（矿业工程专业论文）太原选煤厂重介工艺及关键设备性能研究.pdf

太原理工大学工 曼硕士孛馘i y6 2 0 1 14 太原选煤厂重介分选工艺及关键设备性能研究 摘要 本论文主要对太原选煤厂重介分选工艺及关键设备性能进 行了认真研究。首先介绍了太原选煤厂重介工艺改造的意义及 必要性。近几年来，太原选煤厂随着入洗原煤煤质变差，特别 是入洗较难洗极难洗的瘦原煤时，常有精煤质量超标，不能满 足用户对质量的要求，回收率偏低，很难完成集团公司下达的 利润指标，原有的跳汰工艺极不能适应原煤的变化和企业的发 展。企业要生存，要发展，唯一出路是引进先进的设备，先进 的工艺，提高生产效率，降低生产成本。随着1 9 9 6 年国家计委 “九五”国家科技攻关课题“大型高效重介选煤简化流程新工艺 和设备”的研制成功，使重介质选煤技术取得了突破性的发展， 以大型无压、有压给料三产品重介旋流器为主选设备的简化重 介质选煤工艺和以单密度两段两产品重介质旋流器为主选设备 的三产品重介质选煤工艺在老屋基等一批选煤厂的成功应用， 从而推动了选煤厂技改的步伐，太原选煤厂根据入洗原煤特点， 选择大直径不脱泥无压三产品重介旋流器为主选设备。 其次介绍了太原选煤厂重介分选工艺设计概况，太原选煤 厂重介分选工艺主要采用无压三产品重介旋流器+ 煤泥重介旋 太赢理工大学工程硕士学拄论叉 流器十细煤泥浮选工艺。针对太原选煤厂重介工艺调试过程中原 设计工艺存在的问题进行了工艺完善。最重要的工艺完善是脱 介筛一段的筛缝由lr m n 改至0 5 m m ，且由去煤介桶改为合介桶； 重介补加水由洗煤机循环水改成澄清水，通过煤泥水去向的改 变解决了单开重介时的水平衡等工艺改造。 第四章对三产品旋流器、煤介旋流器、煤泥旋流器的工作 原理及影响分选效果的因素进行了全面细致的研究。通过研究 得出影响三产品旋流器分选效果的因素主要是悬浮液合介的压 力和中心溢流管的直径和长度的变化，一定直径的三产品旋流 器处理量的大小主要取决于入洗物料润湿程度，润湿好，冲水 无堵塞，处理量大，否则处理量上不去，对煤介旋流器分选效 果进行研究发现其分选下限可以达到0 1 2 5 m ，煤泥旋流器具有 较高的粒度把关作用。 第五章对悬浮液净化回收系统进行了研究并对磁选机的磁 偏角进行调整，弧形筛建立定期翻转更换制，对脱介筛沿筛宽 加档堰，通过以上措施大大降低了产品带介，提高了磁选机的 磁性物回收率。 第六章对重介悬浮液液位检测和自动控制系统进行了分析 并提出了改进措施。 通过对重介工艺及关键设备性能研究得出了如下结论： l 、太原选煤厂采用无压入料三产品重介旋流器十煤泥重介 太原理= 大学= 程硕士学也诧支 旋流器+ 细泥浮选工艺系统是分选难选煤、极难选煤的新工艺， 从运行情况看，三产品重介旋流器分选精度高，生产指标稳定， 生产系统各项技术经济指标达到或超过了设计值。实践证明太 原选煤厂通过重介工艺改造有效地改善了原有工艺的不足， 提高了原煤质量可选性变差的适应能力。为太原选煤厂提高经 济效益起到了积极的作用。 2 、太原选煤厂重介系统投入运行以来，密度、液位检测准 确，调整迅速，各工艺参数均得到了准确有效的控制，重介分 选精度高，带煤少，其中中煤带煤低于5 ，矸石带煤低于o 3 ， 入洗极难选煤时洗选效率达9 5 以上，实践证明，该厂重介密度 检测与自动控制系统操作简单工作性能可靠，深受现场欢迎。 ：3 、通过改造前后的技术经济指标对比，证明重介工艺是一 种高效选煤工艺。 关键词：重介工艺，分选效果，三产品旋流器，悬浮液， 密度检测与自动控制 太原理工丈学二桎颟三二学位艳夏 第一章太源选煤厂重介工艺改造的 意义及必要性 第爷太原选煤厂重介工艺改造背景 太原选煤厂属大型甲央型炼焦煤选煤厂，始建于1 9 6 0 年，由波兰设计， 原设计年处理原煤2 0 0 万吨。后经多次改扩建，现年处理能力达到4 0 0 万 吨。主要入洗杜儿坪矿、西铭矿原煤。原煤牌号以瘦煤为主，其中瘦煤是 较难选煤、难选煤。近几年来了，随着入洗原煤煤质变差，特别是入洗较 难选、极难选的瘦原煤时，常有精煤质量超标，不能满足用户对质量的需 求，回收率偏低，提难完成集团公蜀下达的利润指标。原有的工艺系统极 不能适应原煤的变化。 原有工艺主要存在以下问题： l 、用跳汰一浮选联合流程，适合于中等易选煤，但是跳汰机对难选煤 的适应能力差，分选精度低，尤其是在低分选密度( 理论分选密度小于 1 4 5 ) 情况下，产品质量不稳定，中矸损失大，洗选效率低。 2 、末精煤采用旋流器一煤泥筛一离心机圆收，工艺系统较完善，对进 入浮选物料增加一组旋流器分级，有效控制了“跑租”，保证了浮选入浮 上限c o + 6 咖。但是工艺比较复杂，系统存在“小循环”，容易产生细泥积 聚。由于旋流器设备性能差，造成细泥污染精煤，末耩煤灰分高于跳汰 3 - 5 ，对产品质量造成定影响，降低了洗选效率和精煤产率。 3 、采用浓缩浮选底流大排放操作工艺。