粗煤泥回收技術(shù)研究模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。緒論隨著機械化采煤程度的提高和地質(zhì)條件的變化,所開采的煤炭日趨”貧、細(xì)、雜”化,從而使需要分選和分級的細(xì)粒物料越來越多。就煤炭而言,據(jù)不完全統(tǒng)計,3-0.5mm部分物料的含量一般都在20％-45％左右,如汾西礦小于3mm的粉煤產(chǎn)率高達(dá)47.9％。細(xì)粒物料含量的大幅度增加使細(xì)粒的分選、回收和利用逐步受到重視。從脫硫的角度來看,隨著開采深度的增加,高硫煤的比例將逐年增加,分布面也將不斷擴大,煤炭脫硫降灰技術(shù)的關(guān)鍵是經(jīng)濟有效地實現(xiàn)細(xì)粒煤的高精度分選。眾所周知,粒度越細(xì),黃鐵礦和煤粒的解離程度越大,脫硫越容易,重視和提高這部分細(xì)粒煤的分選效果是降低總精煤硫分和減少燃煤污染的重要途徑之一。當(dāng)今社會的發(fā)展對礦物加工提出了更加嚴(yán)格的要求,要求各種物料最好全粒級高精度分選。當(dāng)前大多數(shù)選礦作業(yè)都采用重選和浮選相配合的工藝流程,它們分選的粒度界限基本是在0.5mm,俄羅斯為1mm。對重選來說,寬粒級分選一般是隨著粒度的減小,分選效率急劇下降,故無論對現(xiàn)有跳汰機還是對旋流器(特別是大直徑旋流器)來說,0.5mm附近及以下的物料分選效率很差。就浮選來說,由于氣泡粘附力有限,其粒度上限不能太大,一般公認(rèn)的有效浮選粒度上限為0.5mm,浮選的分選效率隨著粒度的增大而下降。因此,重選和浮選的有效分選粒度界限附近物料的分選效果最差。據(jù)統(tǒng)計,直徑在1m以上的重介旋流器的有限分選粒度下限大多數(shù)大于1.5mm,即使在1mm以下,細(xì)粒級物料的分選效果也是比較差的。而跳汰機最適意的分選粒度下限為1-3mm。因而在與有效浮選粒度之間存在一部分物料(主要是1.5-0.5mm)無法進行有效的分選。中國原來由于資金短缺,煤炭入洗比例小,要求精煤灰分比較高且不嚴(yán)格等原因,對粗煤泥處理的重視程度不夠,一般將其直接回收摻入精煤,隨著對精煤灰分要求的不斷提高和精煤灰分控制的更加嚴(yán)格,使得大部分粗煤泥不能直接摻入精煤,只能摻入中煤。造成大量精煤損失。現(xiàn)有的螺旋分選機和煤泥重介旋流器等其它設(shè)備都不太有效,當(dāng)前中國的工藝流程基本上是兩段(粗粒用重選,細(xì)粒用浮選)或兩段半(粗粒用重選,粗煤泥只回收,細(xì)粒用浮選)選煤模式,而國外大多數(shù)采用三段(即增加粗煤泥分選)選煤模式。而中國細(xì)粒煤和難選高硫煤多,從脫硫降灰和提高全粒級分選精度和精煤產(chǎn)率角度考慮,采用三段選煤工藝更加合理。這種三段選煤工藝的先進性需要經(jīng)過性能優(yōu)越的分選設(shè)備來體現(xiàn)。當(dāng)前,大直徑重介旋流器具有處理量大,入料粒度范圍寬,分選效果好,對煤種和可選性適應(yīng)性強的特點而作為粗粒煤分選的理想設(shè)備。旋流微泡浮選柱對細(xì)粒煤和超細(xì)粒煤具有選擇性好和分選精度高的特點做為細(xì)粒煤分選設(shè)備的最佳選擇。該工藝中新增加的粗煤泥分選是中國選煤的薄弱環(huán)節(jié),需要加強研究。1煤炭資源現(xiàn)狀及選煤概況1.1中國煤炭資源現(xiàn)狀煤炭是中國最主要的一次性能源,是中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的資源保障,對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展具有重要的作用。(1)中國煤炭資源的總量根據(jù)國土資源部煤炭資源預(yù)測與評價結(jié)果分析,截至底,累計探明資源量1.066萬億噸,保有資源量約1萬億噸,排在俄羅斯和美國之后,居世界第三位。(2)中國煤炭資源的主要特點中國的煤炭資源儲量豐富,但人均占有量低;煤炭品種豐富,優(yōu)質(zhì)焦煤較為稀缺;煤炭資源,北多南少,分布極不平衡。(3)中國煤炭資源的種類按變質(zhì)程度分,有褐煤、低變質(zhì)煙煤(長焰煤、不粘煤、弱粘煤)、中變質(zhì)煙煤(氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤)、貧煤和無煙煤;按煤種分,分為煙煤和無煙煤兩大類。