重介與跳汰工藝方案對比

1、魏家峁煤礦選煤廠重介淺槽分選與跳汰分選工藝方案比選目 錄1概述22生產(chǎn)技術及管理對比32.1跳汰原理32.2跳汰選的特點32.3跳汰方案的生產(chǎn)技術與管理32.4重介淺槽原理62.5重介淺槽分選特點62.6重介淺槽工藝與跳汰工藝對塊煤率的影響對比82.7重介工藝與跳汰工藝的分選效率及精度對比83方案比選111 概述魏家峁露天煤礦隸屬于北方聯(lián)合電力公司，主要服務于本公司電廠（建設中）。在滿足電廠需求的情況下，為使塊煤產(chǎn)品增值，擬建設魏家峁露天煤礦選煤廠，主要洗選150（200）-30（13）mm塊煤。選煤廠基本工藝為：原煤通過現(xiàn)有1號分流站運至篩分破碎車間，篩分破碎車間布置原煤分級篩，篩縫150（

2、200）mm和30（13）mm。根據(jù)不同的生產(chǎn)方式，具有不同的產(chǎn)品結構，具體要求如下： 特大塊煤：粒度+150（200）mm【根據(jù)市場要求，粒度+150（200）mm手選后作為特大塊煤產(chǎn)品】； 洗大塊煤：150（200）-80mm； 洗中塊煤：80-30mm； 洗小塊煤：30-13mm； 優(yōu)質電煤：50-0mm【根據(jù)市場要求，塊精煤產(chǎn)品可破碎至-50mm，作為優(yōu)質電煤產(chǎn)品】； 末原煤：粒度30（13）-0mm；發(fā)熱量（Qnet.ar）不低于4800 kcal/kg；供本公司電廠； 煤泥：粒度0.25-0mm，壓濾煤泥外在水分不超過22%，且需摻入末原煤； 矸石：廢棄，汽車外排。對于150（20

3、0）30（13）mm塊煤，國內(nèi)目前常用的具有代表性的塊煤分選工藝有重介淺槽分選機和跳汰工藝。通過對上述兩種工藝方案的分選效率、控制精度、工藝適應性、自動化控制水平、生產(chǎn)管理、投資、生產(chǎn)運行成本、經(jīng)濟效益等方面，進行技術經(jīng)濟比選，最終確定采用的最佳工藝方案。從鄰近礦井生產(chǎn)實踐看，如酸刺溝選煤廠，某設計院原設計為塊煤動篩跳汰工藝，該廠建成后，由于產(chǎn)品質量差，不便管理等原因，該廠未投產(chǎn)即重新設計改造為重介廠。鑒于臨近礦井原煤的煤質及產(chǎn)品結構相近，因此不建議本廠采用動篩跳汰工藝。以下文中“跳汰工藝”是指采用篩下空氣室式跳汰機為主選設備的生產(chǎn)工藝。本次煤質計算依據(jù)是，采用了選煤廠可行性研究報告中提供的煤

4、質資料，實際生產(chǎn)中原煤煤質可能與本資料有一定出入。僅供參考！2 生產(chǎn)技術及管理對比2.1 跳汰原理跳汰選：是比較傳統(tǒng)的選煤方法，分為塊煤、末煤、混煤跳汰機。跳汰機的分選原理是利用脈動水流，將煤和矸石組成的床層按周期地頂起，吸落，分選過程中水流要不斷地沖刷煤和矸石，同時煤和矸石在跳汰機內(nèi)因為分層需要相互摩擦，會導致塊煤的破碎。由于其是一個動態(tài)的分層過程，所以盡管近年來在排矸系統(tǒng)和風水控制系統(tǒng)有了很大的改進，但其仍然存在分選精度相對不高、精煤產(chǎn)率低等缺點。跳汰機屬于深槽型重選設備。所有的跳汰機均具有跳汰室。鼓動水流運動的工作機構和產(chǎn)品排出機構。跳汰室內(nèi)篩板由沖孔鋼板、編織鐵篩網(wǎng)或箅條做成，水流通過