浮选入料浓度易控制，浮选 效果好，药剂消耗低。通过加强浮选和跳汰工艺管理，实现了跳汰、浮选 太原理工六学工程顽士掌懂论文 同步开停。但存在细泥积聚现象，洗水浓度易出现大的波动，对跳汰操作 造成影响。 4 、浮选尾煤采用浓缩一压滤工艺，煤泥厂房内回收，实现了洗水一级 闭路循环。 5 、历经多次改造的工艺流程对市场和用户的适应性的潜力基本上己 达到可挖掘的极限，而煤质的持续恶化对跳汰流程提出了严竣的挑战。面 对复杂多变的市场和用户，必须进彳亍流程的根本革新才能保持企业的生命 力。 从前山煤炭资源来看，太原选煤厂入洗原煤主要是前山杜儿坪矿、西 铭矿的瘦煤和贫瘦煤，随着矿井采摇不断延伸，受煤层地质条件影响，从 1 9 9 9 年9 月阻来，原煤质量越来越差，在精煤质量要求为l l 级时，由中 等可选逐渐变为较难选，难选煤，2 0 0 2 年i - 7 月，原煤理论产率较2 0 0 1 年同期平均下降了7 ，灰分平均上升2 3 ，理论分选密度5 o i 含量平 均为2 3 6 8 ，较2 0 0 1 年同期升高了8 9 6 ，2 0 0 2 年元月份和五月份原煤平均 理论分选密度6 o 1 含量达3 5 9 6 和3 4 8 9 ，属于难选煤。 经多次对采煤工作面进行生产犬样试验，结合矿井生产情况，原煤质 量好转的可能性很小，而且原煤还有交差的趋势。原有跳汰工艺系统难以 生产出满足市场需求的合格产品。随着煤炭市场的好转，瘦煤市场需求扩 大，前景广阔，调整产品结构，提高产品质量，引进高效先进的工艺，成 为企业顺应市场变化的必然选择。因此太原选煤厂于2 0 0 2 年7 胃、2 0 0 3 年5 月分批进行了重介工艺技术改造。太原选煤厂通过引进了分选效率高、 分选精度高的重介工艺提升了企业的竞争力和产品在市场的占有率。 本论文主要解决如下问题： i 、太原选煤厂重介分选工艺改造概述 2 、太原选煤厂重介分选工艺系统的完善 2 太飘理工大学工程硕学位论文 3 、对影响重介分选工艺效果静参数进行优| 艺。 4 、对无压三产品旋流器、煤介旋流器、煤泥旋流器分选效果性能研究 5 、对介质净化回收系统研究 6 、太原选煤厂重介悬浮液密度及液位的检测与自动控制 第二节重介质旋流器选煤国内外技术发展概况 一、国外重介质旋流器选煤的研究与应用 l 、重介质选煤已成发达国家的主导选煤方法 重介质选煤，特别是重介质旋流器选煤已越来越被选煤界人士所认 可，重介质选煤所占比例越来越高，美国为5 6 ，澳大利亚和南非均已达 到9 0 以上。其中尤以重介质旋流器选煤发展最为迅速。 2 、国外重介质旋流器选煤的研究与发展 重介质旋流嚣自上世纪4 0 年代问世以来，经不断改进与发展，其基 本结构形式和性能发生了很大变化，除传统型旋流器外，目前还出现了平 底型和切线排料型旋流嚣等。研究表明，平底型旋流器的处理能力比传统 型旋流器高1 6 】j 6 ，如果平底旋流嚣采用切线 荸料，则入料量和底流排量比 传统型旋流嚣分别高2 1 至7 5 。 圆筒形重介旋流嚣在近2 0 年里得到了较大的发展，出现了有压入料 的涡赛尔旋流器和无压给科的戴纳型重介旋流器( d w p ) 。早在上世纪8 0 年代，英国煤炭公司研制开发了l a r c o d e m s 圆筒形重介质旋流器，分选 l o o o 5 m m 级原煤，最大直径d = 1 2 0 0 r a m 。l a r c o d e m s 重介质旋流器吩选密 度1 5 3 0 k g 1 ，可能偏差0 0 2 0 ，处理量3 5 0 t h 。目前这种重介质旋流器 在南非、澳大利弧等国大量推广使用。 随着选煤厂生产能力的提高，采用的重介质旋流器直径也随着加大， 2 0 世纪5 0 年代各国采用的重介旋流器直径通常为3 5 0 - - 5 0 0 m m ，到7 0 年 3 太原理工太学工程硕士学位论趸 代扩大到71 0 - - 8 0 0 m m 。8 0 年代后，自第一台书1 0 0 0 m m 重介旋流器在澳大 利弧应用后，现在已有1 1 6 0 m m 和1 2 5 0 1 直径旋流器在应用，单台处理量 最高达到4 5 0 t h 。 随着圆筒形重介质旋流器的出现，前苏联于上世纪7 0 年代开始了三 产品重介质旋流器的研究。1 9 7 4 年第一台i t - 6 3 0 5 0 0 型三产品重介旋流 器开始工业应用。以后又发展成i t 一7 1 0 5 0 0 - i 型，1 9 9 0 年俄罗斯燃料精 选设计研究院将其改进为i t y 9 0 0 6 3 0 型，并得到推广应用。旋流器一、 二段分选密度差为0 4 5 0 0 5 6 5 9 c m 3 ，适于煤炭的有效分选。 为了提高重介质旋流器的分选效果和应用范围，各国选煤工作者还对 旋流器的结构不断进彳亍改进，主要有如下几个方面： ( 1 ) 为增大处理量，加大旋流器的直径。