其中煙煤分為煉焦煙煤(貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、1/3焦煤、氣肥煤)和一般煙煤(貧煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤)。(4)中國煤炭資源用途煤是重要能源,也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料。主要用于燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等。1.1.1煤炭資源利用方面存在的問題長期以來,在煤炭資源立法、執(zhí)法以及管理體制方面存在許多不合理之處,使煤炭資源沒有得到合理開發(fā)利用。(1)煤炭資源利用方面存在的問題=1\*GB3①不合理開采造成資源耗費率高,損失浪費嚴(yán)重煤炭資源屬于不可再生資源,一旦采完,在短時間內(nèi)不能再生,這種不可再生性決定了對煤炭資源保護和戰(zhàn)略儲存的重要意義。然而煤炭開采中采富棄貧、采主棄副的現(xiàn)象普遍存在,小煤窯的私挖濫采屢禁不止,給煤炭資源造成極大的浪費。②不合理開發(fā)利用帶來嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響盡管中國在《環(huán)境保護法》、《礦產(chǎn)資源法》等法律中都對礦山環(huán)境保護作出了明確規(guī)定,但就當(dāng)前情況看,煤礦開采造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染仍十分嚴(yán)重,一是井工開采造成地表塌陷,露天開采挖損土地;二是造成水資源的流失與污染;三是污染大氣環(huán)境。同時,中國煤炭利用產(chǎn)生的污染也十分嚴(yán)重,中國85%的煤炭直接用于燃燒,致使中國成為典型的煤煙型污染,煤炭燃燒排放大量的SO2,已造成中國30%的國土面積受酸雨的影響。(2)煤炭資源開發(fā)利用中存在問題的原因分析中國在煤炭資源開發(fā)利用中出現(xiàn)的上述問題,原因是多方面的,概括起來有觀念、政策、法律、技術(shù)等幾個方面的原因。=1\*GB3①觀念原因煤炭資源是一種不可再生的資源。由于中國的煤炭儲量豐富,使人們對中國煤炭資源產(chǎn)生”取之不盡,用之不完”的錯覺。②政策影響過去我們在對待經(jīng)濟發(fā)展問題上,片面強調(diào)地方利益和經(jīng)濟指標(biāo)的增長,只注重眼前利益,不顧長遠(yuǎn)利益,形成了煤炭工業(yè)粗放經(jīng)營的經(jīng)濟增長模式。③法律原因中國在煤炭資源保護與合理開發(fā)利用方面的法制宣傳不夠,執(zhí)法力度不夠,法律制度還不很健全和完善,主要表現(xiàn)在煤炭立法不完善、煤炭資源保護的執(zhí)法力度不夠,煤炭資源保護法制宣傳不夠等幾個方面。

=4\*GB3④技術(shù)原因煤炭資源的調(diào)查規(guī)劃和勘查工作有待加強,煤礦生產(chǎn)的機械化、集約化程度低,煤炭深加工和綜合利用水平低,潔凈煤技術(shù)還有待推廣。(3)中國煤炭資源合理開發(fā)利用對策針對中國煤炭資源在開發(fā)利用中出現(xiàn)的問題及原因,提出相應(yīng)的對策:=1\*GB3①完善煤炭立法嚴(yán)格實行煤炭行業(yè)的市場準(zhǔn)入制度,繼續(xù)完善有關(guān)生態(tài)環(huán)境保護的規(guī)定,和現(xiàn)行的資源有償使用制度,完善現(xiàn)行的資源稅和礦產(chǎn)資源補償費規(guī)定,建立煤炭資源戰(zhàn)略儲備制度。=2\*GB3②加強煤炭執(zhí)法實行保證金制度,關(guān)閉年生產(chǎn)能力在法定噸位以下的小煤礦,對于不符合法律規(guī)定、不符合國家政策的小煤礦要堅決關(guān)閉。加強執(zhí)法隊伍建設(shè),立一支精干高效、廉潔執(zhí)法、熟悉法律的監(jiān)察隊伍,嚴(yán)格執(zhí)法,加強監(jiān)督,杜絕執(zhí)法中的腐敗行為。=3\*GB3③加大環(huán)境資源的保護宣傳力度將環(huán)境資源保護的宣傳和法制教育相結(jié)合,經(jīng)過報紙、電臺、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體大力宣傳,強化可持續(xù)發(fā)展的宣傳教育,進一步樹立節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識,提高全民的認(rèn)識和公眾參與的積極性。