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入選原煤來自遼源市西安煤業公司六區礦井,根據中國煤(以煉焦煤為主)分類方案,確定該區煤的工業牌號為氣煤。原煤屬中低硫、低磷、中高灰分煤,高揮發,高熱值。為了滿足用戶的要求,選煤廠工藝流程及產品結構,應該充分考慮選煤廠生產的靈活性、實用性,生產多樣化和高質量的產品,以適應用戶對產品規格及質量的不同要求。
2洗選方式
由于西安煤業公司六區礦井主要進行殘煤回采,所以在開采煤層過程中,個別煤層夾矸煤較多,大量的矸石及夾矸煤進入原煤,使原煤矸石含量增大。為了滿足電力用戶需求,根據塊煤和末煤粒度特性,該西安煤業選煤廠原煤采用動篩粗選-重介質旋流器精選的方式。該廠實現了重介質旋流器分選工藝產品下限低,洗選出的煤含煤泥量少,分選精度高,對煤質的適應性強,自動化程度較高的效果。
2.1原煤準備
塊煤預篩的目的是排除原煤中大塊矸石,該廠選擇適用于不分級混合入選的預先篩分作業方式,既減小了破碎機的負荷,也減少了物料的過粉碎和提高了手選作業的效率。預先篩分篩孔尺寸為50mm,手選作業為檢查性手選,破碎作業采用閉路破碎流程,破碎后產物再返回預篩分機進行檢查性篩分。
2.2主選工藝
由于該廠為中型選煤廠,所以采用一臺有壓三產品重介質旋流器即可滿足生產需要。重介旋流器分選的精煤、中煤、矸石分別經各自系統的弧形篩、脫介篩、離心機脫介、脫水后,作為最終產品進倉儲存。有壓給料重介質旋流器的突出優勢之一是有效分選下限低,重介質旋流器直徑大小相同時,有壓給料方式較無壓給料方式處理能力高15%左右,此外有壓給料所需介質循環量較少,入料壓力較低。
2.3選后產品脫水
由于該廠處于東北嚴寒地區,需將末精煤在離心脫水機中脫水,與塊精煤一起進入精煤倉,最大限度地回收精煤。尾煤及高灰煤泥水采用濃縮、壓濾處理,確保洗水閉路循環。由重介質旋流器二段排出的矸石經過直線振動篩進行收集,篩下末矸石經過預先脫水,排出廠房。
2.4懸浮液循環、凈化及回收
該廠采用直接磁選方式,設備種類少,縮短了循環介質的路程,流程簡單尾礦中磁鐵礦損失小;另外戒指的凈化、回收過程滯留時間短。介質采用合格磁鐵礦粉加水配置而成,由泵打入分選設備。系統中精煤預先脫介、分流,精煤脫介后的合格介質與矸石合格介質一起進入合介桶循環使用,稀介分別進入各自對應的磁選機凈化回收。
2.5煤泥回收
矸石磁選尾礦經傾斜板濃縮機、矸石離心液由振動弧形篩及矸石脫介篩聯合處理,分理處的振動篩篩下產物進入一段濃縮機,篩上產品摻入矸石。精煤磁選尾礦由振動弧形篩、一段濃縮機、煤泥離心機聯合處理,分離出的末精煤產品摻入精煤;離心液與一段濃縮溢流共同進入二段濃縮機,濃縮底流進行壓濾及干燥,得到干煤泥產品;二段濃縮溢流及壓濾濾液進入清水循環統。系統采用加壓過濾機對細煤泥脫水回收,產品水分低,根據發熱量大小可摻入末煤或單獨銷售,并確保煤泥水閉路循環不外排。
3設備選型及工藝設計
3.1設備選型
選煤廠生產過程中原煤的數質量具有不均衡性,隨時都可能產生波動。為保證選煤廠的正常生產,在設備選型時每個設備的選型依據應該是相對應作業環節的處理量乘以不均衡系數,若沒有特定條件,不均衡系數的選取均應按GB50359—2005《煤炭洗選工程設計規范》規定執行。綜合考慮節能、使用壽命等因素,盡量選擇同類型、同系列的設備產品,便于檢修和更換。
3.2工藝布置
廠房采用重選與壓濾干燥車間聯合建筑方式;廠房工藝布置中,遵循煤流簡捷、順暢,中轉環節少,占地省的原則,以便縮小廠房體積,節省投資;廠房布置方式采用系統模塊化、單層廠房大廳式,方便了設備檢修;用鋼結構代替常用的鋼筋混凝土結構,使設備布置更方便,安裝、調整更簡單。
4結語
1.1受煤
盡管煤炭篩選的工序很多,但最基本的工作就是受煤,這主要是保證煤礦井作業的穩定開展,促進煤礦的連續輸往井上平臺。同時,受煤不但能大量從礦井底部輸出煤礦資源,送往附近的煤礦倉庫,還能對接其他的井下程序,促進礦井底部的煤炭存儲。
1.2篩選
從含義上來說,篩選主要是對從煤礦井底部輸出的煤炭進行選別,按照混合物的顆粒原理分批選出不同等級的原煤。作為初級階段,篩選的方法很多,可結合原煤的外形進行分類選別,并通過空心狀的篩子進行干篩或者濕篩,有針對性的進行原煤處理。
