不同密度級(jí)煤粉小沉降試驗(yàn)研究

不同密度級(jí)煤粉小沉降試驗(yàn)研究

在小波動(dòng)試驗(yàn)中，將0.5mm以下的礦渣劃分為不同的密度，以確定每個(gè)密度的產(chǎn)物特征的試驗(yàn)。利用小浮沉資料,可以評(píng)價(jià)煤泥的可選性,也可以評(píng)定重選設(shè)備的工藝效果。近年來,由于粗煤泥分選工藝的廣泛應(yīng)用,不分級(jí)的0.5～0mm粒級(jí)煤粉浮沉已不能滿足需要,更加細(xì)化的煤粉分級(jí)浮沉才能滿足制定合理工藝流程的要求。1小懸浮試驗(yàn)注意事項(xiàng)的試驗(yàn)改進(jìn)按照GB/T19092-2003敘述的試驗(yàn)步驟,對(duì)0.5～0.25mm,0.25～0.125mm,-0.125mm和-0.5mm粒級(jí)的煤粉分別進(jìn)行了小浮沉試驗(yàn)。但在多次的試驗(yàn)過程中均發(fā)現(xiàn)對(duì)粒度較大的0.5～0.25mm煤樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題。由試驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),經(jīng)離心機(jī)離心后浮物與底部沉物分層較清晰,但當(dāng)懸浮液大部分倒出時(shí),底部部分沉物隨著懸浮液進(jìn)入到輕產(chǎn)物中。然而,當(dāng)對(duì)低粒級(jí)0.25～0.125mm,-0.125mm以及全粒級(jí)-0.5mm的煤樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),重產(chǎn)物與懸浮液分層清晰,在倒出懸浮液時(shí)并無以上描述的現(xiàn)象發(fā)生,試驗(yàn)效果較好。為了減少人為操作對(duì)試驗(yàn)造成的影響,查閱了相關(guān)小浮沉試驗(yàn)注意事項(xiàng)的文章,并進(jìn)行了以下改進(jìn)操作:在倒出懸浮液時(shí),快速平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)離心管,以防止浸潤(rùn)在沉物里的重液將其沖下;由于以上所述現(xiàn)象是由底部沉物松散、不夠緊密造成的,所以試驗(yàn)時(shí)筆者特別增加了離心機(jī)轉(zhuǎn)速及其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間,但無論采取什么措施都不能避免浮物遭受污染。分析后認(rèn)為該現(xiàn)象主要是由粒度造成的,對(duì)于0.5～0.25mm的煤樣,該粒級(jí)粒度相對(duì)較粗,細(xì)粒含量為零,所以離心管內(nèi)煤樣經(jīng)過離心機(jī)后亦不能很好的壓實(shí)。在倒出懸浮液時(shí),為了將懸浮液倒凈(這樣才能對(duì)下一密度級(jí)試驗(yàn)影響較小),離心管必須有一個(gè)傾角,沉物較上部分在重力作用下隨懸浮液混進(jìn)低密度級(jí)的產(chǎn)物中,從而造成試驗(yàn)誤差。該現(xiàn)象在煤樣較多時(shí)較嚴(yán)重,中間及低密度級(jí)的混擾現(xiàn)象更顯著。而-0.5mm,0.25～0.125mm和-0.125mm粒級(jí)的煤樣,粒度相對(duì)較小且細(xì)粒含量較高,煤樣在離心力場(chǎng)中壓實(shí)較好,所以沉物松散現(xiàn)象并不明顯甚至無此現(xiàn)象。如上所述,進(jìn)行0.5～0.25mm粒級(jí)小浮沉試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的沉物對(duì)輕產(chǎn)物造成污染問題主要是由于粒度較粗引起的。