1.2選煤概況選煤是潔凈煤技術(shù)的基礎(chǔ),也是煤炭深加工(制水煤漿、焦化、氣化、液化)和潔凈、高效利用的前提。選煤能夠除去原煤中的大部分礦物雜質(zhì),提高煤炭質(zhì)量,并把它分成不同等級,為用戶合理利用創(chuàng)造條件。1.2.1選煤的發(fā)展選煤在中國起步較晚。建國時只有10個選煤廠,年入洗原煤能力只有幾百萬噸。新中國成立后,選煤發(fā)展加快,大致分為3個階段。第一階段為起步階段(1949-1980年),也稱為”洗煤保鋼”階段。第二階段為成長階段(1981-),也稱為”洗煤節(jié)能”階段。第三階段為快速發(fā)展階段。從起,中國煤炭生產(chǎn)和消費快速增加預(yù)計到2020年,中國選煤工藝、設(shè)備和選煤效率等選煤技術(shù)水平均將接近或超過世界發(fā)達(dá)國家,使中國從世界選煤大國邁進世界選煤強國之列。1.2.2常見的選煤工藝(1)重力選煤法:依據(jù)煤和矸石的密度差別,實現(xiàn)煤與矸石分離的選煤方法。它分為:干選法和濕選法兩大類。(2)浮游選煤法:依據(jù)煤和矸石表面物理化學(xué)性質(zhì)的差別,分選粒度小于0.5mm煤的選煤方法。(3)跳汰選煤:在垂直脈動的介質(zhì)中,按顆粒密度差別進行選煤的過程。跳汰選煤所用的介質(zhì)為水或者空氣,個別也用重懸浮液。(4)重介質(zhì)選煤:密度大于1g/cm的介質(zhì)中,按顆粒密度的的大小差異進行選煤,叫做重介質(zhì)選煤或重介選煤。選煤所用的重介質(zhì)有重液和重選浮液兩類。重介選煤的主要優(yōu)點是分選效率高與其它選煤方法;入選力度范圍寬,分選機入料粒為1000-6mm,漩流器為80-0.15mm生產(chǎn)控制易于自動化。重介選煤的缺點是生產(chǎn)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)費用高,設(shè)備磨損快,維修量大。2粗煤泥分選概況及回收的重要性2.1粗煤泥的概況在國外一些比較老的選煤廠洗選工藝中,經(jīng)常采用0.5mm分級脫泥工藝。這種工藝導(dǎo)致脫泥、脫介難度大,介耗高,脫介篩篩面積大,能耗高;分流量增大,磁選負(fù)荷量大,磁選機臺數(shù)多;懸浮液密度不穩(wěn)定,重介系統(tǒng)穩(wěn)定性差、分選精度低;需嚴(yán)格控制0.5mm篩孔磨損,否則浮選跑粗,因此篩板更換頻繁;0.5～0mm全部作為最終煤泥針對0.5mm分級所存在的弊端,改進采用2.0mm分級脫泥工藝。很好地解決了脫泥、脫水跑水等問題,生產(chǎn)穩(wěn)定,介耗降低;+(1)粗煤泥的定義:根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7186–1998,粗煤泥的定義:粒度近于煤泥,一般在0.3～0.5mm以上,不宜用浮選處理的顆粒。近幾年,隨著對粗煤泥分選技術(shù)的關(guān)注,選煤界更多地將粒度在0.3～2.0(2)粗煤泥的特點:粒度處于重選的分選下限附近,灰分比重選精煤灰分高2%～4%,煤與礦物的解離比較充分,比較易選。(3)洗煤廠粗煤泥的來源:選煤廠粗煤泥來源主要分兩種情況:一是選前脫泥入選方式,當(dāng)前一般采用篩縫2mm(3mm)脫泥篩脫泥,煤泥水中必然含有0.5～2mm粗煤泥;二是不脫泥入選方式,由于脫介篩或脫泥篩篩縫不均勻,磨損嚴(yán)重時,造成煤泥水中>0.5mm含量增多。為保證入浮粒度(4)粗煤泥主要分選設(shè)備:粗煤泥分選主要采用煤泥重介旋流器、螺旋分選機及干擾床分選機(TBS)進行分選。2.2粗煤泥回收的必要性隨著煤礦機械化開采程度的不斷提高,原煤中粉煤含量隨之增加,給選煤廠的浮選系統(tǒng)增加了負(fù)荷,因此,在粉煤量增加的情況下,利用粗煤泥回收系統(tǒng)來給浮選系統(tǒng)減負(fù),同時避免跑粗現(xiàn)象發(fā)生,保證精煤回收是選煤工作者多年來探討研究的問題。當(dāng)前,新建設(shè)的選煤廠中多數(shù)都設(shè)有粗煤泥回收系統(tǒng)。