5、篩板進入跳汰室，使床層升起不大的高度并略呈松散狀態(tài)，密度大的顆粒因局部壓強及沉降速度較大而進入底層，密度小的顆粒則轉移到上層。當水流下降時，密度大的細小顆粒還可通過逐漸緊密的床層間隙進入下層。當入洗原煤進入跳汰機后，在風水的作用下跳躍前進；在不斷地跳躍前進過程中，輕物料（精煤）上浮，而重物料（矸石）下沉，實現(xiàn)了按密度分層，待物料運動到矸石段處，通過排料裝置及時地將矸石排出。 2.2 跳汰選的特點1.適合高密度排矸作業(yè)，排矸密度可在2.0以上。2.以水為分選介質，系統(tǒng)簡單。3.分選精度低于淺槽，系統(tǒng)自動化水平較重介低，不易實現(xiàn)自動控制。4.跳汰分選過程長，產(chǎn)生的次生煤泥量較大。5.跳汰分選精度受

6、人為因素影響較大。2.3 跳汰方案的生產(chǎn)技術與管理跳汰分選工藝運行效果的好壞，除與原煤可選性、產(chǎn)品質量要求、工藝系統(tǒng)設計、設備配套及單機自動化裝備水平等因素有關外，最重要的因素還與跳汰機司機操作技術水平、崗位責任心、豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗等有著密不可分的關系。當然還與全廠的整體管理水平有關?，F(xiàn)分述如下：2.3.1 原煤可選性對跳汰分選的影響跳汰工藝一般對易選煤分選能獲得較高的數(shù)量效率，可以達到90-95%，尤其當分選密度大于1.80kg/L時，分選效果較好。當分選中等可選煤時，分選效果還可以接受，數(shù)量效率可以達到80-93%；當分選難選和極難選煤時，數(shù)量效率往往很難達到80%，特別是當3mm粉煤含

7、量較高時，跳汰分選精度會顯著下降，精煤損失較大。另外，生產(chǎn)實踐證明，當分選密度小于1.40kg/L時，跳汰機難以操控，不能保證實現(xiàn)正常分選，所以在低分選密度條件下生產(chǎn)低灰精煤時，選用跳汰選煤應格外慎重！2.3.2 跳汰機及單機自動化裝備水平對跳汰分選的影響目前國內(nèi)較先進的跳汰機主要有SKT系列和X系列跳汰機，該兩個系列的跳汰機的機體結構與傳統(tǒng)跳汰機相比，已進行大量修改和優(yōu)化。跳汰機機體、風閥、篩板和排料裝置等設計更加先進可靠，跳汰機工藝自動控制包括排料自動化、給煤自動化、風水控制自動化等方面技術已日趨成熟。生產(chǎn)實踐證明，上述跳汰機的不完善度I值，根據(jù)原煤可選性的不同，可以達到0.10-0.17

8、。2.3.3 跳汰機司機的重要人為因素對跳汰分選的影響跳汰機司機個人的業(yè)務素質的高低是跳汰分選的不可忽視的重要因素。首先，作為跳汰機司機不僅應該具有一定的操作技術，還應具有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。在實際生產(chǎn)中應注意以下幾個方面的把握和控制：給煤量的選定與調(diào)整給煤量不能過小，過小了不僅設備能力得不到發(fā)揮，甚至使損失增加，質量變壞。給煤量過小，壓不住床層，床層水面起伏大，分層紊亂，無法獲得理想的床層。這就勢必造成細粒浮煤透篩損失，而部分矸石混入精煤中。給煤量過大也不合適。給煤量過大，床層太厚，床層游動不開，物料分層不清，同樣會導致矸石帶煤量增多和精煤受污染質量變壞的情況。在選煤操作中應盡量保持給煤量均

