第3章-工艺流程设计

第三章工艺流程设计,1、煤质资料分析2、选煤方法的确定3、方案的技术经济比较4、工艺流程结构设计5、共伴生矿物的回收6、煤质资料的综合,采样要求一、原煤的物理和化学性质二、煤的筛分、浮沉资料分析三、煤的可选性四、煤质资料分析小结,第一节煤质资料分析,选煤厂设计的关键是采用：既适合原煤实际特性，又满足煤炭用户需求的加工方法。原煤煤质资料是制定选煤工艺流程、进行流程计算和设备选型的基本依据。煤质资料必须可靠，其可靠性决定着设计流程和选用设备的合理性。煤质资料的可靠性取决于煤样的来源以及试验的精确性，采样和试验必须严格按照国家标准进行。生产煤样是选煤厂设计的技术依据，它的采取方法以行业标准MT/T10342006生产煤样采取方法执行。,第一节煤质资料分析之采样要求,为了保证煤样的代表性，采样条件应当符合以下标准：（1）采样地点地质条件正常（不能处在断层、褶曲构造变动地区、透水区、氧化区和风化作用地区）（2）生产条件正常（采煤方法、机械运转、运输及工作面管理正常）；（3）采样方法及其具体操作符合要求。,第一节煤质资料分析之采样要求,未投产的矿井或煤层：可利用同一煤田邻近矿井的生产煤样代替，或使用矿井的地质勘探资料作为设计依据，但应当十分谨慎，要考虑由于因素差别对煤质的影响进行对比估计。,第一节煤质资料分析之采样要求,煤样的筛分、浮沉、缩分、制样和分析试验必须按照相应的国标进行，实验结果应按国家标准GB/T477-2008煤炭筛分试验方法；GB478-2008煤炭浮沉试验方法；行业标准MT58-2008煤粉筛分试验方法；MT57-2008煤粉浮沉试验方法进行审查。试验误差应当在国标规定范围之内，否则试验作废。,第一节煤质资料分析之采样要求,煤质资料分析与研究的目的，了解煤的内在特性制定合理的选煤工艺流程。煤质资料分析的内容：煤的物理性质、煤的化学性质、筛分和浮沉资料、可选性等。,第一节煤质资料分析之采样要求,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,一、原煤的物理和化学性质1工业分析和元素分析煤的工业分析是指用指定的方法测定煤炭分析基下的水分、灰分、挥发分和固定碳。,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,煤的牌号和用户不同，在选煤厂设计时选择的选煤方法、流程结构、产品结构和用途上都有根本性的区别。不同用户对于煤中硫分、灰分、水分和发热量的要求往往有很大的差异，这对设计也有重要的影响。,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,应用基低位发热量是评价动力煤质量的主要指标，也是动力煤商品计价的依据。,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,煤中的灰分、硫分是主要的有“害”杂质，故灰分和硫分是评价煤质的重要指标。我国灰分和硫分等级划分标准，见表3-1。,表3-1煤中灰分和硫分等级划分,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,煤的元素分析：是指煤中碳、氢、氮、氧等元素的分析，硫的含量测定属于元素分析范畴。煤中有机质主要由碳、氢、氮、氧、硫等五种元素组成，其中碳、氢、氧三者总和占有机质的95以上。,第一节煤质资料分析之原煤的物理与化学性质,2.煤的物理性质:密度脆度煤和矸石的泥化性安息角摩擦角等。,（1）煤的密度,真密度,视密度,堆密度,煤的密度,用于计算煤的质量,主要用于计算煤的储藏量等计算,主要煤仓设计等计算,包含煤的孔隙,包含煤块间隙,（1）煤的密度,真密度真密度是在20时煤的单位体积（不含煤的内外表面空隙）的质量（kg/L或g/mL)，以符号表示。在设计中，真密度（通常称为密度）可用于体积和质量的换算，也可表征煤炭质量。,（1）煤的密度,视密度视密度是在20时煤的单位体积（包括煤的孔隙）的质量（kg/L或g/mL)。视密度可用于煤的埋藏量和破碎、燃烧等过程计算。在分选过程中，如果煤中存在天然焦时，其真密度数值较大，但因其孔隙多，视密度较小，很容易混入精煤产物中。,（1）煤的密度,堆密度堆密度是指一定体积自由堆积（包括煤块间隙）的煤堆质量以t/m3为单位，用表示。在煤仓设计、煤堆质量的估算和运输量的计算时都用这项指标。煤的堆密度数值参考表3-2。,（1）煤的密度,表3-2煤的堆密度数值,（2）脆度,煤的脆度表征煤被粉碎的难易程度，煤的脆度与岩相组成和煤化程度有关。