2.2.1粗煤泥回收的原因選煤生產(chǎn)中存在離心機、弧形篩、脫介篩、撈坑溢流等跑粗現(xiàn)象,導(dǎo)致進入煤泥水系統(tǒng)中＞0.5mm級物料較多,這部分物料進入煤泥水系統(tǒng)(包括浮選系統(tǒng))不能得到及時有效地回收,不但會造成精煤損失,而且還會造成后續(xù)壓濾系統(tǒng)噴漿、濾布破損、加壓過濾機壓軸等故障,嚴(yán)重影響選煤廠的正常生產(chǎn)。粗煤泥的回收對于煉焦煤選煤廠顯得更為重要。因為浮選不能有效回收＞0.5mm級煤泥,原則上要求進入浮選系統(tǒng)的入料粒度＜0.5mm,2.2.2粗煤泥回收的意義當(dāng)前常見的選煤方法是重介(或跳汰)和浮選聯(lián)合流程,重選的分選下限一般為0.5mm。浮選根據(jù)煤粒表面物理化學(xué)性質(zhì)不同進行分選,其分選上限一般為0.5mm。理想狀態(tài)下,+0.5mm粒級的煤應(yīng)全部在重選環(huán)節(jié)得到分選,而進入浮選的物料應(yīng)都是-0.5mm粒級的煤泥,可是實際的生產(chǎn)中,從重選到浮選還要經(jīng)過脫水、脫泥等環(huán)節(jié),跑粗現(xiàn)象時有發(fā)生,而且1~1.5mm粒級物料在重選中分選效果較差,這就很難保證+0.5mm粒級的物料不進入到浮選系統(tǒng)中,+0.5mm粒級的物料在浮選中得不到回收,造成精煤損失。選煤廠增設(shè)了粗煤回收系統(tǒng),即保證浮選上限要求,又可杜絕跑粗,減少了精煤損失。而且粗煤泥回收下限可達(dá)到0.25mm,減少入浮量,降低生產(chǎn)成本,可見粗煤泥回收系統(tǒng)在選煤工藝中是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。2.3粗煤泥回收技術(shù)方法日前,常見的粗煤泥回收方法有煤泥離心機回收粗煤泥、高頻篩回收粗煤泥、煤泥重介旋流器精選粗煤泥、擾床分選機(TBS)。(1)煤泥離心機回收粗煤泥在中國選煤廠使用的煤泥離心機有2類:一類是進口的FC－1200型,另一類是國產(chǎn)的LLL系列。煤泥離心機的使用,能夠大大改進煤泥水系統(tǒng)的工作狀況,降低產(chǎn)品水分。因其占地面積小,適用于老廠改造。采用煤泥離心機為主要設(shè)備進行粗煤泥回收。只要煤泥水經(jīng)過濃縮分級,使入料濃度達(dá)到50%～60%,就能達(dá)到如期的效果。(2)高頻篩回收粗煤泥近幾年來,一些大中型洗煤廠采用高頻篩作為粗煤泥回收的主要設(shè)備,源于高頻篩在國內(nèi)外有較為成熟的發(fā)展,而且相對來說對粗煤泥的回收效果沒有較大的差異。(3)煤泥重介旋流器精選粗煤泥中國采用煤泥重介工藝其目的是:對于不脫泥重介質(zhì)分選工藝,彌補大直徑重介質(zhì)旋流器分選下限高,無法對煤泥進行有效分選的問題;解決煤泥分流問題,有效地回收粗煤泥,使精煤灰分選更容易控制;對于有浮選系統(tǒng)的選煤廠,減輕浮選壓力,降低洗水濃度?？墒?煤泥重介仍存在一些問題:(4)擾床分選機(TBS)TBS(TeeteredBedSeparator的縮寫)是由古老的水力分級機發(fā)展而來的。由于采用干擾沉降原理,且在分選過程存在懸浮液床層,這種設(shè)備稱之為干擾床。TBS的外觀和浮選柱類似,其主要由給料系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、密度控制系統(tǒng)組成,其主體部分是一個簡單的柱型槽體,槽體的底部有一個布滿沖孔并呈一定角度的布水板,干擾床的上部有1個入料井,頂部設(shè)有溢流槽,內(nèi)部有傳感器,下部有一個底流排放閥,如圖3所示。當(dāng)它工作時礦漿切向給入設(shè)備的入料井,按預(yù)定的壓力和流速由泵將水打入壓力箱中,經(jīng)過紊流板均勻分布到干擾床分選機底部形成上升水流,下降的物料與上升水流相遇形成干擾床層或稱沸騰床層,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,入料中密度低于干擾床層平均密度顆粒會浮起并進入浮物產(chǎn)品流。隨著新物料的給入,浮物產(chǎn)品流經(jīng)過溢流堰到溢流槽成為輕產(chǎn)品;凡密度高于干擾床層平均密度的顆粒則透過干擾床層進入沉物流,并經(jīng)過底部的排料口排出,排料閥門由干擾床層內(nèi)的密度傳感器發(fā)出的信號控制。2.4國內(nèi)外粗煤泥回收的現(xiàn)狀2.4.1國內(nèi)粗煤泥回收的狀況分析(1)國內(nèi)常見的粗煤泥回收工藝國內(nèi)常見粗煤泥回收工藝的共同點是:只對粗煤泥進行回收,而不進行分選。