當(dāng)粒度較粗(>0.1～0.075mm)時(shí),分離宜在重力場(chǎng)中進(jìn)行;當(dāng)粒度較細(xì)(<0.1～0.075mm)時(shí),在離心力場(chǎng)中進(jìn)行。依據(jù)此原則,可參考大浮沉試驗(yàn)方法來設(shè)計(jì)試驗(yàn)。2重力法中的小沉沒實(shí)驗(yàn)2.1試驗(yàn)用著密度1)適用范圍。該試驗(yàn)方法適用于0.5～0.25mm粒級(jí)的煙煤和無煙煤的小浮沉實(shí)驗(yàn)。2)試劑。采用由四氯化碳、苯和三溴甲烷配制的有機(jī)重液。大浮沉試驗(yàn)用藥劑多采用氯化鋅溶液配制。但考慮到本試驗(yàn)用煤樣粒度較細(xì),在重力場(chǎng)中分離效果本身便不如離心力場(chǎng),使用氯化鋅配制的密度液亦存在較大的粘滯阻力,尤其是高密度時(shí)的阻力更大,且清洗過程中容易產(chǎn)生誤差,因此采用有機(jī)液配制。重液密度為1.30g/cm3,1.40g/cm3,1.50g/cm3,1.60g/cm3,1.70g/cm3,1.80g/cm3和2.00g/cm3七個(gè)密度級(jí)?？筛鶕?jù)情況增加或減少某些密度。3)主要器具。試驗(yàn)需要的主要器具有:燒杯若干,本試驗(yàn)方法選用燒杯規(guī)格內(nèi)徑70mm,高度95mm;撈勺,撈勺自制,試驗(yàn)用煤樣下限粒度為0.25mm,因此撈勺篩網(wǎng)孔徑選取0.25mm,直徑與所選的燒杯內(nèi)徑有關(guān),以35～40mm為宜,其它制作過程與大浮沉撈勺相同;液體溫度計(jì)、漏斗、分析天平、電子臺(tái)秤等其它常用器具。4)煤樣。煤樣應(yīng)是空氣干燥狀態(tài),不得少于250g,該煤樣應(yīng)經(jīng)過多次煤粉篩分試驗(yàn)獲得。如果某密度級(jí)產(chǎn)物不夠化驗(yàn)時(shí),該密度級(jí)增做一次浮沉試驗(yàn)。稱量煤樣4份,每份25g(稱準(zhǔn)到0.001g)。GB/T19092-2003規(guī)定稱取煤樣為4份,每份20g。但0.5～0.25mm的平均粒徑大于-0.5mm,為保證試驗(yàn)用煤樣具有較好的代表性,同時(shí)考慮到試驗(yàn)的可操作性,此處煤樣總量取100g。2.2懸浮液的制備試驗(yàn)在重力場(chǎng)中進(jìn)行,試驗(yàn)過程主要參照大浮沉進(jìn)行,但也有以下幾點(diǎn)不同的地方:1)試驗(yàn)用樣共100g,考慮到重力場(chǎng)中分離效果,試驗(yàn)分4次進(jìn)行,每次25g。2)將每份試樣倒入燒杯內(nèi),加入少量重液,用玻璃棒充分?jǐn)嚢?使煤樣完全濕潤(rùn)。然后倒入同一密度的重液,邊倒邊攪拌,直至液面的高度約為燒杯高度的2/3為止。3)充分?jǐn)嚢韬髮⒚簶屿o置至少5min,待懸浮液穩(wěn)定后再用撈勺撈起浮物。4)浮物撈盡后將懸浮液倒出,加入下一密度重液。5)過濾懸浮液時(shí),懸浮液要過下?lián)粕?底部沉物未隨懸浮液進(jìn)入輕產(chǎn)物時(shí),撈勺中的煤樣可沖洗作為輕產(chǎn)物;當(dāng)沉物進(jìn)入懸浮液時(shí),撈勺中的煤樣刮下作為重產(chǎn)物進(jìn)行下一密度級(jí)的分離。2.3應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果綜合結(jié)果為了比較在離心力場(chǎng)和重力場(chǎng)中試驗(yàn)方法的效果,選取煙煤和無煙煤做了大量的對(duì)比試驗(yàn),本文列出一組無煙煤數(shù)據(jù)作為參考。為方便表述,在離心力場(chǎng)中進(jìn)行試驗(yàn)的方法簡(jiǎn)稱離心法,重力場(chǎng)中的方法簡(jiǎn)稱重力法。離心法存在的問題是大量的重產(chǎn)物混入到輕產(chǎn)物中,使低密度級(jí)的產(chǎn)率增加而高密度級(jí)的產(chǎn)率變低;重力法是自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法,該方法本身必定也存在一定的缺陷。