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1、2007年 7月 Shanxi Cok ing Coa l Sc ience & Techno logy J u l. 2007试 验研究 采 用 重 介 质 选 煤 及 重 介 旋 流 器 可 行 性 分 析范惠平 (西 山煤电 集 团公司供应 公司 )摘 要 介绍了矿井 选煤厂重介 质选择的 优缺点以及 重介旋流器 的配置 ,并 对 悬 浮 液 浓 度 设 定进 行了可行性 论证 ,力求简化工 艺流程 ,设备布置 紧凑 ,操作方便 ,从而减 少投资 ,便于生产 引用 。关键词 选煤 ; 重介质 ; 重介旋 流器为 有效地利用 煤炭资源 ,山西省 太原市西峪 矿正在 筹建 矿井选煤 厂 ,
2、将 所 开 采 的 2 #煤 层 的 高 硫 煤 进 行选煤 处理 。 其目 的 :1 ) 除去 2#原煤 的 杂 质 ,以 降 低 硫 分 、 灰 分 ,提 高 原煤质 量 ,适 应用户需要 。2) 把煤炭 分成不同质 量 、 规 格的产 品 ,供 应 用 户 对路产 品 ,以 便 合 理 使 用 煤 炭 ,节 约 能 源 。 西 峪 矿 所 使用的 主要选煤方 法为重介质 选煤 ,其主要设备 为重 介旋流 器 ,本 文对 其 重 介 质 的 选 择 、 旋 流 器 受 力 分 析 及分选 原理进行论 证 ,力 求简化工艺 流程 ,操作方便 , 减少投 资和企业效 益的最大化 。1 重介质
3、选煤原理及 介质的选择重 介质选煤主 要用来处理 难选和极难 选煤 ,其选 煤基本 原理为阿基 米德原理 ,即在介 质中物体受 到的 浮 力大 小等于排 开 同 体 积 介 质 的 重 量 。 重 介 质 选 煤 是原煤 在 一 定 的 密 度 介 质 中 , 按 密 度 分 选 的 一 种 方 法 。 介 质密度大于 原煤中低密 度物料 ,小于原煤 中高 密度物 料 。 当物 体 密 度 小 于 介 质 密 度 时 ,物 体 上 浮 ; 当物体 密度大于介 质密度 ,则物体下 沉 。 重介质 物密 度介于 轻重物料之 间 ,因 而轻重物料 得以分离 。重 介质选煤的 优点 :1 ) 分选效率
4、 和 分 选 精 确 性 高 于 其 它 选 煤 方 法 ,以 上 ,分 选密度可在 1. 3 2. 0 mm 范围内调整 。3 ) 工 艺操作简单 ,调节 方便 。介质的选 择 :重 介选用的 悬 浮液是由粉 碎磨细的 高 密度固体颗 粒与水组成 的混合物 ,其高密 度固体颗 粒 为加重质 。 在我国选煤 中加重质主 要是磁铁矿 粉 , 其 密度为 4. 3 5. 0 , 与 水 可 配 成 1. 3 2. 0 的 悬 浮 液 。 磁铁矿具 有强磁性 ,可用磁 选法回收 。 为配制均 匀 稳定的悬浮 液 ,磁 铁 矿 粉 必 须 磨 的 很 细 ,用 于 选 块 煤 时 ,磁 铁 矿 粉 中
5、 小 于 0. 074 mm ( - 200 目 ) 的 含 量 应 占 70 %以上 ,用于分 选末煤 (重介旋 流 器 )时 ,小 于0. 044 mm ( - 325目 )的含量应 占领 85 %以上 。 在保证悬 浮液密度的 前提下 ,为保证悬 浮液的稳定 ,同时 又不影响 分 选 效 果 ,常 用 办 法 是 在 悬 浮 液 中 保 持适当的煤 泥量 。 悬浮 液密度小于 1. 7时 ,煤泥 含 量 约为 35 % 45 % 。 当 悬 浮 液 密 度 大 于 是 1. 7 时 , 则 煤泥含量约 为 15 % 30 % 。重介质分 选机种类很 多 ,块 煤分选是在 装有悬浮 液 的
6、分选槽内 进行 ,分选末煤是 在重介质旋 流器内进 行 。 重介选煤 工艺 复 杂 ,加 工 和 投 资 费 用 高 ,但 它 分 选 效率高 。 重 介旋 流 器 分 磁 性 介 质 旋 流 器 和 非 磁 性 介 质旋流器两 种 ,西 峪矿选用的 是无压三产 品重介旋 流 器 。 三产品 重介 旋 流 器 相 当 于 二 个 旋 流 器 串 联 而 成 ,生产 能力为 345 t / h。2 旋 流器受力分 析及分选原 理物料与悬 浮液 的 混 合 体 以 一 定 的 初 速 度 给 入 旋 流 器 ,切 向运动的 旋 浮 液 形 成 离 心 力 密 度 场 ,其 颗 粒分选效 率可 达
7、到选煤 。99 %以 上 , 可 以 处 理 难 选 煤 和 极 难2) 分选粒 度范围和密 度范围宽 。 分 选 粒 度 下 限为 0. 5 mm ,上 限 视 分 选 机 槽 宽 而 定 ,可 达 到 500 mm 作者 简介 :范惠 平 女 1971 年出生 1995 年毕 业于河 北煤 炭建 筑工程 学院 工 程师 太原 03002414 山 西 焦 煤 科 技 2007第 7期所受的 离心力为 : 样 , 物 料 在旋流器中 实 现 按 密 度 分 选 。 密 度 与 悬 浮 液相 差越大 , 或是体积 越大的颗粒 所受的向心 力或离心 力 就越大 , 就能迅 速 、 精 确 的分