1.3破碎
煤礦井底部的原煤包含多種混合物,有的原煤形狀比較大,簡單的篩分無法有效地推動選煤工作。所以,對于尺寸比較大的原煤可利用機器設備進行破碎,將單塊體積較大的煤塊磨碎、敲碎、壓碎等方式進行破碎操作,并把隨后的煤粉或煤渣進行提取,分理出優質的煤種。
1.4選煤
通過篩分、破碎原煤之后,就需要自詡地去掉原煤中的雜質和混合物,利用機器進行選別,,從而獲得最優質的煤種。并且,在雜質祛除之后,進行煤炭的等級分類,并按照目標客戶的需求進行深加工。近年來,我國富含煤炭資源地區的選煤工作主要是開展機械加工、中心選煤等作業方法。
1.5運輸
在煤炭分類篩選以后,就必須對客戶的需求進行運輸,并開展市場營銷,保證生產的穩定。同時,針對銷售市場,還要做好相關調研工作,將煤炭分門別類地存儲,才能在交通運輸過程中提高轉運效率,早日占領市場優勢。
2以重介質選煤技術為例,分析選煤的工藝制定方法
2.1原煤分級準備
在煤炭倉庫的原煤需要進行有效的篩選,這需要將其分成不同的等級,并根據原煤的尺度和形狀,在篩分廠房中進行篩分。事實上,一般所謂的毛煤有多種尺寸,普遍在7mm到15mm之間,而不同的原煤具有對應的分級方法。
2.2重介質篩選流程
塊狀的原煤得到篩孔分級后,需要按照相關要求開展濕法來脫掉煤種中的混合物和泥土,而大于篩孔的原煤將被運到重介質篩選過程中,在重介質的淺槽池內再次被篩選,從而將選出的塊狀精煤和塊矸石分類。比如,等級比較高的煤種可用于動力煤,而末煤能制成電煤產品,脫泥后的煤會在末煤離心機的作用下得到有效的脫水,然后運到電煤系統。等級比較差的煤種、優質動力煤、普通煤等脫泥以后的物質,將和合格介質再次進行充分的調合,從而在泵帶的動力下重回重介質旋流器中,得到多次的篩選,直到沒有任何煤質為止。
2.3介質回收
所謂介質回收就是專門針對塊煤與末煤而開展。拿塊煤來說,把塊煤經過通過脫介篩過濾選擇后,合格的介質就會被運往對應的介質桶,并進行多次的循環利用。這樣一部分合格的介質與介質篩里的普通介質就共同輸送到磁選機,而磁選機發揮高度篩選的功能,將優質的精煤放入合格介質桶。
2.4煤粗泥篩選
把-1.6mm以內的煤礦進行水流噴濕,將其含有的泥土進行沖掉,這樣就能篩選出精礦與尾礦。一般而言,精礦主要是在弧形篩與離心機的作用下,保證充足的脫水后,從而加入精礦產品。尾礦也是要經過弧形篩的作用,不過必須使用高頻篩才能把回收的粗煤泥,進行有效的回收。
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[關鍵詞]螺旋分選機;粗煤泥;精煤
中圖分類號:P618.11 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)44-0047-01
一、烏蘭木倫選煤廠簡介
烏蘭木倫選煤廠位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮烏蘭木倫村,于2003年建成投產,設計能力為3.0Mt/a,經過幾年的技術改造,生產能力已達7.0 Mt/a,主要生產低灰、低硫、低磷,中高發熱量動力用煤產品,其生產工藝是重介質選煤。
相應末煤粗煤泥處理工藝流程為:原煤經2mm脫泥篩脫泥后,煤泥水經煤泥泵打入水力旋流器分級,旋流器底流進入螺旋分選機分選,精煤經弧形篩和離心機脫水后摻入精煤,矸石則經弧形篩和高頻篩脫水后進入矸石皮帶。弧形篩篩下水、離心液和旋流器的溢流進入細煤泥處理系統。
二、螺旋分選機分析
螺旋分選機是一種依靠重力、離心力、水力、沖壓力等綜合作用下,實現按密度分選的設備。入選煤漿進入螺旋分選機中,在螺旋槽中做螺旋運動,這時除了受重力作用外,還在離心力的作用下,使螺旋槽外緣附近水面高于內緣附近水面, 即出現橫向水面坡度。離心力和橫向液面坡度作用的結果是:在螺旋槽橫斷面上,上層水流中的液體質點所受合力指向槽的外緣,液體向外流動,下層水流中液體質點所受力指向槽的內緣,液體向內緣流動,中層水流中液體質點所受橫向合力等于零,液體橫向流速等于零。由于水流運動的連續性形成了斷面環流,內緣水層薄、流速小;外緣水層厚流速大;加強了斷面環流。這樣煤漿中由于煤顆粒的力度和密度的不同, 所受作用力不同,故斷面環流中運動軌跡不同。