目前使用的重介质旋流器最 大直径为1 2 0 0m m 左右，入料粒度上限为l o o m 口，处理量为3 0 0 - - 4 0 0 t h 。 ( 2 ) 煤泥重介质旋流器的研究。澳大利亚j k 矿业研究中心研制成功的 j k d g c 新型结构重介质旋流器，采用超细磁铁矿介质( _ 9 0 “m ) 分选煤泥， 对卜0 1 2 5 m m 或0 5 o 1 2 5 m m 粒级取得了较好的分选效果。南非也在研 究用巾1 5 0 m m 重介质旋流器、- 1 0 “m 占5 0 的磁性介质分选煤泥，但实践 证明难度很大。可行的方法是采用较大直径重介质旋流器，采用微细介质 和低压入料分选煤泥。 ( 3 ) 改进旋流器结构，减少紊流的影响。为防止溢流、底流短路，加 强了在入料方式、溢流管形式和底流排放口方面的研究工作。目前，入料 方式有切线式、渐开线式、涡卷渐开线式和凹陷顶盖式等。涡卷渐牙线式 的入料能力大，但制造t e 较复杂，南非研制成的带式入料口，具有最佳的 入料效果。防止溢流短路的研究主要集中在溢流管的结构形状上，目前使 用的溢流管为外径由上至下逐渐变细或设计成轴流式旋流器等形式。为防 止底流短路主要采用底流处引入喷射冲洗流的方法或将直筒体变为锥台 4 太原理二丈学工程硕士学位诧文 体，缩小尾矿捧出端直径，或在底流口处设置一凸台，以加大空气柱表面 与旋流器内壁的距离，减少误入溢流和底流魄比率。 二、我国重介质旋流器选煤现状 l 、我国重介质旋流器选煤的研究与利用已居世界前列 早在上世纪6 0 年代，我国就开始了旋流器的研究工作，并建设了第 一座重介质旋流器选煤厂，即彩屯选煤厂，为发展重介质旋流器选煤技术， 散了大量的研究工作，并积累了丰富的经验。经过几次飞跃，我国已居世 界重介质旋流器选煤技术发展的前沿。 我国的重介质旋流器选煤大致经历了三个阶段：第一阶段，即2 0 世 纪6 0 年代完全靠我们自己的力量成功研制出有压给料筒锥形两产品重介 质旋流器及其配套设备，并且装备了几座选煤厂，戒功地实现了用重介质 旋流器有效分选5 0 0 5 0 r a m 级原煤：第二阶段，即2 0 世纪7 0 8 0 年代借 鉴前苏联技术，研究设计出有压给料三产品重介质旋流器( 3 n z x 型) 和配 套设备，采用脱泥入选，用同一种重介悬浮液同时选出精煤、中煤和矸石 三种产品。该旋流器的研制成功，对推动我国重介质选煤技术的发展起到 重要作用；第三阶段，即2 0 世纪9 0 年代后，研制成功了无压给料不脱泥 入选的新型三产品重介质旋流器( 3 n w x ) 及其配套工艺和设备。该设备及 选煤工艺的特点是可采用较租磁铁矿粉，由低密度重介悬浮液分选不脱泥 原煤j 原煤不经泵直接进入旋流器，不会发生过粉碎问题，精煤与中煤、 矸石段的磁选尾矿分别处理，最大限度回收已分选的租煤泥，减少煤泥水 处理和浮选的压力。由于该系统简化了重介选煤工艺，为我国普及重介质 旋流器选煤创造了条件。近2 0 年来，已在近百座选煤厂得到推广应用。 实践证明，无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺优于其它选煤工艺。 太焉理= 大学工程硕士学宣论文 随着煤矿井下开采设备机械化程度的提高，致使开采矿山资源向深处 延伸，原煤细粒煤增多，原煤煤质变差，用户对煤炭质量的要求越来越高， 特别是一些老选煤厂设备老化，远不雒适应市场的竞争，在市场竞争日趋 激烈，企业要生存要发展，唯一出路是引进先进的设各、先进的工艺，提 高生产效率，降低生产成本。因此一些老选煤厂纷纷进行工艺改造，由原 先的跳汰工艺转向了重介工艺，转向了重介旋流器选煤工艺，箍着1 9 9 6 年国家计委“九五”国家科技攻关课题：“大型高效重介选煤简化流程新 工艺和设备”研制成功，使重介质选煤技术取得了突破性的进展，以大型 无压、有压给料三产品重介质旋流器为主选设备的简化重介质选煤工艺和 以单密度两段两产品重介质旋流器为主选设备的三产品重介质选媒工艺 已经研究成功，并在老屋基厂等一批选煤厂的成功应用，从而推动了一大 批选煤厂技改的步伐。纷纷引进我国自行研制的大型三产品重介旋流器、 大型振动脱介筛等设备，简化了工艺，提高了控制水平，提高了分选耩度， 提高了对原煤的适应能力。 但是，目前在重介选煤工艺设计中，围绕以下几个原则问题尚存在分 歧，如有压入料和无压入料方式的选择；二产品和三产品重介旋流嚣的选 择；大直径重介旋流器和小直径重介旋流器组的选择；选前脱泥和不脱泥 的选择等。目前大直径三产品重介旋流嚣分选技术主要有两种类型：有压 和无压，两种给料方式的三产品重介旋流器的主要区别在于：有压给料重 介旋流器是将入选原煤与重介悬浮液混合后一起以一定压力给入重介旋 流器的入料口；无压给料重介旋流黯是入选原煤采用无压给入旋流罨轴向 入口，重介质悬浮液从切线方向以一定压力给入旋流器。