丝炭最脆，镜煤、亮煤居中，暗煤最韧。由于丝炭较脆，故粉煤中丝炭居多。煤的脆性影响产品粒度、工艺环节的选择等。,（3）煤和矸石的泥化性,煤和矸石的泥化是指矸石或煤浸水后碎散成细泥的现象。泥化程度试验按GB/T26918-2011选煤厂煤的转筒泥化试验方法进行。如果矸石泥化程度严重，会造成生产循环水粘度迅速增高，影响分选过程，使煤泥回收、洗水净化和闭路循环变得十分困难。因此，在制定工艺流程时要选择合适的分选工艺和流程，采用泥化现象较轻的分选工艺，减少煤和矸石与分选介质接触的时间，对煤泥水系统的设计要采用合理的结构。,（4）安息角（静止角）,安息角是指将煤等松散物自然堆成一个锥体，锥体与底面的夹角就是煤的安息角，以表示。在设计带式输送机，计算煤仓、储煤场和矸石堆容积时，安息角是必要的参数，不同产品的安息角见表3-3。,（4）安息角（静止角）,表3-3不同产品安息角数值,（5）摩擦角,将煤堆放在一块平板（多为钢板）上，使平板逐渐倾斜，直到煤开始向下滑动，这时平板的倾斜角就是煤的摩擦角，以表示。摩擦角是设计溜槽、带式输送机煤仓底部的重要参数。例如，选煤厂带式输送机的胶带倾斜角必须小于煤的摩擦角。,3煤的化学性质,煤的化学性质指煤的氧化、风化、自燃、氢化等性质。变质程度愈低的煤类愈容易风化和自燃。最容易风化和自燃的是褐煤，对于褐煤只能采取短期储存；气煤及1/3焦煤存放应当小于3040昼夜；肥煤、焦煤、瘦煤存放要小于6090昼夜。存放时间在夏季，挥发分较高的煤类取小值。,3煤的化学性质,煤的风化是指逐渐氧化，使煤失去光泽，碎裂成小块或粉末，煤的粘结性下降，干馏时焦油产率降低，氢气减少，一氧化碳、二氧化碳增加，烃类物减少，热值降低，着火点下降。在选煤厂设计中应注意对易风化、自燃的煤类的防护，在储煤场、煤仓的设计中要考虑相应措施。警惕由于煤堆（煤仓）不易散热，受氧化的煤（尤其是高硫煤）温度升高产生自燃，因此，储煤场、煤仓不应存有煤的死角，存煤应循环使用，高硫煤及时选出黄铁矿是防止自燃的有效措施。,第一节煤质资料分析之煤的筛分、浮沉资料分析,1.煤的筛分特性用于了解煤炭的粒度特性，主要是对采出的煤样进行筛分试验。筛分试验的目的是测定煤的粒度组成和各粒级产物的质量特征（灰分、硫分等）。它是合理利用煤炭以及设计选煤厂的基础材料。,1、煤的筛分特性,筛分试验试样来自生产煤样，试验方法按GB/T477-2008煤炭筛分试验方法进行，煤样的制备应严格执行GB474-2008煤样的制备方法规定。原煤筛分试验表见表3-4。,1、煤的筛分特性,原煤筛分资料,1、煤的筛分特性,(1)50mm粒级情况：将50mm粒级的煤采用手选的方法分开并进行分析试验，得到煤、夹矸煤、矸石和硫铁矿的含量、及各产品的灰分和硫分。夹矸煤含量和结构特征可以作为选择入选粒度上限的参考因素。夹矸煤的结构特征是指煤炭中有机质与矿物质所存在的连接状态，通过测定有机质条带的厚度及其所占比例，结合夹矸煤含量考虑分选上限。,1、煤的筛分特性,矸石含量可以用来评定原煤的含矸量等级。含矸量标准见表3-5。矸石量低、煤质好的动力煤可以考虑手选后直接作为商品煤出售。动力煤含矸量高时，应当考虑机械选矸方法。分选炼焦煤时，对于50mm粒级，一般设置检查性手选拣矸。当含矸量高时，也应考虑采用机械选矸方法。从表3-4看出；原煤含矸7.21%属于高矸等级。硫铁矿中，最常见的是黄铁矿，如果黄铁矿含硫量合格，可以考虑经简单手选，生产黄铁矿副产品。,1、煤的筛分特性,表3-5入厂原煤含矸量等级（参考值）,1、煤的筛分特性,(2)各粒级含量分析：如果各粒级的质量百分数相近，说明原煤的粒度分布均匀；如果大粒级含量较多，且灰分较低，则说明煤质较硬。对于13mm以下末煤含量大的原煤，特别是3mm以下粉煤含量大的易碎原煤，在确定分选方法时应当谨慎对待。,1、煤的筛分特性,(3)各粒级质量分析：如果各粒级的灰分与原煤总灰分相近，说明煤质均匀；如果灰分随着粒度减小而减小，包括-0.5mm粒级灰分也低，表明煤质脆易碎。表3-4各粒级灰分随粒度减小而减小，说明细粒级中含煤较多，煤质较脆；相反，如果随着粒度减小灰分增高，说明矸石易碎而煤质较硬。如果-0.5mm粒级灰分比原煤或相邻近粗粒级灰分均高，说明矸石存在泥化现象。当部分粒级灰分已符合用户质量要求，可以考虑将这部分粒级直接筛分出来作为商品煤出售，这样可以降低分选负荷，减少煤泥量，提高经济效益。,1、煤的筛分特性,（4）煤质较好的情况下，动力煤选煤厂小于13mm粒级可以不入选，筛选厂直接使用筛分资料得出各种产品的理论产率和质量指标。