影響分選的因素包括結構因素和操作因素。前者有螺旋直徑、槽的橫斷面形狀、螺距和螺旋槽圈數等;后者有給礦體積、給礦濃度、沖洗水量及礦石性質等。
三、問題分析
烏蘭木倫選煤廠使用兩組(1)Bank of (8) D15B-T123型螺旋分選機,每組10臺/3頭 ,單組處理量為90噸/小時,兩組共180噸/小時。螺旋分選機入料量為138噸/小時,入料濃度為29.1%。
由實驗數據分析可得螺旋分選機入料的主體粒級為+0.25mm,占到了82.9%,該粒級在精煤和矸石產品中也占到了82.3%和59.0%。
參考西銘礦選煤廠1.0~0.1mm粒級采用煤用LD7螺旋分選機分選數據,該廠采用的是中煤截取器截取精煤和尾煤兩種產品的結構,分選密度在1.7~2.0g/cm3的范圍之內,螺旋分選機的分選精度在同一粒級范圍內基本上是一樣的;入料的分選粒度范圍在1.5~2.5mm時,分選效果較好,可以達到生產要求;當入料的分選粒度-0.25mm時,分選效果不理想。因此,把分選入料下限應控制在0.25mm。
另外,泰戈特公司對中國不同礦區的煤質進行了類似實驗,根據相關數據,認為螺旋分選機的分選下限可達0.15mm。
烏蘭木倫選煤廠為動力煤選煤廠,由以上分析可知,螺旋分選機的入料粒度是滿足分選要求的。
而就入料濃度而言,在入料礦漿量不變時,加大入料濃度可以增加螺旋分選機處理量。但入料濃度過高時,煤流流動緩慢,且顆粒間相互干擾嚴重,影響床層的松散和分層;入料濃度過低,物料顆粒成一薄層沿槽底流動,不能充分分層和分帶。
從礦漿入料量上來看,在入料濃度不變時,加大礦漿入料量可以增加螺旋分選機的處理量。而當入料礦漿量過小時,則離心強度不足,物料在螺旋槽中得不到充分的分層和分帶。
通過增大和減小本廠螺旋分選機處理量來觀察分選效果變化,得到如下結果:
從表中可以看出,螺旋分選機在處理量由小到大變化時,精煤產品灰分呈現先變低又變高的U型曲線變化。這就說明其存在一個最佳處理范圍。
同時,在本廠兩組螺旋分選機處理量共180噸/小時,而入料量為138噸/小時,這也就為相應調整留下了相當的空間。
另外,螺旋分選機所處位置存在震動設備。經測量,產生的震動使我廠螺旋分選機支架產生1.7~4.3mm/s的震動,而螺旋分選機的震動機體的震動更是達到了2.2~8.6mm/s,這也可能會對螺旋分選機的分選效果造成一定影響。
而分料器旋轉的位置是把按密度在橫向分帶的物料分成精煤、中煤和尾煤及準確控制各產品的產率和灰分的關鍵。同時,由于受離心力作用,常使槽的緣礦粒脫水,從而妨礙了礦粒沿槽移動,并影響分選效果。
四、改進方法
由上述分析可知,要改進螺旋分選機矸石產品中跑精煤的問題,可以由以下就幾個方面入手。
首先,可以調節螺旋分選機的入料壓力,調節入料量,由問題分析可知,烏蘭木倫選煤廠螺旋分選機處理量還有空余,可以為調節入料壓力提供空間。在實現的方法上,可以改變螺旋分選機前水力旋流器的入料壓力。對于水力分級旋流器,增大給料壓力 ,處理量將隨壓力的平方根增加。但對分離粒度的影響不大,壓力增大,分級粒度大致隨壓力的4次方根減小。所以,增大水力分級分級旋流器壓力,對螺旋分選機入料粒度影響不大。
對于調節處理量,還可以在螺旋分選機的每條螺旋槽的入料口加上插板,通過控制使用螺旋槽的頭數,來改變進入螺旋槽礦漿量的實際大小。
螺旋分選機入料槽補水大小可以調節其入料濃度,合適的補水對分選效果的影響很大。
對于控制震動,可以給螺旋分選機加裝隔振彈簧,使其最大限度與振動源隔離,以降低震動強度,減少可能的影響。
其次,可以改變分料器位置,改變矸石接收口寬度,以減少精煤進入矸石的機會和進入量的大小。
同時,由于受離心力作用常使槽的緣礦粒脫水,為了改善礦粒沿槽移動并提高分選效果,可以在槽的緣噴注沖洗水,以沖洗混入重礦物帶的輕礦物顆粒。加入水量視重礦物質量要求與重礦物顆粒沿槽移動情況而定。
通過以上分析、方法,能夠較為便捷地改善本廠螺旋分選機矸石產品夾帶精煤量大的問題,提高螺旋分選機的分選效果,從而提高粗煤泥中精煤的回收量,提高經濟效益。并且,對中心其他使用這一設備的選煤廠也具有借鑒意義,以期產生可觀的經濟效益。
參考文獻
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