9、衡、穩(wěn)定。因為給煤量變動，操作條件就隨之變化，原來的平衡就要被破壞，新的平衡就得重新建立。從這個平衡達到另一個平衡，需要一定的時間（30分鐘左右），所以過多的變動是不利的。為保證給煤量的均衡、穩(wěn)定，要求緩沖倉中的煤應保持半倉以上。不能等放完才往倉中放煤，這樣既避免了倉中產(chǎn)生粒度偏析對分選過程的影響，而且給煤機械也能沿跳汰機全寬均勻連續(xù)給料。煤質變化較大，要求操作者根據(jù)來料的具體情況作出及時調(diào)整煤量。風水量的選定與調(diào)整風量和水量不僅決定床層的跳動高度（振幅），同時也決定床層的游動性。所以風量和水量是跳汰機的主要調(diào)整因素。風和水的作用不是單一的，而是相互聯(lián)系和相互制約的。因此，風和水是配合使用的。

10、風水調(diào)配是保證床層按密度分選的主導因素。通常人們把風水作用概括為“風可保質，水可保量”。需要解決質量問題時，就要在用風上打主意；需要多洗煤，增大處理量時，就得在用水上做文章。風水使用不可過量，也不可不足，風量大小以穩(wěn)定床層，維持床層緊密度為準，水量大小則以保證床層游動性為宜。風水配合適當?shù)臉藴适谴矊臃€(wěn)、物料按密度分層清。排放量的選定和調(diào)整在給料量穩(wěn)定，風水量使用適當，分層效果好的情況下，產(chǎn)品的最終結果就取決于產(chǎn)品的排放制度。正確地排料是保證產(chǎn)品質量的一項重要因素之一。原料煤性質變化最大的是矸石含量的變化。當矸石含量有變化時，排料也要作相應的變化。但是，排料量不可過大或過小，如果排放量過大，就會

11、增加煤在矸石中的損失，并使床層過薄，致使床層紊亂而不利于分選；如果排放量過小，容易使床層增厚，用同樣的風水量床層跳不起來，松散度小，因此，物料也就不能很好地得到分選，使大塊煤混雜在矸石中，同時又使部分細矸混入精煤中，既影響產(chǎn)品質量又增加了損失。重產(chǎn)物排放工作的好壞，關鍵是能否保持住正常的分離床層。綜上所述，盡管目前跳汰機單機自動化裝備水平有了很大提高，但人為因素對跳汰分選過程影響依然很大！這就要求跳汰機司機必須有很好的業(yè)務水平和極強的崗位責任心。否則，將直接影響選煤廠的經(jīng)濟效益。2.3.4 生產(chǎn)管理對跳汰分選的影響為使跳汰分選過程平穩(wěn)高效，應加強選煤廠生產(chǎn)管理，為跳汰分選創(chuàng)造良好條件。建立健全

12、操作規(guī)程、安全規(guī)程和崗位責任制，做到有章可循。加強生產(chǎn)技術檢查，對關鍵指標如單機灰分、精煤產(chǎn)率、矸石帶煤、處理量等進行經(jīng)濟考核。加強洗水管理，嚴格控制循環(huán)水濃度，為提高分選精度創(chuàng)造條件。加強對跳汰機、給料機、鼓風機、脫水篩等關鍵設備的維護保養(yǎng)，使設備的性能指標滿足正常生產(chǎn)要求。2.3.5 循環(huán)水對跳汰分選的影響為保證原煤（150-30mm）在跳汰機內(nèi)得到很好的分選，一般循環(huán)水用量在3-3.5m3/t，且為得到較好的分選精度，洗水濃度不能太高，一般應小于40g/L。因此，跳汰廠配套的濃縮機沉降面積較大，本廠宜設2臺35m濃縮機（一用一備）。2.3.6 跳汰分選粒度上限和下限跳汰機允許的最佳粒度上