其中有压给料三 产品重介旋流器主要用于选前脱泥的情形和动力煤分选，无压给料三产品 重介旋流器主要用于选前不脱泥场合，选前脱泥与否主要取决于入选原煤 太原理工大学工程硕士学位论文 煤泥含量、煤的易碎性及矸石泥化程度等煤质特点，在选煤界尚没有定论 和严格的技术限定。根据太原选煤厂入洗原煤煤质特点，选择大直径不脱 泥无压三产品重介旋流器为主选设备。 第二章太原选煤厂重介分选工艺设计概况 针对太原选煤厂生产实际，采取在保证生产的情况下进行技术改造， 分两步实施改造的改造策略。太原选煤厂一期改造框架： 拆除3 2 1 6 跳汰机系统，充分利用原生产场地、保证剩余设备的生产 能力的前提下，2 0 0 2 年7 月进行了一期改造。2 0 0 3 年4 月开始试生产， 在吸取一期技改经验的基础上，2 0 0 3 年5 月开始重介二期技改，重介二期 是在原厂房西侧新增一垮。重介工艺一期、二期完全相同，本文下面所有 的讨论均针对重介一期而言。 第一节太原选煤厂重介工艺设计简介 太原选煤厂重介一期工艺采用无压三产品重介旋流嚣进行原煤不分 级入洗，现简介如下： 工艺流程共由四部分组成：原煤储装及准备、重介分选系统、煤泥水、 产品储装运系统。 原煤储装及准备系统仍利用原有系统。 一、重介分选系统 7 太原理工丈学工毪硕士学位诧文 l 、无压三产品重介旋流器分选系统 经准备筛分破碎后的5 0 o 衄原煤通过原皮带转载直接进入水洗车间 新建三产品重介旋流器与合格介质混合迸行分选，出精煤、中煤、矸石。 精煤经弧形筛予先脱介，弧形筛筛上物给入精煤脱介筛加喷水二次脱介， 精煤脱介筛筛上精煤经离心机脱水后作为最终精煤，离心液进入浓缩旋流 嚣，精煤脱介筛一段筛孔霉= l m ，二段筛孔睡= o 5 m m ，二段筛下稀介质自 流到磁选机直接磁选，磁选尾矿进入浓缩旋流器，磁选精矿去合格介质桶 但留有去小直径重介旋流器的可能，以调节小直径重介旋流嚣悬浮液密 度；中煤、矸石经弧形筛予先脱介，弧形筛筛上物给入中煤、矸石脱介筛 加喷水二次脱介，中煤、矸石脱介筛筛孔口= o 5 m m ，脱水后的中煤、矸石 作为最终产品，筛下稀介质自流到磁选机直接磁选，磁选精矿去合格介质 桶，也可去小直径重介旋流器。 2 、小直径重介旋流嚣分选系统 精煤脱介筛段( 筛孔啦= 1 r a m ) 筛下物与精煤弧形筛筛下介质分流混 合进小直径重介旋流器进行l o 一粒级分选，小直径重介旋流嚣滋流( 精 煤) 自流至精煤磁选机，磁选尾矿进入浓缩旋流器浓缩，再进煤泥筛脱水， 然后通过煤泥离心机脱水，回收l o 1 2 5 r a m 粗精煤作为最终产品，小直 径重介旋流器底流( 尾煤) 自流至中矸磁选机，磁选尾矿进八深锥尾煤系 统，精矿全部回台格介质桶。 3 、煤泥水系统 浓缩旋流器溢流、煤泥筛筛下水、煤泥离心机离心液混台进原罨统的 3 9 4 煤泥桶去浮选，再进原有浮选机进行细煤泥浮选，浮选撩矿通过原有 园盘真空过滤机和新增的加压过滤机进行浮选精煤脱水，脱水后耩煤作为 最终产品。 中煤、矸石稀介质及小直径重介旋流器底流磁选后，磁选尾矿进入原 太原理工大学工程预学位论文 有的深锥浓缩祝浓缩，深锥浓缩杌分级粒度为0 1 0 2 硼，可有效保证尾 煤压滤机的入料粒度。深锥底流去煤泥筛回收租粒煤泥，深锥溢流、煤泥 筛筛下水及浮选尾矿去尾煤浓缩机浓缩，浓缩机底流去原压滤车间回收细 粒煤泥，高灰煤泥其灰分的高低既可掺入中煤，作为混煤外销，也可掺入 矸石去矸石电厂或外排砑石山。 重介系统的跑、冒、滴、漏水及清扫地面水集中收集，然后通过渣浆 泵打人中煤、矸石脱介筛，进行介质的回收。 二、产品赭装运系统 精煤、中煤、矸石仍利用原有皮带进已有产品储装运系统。 第二节重介工艺流程计算 工艺流程计算依据的媒质数据为太原选煤厂提供的2 0 0 0 年0 月社 儿坪矿2 # 、3 # 原煤筛分浮沉试验报告及2 0 0 0 年4 月西铭矿2 # 原煤筛 分浮沉试验报告。社儿坪矿与西铭矿原煤入选比例2 ：1 ，杜儿坪矿2 # 煤 与3 # 煤入选比例为2 ：l ，计算各煤层入选比例为杜儿坪矿2 # 、杜儿坪矿 3 # 、西铭矿2 # = 4 4 4 5 ：2 2 2 2 ：3 3 3 3 。入选原煤灰分根据2 0 0 0 年卜1 1 月份综合平均灰分2 4 4 5 对三层煤大样灰分进行校正。原始计算数据请看 表2 - i - 2 - 9 。 其中：表2 - 1 太原选煤厂2 0 0 0 年月卜1 1 月份月综合统计表 表2 2 自然级+ 破碎级( 杜矿+ 西铭) 原煤综合表 表2 - 36 0 0 5 咖( 自+ 破) 原煤浮沉组合综合表 表2 45 0 0 5 咖( 自+ 破) 原煤可选性评定表 表2 - 5 0 5 衄( 自+ 破) 煤泥浮沉综合表 表2 _ 6 - 0 6 衄( 自+ 破) 煤泥浮沉表 9 太原理工夫学工程硕士学位论支 表2 7 总煤泥筛分组威综合表 表2 8 原煤( 自+ 破) 小筛分组成综合表 表2 90 5 - 0 1 2 5 m l 煤泥浮沉综合表 根据表2 45 0 0 5 ( 自+ 破) 原煤可选性评定表绘制了可选性曲线 图2 1 o 1o 2 口 3 口 浮4 0 物 产5 0 盛 筠6 口 t 8 8 0 9 0 1 0 0 密度6g l c m 3 2 12 d1 91 。