1999)測量，計算礦漿的相對密度（質(zhì)量/體積）和固體濃度。少數(shù)的精礦和尾礦磁性物樣本用DavisTube回收。樣本資料的收集要花一個月的時間，應(yīng)注意避免選煤廠有反?，F(xiàn)象時抽樣。這些資料反應(yīng)精礦固體含量和每個試驗的磁性物回收量。影響脫介篩性能的主要因素有：1、介質(zhì)在潤濕之前的粘度；2、洗選用水量；3、篩上物移動速度；4、床層厚度；5、篩分時間；6、礦物粒度；7、礦物的孔隙度；8、礦漿特性。選煤廠的煤粒度是固定的，牌號也不會改變。因此實驗室研究的影響因素就是介質(zhì)在潤濕之前的粘度、篩分時間、篩分速度和介質(zhì)的相對密度以及洗選用水量。實驗所用煤為從洗選設(shè)備中選取的精煤（1號）和矸石（2號）。洗煤用水和煤的牌號分為兩個等級，其它因素作為第三等級。實驗總共做了108組，實驗結(jié)果見表一。表中數(shù)據(jù)顯示洗選之后磁鐵礦損失的百分含量。影響因素分為1、2、3等級，“洗選用水量1”指一級洗選用水量。在實驗室中可以用簡單的實驗步驟模仿介質(zhì)在脫介篩中的回收流程。在選煤廠用三種不同相對密度的介質(zhì)（粒度：90%?

mm，磁性物含量：90%）收集磁鐵礦。每個實驗用50g粒級在之間的煤樣。在這個實驗中第一步是將礦物與介質(zhì)接觸以使其粘附在一起，被粘附的礦物被帶入篩籃后進入介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)30s后排出，這一時間比在旋流器里的4-5s要多。礦物被排出篩籃后又進入振動篩篩面通過脫介篩篩面震動模擬介質(zhì)回收過程，振動篩在沒有噴水的情況下運行15s以使多余的介質(zhì)從礦物中排出。通過排出礦樣的多少推測出在洗選過程中介質(zhì)粘附礦物的量。然后將礦樣裝入盛有水的桶中，其體積是礦樣的兩倍。用葉輪攪拌裝置攪拌大約2min，之后取出礦樣，干燥，稱重。通過對礦物的沖洗就可以回收礦物中粘附的介質(zhì)。篩面上的礦物通過大約5-15s的進一步篩分、噴水以沖出被粘附的介質(zhì)，仍被粘附在礦物中的細小顆粒用上面所用的沖洗礦物的方法回收。實驗采用統(tǒng)計方法設(shè)計實驗，試驗結(jié)果用方差分析方法(ANOVA)