,1、煤的筛分特性总结,分析+50mm物料特性,分析+50mm矸石数量,分析各粒级的含量特性,分析各粒级的质量特性,质量,数量,确定入选粒度上限,确定含矸等级,确定选矸方法,2、浮沉资料分析,2煤的浮沉资料分析浮沉试验是用不同密度的重液，将各个粒度的煤炭分成不同的密度级，测定其产率和质量。浮沉资料是评定煤的可选性和分选作业流程计算的依据，而可选性的难易又是选煤厂设计和生产管理的重要依据。浮沉试验表如表3-6,2、浮沉资料分析,表3-6原煤浮沉试验表,二、煤的筛分、浮沉资料分析,(1)各密度级的含量和灰分分析：各粒度级都做如表3-6所示的浮沉试验，然后再合成综合粒级（如50-0.5mm粒级）的原煤浮沉试验结果。假定表3-6就是浮沉试验综合表，从低密度级的产率以及其灰分高低，可以粗略地判断煤质优劣、精煤指标高低以及是否具有生产低灰精煤的可能。从中间密度级的含量可以估计原煤可选性。从矸石的含量和灰分可以判断选煤时排矸的数量和质量指标，并能够了解有无生产出劣质煤、沸腾炉用矸石及部分矸石抛弃的可能性。,二、煤的筛分、浮沉资料分析,(2)原煤浮沉资料是绘制可选性曲线、求出理论分选指标的依据。(3)在原煤含硫量低的时候，不必进行硫分测定和硫的分布分析。,二、煤的筛分、浮沉资料分析,3煤的其他资料分析煤的其他资料是指煤泥筛分试验、煤泥浮沉试验以及煤泥浮选试验等。煤泥筛分试验是将-0.5mm粒级进一步筛分成各粒级并测定其灰分，确定各粒级含量的试验。煤泥筛分试验应按GB/T477-2008煤炭筛分试验方法进行。有干法筛分和湿法筛分。,二、煤的筛分、浮沉资料分析,煤泥浮沉试验是分析研究-0.5mm粒级密度组成的主要方法。当前部分重选设备分选下限可以在0.5mm以下，利用煤泥浮沉试验资料可以判断-0.5mm粒级的重选效果，但是可能与实际生产有较大的出入。,二、煤的筛分、浮沉资料分析,煤泥浮选试验是全面了解煤的可浮性以及与其有关的物理化学性质的标准试验方法。可以采用煤炭行业标准MT/T144-1997选煤实验室分步释放浮选试验方法或模拟工业生产最佳条件的浮选试验。同时煤泥可浮性可用GB/T30047-2013煤粉（泥）可浮性评定方法进行评价。煤泥浮沉特性与可浮性难易相关。,三、煤的可选性,煤的可选性是一个概略的定性概念，它表示按要求的质量指标从原煤中分选出精煤产品的难易程度。在选煤方法一定的情况下，影响煤的可选性难易程度的主要因素是密度组成（煤炭固有特性）和对产品的质量要求（外在因素）。浮沉试验结果（密度组成）就是可选性的全部信息。从密度组成来看，低密度级含量（产率）多，中间密度级含量少，表明可选性好，反之，可选性差。,三、煤的可选性,用户对精煤产品的质量要求是影响和决定可选性难易程度的一个重要的人为因素，它反映了对煤炭加工的要求。同一原煤，要求的精煤灰分越低，对应的分选密度越低，可选性越差，反之，可选性较好。因此说，煤的可选性是一个相对概念。,三、煤的可选性,在精煤产品质量一定的条件下，不同的入选原煤或待选物料，用不同的分选方法除去杂质（灰分、硫分等），都分别存在不同的难易程度。现行的煤的可选性标准是相对跳汰分选方法而言的，其他分选方法可以与跳汰分选方法相比较加以判断:例如一般认为重介质分选的效率高于跳汰分选，在根据可选性标准判定为难选时，说明用跳汰分选属于难选，但对于重介质分选来说可能意味着是中等可选的。,三、煤的可选性,煤的可选性根据GB/T16417-2011煤炭可选性评定方法规定：可选性等级采用“分选密度士0.1含量法”进行评定。士0.1含量按理论分选密度计算，理论分选密度在可选性曲线上按指定精煤灰分确定（精确到小数点后两位）。为了与国际接轨，可采用国际通用的伯德法评定可选性等级标准。（P39）,三、煤的可选性,表3-7分选密度0.1含量评定可选性方法,10,75,1.45,28,沉物产率%,灰分Ad%,密度g/cm3,浮物产率%,0,100,0,100,0,100,1.20,2.20,研究0.5mm煤泥的密度组成，可以了解采用重选方法回收部分粗煤泥的可能性和应用价值。由于煤泥密度组成特性在很大程度上反映了可浮性的难易程度，因此有助于了解煤泥的可浮性。煤泥可浮性既受煤炭本身浮游特性的影响，同时也受浮选过程中多种工艺条件的影响。我国采用灰分符合要求条件下的浮选精煤可燃体回收率作为评定煤炭可浮性的指标，制定了煤炭可浮性评定方法（MT259-91），按以下公式计算:,三、煤的可选性,式中Ec浮选精煤可燃体回收率，%；c浮选精煤产率（按MT/T144-1997中浮选速度试验结果所绘制的精煤产率-灰分曲线确定），%；Ad,c浮选精煤灰分，%；Ad,f浮选入料灰分，%。