81 丁1 d1 61 吐1 3 f t、 、 | l 弋 、 i | | 、 、 f |名、 l 、 ) f f 、 、1 八 、 、 ； 、 、 一 ，一 ，慕 ， 。 念 灰分& 。d * 5 0 0 ，5 m m 可选性曲线 图2 - 15 0 0 5 m 原煤可选性曲线 l o 坑 物 产 盛 薯 加 如 叩 阳 们 如 卸 如 。 泌1_爵潦、。母】_11 j毒|同嚣申饕卓洚 韦 辩 器 如 b 海 一奎 岛 掌 荸 一 l il凳簿+津摹簿氟幕旃畛抄 专 善囊 车 ， l n 豫 薅 羹 簿 一 兽 台 。 赫 啦 扣l u u。_0一i】+海一海潦幕冀譬呤蒜申_表 班潦 母蟪 军篝卑 浦 话 净 善 慕 浦 u 午 譬 书 莆 茑 u 豢 两 一 p 兽 # 野 鑫 苫 柒 。 油 o 雪 旧 誊 旧 赫 由 9 = 暮 净。吉目一自4是一通慕4争|生南净泽 办 瓣 车濠 螭 海 孥 堪 彗 谰 宰 雉 冀 彗 溯 聿 耪 海 o 坌 * o 津 _ 京 哥 嚣 哥 燕蓠 洳出 甚 如谘 谘谘薛 薛趟 寓 d薛 薛球 薛 藩雨 爨 畜 一 一 如 始 黄 n d 球 崔 兰 勰 啦 术 = 礤 蝼 蔫 生 窖 凄 术 葛 占 咄 囊 兰 女 营 凄 划 毒 ： 错 如 帕 礤冬嚣蜒汝嚼磺一节日一目一。i n l “ 犁蝈赠赠 划 司 捌 蚓警 m 鬻 睁舻 四 辩辩蜘蛾 孽冀裂 每岳 廿 掣 蚓 一 铲 。 一 h 邕 帕 梅 ：# 畦 蒜 蜒 誊 ：# 鹾 蒜 崎 毒 垛 埘古 梅 a 碡书赳，掣肾磺一+日一i另cllin喀 净l_缸海幕幕冷鹭缸旃审洳 毋 嚣 j = 盆 涛 器 鼍 = 如 嚣 甍 n 一 咄 磺 4 t n 馨 岛 暮 品 毒 碡 蝼 蔫 安 薯 枣 葶 一 幛 昧 蝼 盏 蚤 鼍 凄 董 重 奢 如 如姑疑奄蠼一餐+母)蝼峨ln媾 抄l口。占，pb潦尊i孚离旃妒社 耻鬻 啦 蝣 十笥卑 渖 p l 占 0 富 卜 p 甚 孚 。 0 甲 p 嚣 量 ， 竺 掌 赫 由 h 笋 兽 摹 太原囊工六学工程颈学位论艾 一，数质量流程计算 i 、准备筛分：筛孔为5 0 a m ，筛分效率n = 1 0 0 ，筛上+ 5 0 m 1 级全部进入破 碎机破碎。 2 、分选作业的计算 f 1 ) 、重选产品计算 经过计算机优化计算，得出了最佳产品质量、产率指标和分选指标。 无压三产品重介旋流器：k ：o 0 4 ，e p z = 0 0 6 选儿级精煤时，6 。= 1 5 1 ，6 一。= 1 8 5 ； 煤泥小直径重介旋流器：e p ：0 0 7 ，6 ，= 1 6 5 8 无压三产品重介旋流器分选产品计算见表2 1 0 ( 2 ) 、精煤脱介 一段筛子l 中= l 衄，二段筛孔中= 0 5 m i ( 3 ) 、精煤离心脱水 离心液甲煤泥量取次生煤泥的2 8 5 7 ，灰分比入料灰分高0 5 ，产品夕 在水分取6 o 。 f 4 ) 、小直径煤泥重介旋流器 精煤产率￥= 7 9 7 7 ，灰分a d = l o o 。 ( 5 ) 、浓缩旋流器组 溢流取入料的3 2 7 5 ，灰分比入料高4 o ，底流液固比r = 3 。 ( 6 ) 、粗煤泥离心脱水 产品固体回收率8 0 ，外在水分取1 4 ，离心液灰分比入料灰分离i o 6 6 。 ( 7 ) 、浮选产品计算 以煤泥小筛分组成及煤泥浮沉综合作为计算依据。浮选精煤抽出率8 0 ， 精煤灰分取t o 5 0 。 1 9 无辞m户融障亨辩海嘏垮i盎、融十扭净 啦 r辩 i 鬯海 r 嚣 油 辫 z 鎏 蠢 濠 霉詈 z 拳 豢 * 鎏 冷 长嘉 渣 孚露 肄 案 ； 幡 * 鎏 隶 z 枣 太熏理工大学工覆颈主学盟论文 = 、水量流程计算 1 、选煤过程的用水量 ( 1 ) 脱介赜水及合格介质系统补加水量为w = 5 6 2 7 1 3 。 ( 2 ) 系统补期清水量为w = 2 9 ，1 10 。 2 、选煤过程产品带走水量为w ：3 8 7 7 m 3 。 3 、原煤带入的水量为牡9 6 7 m 3 。 4 、选煤过程返回的循环水量为 # - - 5 6 2 7 l m 3 。 