13、限：150mm；分選粒度下限：0.5mm。盡管設計規(guī)范中注明塊煤跳汰機入料粒度上限可達200mm，但從生產(chǎn)實踐來看，目前上限一般不超過150mm。粒度過大會造成床層不穩(wěn)，影響分選精度。2.4 重介淺槽原理淺槽分選機的分選原理是利用煤和矸石密度的不同在相對靜止（非脈動水流）的重介懸浮液中自然分層。分級機內(nèi)懸浮液分別通過2個部位進入分選槽。下部給入懸浮液的為上升流，通過布流板進入槽內(nèi)，使其均勻的分散。上升流的作用保持懸浮液穩(wěn)定、均勻，還具有分散入料的作用。另一部分經(jīng)側面給入，稱為水平流。布料箱的反擊和限制作用，可使水平流全寬、均勻地進入槽內(nèi)。水平流的作用主要是針對上部懸浮液密度，穩(wěn)定的對上浮精煤起

14、到運輸作用。原料煤入分選槽后會全部浸入懸浮液中并開始分層。將精煤和矸石分離，通過分層作用，精煤等低密度物浮在上層，矸石等高密度物沉到槽子底部。懸浮在上層的精煤由溢流排出，沉到槽底的高密度物由刮板機頭溜槽排出成為矸石產(chǎn)品，分選過程完成。因為淺槽分級機的分選長度比較短一般只有1.61.8m，所以煤和矸石在懸浮液中的停留時間也比較短，大約是普通跳汰機的1/51/8，是動篩跳汰機的1/21/3，由于煤和矸石在淺槽內(nèi)的運動十分平穩(wěn)，可以認為是相對靜態(tài)分選，煤和矸石按照其密度不同在懸浮液中快速分層，其分選機理接近理論分選，因此可以達到較高的分選精度，并減少分選作業(yè)產(chǎn)生的次生煤泥量。2.5 重介淺槽分選特點

15、淺槽分選機的主要特點是：1.分選精度高，產(chǎn)品回收率高，對煤質的適應性強。2.分選上限高、分選粒度寬（20013mm），能有效減少大塊矸石及煤的破碎率，降低能耗。3.單機處理能力大，對原煤入選量及粒度組成波動適應性強。4.分選時間短，次生煤泥量低，可減輕矸石泥化現(xiàn)象。5.自動化程度高，懸浮液密度可自動調(diào)節(jié)。6.系統(tǒng)簡單，易于操作和維護，易損件為刮板，更換方便。2.5.1 重介淺槽方案的生產(chǎn)技術與管理重介淺槽分選工藝運行效果的好壞，主要與原煤可選性、產(chǎn)品質量要求、工藝系統(tǒng)設計、設備配套及自動化裝備水平等因素有關。與跳汰工藝相比，人為因素對分選過程的影響要小得多。全廠的整體生產(chǎn)管理水平的高低是影響選

16、煤廠經(jīng)濟效益的最主要因素。2.5.2 原煤可選性對重介淺槽分選的影響對于重介淺槽工藝來說，其最大的優(yōu)勢是物料能夠按照介質密度分選，隨著介質分選密度的調(diào)節(jié)，輕重物料的分隔點相應發(fā)生變化。因此，原煤可選性的變化對重介分選過程的影響較小。也就是重介工藝對原煤可選性的適應性強。一般數(shù)量效率在95%以上。但對于分選密度1.80kg/L時，高密度的介質往往難以配制。2.5.3 重介設備及自動化裝備水平對重介分選的影響本廠采用的重介淺槽分選機為進口組裝產(chǎn)品，其Ep值為0.03-0.05。當重介設備結構形式和工藝流程確定之后，影響重介選煤過程的主要工藝參數(shù)是：入選原煤的可選性、粒度組成、入選原煤量、重介質懸浮