,三、煤的可选性,表3-9可燃体回收率评定可浮性等级划分指标,三、煤的可选性,四、煤质资料分析小结,原煤特性是自然形成的因素，是选煤工艺设计的基础，产品定位既是市场需求的体现，也是由煤炭本身的性质特性决定的，它是工艺设计的前提和最终目标。,对煤质资料进行系统分析后，在设计时一般顺序如下：分析煤炭的大筛分资料，得到粒度组成表，分析同该大筛分资料对应的煤的浮沉组成资料，得到煤的浮沉综合表根据浮沉综合表，进行可选性曲线的绘制，根据用户对产品质量的要求，确定该煤的可选性等级，以便确定相应的选煤方法。,四、煤质资料分析小结,煤质筛分及浮沉资料分析,煤的筛分资料表,对应的煤的浮沉资料表,绘制可选性曲线,确定煤的可选性等级,煤的浮沉综合表,确定相应的选煤方法,所谓对应的浮沉资料表,指做浮沉试验的煤样来自于这里的筛分各粒级煤样,第二节选煤方法的确定,一、选煤方法二、入选粒度上限三、选矸方法四、入选方式-混合与分组、分级问题五、相关的对比六、选煤流程与资源的关系七、煤泥水处理问题八、生产多品种和工艺流程的灵活性问题,第二节选煤方法的确定,选择选煤工艺流程应遵循以下基本原则（1）分选方法先进可靠；（2）产品质量合格；（3）经济效益和社会效益最大。,第二节选煤方法的确定,一、选煤方法主要选煤方法有：跳汰选煤法：适用于易选煤、中等可选煤，重介质选煤法：适用于难选及极难选煤等，煤泥浮选法：适用于0.05,考虑分组先决条件是分采分运,四、入选方式混合与分组、分级问题,所谓系统（或组数）是指原煤从进入选煤厂开始，直到产品处理完毕的主要煤流线，包括受煤、筛分、破碎、入选、产品脱水直到装仓等作业环节。双系统即两个完整而独立的系统。两个以上的独立系统称为多系统。,四、入选方式混合与分组、分级问题,所谓系统（或组数）是指原煤从进入选煤厂开始，直到产品处理完毕的主要煤流线，包括受煤、筛分、破碎、入选、产品脱水直到装仓等作业环节。,原煤,分选前准备,分选,选后产品处理,受煤,产品仓,四、入选方式混合与分组、分级问题,分级或不分级入选问题，要根据具体分选工艺条件而定。有时分级粒度偏小，分级效率低，造成后续分选作业入料不稳定，也会给生产带来困难。一般可根据以下两种情况作出粗略判断,四、入选方式混合与分组、分级问题,(1)采用重介质流程或重介质跳汰联合流程时，根据工艺要求需分级入选，应设置分级作业。(2)采用跳汰入选时，一般采用混合（即不分级）入选。,分级入选(preparationofsizedrowcoal)A定义：分级入选是指不同粒级的煤分别洗选。B分级与否的条件:各粒级煤的性质。一般,在正常分选条件下,不同粒级煤有如下分选特性：在同一分选条件下,粒度越细,分选密度越高.则各粒级的-曲线应有如图形式，否则应考虑分级入选。分组条件的(4)也适用于分级：当一定时,5%考虑分级；当一定时,0.05,考虑分级,分选设备：若采用斜立轮分选,必须按设备允许的入料粒度分级.我国跳汰选一般不分级,但国外分级较多。,五、相关的对比,1、选前是否进行预先脱泥处理如果入选原煤中-0.5mm级煤泥含量较低，可以选择不进行预先脱泥工艺，这样有利于简化生产工艺；而当-0.5mm级煤泥含量较高时应考虑增设预先脱泥工艺，使其不进入重选工艺系统中，可改善重选的分选效果及整个工艺系统的性能。因此是否增设预先脱泥，要对比分析预先脱泥工艺的优缺点，从技术经济上综合分析确定。,五、相关的对比,2、重介质旋流器有压入料与无压入料的对比对细粒级煤的分选效果的影响；对悬浮液系统的影响；为方便调节第二段的实际分选密度，可采取以下两种技术措施：（1）更换底流口节段来改变底流口直径；（2）调节第二段旋流器中心溢流管的插入深度。对次生煤泥量的影响。,五、相关的对比,3、两段两产品与三产品重介质旋流器的选择分选炼焦精煤时，可采用两段两产品或三产品重介质旋流器分选工艺；两段两产品重介质旋流器生产，两段悬浮液密度可分别控制，精度高，控制方便，但高低两种密度的悬浮液共存，工艺流程、布置复杂，管道磨损大，电耗大；三产品重介质旋流器生产，只采用一套低密度悬浮液系统，简化了工艺流程和环节，但对第二段悬浮液密度的精确控制非常困难。,五、相关的对比,4、粗煤泥处理方式煤泥只采用常规的宽粒级重选和浮选处理效果都不理想，分选效率低，应采用不同的方法来预先分选回收粗煤泥。为改善粗煤泥浮选效果，提高煤炭全粒级分选效率，可增设粗煤泥分选工艺，将粗煤泥单独进行分选处理。