利用高頻篩或分級旋流器回收的這部分粗煤泥灰分一般都高于重選精煤灰分2～4個百分點,這部分產(chǎn)品如果摻入精煤,則精煤的灰分超標(biāo),如果摻入中煤,則精煤損失嚴(yán)重,特別是當(dāng)撈坑和篩子分級效果差和細(xì)粒煤含量大時更加顯著,這將嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。而這部分煤和矸石解離的比較充分,產(chǎn)率也較高,若稍加分選,將會獲得較高的精煤產(chǎn)率和經(jīng)濟效益,這也使得研制先進高效的粗煤泥分選回收設(shè)備和工藝顯得非常必要。(2)煤泥重介旋流器粗煤泥分選技術(shù)雖然該設(shè)備能夠取得一定的分選效果,但還存在一些不足:需要一套單獨的介質(zhì)凈化回收系統(tǒng),系統(tǒng)復(fù)雜;調(diào)節(jié)困難,密度波動大,分選效果差;在分選系統(tǒng)運行中將會產(chǎn)生大量的煤泥,增加后續(xù)浮選的負(fù)荷和全廠的運行成本;介質(zhì)消耗高。(3)水介質(zhì)旋流器粗煤泥分選技術(shù)雖然水介質(zhì)旋流器單臺處理量大,建設(shè)周期短,但它的分選精度遠(yuǎn)不如重介旋流器,而且分選下限高。溢流若不經(jīng)過脫泥就達(dá)不到精煤灰分要求,從分選精度和簡化工藝流程來說都不合適。(4)螺旋分選機粗煤泥分選技術(shù)螺旋分選機因具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件,占地面積小,基建費用低,生產(chǎn)費用小,操作管理方便等優(yōu)點在選煤廠中的使用越來越受歡迎?？捎糜诖婷耗嗵瓩C或粗粒浮選機,但其在分選密度較低時其分選效率很差,據(jù)了解選煤時它的最低的分選密度為1.75g/L,而EP大約為0.15-0.18,最近的研究發(fā)現(xiàn)其分選密度可低到1.60g/L,要達(dá)到上面同樣的EP(5)高頻篩粗煤泥分選技術(shù)高頻篩是當(dāng)前中國用于粗煤泥回收最常見的脫水和分級設(shè)備之一,雖然在分級過程中有一定的分選作用,但對品位的提高極其有限且效果差。(6)分級浮選粗煤泥分選技術(shù)分級浮選是另一種用于解決重選和浮選有效分選粒度界限附近物料分選效率低的方法之一,可適當(dāng)提高浮選的有效分選粒度上限,一定程度上可彌補重選對細(xì)粒粉煤分選精度欠佳的不足,但其提高的幅度也不能太大,因為太大粗粒的浮選效率也會很低。(7)當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的為水力分級旋流器,設(shè)備比較成熟,結(jié)構(gòu)簡單、體積小,無運動部件,安裝容易,設(shè)備費用低,分級粒度細(xì),分級效率高,但其分選效果差,只能做為分級設(shè)備。(8)搖床選因處理能力低,分選范圍窄而在選煤上基本沒有應(yīng)用。雖然中國已經(jīng)開始研究并開發(fā)成功了一些粗煤泥分選設(shè)備,但這些設(shè)備都不同程度上存在著不足,基本上沒有在工業(yè)上大量應(yīng)用,急需新型高效分選設(shè)備的誕生。2.4.2國外粗煤泥分選回收的狀況分析在國外,主要是美國、澳大利亞、英國、德國等先后研制出多種用于細(xì)粒煤分選的設(shè)備,主要包括強重力分選機、微細(xì)介質(zhì)旋流器、微泡和離心浮選設(shè)備、異形波跳汰機、楊氏充填式跳汰機和選擇性油團選。但這些新工藝設(shè)備除少數(shù)項目外,大多數(shù)還處于研發(fā)階段,還未達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的程度。當(dāng)前在國外使用最多的粗煤泥分選技術(shù)模式是利用高效水力旋流器對煤泥進行分級,分級粒度基本控制在0.1mm或0.2mm,對2.0～0.1mm的粗煤泥一般采用螺旋分選機或Teeter－Bed進行按密度分選,對小于0.1mm的煤泥或進行脫水,或與未處理的、廢棄的塊煤混合,或經(jīng)過泡沫浮選柱進行洗選,這種工藝比中國絕大多數(shù)選煤廠僅對粗煤泥進行簡單的回收相比,具有較大的先進性。同時在國外,螺旋分選機一直是分選細(xì)粒煤應(yīng)用最普遍的設(shè)備之一,但由于中國煤質(zhì)的特殊性,這種設(shè)備難以適應(yīng)中國粗煤泥的分選,因此研究具有中國特色的粗煤泥回收設(shè)備具有重要的現(xiàn)實意義。