17、液的密度和流變特性、介質桶液位等。一般以調(diào)節(jié)懸浮液密度參數(shù)為主，而其它工藝參數(shù)采取穩(wěn)定控制，使其波動范圍盡量小。所謂自動化，就是用先進的自動測控技術設備代替人工操作。這些自動測控技術設備包括自動檢測、自動調(diào)節(jié)和自動控制。自動檢測儀表可以為控制系統(tǒng)提供準確的工藝參數(shù)信息，設備運行狀態(tài)及外部干擾條件。自動調(diào)節(jié)可使工藝過程變量保持穩(wěn)定，或按給定的規(guī)律進行變化。自動控制是在沒有人工參預時，自動完成整個控制過程。目前重介密度控制系統(tǒng)，技術成熟可靠，已經(jīng)在重介選煤廠得到廣泛應用。在提高產(chǎn)品產(chǎn)量，穩(wěn)定產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，減少操作人員，改善操作條件等方面，發(fā)揮了很大作用。2.5.4 人為因素對重介分選的

18、影響與跳汰工藝相比，采用重介工藝的選煤廠對員工的個人技能的依賴性較小。在投產(chǎn)初期，對員工進行短期培訓，重點側重重介工藝系統(tǒng)的管理知識的培訓。系統(tǒng)調(diào)試正常后，除需設置少量巡視工外，一般無須員工對分選設備進行操作。這樣一來，重介工藝系統(tǒng)運行的可靠性要比跳汰工藝系統(tǒng)運行的可靠性高得多。2.5.5 生產(chǎn)管理對重介分選的影響為使重介分選過程平穩(wěn)高效，應加強選煤廠生產(chǎn)管理，為重介分選創(chuàng)造良好條件。建立健全操作規(guī)程、安全規(guī)程和崗位責任制，做到有章可循。實時監(jiān)測監(jiān)控重介質密度的變化，合理調(diào)節(jié)入料量、介質桶液位、分流量等參數(shù)，合理控制介質添加時間及添加量。加強生產(chǎn)技術檢查，對關鍵指標如介質密度、灰分、精煤產(chǎn)率、

19、矸石帶煤、處理量、介耗等進行經(jīng)濟考核。加強洗水管理，嚴格控制循環(huán)水濃度，為提高分選精度創(chuàng)造條件。加強對淺槽、旋流器組、泵、脫介篩等關鍵設備的維護保養(yǎng)，使設備的性能指標滿足正常生產(chǎn)要求。2.5.6 循環(huán)水對重介分選的影響重介工藝一般循環(huán)水用量為跳汰工藝的50%左右，且能得到較好的分選精度，洗水濃度不能太高。因此，重介廠配套的濃縮機沉降面積較小。本廠宜設2臺30m濃縮機（一用一備）。2.5.7 重介分選粒度上限和下限重介淺槽允許的粒度上限：200mm；分選粒度下限理論上可達6mm。篩分破碎車間塊煤上限定為200mm，盡可能的減少塊原煤破碎，增加塊煤產(chǎn)品產(chǎn)率，提高經(jīng)濟效益。從塊煤重介淺槽選煤廠的生產(chǎn)

20、實踐看，塊煤粒度定為150mm，不容易造成溢流精煤的堵料，更有利于重介淺槽系統(tǒng)的可靠運行。因此，建議本廠塊煤上限定為150mm。2.6 重介淺槽工藝與跳汰工藝對塊煤率的影響對比從工藝布置來看，入選原煤在進入跳汰機之前，須由配倉刮板機給入緩沖倉。緩沖倉高5.5m，塊煤在入倉過程中，會造成大量塊煤摔碎，同時，塊煤在跳汰機的風與水相互作用的脈動水流中，相互摩擦、碰撞，塊煤率還會降低，預計比淺槽工藝（介質波動小，分選時間短）塊煤率降低約占全樣2.5%，年減少塊煤約15萬噸、末煤售價差約100元/噸，年減少銷售額1500萬元。綜上所述，塊煤重介淺槽分選工藝與跳汰工藝相比，可明顯增加產(chǎn)品塊煤率，為選煤廠創(chuàng)