典型的粗煤泥分选设备有螺旋分选机、小直径煤泥重介质旋流器、水介质旋流器、摇床、离心分选机和干扰床分选机等。,五、相关的对比,5、选前脱粉工艺粉煤一般是指小于6mm的煤炭。选前脱粉是指在原煤进入分选系统之前将小于6mm粉煤通过干法筛分脱除，从而简化分选系统。脱粉主要采用干法筛分和干法气流分级两种方法。尤其是对于动力煤来说，选前脱粉可以最大限度地减少细粒末煤入选，降低产品水分，增加产品回收率；同时减轻细粒矸石泥化带来的困难。,六、选煤流程与资源的关系,原煤性质,产品质量,选煤方法,跳汰选,重介选,六、选煤流程与资源的关系,1、炼焦煤选煤流程选择降低原煤灰分，满足用户的需要出中间灰分的副产品0.5mm以下的煤泥需要设置浮选作业跳汰浮选：主、再选都应用跳汰重介浮选：跳汰粗选、重介精选浮选：,六、选煤流程与资源的关系,2、动力煤选煤流程选择主要是排出矸石；可根据市场对精煤发热量的需求生产优质动力煤；也可将选后产品筛分成若干级别，实现品种多样化；原煤常按13（6）mm分级，筛上块煤经选后分级销售或与筛下末（粉）煤混合后作为混煤销售。,2.动力煤选煤厂流程选择以排矸为主、实现产品多样化长焰煤：大块量多且含矸量多。块煤重介、块煤重介末煤跳汰气煤：既可作动力煤也可配煤炼焦。跳汰、跳汰重介无烟煤：大块量多、热值高用户对产品质量要求差异较大。流程要根据用户对产品质量的要求进行设计。褐煤：内在水分高、发热量低、易风化和自燃、矸石遇水易泥化。重介选矸、分选下限13mm跳汰、干法分选。贫、瘦煤：变质程度高、碳含量高，易粉碎。其它：根据煤质特征进行流程选择,七、煤泥水处理问题,在湿法选煤过程中，大量的水与0.5mm原生煤泥和分选过程中产生的0.5mm的次生煤泥混合在一起形成煤泥水。煤泥水处理的任务就是用浮选或脱水回收的方法使煤泥成为产品；用浓缩、过滤、澄清等方法得到用于生产的循环水。,七、煤泥水处理问题,煤泥水作业的设计上要解决以下四个方面问题（1）合理确定煤泥水准备作业流程，避免细泥循环积聚，保证洗水经常稳定在低浓度范围内；（2）确定合适的浮选工艺指标，妥善处理浮选尾煤，保证浮选尾煤全部在厂内进行机械回收（3）选煤厂洗水平衡是实现洗水闭路循环的关键因素之一（4）煤泥水处理设备能力要适当，并留有余地，但也不能过于富裕。,原煤,筛分,手选,破碎,杂物,跳汰,矸石,中煤,精煤溢流,脱水筛分,脱泥筛分,离心脱水,块精煤,末精煤,去进行煤泥水处理,水力分级,煤泥水处理系统,煤泥浓缩,搅拌,浮选,加压过滤,尾煤浓缩,压滤,浮选精煤,浮选尾煤,循环水,循环水,七、煤泥水处理问题,八、生产多品种和工艺流程的灵活性问题,在工艺设计前，应当对产品结构进行多方案比较、论证，找到分选加工可能达到的最佳结果，预先锁定选后产品结构，同时还要考虑工艺流程的灵活性，以便随时改变产品结构，以适应市场及用户的要求。,例一分析,化学分析：低灰,低含矸;+50mm级含量大,应慎重考虑其处理方法.其中煤的含量大,且灰分10%,入选上限不宜高。分析硬度和脆性：各粒级含量均匀,主导粒级不明显;各粒级灰分变化也不大,认为煤的脆性中等,硬度一般.由此看,不宜用碎选机。-0.5mm级灰分稍高于其它粒级灰分,认为矸石有一定程度的泥化（Degradationinwater）,煤泥水系统要注意。,例二：,1.高灰,高含矸2.+50mm级含量大,煤少矸多,不宜常规破碎，可考虑重介排矸或碎选。3.13-0.5mm含量在50%以上,应注意其处理方式,如:选用的跳汰机类型,脱水问题等.,第三节方案的技术经济比较,技术比较经济比较,方案的最终确定，需要通过技术经济比较。,1.技术经济比较的一般涉及如下内容:跳汰：只用主洗，还是主再洗?中等可选的煤：用跳汰还是重介？设再洗否？跳汰粗选，重介精选可否？难选，极难选煤：用全重介？跳汰初选重介精选，或其它联合分选法？中煤处理方案?分选指标比较，I(Ep)，p的不同搭配。产品结构：精煤灰分定在什麽级别合理?,2.技术经济比较的步骤技术比较：根据原煤可选性，对不同选煤方法可能达到的技术指标进行比较，选出可行选煤方法。比较步骤:a.列出可能的选煤方法和入选下限,画出原则流程;b.确定合理的分选密度和I（或E）对可能方法进行产品预测;c.计算数量效率;d.选择技术上合理的方案保留之.,需要比较的技术指标,注意:A.上述方案比较方法要在一定精煤质量要求的前提下作出;B.预测出的精煤灰分AJ比要求AJ要低0.5-1%;C.参比方案中的精煤灰分AJ应在同一个灰分等级内,且级差小于0.2%,才有可比性;D.