水量平衡见表2 - 1 1 表2 一t l 水量平衡表 数量 项目 ( m h ) l 原料燥带入水量 9 6 7 2脱介筛水噎水量4 4 9 4 1 进 3 系统拜加清水量 2 9 1 1 入 4 系统补加循环水量 1 1 3 3 0 合计 6 0 1 4 9 产品带走的水量 3 3 7 8 摊 2 系统运回的水量 5 6 2 7 1 出 合计6 0 1 4 9 二、最终产品平衡表 根据工艺流程计算，分选后各产品数、质量见表2 - 1 2 表2 一i 2 选漂产品平衡表 数量质量 品皂巍ld k t 佛t h t d a d m t a 精 5 0 一l m m4 5 0 71 4 0 3 5 2 2 5 3 6 6 7 6l o 4 26 0 卜0 m1 9 6 46 i 3 79 8 2 12 9 4 610 4 91 5 0 9 j 羹 合计 6 4 7 l2 0 2 2 23 23 5 59 7 0 71 0 4 4g 9 6 l 混煤2o 5 06 4 0 61d 2 5 03 0 7 53 5 6 71 6 4 0 奸石1 4 7 94 6 2 27 3 9 52 2 1 s7 0 2 0 原蝶1 0 0 03 2 1 550 0 01 5 0 0 02 4 4 5 太原理工大学工程硕士学位豫文 三、介质流程计算 l 、分选作业的计算 设计选用1 台3 g d 碰c 1 2 0 0 8 5 0 a 型三产品旋流器，所需介质循环量 1 5 0 0 m s h 。工作介质性质为：工作介质密度取l - 4 ，悬浮液体积1 5 5 2 5 4 m 3 h ，悬浮液中磁性物含量g f = 5 4 7 9 6 t h 。 2 、弧形筛脱介 弧形筛脱介效率按9 0 计算。 3 、精煤脱介 一段筛孔q b = i n 吼，二段筛孑l 中：o 5 m 。一段筛下及合格介质分流为 总分流量，进入小直径煤泥重介旋流器分选。脱介筛设三段喷水，喷水全 部为澄清水，喷水量取2m 3 t 精煤，筛下稀介质直接去磁选。 4 、中煤、矸石脱介 脱介筛筛孔o = o 5 咖，筛上设三道喷水，喷水量取2 一t 精煤，筛 下稀介质直接去磁选。 5 、精煤合格介质分流量 为了保证三产品重介旋流器工作介质( 悬浮液) 数、质量稳定，将精 煤弧形筛筛下台格介质进行分流，分流量的大小主要根据工作悬浮液密度 及粘度由系统平衡条件确定，其控制原则是，工作介质中非磁性物含量维 持在4 0 一6 0 之闻，设计取5 0 。小直径煤泥重介旋流器悬浮液计算密度 为1 3 8 ，预计其实际分选密度1 5 - i 7 之间，系统运行后可根据需要，添 加磁选精矿以调节其密度，但不影响介质系统总平衡。 6 、磁选作业 根据选煤厂设计规范要求，磁选机磁性物回收总效率不低于9 9 8 ， 设计磁选机回收效率按9 9 8 计算。 7 、补加介质量 太原理工文学工程预士学盥论文 系统中新介质毒h 回量为产品带走盼磁性物含量。补加介质量为g ：= 连* + g ，十十矸= 0 0 8 + 。i 7 + 0 t 3 = 0 2 8 _ ，：h ，折合畴煤介耗0 8 9 6 k g ，加上其它 环节介耗预计实际介耗在2 o k g t 原煤左右。 8 、介质系统平衡表 根据工艺流程计算，分选后各环节介质量见表2 一1 3 。 表2 一l3 介质平衡表 各项指标 项目 g ( t h ) c - c t ，h 、g f ( t ”w ( m ，心 原料煤带入煤 6 4 3 16 4 3 j争6 7 泥水 进脱介用循环水 o04 4 9 4 1 脱介用渍批 2 9 1 l 入 合介补加水1 1 3 3 0 神加新夼质 0 2 30 2 3 合计6 4 5 96 4 3 l 0 2 3 6 0 1 4 9 精媒产品带走4 7 3 0 4 7 。2 10 0 8 1 9 9 0 中煤产品带走 1 7 2 61 7 100 1 71 2 5 7 排 o 0 36 3 1 矸石产品带走 o 0 3 循环水5 6 2 7 l 出 合计6 4 、5 96 4 3 1o 2 86 0 i 4 9 差额00o0 第三节主要设备选型 一、选型原则 】在价格性能比相同的情况下，优先考虑设备的可靠性。 2 设备选型大型化，功能相同的设备选型一致，以利于备件的互换 性。 3 选用分选效果好、脱水、脱介效率高、产品水分低的设备。 4 设备选型力求可靠、先进、高效、操作管理方便。 5 关键设备考虑进口，确保正常生产。 2 3 太原理工大学工程顽士学盥论文 二、不均衡系数的选取 重介旋流器系统 介质系统 煤泥水系统 矸石系统 三、主要设备选型 k = 1 1 5 k = 1 2 5 【= 1 2 5 翌= 1 5 0 无压三产品重介旋流器分选系统主要设备选型见表2 1 4 。 四、关键设备选型说明 1 脱介筛选型 无压三产品重介旋流器分选系统除三产品重介旋流器外，关键设备就 是精煤脱介筛和中煤、矸石脱介筛。无压三产品重介旋流器分选采用不脱 泥工艺，在我国贵州盘江煤电老屋基选煤厂、安徽淮南望峰岗选煤厂、河 北邢台选煤厂等已正式投产运行，各项指标铡试均达到要求。经过对这些 厂的实地考察，三产品重介系统运- 行的关键是：弧形筛和直线振动筛的正 确选用，精煤、中煤、矸石脱介筛宽度大，物料料层薄，脱介效率高，从 而使得产品带走的介质量少，全厂综合介耗低于2 k g 。根据目前国内外的 使用经验：对于不脱泥原煤采焉重介旋流器分选，产品脱介普遍采用弧形 筛与直线振动筛联合布置。