中國當(dāng)前的選煤工藝大都以三產(chǎn)品大直徑重介旋流器+浮選為主,隨著重介旋流器的大型化發(fā)展,造成重選的分選粒度下限不斷上升,而浮選中具有更高選擇性的旋流微泡浮選柱的廣泛應(yīng)用使得浮選粒度上限不斷下降,最終導(dǎo)致介于重介旋流器有效分選下限和浮選有效分選上限之間的2～0.25mm的粗煤泥得不到有效分選。因此,如何最大限度地回收這一部分粗煤泥,減少不必要的重復(fù)分選和對浮選系統(tǒng)的干擾是當(dāng)前選煤廠的一個技術(shù)難題。粗煤泥回收現(xiàn)狀:粗煤泥不經(jīng)過分選,或者雖經(jīng)分選但效果較差,則其灰分就偏高,若直接摻入精煤,會導(dǎo)致總精煤灰分升高,使重選和浮選為其”背灰”,從而導(dǎo)致總精煤產(chǎn)率降低;如果摻入中煤,因粗煤泥中含有部分灰分較低的精煤,則會造成精煤損失。美國重介選煤廠大多采用預(yù)先脫泥工藝,粗煤泥分選廣泛采用水力旋流器和螺旋分選機。根據(jù)分選粒度下限的不同,采用一段水力旋流器+螺旋分選機、兩段水力旋流器+螺旋分選機、一段水力旋流器+螺旋分選機+浮選等三種典型流程。在國外,主要是美國、澳大利亞、英國、德國等先后研制出多種用于細(xì)粒煤分選的設(shè)備,主要包括強重力分選機、微細(xì)介質(zhì)旋流器、微泡和離心浮選設(shè)備、異形波跳汰機、楊氏充填式跳汰機和選擇性油團選。但這些新工藝設(shè)備除少數(shù)項目外,大多數(shù)還處于研發(fā)階段,還未達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的程度。當(dāng)前在國外使用最多的粗煤泥分選技術(shù)模式是利用高效水力旋流器對煤泥進行分級,分級粒度基本控制在0.1mm或0.2mm,對2.0～0.1mm的粗煤泥一般采用螺旋分選機或Teeter－Bed進行按密度分選,對小于0.1mm的煤泥或進行脫水,干擾沉降分選機在英國、澳大利亞和加拿大等國得到了較普遍的應(yīng)用,這些設(shè)備不需要重介質(zhì),而且只要給料被適當(dāng)分級,可洗煤的粒度高達(dá)5mm,自動控制系統(tǒng)可保證按密度進行準(zhǔn)確地分選。3粗煤泥處理存在的問題及原因分析3.1粗煤泥回收過程中存在的問題及其原因隨著采煤機械化程度的提高,原煤中細(xì)粒含量不斷增多,給煤泥水處理系統(tǒng)帶來困難。當(dāng)前,中國的重介選煤工藝大多采取不分級入選和不脫泥入選,設(shè)備趨向大型化。這種做法雖然簡化了工藝,可是不利于提高全粒級煤炭的分選效率,而且現(xiàn)有設(shè)備分選精度也達(dá)不到工藝要求。重介質(zhì)旋流器的分選粒度范圍是50～0.5mm,可是生產(chǎn)實踐表明,重介旋流器直徑超過750mm時,對于<3mm粒級(3～0.5mm)物料的分選精度較差;浮選機的分選粒度范圍是<0.5mm,但在生產(chǎn)中僅僅能對<0.3mm物料實現(xiàn)有效分選,>0.3mm的粗煤泥在浮選過程中極易因氣泡的攜載能力不足而損失在尾礦中。因此,在重選和浮選之間存在一個有效分選粒度的缺口,即重選隨著粒度的減小,分選效率下降,而浮選則隨著粒度的增大3.2粗煤泥分選工藝存在的問題及其原因浮選作為當(dāng)前常使用的一種選煤工藝,根據(jù)煤粒表面物理化學(xué)性質(zhì)不同進行分選,其分選上限一般為0.5mm。理想狀態(tài)下,+0.5mm粒級的煤應(yīng)全部在重選環(huán)節(jié)得到分選,而進入浮選的物料應(yīng)都是-0.5mm粒級的煤泥,可是實際的生產(chǎn)中,從重選到浮選還要經(jīng)過脫水、脫泥等環(huán)節(jié),跑粗現(xiàn)象時有發(fā)生,而且1～1.5mm粒級物料在重選中分選效果較差,這就很難保證+0.5mm粒級的物料不進入到浮選系統(tǒng)中+0.5mm粒級的物料在浮選中得不到回收,造成精煤損失。選煤廠增設(shè)了粗煤回收系統(tǒng),即保證浮選上限要求,又可杜絕跑粗,減少了精煤損失。而且粗煤泥回收下限可達(dá)到0.25(1)撈坑溢流嚴(yán)重跑粗,大量粗煤泥進入濃縮池,造成資源浪費。(2)進入濃縮池的粗煤泥有時會造成濃縮機堵壓,必須停產(chǎn)沖池。