产品产率和灰分需通过产品预测确定.,例：临涣选煤厂方案比较表,例：临涣选煤厂方案比较表（续）,2经济比较,主要是对技术上合理的方案从综合经济效益上进行比较，需要考虑的因素有销售收入、生产成本、基建投资等相关因素。,3技术经济方案比较实例,1）跳汰粗选-重介质旋流器精选改造方案比较；2）浮选精煤降灰流程方法比较；3）跳汰分选与重介浅槽分选设计方案比较。,3.1跳汰粗选-重介质旋流器精选改造方案比较,3.1跳汰粗选-重介质旋流器精选改造方案比较,3.1跳汰粗选-重介质旋流器精选改造方案比较,3.1跳汰粗选-重介质旋流器精选改造方案比较,3.2浮选精煤降灰流程方法比较,3.2浮选精煤降灰流程方法比较,3.2浮选精煤降灰流程方法比较,第四节工艺流程结构设计,一、选前准备流程结构二、选煤流程结构三、选后产品脱水流程结构四、煤泥水处理流程结构五、悬浮液循环、净化、回收流程结构,第四节工艺流程结构设计,选煤厂的工艺流程可以综合归纳为如下图所示的几个大作业,第四节工艺流程结构设计,各大作业中，又可分为若干个分作业，这些作业可以归纳为以下两种单元作业形式：1、分选或分级的作业：如跳汰选、重介选、浮选、分级和脱水作业等2、不分离的作业如破碎、矿浆准备等,第四节工艺流程结构设计,一、选前准备流程结构,选前准备作业，除要确定合适的选矸方法外，还应采取适当的技术措施，确保入选粒度的上、下限。筛分、手选、破碎、除杂（铁）是常见的准备作业流程结构。,一、选前准备流程结构,原煤,预先筛分,+,-,检查性手选,破碎,混合入选原煤（准备筛分、脱泥）,杂物,块,末,煤泥,常见的设检查性手选的准备作业流程。,一、选前准备流程结构,筛分作业的目的：是预先筛除符合入选粒度上限要求的部分产品，既减少了破碎机的负荷，也减少了物料的过粉碎并提高了手选作业的效率。手选作业分为：常规性手选（拣除矸石和硫铁矿物等，目前一般用机械排矸代替）检查性手选（拣除铁器、木块等杂物）破碎作业：跳汰选采用开路破碎流程，重介旋流器可以考虑闭路破碎流程。,原煤,碎选,+,-,矸石,入选原煤,适用于含矸量大，且煤质较脆，矸石较硬,一、选前准备流程结构,一、选前准备流程结构,原煤,预先筛分,+,-,（重介）动筛排矸,破碎,混合入选原煤（脱泥）,矸石,入选原煤,煤泥,大型选煤厂采用机械排矸代替人工手选。,一、选前准备流程结构,分级入选准备作业的流程,原煤,准备筛分,+,-,脱泥,末,煤泥,块,一、选前准备流程结构,露天矿煤的准备作业,原煤,预先筛分,+,-,准备筛分,中块,末煤,重介排矸,矸石,大块,+,-,二、选煤流程结构,1、重选流程结构（1）不分级入选流程（2）分级入选流程（3）块煤入选流程（4）露天矿动力煤选煤流程（5）粗煤泥回收及分选流程2、浮选流程结构一般采用简单的单段浮选流程,1、重选流程结构（不分级入选流程）,如下图所示，主要洗选易选煤或中等可选煤。,不分级主选跳汰流程,矸石,跳汰,原煤,中煤,精煤,矸石,跳汰,原煤,中煤,精煤,分选配焦煤流程,分动力煤或其他用煤流程,不分级入选主、再选跳汰流程,矸石,跳汰,原煤,中煤,矸石,跳汰,原煤,精煤,精煤,破碎,再选跳汰,矸石（中煤）,准备筛分,末煤,-,+,再选重介质旋流器,中煤,精煤,破碎,1、重选流程结构（不分级入选流程）,1、重选流程结构（分级入选流程）,分级入选流程主要分为：（1）块煤跳汰、末煤跳汰流程（2）块煤重介、末煤跳汰流程（3）块煤重介、末煤重介旋流器流程（4）块煤跳汰、末煤重介旋流器流程,块煤,末煤,主选跳汰,主选跳汰,再选跳汰,破碎,矸石,精煤,精煤,精煤,中煤,矸石,块煤、末煤分级跳汰流程,块煤重介、末煤跳汰分选流程,末煤,主选跳汰,精煤,主选重介,块煤,块精煤,块中煤,矸石,中煤,精煤,再选跳汰,再选重介,块煤重介、末煤重介旋流器分选流程,主选重介,块煤,块精煤,块中煤,矸石,再选重介,主选重介旋流器,末煤,末精煤,再选重介旋流器,洗末煤,块煤,末煤,块煤跳汰,三产品重介质旋流器,矸石,块精煤,精煤,洗末煤,低质煤,块煤跳汰、末煤重介质旋流器分选流程,块煤,末煤,重介选（或跳汰）,块精煤,无烟块煤入选流程,末煤,矸石,主要用于无烟煤、褐煤及动力煤等，块煤洗选后出售，末煤直接出售。,中块,末煤,跳汰,块煤,露天矿动力煤选煤流程,末煤,矸石,大块,重介选矸,破碎,块煤,露天矿煤具有块煤量大、矸石多、末煤质量经常变化特点，一般作为动力煤或其他用途且需要分级入选，如图所示。,粗煤泥回收及分选流程,粗煤泥回收工艺常用设备有煤泥离心机、高频筛、沉降过滤离心机、煤泥直线振动筛、弧形筛等，由于粗煤泥回收设备的不同，其工艺配置和回收效果有所差异。