而香蕉筛为多段带倾角振动筛，筛面上物料运 动速度快，停留时间短，脱介效果差，园而通常用于选前脱泥后的脱介作 业。 2 煤泥离心机 煤泥经过小直径重介旋流器分选后，耪煤经旋流器浓缩分级， 0 5 - 0 2 5 蛐精煤采用煤泥离心机回收，该机在国内许多选煤厂已有使用， 效果良好，占地小，处理能力可达5 0 - 8 0 - t h 台，产品水分为1 4 1 6 。对 保证总精煤水分 1 0 1 ) 6 很有利。 ：翅判封列矧曹 利 袖鬲磊磊磊磊磊 轱 赠部 酶妊 ： q a 翻r 三 二，=茹 号 ， 囊 一 u 。o 通 、 ： 景 们 _ 一一 * 罐 o。 。 n 一 =蚰 h h一 “ g 目 暑 车 o寸 章 乏 酞 藏 酒 藩 a 盘 美 鼓 西 ， 嚣 _ 叫 乏 i 洚 越 太原理工丈些工程颈譬位诧x 扶对煤介旋流器试验可得出： f i ) 、煤介旋流器在入料压力设定为0 2 2 时，煤介分选下限为0 2 5 k n 以上，且分选效果不好。 ( 2 ) 、煤介旋流器在入料压力设定为o 2 1 时，煤介分选下限为0 1 2 5 k n 鞋上，但溢流灰分不太理想。 ( 3 ) 、煤介旋流器在入料压力设定为0 2 4 时，煤介分选下限为0 ，0 7 5 n 甄 满足工艺设计要求但是在生产过程中存在煤介桶被抽空的现象，且随着压 力的增加底流量增大，必导或一部分低灰精煤流失在底流中，特别是煤介 入料密度无法调整时，更容易造成精煤损失。同时分选下限太细，煤泥离 心机不能有效地回收回来，因为小于0 1 m m 这部分细泥最终要随离心液到 浮选再次分选，因此我认为对煤泥，j 、直径旋流嚣的有效分选下限不必过于 苛求： 在考虑我厂工艺的特殊性，粗煤泥灰分高主洗精煤灰分1 - 3 个百分点， 媒介旋流器的溢流灰分略高但因其量不大，对褪精煤灰分也不会影响太 大，故对煤介旋流器的入料压力选定为o 2 1 ，并在生产过程中控制其通过 量，囡煤介旋流器循环量大时，煤介旋流器的底流和溢流全部要通过磁选 枫，而磁选机的磁选效率再高，磁性物总有一部分要损失在尾矿中，但控 制分流量要适中，分流量太小，容易造成悬浮滚中细泥积聚，悬浮液密度 不稳的现象。 4 3 太原理工丈学工董顽学芷论支 第三节f x j 3 5 0 8 媒泥浓缩旋流器性链研究 一、f x j 3 5 0 8 煤泥旋流器主要技术参数 l 、f x j 3 5 0 8 水力旋流器主要用途是对粗精煤泥分级、浓缩。 f x j 3 5 0 8 水力旋流器主要技术参数 表4 - 9f x j3 5 0 8 水力旋流器主要技术参数 序号项目参数 水力旋流嚣直径 击3 5 0m m 2水力旋流器台数8 3给矿总管径d n 2 50m m 4 溢流总管径 d n 3 0 d 底流总管轻2 一d 辩3 0 0f i l m 6 处理量 4 0 c 10 0 m 5 h ， 分级粒度 0 1 0 0 50 8进糟压力0 。l 一0 1 5m d a 9 外形尺寸( l w h ) 2 4 7 7x2 4 7 7x2 1 3 9 旋流器的结构特点： ( j ) 该水力旋流嚣采用聚氮酯弹性体制作，采用q 23 5 一a 型钢板作为 内衬聚氨酯的壳体。 ( 2 ) 聚氨酯由模具浇注而成，墨此内部几何形状及尺寸准确，内表 面非常光滑。整机具有耐磨性强、重量轻、不易老化、不发生锈蚀等特点。 d 4 赢泵理工走学工程顽芏掌位论文 t 73 、其使用温度最高不得太子8 0 。，最低不得低予零下3 。o ，4 ) 给矿口的形状采用切线圆管避料，有利于提高旋流器底流浓度。 台理的流道结构、光滑的内表面、尽可能少的泄露点，使得水力旋流嚣分 级效果好。 f5 ) 水力旋滤器组主要由以下几部分组成：矿浆分配器f x 3 3 5 0 - g j 水力旋流器、溢流箱、底流箱、支架等。进料总管、溢流总管、底流总管 保证统一进辑、集中汇集律出。因此该旋流器组的主要特点是：结构紧凑、 处理能力大。 注：水力旋流器组中各旋流嚣豹工作状态通过阀门控制，进料总管上 安装有压力表，可以通过压力表读数调整工作状态及判断旋流器运行状 泰s 。 二、设备操作、维护及运行 l 、设备操作及维护 ( 1 ) 设备正常运行时，应时常检查压力表的稳定性、谥流及底流漉 量大小、排料状态，并定时检测溢流、底流浓度、细度。 r 2 ) 给料压力：给科压力应稳定在生产要求压力上不得产生较大波 动。给料压力发生波动有损于设备性能，影响旋流器的分级效果。经现场 跟踪试验得出，我厂煤泥水力旋流器入料压力为0 1l 时工艺效果最好。 煤泥旋流器入料压力是通过变额器调整泵的转数从而控制入辩压力，根据 煤泥桶液位情况来控制旋流器投入运行个数。 2 、运行效果 f 1 ) 运行中要不定期捡查旋流嚣溢流和底流排料是否通畅。如果旋 流嚣溢流和底流的流量减少或底流断流，则表明旋流器发生堵塞。