(3)進入濃縮池的煤泥水濃度較大,易造成濃縮池溢流水黑,經(jīng)常出現(xiàn)洗水濃度達(dá)到80g/L以上,(4)濃縮池底流中粗粒過多造成壓濾機堵塞,影響正常壓濾。3.3粗煤泥回收和分選設(shè)備存在的問題及其原因當(dāng)前,大多數(shù)選煤廠粗煤泥都不單獨分選,而是脫水后摻入精煤或中煤中。雖然先進的重力分選設(shè)備的分選下限在下降,能高效,卻不能按分選下限有效回收。同時,分級脫水篩并不按要求粒度分級,篩上物的高灰細(xì)泥也會混入篩上產(chǎn)品中。當(dāng)篩上物作為精煤產(chǎn)品時,灰分太高。作為中煤,又不太經(jīng)濟。特別是當(dāng)煤泥水粘度增大,噴水量不夠,粗煤泥量瞬時增大,篩上物料層厚度可達(dá)250mm以上時,脫泥效果明顯惡化,產(chǎn)品污染更加嚴(yán)重,篩子跑水,堵溜槽現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。因此,要保持選后粗煤泥正?；厥?必須將脫水篩及離心液按中煤與精煤系統(tǒng)分別收集,用濃縮旋流器濃縮,然后由脫泥篩回收。否則,大量的粗煤泥仍將跑入煤泥系統(tǒng),高灰與低灰混合,造成不良循環(huán),增加浮選壓力。預(yù)先脫泥的末煤重介選煤廠,大部分粗煤泥沒有分選機會,脫水后,進入重介系統(tǒng)后回收,但仍存在上述問題。作者所在中心某脫介篩的篩孔2mm,使中煤脫介,精煤脫介必須單獨設(shè)置介質(zhì)桶,分別設(shè)置粗煤泥回收篩才能解決粗煤泥回收問題。這種復(fù)雜的回收方式經(jīng)濟上很不合理。粗煤泥存在,使脫泥篩跑水,脫介篩跑介,影響生產(chǎn)。采用粗煤泥精選流程,先將入浮前的煤泥水經(jīng)大直徑旋流器分級,其溢流進浮選或部分做洗水,底流進螺旋分機;分選后產(chǎn)物由沉降過濾式離心機脫水。其分選粒度范圍、濃度與設(shè)備的臺數(shù)和入料壓力,可根據(jù)不同工藝及選煤廠條件確定。4粗煤泥回收優(yōu)化及實踐粗煤泥回收優(yōu)化及實踐包括粗煤泥技術(shù)優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化兩部分。4.1粗煤泥回收技術(shù)的效益分析從當(dāng)前粗煤泥回收設(shè)備的技術(shù)水平看,改進粗煤泥回收關(guān)鍵問題應(yīng)是選擇合理的生產(chǎn)工藝。新集選煤廠對此進行了深入的研究,并在實踐應(yīng)用中取得了較好的效果。選煤產(chǎn)品的脫水效果在一定程度上與脫水時間成近似正比關(guān)系,也就是說,延長脫水時間,可使產(chǎn)品的脫水效果提高,粗煤泥產(chǎn)品的脫水尤為如此。基于這樣的考慮,新集選煤廠對上述典型生產(chǎn)工藝做了適當(dāng)?shù)母膭?即將弧形脫水篩改換成直線振動篩進行預(yù)先脫水,而后進離心機脫水,直線篩的篩板篩縫選擇為0.25mm,三個月的運行結(jié)果表明,產(chǎn)品產(chǎn)率比原來提高2.4個百分點,(離心機截留粒度平均0.4mm),產(chǎn)品水分大幅度下降由表1可知,粗煤泥平均水分僅為90.86%,與原工藝相比下降了6.04個百分點,實踐證明,粗煤泥水分能夠經(jīng)過延長脫水時間得到改進,加之振動脫水篩對旋流器底流濃度的變化不敏感,對系統(tǒng)的波動也具有緩沖能力,因此生產(chǎn)過程中的跑水現(xiàn)象得到了較好的控制。為了更好地回收粗煤泥,解決系統(tǒng)跑粗對生產(chǎn)的影響,該廠又對煤泥水工藝系統(tǒng)進行了較大的改進,即將原來并聯(lián)使用的濃縮機改成串聯(lián)使用,一段濃縮不加藥,濃縮分級旋流器溢流進一段濃縮機,一段濃縮機溢流進二段濃縮再處理,一段濃縮機底流由泵輸送到主廠房再用高頻篩、離心機脫水,圖2所示為改進后的粗煤泥回收工藝流程。改進后的粗煤泥回收工藝回收深度可達(dá)0.15mm,高頻篩篩縫選0.15mm,離心機篩縫0.4mm(由于架橋的作用可保證脫水過程中細(xì)粒煤泥損失較小),按新集選煤廠煤泥粒度組成特性分析看,該流程回收的粗煤泥量理論上應(yīng)比原來的產(chǎn)率提高40%左右,實際為22.92%,比原生產(chǎn)工藝提高5.55個百分點,生產(chǎn)的粗煤泥產(chǎn)品水分平均為11.31%,比原工藝中用振動篩取代弧形篩后的產(chǎn)品水分高1.45個百分點,說明所回收的粗煤泥產(chǎn)品中細(xì)顆粒明顯增多,造成脫水難度加大。