,粗煤泥回收及分选流程,粗煤泥回收及分选流程,（a）工艺流程是用于粗精煤泥回收的典型工艺流程；（b）工艺流程多用于细泥含量较高时的粗煤泥回收；（c）工艺流程用于粗精煤、中矸粗煤泥和煤泥的回收，适合中、小型或煤泥量小的选煤厂；（d）工艺流程更适合大型、高效模块选煤厂粗煤泥的回收。,粗煤泥回收及分选流程,粗煤泥回收及分选流程,（a）是常用粗煤泥分选工艺。煤泥水经分级旋流器分级后粗煤泥进入粗煤泥分选机分选，选后产品经弧形筛（或高频筛）等脱水脱泥后进入离心机脱水形成产品，为目前大多数选煤厂应用。（b）是煤泥重介质旋流器运用于粗煤泥分选工艺。,2、浮选流程结构,煤泥一般是属于易浮的矿物，因此浮选流程通常比较简单。由于浮选产品脱水过程比较复杂，所以国内选煤厂大都采用分选出精煤和尾煤两个产品。常见流程如下图所示：,三、选后产品脱水流程结构,煤炭经过洗选加工后，主要出重选产品及浮选产品，重选产品主要有块精煤、末精煤、矸石、中煤。浮选产品主要有浮选精煤和浮选尾煤，各种产品的脱水方法为：1、块精煤脱水筛，脱水仓2、末精煤斗子捞坑、脱水筛、离心脱水，脱水仓3、浮选精煤加压真空过滤机，脱水仓4、浮选尾煤尾煤浓缩机、压滤机、煤泥晾干场5、中煤斗子提升机、脱水筛、脱水仓6、矸石斗子提升机如图所示,1、重选产品脱水流程结构,1、重选产品脱水流程结构,2、浮选产品脱水流程结构,浮选精煤的脱水回收,2、浮选产品脱水流程结构,四、煤泥水处理流程结构,煤泥水处理的任务就是用浮选或脱水回收的方法使煤泥成为产品；用浓缩、过滤、澄清等方法得到用于生产的循环水。煤泥水处理环节既是回收煤泥产品的分选作业，又是满足环境保护要求的必要措施。其原则流程主要有：浓缩浮选流程直接浮选流程半直接浮选流程,煤泥浓缩,浮选,搅拌,浓缩浮选工艺,缓冲,搅拌,浮选,直接浮选工艺,缓冲,搅拌,浮选,半直接浮选工艺,主选捞坑溢流,再选捞坑,再选跳汰循环水,+,-,典型浮选尾煤回收流程,五、悬浮液循环、净化、回收流程结构,悬浮液循环、净化、回收流程是重介质选煤的重要阶段，它对回收磁铁矿粉、保证悬浮液的稳定性起着很重要的作用。它包括以下作业：以筛分方式从产品中直接脱除合格悬浮液循环再用；在筛面加喷水脱出产品上粘附的残余悬浮液成为稀悬浮液；稀悬浮液与从合格悬浮液中分流出的部分悬浮液一起经磁选回收、净化、脱除泥质物成为磁铁矿粉，与新制备的磁铁矿粉共同作为补加的加重质，供调节工作悬浮液密度之用,五、悬浮液循环、净化、回收流程结构,重介质选矿,重悬浮液（介质）,原煤,重产品,轻产品,脱介,脱介,使用循环介质,要减少轻、重产品带走的磁铁矿粉量,重介质分选,预先脱介,二次脱介浓段,二次脱介稀段,0,1,循环介质,2,3,4,5,6,7,循环水V循,清水V清,产品,稀介质,分流,合格介质,8,9,10,分流的目的是避免细泥在循环介质中积聚。,重介质产品脱介流程,脱介流程相同,新磁铁矿粉,漏斗,球磨,分级旋流器,净化回收磁选精矿,浓悬浮液桶,加水,补加水,合格介质,合格介质桶（混合桶）,循环介质（去分选机）,循环介质（悬浮液）补充的流程,产品会带走部分磁铁矿粉，需要新补一些磁铁矿粉,作业,1、简述煤的筛分、浮沉资料分析的基本程序及内容。2、简述煤炭入选时混合、分组、分级的判断条件。3、简述技术经济比较中技术比较的步骤以及经济比较的内容。,第六节煤质资料的综合,煤质资料综合是指将几个矿井或几个煤层的原煤筛分浮沉资料，按照要求的比例、各自的粒度组成和各粒级的浮沉组成，经过计算合并成为一个（或两个）原煤的筛分组成和浮沉组成资料。它包括：1、筛分资料综合2、浮沉资料综合3、筛分、浮沉资料综合结果的校正,甲矿井（或煤层）原煤资料（包括筛分、浮沉资料等）,乙矿井（或煤层）原煤资料（包括筛分、浮沉资料等）,合并为一个原煤资料（包括筛分、浮沉资料等）,这即为煤质资料的综合,煤质资料的综合,一、筛分资料综合,二、浮沉资料综合,三、资料综合结果的校正,筛分资料综合步骤,一、确定各原煤在入厂（选）原煤中的百分比,二、本级产率换算成占全样产率,三、综合产率按等粒级占全样产率相加,四、综合灰分用加权平均法计算。,五、破碎级、自然级的综合步骤同上。,六、资料综合结果的校正。,一、筛分资料综合,（1）确定各煤层在入厂（选）原煤中所占的百分数（2）将各煤层占本层的粒度级别分别换算成占入厂（选）原煤的百分数（3）将占全样各个数值按等粒级相加，即得入厂（选）原煤各粒级的含量（4）综合后各粒度级的灰分用加权平均方法计算（5）将破碎级资料用同样方法换算成占入选原煤的百分数进行综合（6）将自然级和破碎级的数量与灰分进行综合（7）煤粉的小筛分和小浮沉综合方法相同。