调整： 若是溢流、底流流量均减小，则可能是旋流嚣进科口堵塞，此时应关闭堵 塞旋流器的进料阀门，将其拆下，清除堵塞物；若是底流流量减小或断流， 太原理工太学工程预士掌直谚文 则是焉流口堵塞，此时可将螺母拧下，清除底流口审杂物。 ( 2 ) 底流参数分析 经常观察旋流器底流排料状态，并定期检测底流浓度和细度。底流浓 度波动或底流夹细均应及时调整。旋流器正常状态下，底流排料应呈伞状。 底流浓度过大则底流呈柱状或呈断续块状排出。 ( 3 ) 调整 底流浓度大可能是由给料浆液浓度过大底流口过小造成的。可以先在 进料处补加适量的永，若底流浓度仍大，则需更换较大的底流口。若底流 呈伞状排也，但底流浓度小于生产要求浓度，则可能是进料浓度低造成的， 此时应提高进料浓度。底流夹细的原因可能是底流口径过大、溢流管直径 过小、压力过高或过低。可咀先调整好压力，再更换一个较小规格的底流 口。我厂经过调整现使用的底流咀直径为由5 5 m m 溢流参数分析 定时检测溢流浓度及细度。溢流浓度增大或溢流跑租可能与给料 浓度增大和底流口堵塞有关。发现溢滤跑租可以先检澳9 底流口是否堵 塞，再检测进料浓度，并根据其体情况调整。 三、f x j 3 5 0 8 煤泥浓缩旋流器效粜检测 7 月1 5 目乙班夜班，重介正常生产期间对3 5 5 旋流器进行了工芑 效果检查，结果如表4 一l o ，其中压力设定为0 1 1 j 、计算浓缩效率： 从上表得出：a = 1 5 3 8 b = l o 9 9c = 5 6 2 5 浓缩效率计算公式： q 。= ( ( a b ) ( c a ) 1 0 0 a ( c b ) ( 1 0 0 一a ) ) 1 0 0 r 式4 - 3 ) = 3 0 4 6 底流固体回收率= 3 5 4 7 太原理二大学工程顽= 掌谴谚文 轰4 - 10 某泥浓缩旋流器入料、溢流、底流小筛耪袁 珙榉名称 3 51 入料溢流底流 固体含量 1 5 3 810 9 95 6 2 5 蝶样重量 20 020 02 0 b j 薹榉友分 i 2 。s 91 4 2 41 2 。3 9 枉级删产率灰分产率灰分 产幸 灰分 一0 57 s 18 40l - 5 二8 4 61 5 5 07 2 2 o 5 一o 2 5 3 2 2 48 6 31 0 9 49 。7 04 9 0 0s 3 6 0 2 5 - 0 i 2 j 5 7 7l3 527 1 2 5i3 6 42 9 50i 6 9 8 o 1 2 5 0 03 0 2i 6 2 42 0 3l5 。0 8 0 5 82 7 9 2 o 。0 7 5 - 0 0 17 131 8 9 91 1 2 01 7 3 43 5 03 8 7 2 0 0 4 54 0 3 2 l - 2 03 0 52o 5 22 0 023 6 0 合计1 0 0 01 2 ，8 9i0 0 0i 4 4 3l0 0 o1 2 3 9 2 、计算分级效率： 分级效率计算公式 n ，= ( ( a 一9 ) ( 一o ) xi o o a ( 一o ) ( i 0 0 一a ) ) 1 0 0 ( 式4 - 4 ) 分级粒度为0 5 0 时，d = 9 2 1 9s = 9 8 4 7 e = 8 4 5n ，= 4 8 0 1 分级粒度为0 2 5 时，a = 5 9 。9 5b = 8 7 5 3 o = 3 5 5 n f = 5 3 9 8 从试验结果得出，当压力为0 ii 时，煤泥旋流器分级粒度为0 5 0 ，分级 效率为4 8 0 1 ：当分级粒度为0 2 5 时，分级效率为5 3 9 8 。从各粒级的筛 分组成看，煤泥旋流器具有一定的分选作用，且分选下限可以达到 0 1 2 5 m m 。浓缩效率不高，经查，主要原因是底流咀口径太小，导致溢流中 固体含量高所致。 太厦墓工工孛工爱颞= 字 童论爻 第五章悬浮液豹净化和回收系统研究 太原选煤厂悬浮液的净化，回收作业主要包括：圆收从产品清洗脱介 下来的稀悬浮液中的加重质；净化从台格悬浮液分流出来的，含有煤泥及 粘土有悬浮液的加重质。具体环节是：从三产品重介旋流器分选出的精煤、 中煤、矸石首先进入弧形筛预先脱除7 5 _ 9 0 的悬浮液后，再进入振动筛 二次脱介，振动筛脱介分为两段，第一段约占全筛面长的l 4 1 3 ，所脱 除的悬浮液全部返回合格介质桶。振动筛第二段约占全筛面长的 2 3 3 4 ，该段加水清洗产品，所脱下的稀悬浮液自流去磁选机迸行净化 回收，回收的加重质返回合格介质桶，中、矸弧形筛脱除的悬浮液进合格 介质桶，精煤弧形筛脱除的悬浮液一部分进合格介质桶，一部分打分流进 煤介桶。打分流进煤介柄的合格悬浮液经煤介旋流器分选其溢流、底流分 别流至精煤、中矸磁选机，经磁选后加重质圆台介捅，精煤磁选机的尾矿 经旋流器浓缩回收成粗精煤，中矸磁选机的尾矿，进尾矿桶进入尾煤系统。 这种流程的优点是缩短了介质循环的路程，减少了管路磨损，提高了悬浮 液的稳定性。采用这种简单流程需具各两个条件一是