21、造更高的經(jīng)濟效益。2.7 重介工藝與跳汰工藝的分選效率及精度對比從選煤理論和生產(chǎn)實踐來看，重介淺槽與跳汰工藝相比，分選效率和分選精度要高。經(jīng)測算，在塊原煤入洗量相同，分選密度均為1.80kg/L時重介工藝：塊煤（150-30mm）采用重介淺槽分選時，其Ep值為0.03-0.04。數(shù)量效率為98%，矸石帶煤（-1.80含量）為5.56%；跳汰工藝：跳汰機的不完善度I值按0.12取值時，數(shù)量效率為96.30%，矸石帶煤（-1.80含量）為38.36%。淺槽分選工藝產(chǎn)品平衡表詳見表2.7-1；跳汰分選工藝產(chǎn)品平衡表詳見表2.7-2。從上述2表對比情況看，本廠采用重介淺槽分選工藝與跳汰分選工藝相比，在

22、塊原煤入洗量相同，分選密度均為1.80kg/L時，年多回收塊精煤384.16-377.51=6.65萬噸。塊精煤售價按300元/噸計算，年增收6.65萬噸300元/噸=1995萬元?？梢娊?jīng)濟效益非?？捎^！表2.7-1 淺槽分選工藝產(chǎn)品平衡表產(chǎn)品名稱可能偏差Ep分選密度p數(shù)量灰分水分數(shù)量 效率矸石 帶煤率產(chǎn)率小時產(chǎn)量日產(chǎn)量年產(chǎn)量R %Q t/hQ t/dQ 10Kt/aAd/%Mt/%/%原煤150-30mm100.00757.5812121.21400.0016.307.8998.005.56淺槽精煤150-80mm0.031.8032.16243.673898.73128.6613.1910

23、.5680-30mm0.041.8063.88483.907742.46255.5014.4911.52合計96.04727.5711641.18384.1614.0611.20淺槽矸石150-30mm3.9630.00480.0315.8470.6512.46合計100.00757.5812121.21400.0016.3011.25表2.7-2 跳汰分選工藝產(chǎn)品平衡表產(chǎn)品名稱不完善度I分選密度p數(shù)量灰分水分數(shù)量 效率矸石 帶煤率產(chǎn)率小時產(chǎn)量日產(chǎn)量年產(chǎn)量R %Q t/hQ t/dQ 10Kt/aAd/%Mt/%/%原煤150-30mm100.00757.5812121.21400.0016.

24、307.8996.3038.36跳汰精煤150-80mm0.12 1.80 31.65 239.77 3836.32 126.60 13.03 10.56 80-30mm0.12 1.80 62.73 475.21 7603.40 250.91 14.36 11.52 合計94.38 714.98 11439.71 377.51 13.92 11.20 跳汰矸石150-30mm5.62 42.59 681.50 22.49 56.27 12.47 合計100.00 757.58 12121.21 400.00 16.30 11.27 3 方案比選方案綜合對比表序號比較項目跳汰分選工藝方案重介淺槽分選工藝方案1工藝先進性落后分選精度稍低，屬于落后工藝 先進符合先進選煤工藝發(fā)展趨勢，符合最大產(chǎn)率原則，近年內(nèi)興起且發(fā)展較快，主流工藝 2洗選系統(tǒng)復雜受單機處理量限制，必須雙系統(tǒng)配置，設備臺數(shù)多，部分設備可靠性低 簡單設備大型化，單系統(tǒng)配置，臺數(shù)最少3產(chǎn)品質量控制困難人工干預，質量不容易控制容易質量按產(chǎn)品要求靈活控制4次生煤泥量較高在跳汰機風與水相互作用脈動水流中，次生煤泥量