,筛分资料综合示例见教材91-93,一层原煤,二层原煤,综合原煤,45%,55%,筛分资料综合示例见教材91-93,一层占入选原煤45%,二层占入选原煤55%,一层产率换算成占全样产率表3-25第4列,二层产率换算成占全样产率表3-25第7列,综合产率：一、二层同粒级占全样产率相加得表3-25第10列,综合灰分：一、二层同粒级灰分加权平均法计算得表3-25第11列,综合原煤的筛分资料表,一层破碎级占入选原煤9.86%,换算成占全样产率表3-26第4列,换算成占全样产率表3-26第8列,综合产率：一、二层同粒级占全样产率相加得表3-26第11列,综合灰分：一、二层同粒级灰分加权平均法计算得表3-26第12列,破碎级的筛分资料综合表,二层破碎级占入选原煤16.48%,一、二层破碎级筛分资料综合步骤同上,两层自然级占入选原煤73.66%,综合产率：自然级、破碎级同粒级占全样产率相加得表3-27第9列,综合灰分：自然级、破碎级同粒级灰分加权平均法计算得表3-27第10列,50mm以下筛分资料综合表,两层破碎级占入选原煤26.34%,自然级、破碎级筛分资料综合步骤同上,浮沉资料综合步骤,和筛分资料综合相比：原则相同,浮沉资料综合时：要按等密度级原则,浮沉资料综合步骤,一、同层煤中自然级浮沉资料综合,二、同层煤中破碎级浮沉资料综合,三、同层煤自然、破碎级浮沉资料综合,四、两层煤进行浮沉资料综合,五、资料综合结果校正,第六节煤质资料的综合,二、浮沉资料综合浮沉试验资料综合的原则与方法和筛分资料相似，是按等密度级综合的原则进行，并注意煤泥的含量。综合时应注意：（1）将自然级、破碎级中各密度级所占本级质量百分数换算成占（本层）全样的质量百分数（2）将占本层全样换算成占入选全样的质量百分数（3）将本层自然级和破碎级进行综合，只要将自然级和破碎级分别综合后的总量进行综合即可（4）将两层煤分别综合后的浮沉资料综合在一起，即得入选原煤的浮沉试验资料。,浮沉资料综合示例见教材95-101,一、先综合一层浮沉资料,二、再综合二层浮沉资料,三、两层煤浮沉资料综合即为入选（厂）原煤,四、资料综合结果的校正,一层煤自然级浮沉试验表表3-28第2-16列,一层煤破碎级浮沉试验表表3-29第2-16列,产率综合：1、先算同密度级占本层的表3-28第18列2、再换算成同密度级占本级表3-28第17列2、后换算成同密度级占入选表3-28第19列,灰分综合：表3-28第20列加权平均计算法（同密度级综合）,一层自然级浮沉综合表,产率、灰分综合方法同自然级,一层破碎级浮沉综合表：,浮沉资料综合示例见教材95-101,表3-30第2-4列,产率综合：1、先算同密度级占全样的表3-30第9列2、再换算成同密度级占本级表3-30第8列,灰分综合：表3-30第10列加权平均计算法（同密度级综合）,一层自然级、破碎级浮沉综合表,一层自然级浮沉综合表：,表3-30第5-7列,一层破碎级浮沉综合表：,表3-28第17-20列,表3-29第17-20列,浮沉资料综合示例见教材95-101,两层煤500.5mm级浮沉资料综合,产率综合：1、先算同密度级占全样的表3-34第9列2、再换算成同密度级占本级表3-34第8列,灰分综合：表3-34第10列加权平均计算法（同密度级综合）,两层煤500.5浮沉综合表,一层自然级、破碎级浮沉综合表：,二层自然级、破碎级浮沉综合表：,表3-30第8-10列,表3-33第8-10列,综合方法同一层,注意:表3-34第11-13列?,三、资料综合结果的校正筛分、浮沉试验的结果必然会产生误差，但其误差范围要符合国标规定，因此，资料综合的结果与原样不一致时，则需要校正，以便后面的流程计算不出差错。它分为：1、筛分资料的校正2、浮沉资料的灰分校正,资料综合结果的校正,产率各基础之间的换算,占本级,占本层,本级占本层的百分数,占本级,占本层,本级占本层的百分数,产率各基础之间的换算,占本级,占全样,本级占全样的百分数,占本级,占全样,本级占全样的百分数,产率各基础之间的换算,占本级,占本层,本级占本层的百分数,占本级,占本层,本级占本层的百分数,占全样,本层占全样的百分数,占全样,本层占全样的百分数,筛分资料的校正是以筛分试验前煤样的总灰分为基准，来校正筛分后各粒级的灰分。,1、筛分资料综合结果的校正,校正方法：将灰分差值与各粒级的灰分相加，即得各粒级校正后的灰分，从而使试验前、后的总灰分在数