8、离 ; 而那些体 积小的末 煤 , 或是 中间密度级 的 颗 粒 , 所 受 的 向 心 力 或 离 心 力 小 , 分选 速度缓慢 。 在 旋 流 器 底 口 附 近 被 底 流 或 上 升 流 随机性的带 进底流或溢 流 。旋流器中 悬浮 液 加 重 质 的 浓 度 也 随 其 位 置 而 变 化 。 加重质颗 粒在离心力 作用下 ,沿着径向 随半径增 大 ,其密 度逐渐增大 ,产生 悬浮液浓缩 ,沿着 旋流器轴 向 入料口至底 流口悬浮液 密度逐级增 大 ,底 流悬浮液 浓 缩 ,高 密度悬浮 液 与 重 产 品 一 起 进 入 二 段 旋 流 器 。 二 段旋流器相 当于高密度 分选
9、,又可得到二 种产品的 组 合 ,旋 流器得出了 精煤 、 中煤 、 矸石三种产 品 。西峪煤矿 选煤 厂 采 用 的 两 台 旋 流 器 工 作 悬 浮 液 密 度不同 ,但能用 一 个 低 密 度 悬 浮 液 来 实 现 ,消 除 了 单 独两台旋流 器需两套高 低密度悬浮 液系统的缺 点 , 省 却了高密度 悬 浮 液 系 统 和 再 选 物 料 输 送 设 备 。 减 少 设备投资 ,缩短建 设周期 。3 选 煤效果分析西 峪 煤 矿 选 煤 厂 的 建 成 投 产 ,采 用 重 介 旋 流 器 , 大 大简化了工 艺流程 ,选煤设备 布置紧凑 ,操作方 便 , 大 大降低了投 资成本
10、 ,便于生产 引用 。 并且 将原来因 高 硫高灰 销 售 困 难 的 原 煤 产 品 , 生 产 出 多 元 化 的 产 品 ,根据 市场需求 ,分别产 出钢厂使 用 的高炉喷吹 煤 , 电 力行业热衷 的电精煤 ,而洗煤 副产品也被 建材行业 所 使用 ,大大提高 了 产品的附加 值 ,增 加了企业效 益 , 投 资回报率可 观 。收 稿日 期 2007 - 06 - 272FL = V V tw / r做 切向运动的 悬浮液对颗 粒的浮力 , 视为颗 粒的 向心力 :Fx = V V tx / r2FL 物料颗粒所 受的离心力 ;Fx 物 料颗粒所受 的向心力 ; V 物料 颗粒的的 体
11、 积 ; 物料颗粒 的的密度 ; 悬浮液的 密度 ;V tw 悬浮 液的切向速 度 ;V tx 物料颗 粒的切向速 度 ; r物料颗粒的 旋转半径 。 物 料与悬浮液 的 混 合 体 在 旋 流 器 中 作 切 向 运 动时 , 物料颗粒 的切向速度 与悬浮液的 切向速度不 完全 相等 , 由上式 可得 :2 2F = FL - Fx = V / r ( V tw当 V tw = V tx 时 ,- V tx )F = V ( - ) V2 / rt当 时 , 物 料颗粒所 受 的离心力大 于向心力 ,物料在 悬浮液中作 离心运动 , 沿径向 运动到旋流 器器 壁 , 并随外 层 悬浮液 向
12、底 流 口 方 向 运 动 , 从 底 流 口 排 出尾矿 产品 。当 时 , 物 料颗粒所受 的浮力大于 向心力 , 物料在 悬 浮 液 中 作 向 心 运 动 , 沿 径 向 向 旋 流 器 中 心 运 动 , 到达空气 柱或空 气 柱 外 围 附 近 时 , 被 悬 浮 液 上 升 流带出 溢流口 , 成为溢流 产品 。 并且 , 颗粒与悬浮 液的 密度差 越大 , 颗粒的体积 越大 , 所受的向心 力越大 。 这Fea sib ility Ana lysis of D en se M ed ium Coa l Prepara tion andD en se M ed ium Cyclo
13、ne AdoptionFan Hu ip in gA b stra c t In troduce s re la tive m e rits of den se m ed ium se lec tion of m ine p rep a ra tion p lan t and de loym en t of den se m ed ium cyc lone, demon stra te s fea sib ility of enac tm en t of su sp en sion th ickne ss, simp lifie s p roce ss flow , a rrange s com 2 p ac tly equ ipm en t, ea sy to op e ra tion, thu s reduce s inve stm en t, ea sy to p roduc tion adduc tion.Key word s Coa l p rep a ra tion; D en se m ed ium; D en se m ed ium cyc lone