由于無法準(zhǔn)確知道0.5～0.25mm粒級(jí)小浮沉試驗(yàn)的結(jié)果,為了比較兩種試驗(yàn)方法的優(yōu)劣,只能借用綜合級(jí)的結(jié)果比較來反映兩種方法的效果。以-0.5mm全粒級(jí)的煤粉浮沉試驗(yàn)結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn),將兩種方法得出的試驗(yàn)結(jié)果綜合,與全粒級(jí)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。由于0.25～0.125mm,-0.25mm以及-0.5mm粒級(jí)的小浮沉試驗(yàn)均按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,基本無混擾現(xiàn)象發(fā)生,所以認(rèn)為這些數(shù)據(jù)是正確有效的,且本文提出的方法主要是針對(duì)0.5～0.25mm粒級(jí)小浮沉試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問題,因此兩種方法試驗(yàn)結(jié)果(即表2和表3中)有差別的只是0.5～0.25mm的數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果見表1～3。由以上數(shù)據(jù)可以看出,數(shù)據(jù)差距較大的主要是產(chǎn)率,而各密度級(jí)的灰分差值也是由于產(chǎn)率差距引起的,因此,可只根據(jù)產(chǎn)率差距來比較兩種方法的試驗(yàn)效果。為了方便比較,現(xiàn)將離心法和重力法的綜合結(jié)果與全粒級(jí)試驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)率差值列于表4。其中,表格中的產(chǎn)率差值分別指離心法、重力法所得的該密度級(jí)產(chǎn)率值減去全粒級(jí)-0.5mm相應(yīng)的產(chǎn)率值。由表4可以看出,離心法分級(jí)綜合得出的結(jié)果與全粒級(jí)試驗(yàn)得出的結(jié)果相差較大,而重力法分級(jí)試驗(yàn)得出的綜合結(jié)果與全粒級(jí)結(jié)果更接近些。離心法試驗(yàn)結(jié)果與全粒級(jí)試驗(yàn)結(jié)果相比,主要是低密度級(jí)的產(chǎn)物更多,而中間密度級(jí)的產(chǎn)物量較少,這與以上分析的中間及低密度的混擾現(xiàn)象更顯著相一致。而重力法試驗(yàn)結(jié)果卻是高密度級(jí)的產(chǎn)率相差較大,這是由于煤樣粒度較小(相對(duì)+0.5mm),受到的阻力相對(duì)較大,只在重力場(chǎng)中不能及時(shí)很好地按密度分層,以至于后面密度級(jí)的產(chǎn)物量相對(duì)偏大。對(duì)于重力法分級(jí)浮沉和全粒級(jí)浮沉結(jié)果,兩種方法表現(xiàn)出來的綜合結(jié)果誤差相對(duì)較大,這主要是由于以下幾點(diǎn)原因造成的。首先,試驗(yàn)操作時(shí)不可避免的會(huì)產(chǎn)生誤差,作為參考依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果全粒級(jí)-0.5mm的浮沉本身就有一定的誤差;同樣,分級(jí)浮沉?xí)r各個(gè)粒度級(jí)會(huì)產(chǎn)生誤差;再加上重力法分離0.5～0.25mm也存在著一定缺陷,各粒級(jí)綜合后誤差累積,表現(xiàn)出來的誤差加大,這些誤差是多方面產(chǎn)生的。因此,煤粉分級(jí)浮沉試驗(yàn)時(shí),