盡管如此,仍比原工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品水分低4.59個百分點,混合后的產(chǎn)品水分較改造前降低了0.4.2粗煤泥回收系統(tǒng)改進與優(yōu)化近幾年來煤泥重介旋流器配合大直徑重介質(zhì)旋流器分選煤泥的工藝在南桐、太原、邢臺、晉陽等選煤廠被廣泛采用,取得了很好的分選效果。在太原選煤廠,煤泥重介質(zhì)旋流器組的溢流精煤灰分由入料16.92%降至11.83%,降灰5.09%,底流灰分高達(dá)41.66%,降灰效果顯著。邢臺選煤廠煤泥重介旋流器分選效果同樣明顯,溢流精煤中-1.4kg/L密度級占本級達(dá)90%左右,灰分僅5%左右,而底流灰分高達(dá)57%以上,實現(xiàn)了按密度分選。采用煤泥重介旋流器工藝處理粗煤泥,分選精度高,分選密度寬,對入選原煤質(zhì)量波動的適應(yīng)強。可是,由于小直徑旋流器分選所需的細(xì)介質(zhì)來源于大直徑旋流器溢流,2個懸浮液系統(tǒng)相互影響,生產(chǎn)管理不方便,實現(xiàn)全廠介質(zhì)系統(tǒng)平衡及自動控制難度較大。另外,分選后的細(xì)粒煤與懸浮液一同進磁選機的物料濃度高、粒度大,降低了磁選機的介質(zhì)回收率,介耗居高不下。當(dāng)前這一工藝還在不斷改進完善中。螺旋分選機在國內(nèi)也有一定程度地運用。王坡選煤廠為年處理能力150萬t的礦井型選煤廠,0.15-0.5mm粗煤泥由螺旋分選機分選。余吾煤業(yè)公司選煤廠原煤經(jīng)重選后1mm脫泥,脫泥篩篩下物,磁選尾礦經(jīng)0.1mm水力分級后,螺旋分選機是一種專門用來處理選礦中的磨細(xì)礦粒的設(shè)備,入料粒度范圍是0.25-0.3mm。螺旋分選機具有以下特點:①運行成本比重介旋流器和浮選機要低;②無運動部件,也無須風(fēng)、水、介質(zhì)等輔助材料,節(jié)能環(huán)保,維修工作量小;③有效分選密度在1.6kg/L以上,低于該值,會影響分選效果。這種分選工藝的主要弊病在于機身高度大,給料和循環(huán)的中礦需要泵輸送,本身參數(shù)不易調(diào)節(jié),難于適應(yīng)給料性質(zhì)變化,在較低密度分選時分選效果差和對片狀礦粒富集效果差等。另外,由于設(shè)備的局限性,單臺設(shè)備處理能力小,分選密度難控制,灰分無調(diào)節(jié)余地。其有效分選密度較高,一般在1.7kg4.3粗煤泥回收系統(tǒng)實踐隨著選煤技術(shù)的發(fā)展,對粗煤泥分選的要求逐漸提高。經(jīng)過對現(xiàn)有粗煤泥分選設(shè)備的分析,得知影響分選效果的主要因素是上游的分級設(shè)備,傳統(tǒng)的分級手段達(dá)不到理想效果。結(jié)合梁北選煤廠的生產(chǎn)實際,利用TBS的等沉比分選原理,進行了煤泥分級試驗研究。結(jié)果表明改造后的TBS完全能夠作為高灰細(xì)泥的分級設(shè)備,解決了粗煤泥分選的難題,具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。(1)與重介質(zhì)旋流器和螺旋分選機相比,干擾床對0.25～3mm的細(xì)粒煤分選有一定的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在:動力消耗小,設(shè)備磨損少,單臺處理量大,工藝簡單的特點。由于CSS粗煤泥分選機的這些優(yōu)點,近幾年在中國選煤領(lǐng)域逐步得到認(rèn)可和推廣。出現(xiàn)了葛泉礦選煤廠、張雙樓選煤廠、盤南公司選煤廠、西馬礦選煤廠和東龐礦選煤廠等一批穩(wěn)定使用粗煤泥分選機的單位。(2)從干擾分選的原理看來:實際的分選是流化狀態(tài)的分選,物料在上升水流作用下呈流態(tài)化,因密度和粒度不同形成于擾層或稱沸騰床層,物料中不同密度組成和粒度組成的顆粒群在床層中實現(xiàn)分選。粗煤泥回收和精選的工藝設(shè)備,著重說明了TBS干擾床分選機解決了粉末煤比例高和煤泥含量大的原煤分選技術(shù)的難題,實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級,提高了優(yōu)質(zhì)煤的產(chǎn)率和利用價值,增加了企業(yè)經(jīng)濟效益。當(dāng)前,粗煤泥的處理工藝已引起中