选煤厂介耗分析摘 要：在重介质分选中主要的操作损失是介耗昂贵的介耗在决定介质准备中起着关键性的作用选煤人员 常常试图通过改变涡流或者套管直径和给料密度来优化选煤过程虽然这些变化有利于更好控制分离过程，但 导致介质流失是由于对介质分离比率的改变（从溢流至底流的介质比率）由于介质会黏附在产品上并且会随磁 选机流出，因此需要改进磁选流程印度 jharkhand 塔塔钢铁公司的选煤人员，使用一段和二段重介质旋流器 生产精煤，中矿和矸石降低介质的相对密度在介质分离比率中起着一定的作用另一方面，锥比的改变（溢 流直径与底流直径之比）改变了相对密度和旋流器出口的流量，从而影响磁选机磁选的性能通过实验室试验和机械设备采样运动的系统研究有助于查明磁铁矿损失的原因经研究表明，选煤厂介耗 降低后每半年可节省美国大约 27500 美元这项研究还有助于为正在扩建中的选煤厂操作人员提供磁铁矿损失 的原因关键字：重介质旋流器；磁铁矿损失；脱水筛；磁选机1、引言水煤浆悬浮液中有用的固体和煤矸石的重物（对煤炭中的磁铁矿）在大多数选煤厂被普 遍分离昂贵的介质在选煤厂决定经济成本时起着关键的作用达迪斯（1987 年）的报价数 字中 20-40 ％的重介质选煤厂生成成本是由于选煤厂使用硅介质而造成的介耗，对磁铁矿则 是10 20%。
通过较小的投资改进工作流程和改变设备型号能很好地减少这方面的损失文章 鼓励以印度 jharkhand 塔塔钢铁公司贾姆谢普尔的经验确定选煤厂影响介耗的因素2 、重介质选煤厂介耗分析一般情况下，选煤设备中的介耗有两种途径：•排水和清洗工作后依然进行产品分离； •介耗通常是因磁选机沉降锥或固液分离器受损引起介耗的原因列举如下：•矿石和介质颗粒之间由于矿石空隙而产生的吸附作用； •磁选和分离效率低；•用硅做介质造成的介质腐蚀和磨损； •在补加新介质时管路太多；•厂房清洗（楼层清理和清洗）；•设备停机检修（与厂房清洗有关）；•介质特性（大小，形状，磁化率）多年来选煤厂做了很多工作以确定介耗的数量并将介耗降到最低然而，这种工作由于 在矿浆中决定介质平衡而存在的困难显得很复杂在相对较短的运行期间这种固定的平衡是 很难的，只能通过分选设备在一个月或一年的报导期反映数量上的消耗2.1通过冲洗筛面等影响因素造成的损失皮尔-文基贤等人（1995 年）在摩纽曼和汤姆选煤厂对铁矿石的研究发现黏附损失会因筛 面装填而增加负载筛面显示超轻负载筛面的损失（以克/吨/米，筛面宽度表示）有明显的增 长操作时的相对密度加大也导致介耗明显的增加。
大多数的介耗增加是由于高粘度介质的 低水流特性（kittel等人，1987年）相对密度小幅度的增加会导致粘性而且更低水流特性介 质较大的增长通过选煤流程发现排水管和冲洗筛面也会在介耗方面有加大的影响各种选煤流程表明 筛堰和剧烈的筛分与横向开槽给水管和有溢流堰的筛子相比能明显地减少磁铁矿的损失2.2 磁选设备介耗在文献里关于选煤厂磁选设备介耗对总的介耗的影响没有一致的观点例如，达迪斯 （1987）认为磁选设备的介耗多达 75%以上，而穆德（1985）认为对于选矿用重介质旋流器 只有 18%的介耗 kittel 等人（1987）则称在纽曼重介质选煤厂磁选设备介耗在总的介质的 2.4%~24%之间然而当使用高粘度的介质时就会观察到大量介耗介质黏附到煤块上和在磁选设备中的损失是选煤厂磁铁矿损失的两个主要原因一般情 况下磁选设备的介质消耗占 20%~40%，但这个比率会由于粘度损失异常高而下降，例如孔隙 多的矿石因此磁选设备虽不是必然但是重要突出的介耗设备所以这些设备的性能会因不 正确的操作或维修而明显的恶化，因此应对其进行密切的关注Rayner （1994）通过分析选煤厂磁选机中介耗后指出这种现象可能是由于磁选机所装物料 就其额定容积或实际容积而言超过了其处理范围。
Hawker （1971）、Sealy和Howell （1977）从 固液比和（）给出了磁选机的装填极限，这些介质损失因素都不能超出范围Dardis （1987）指出影响磁选机分离性能的操作因素有pulp height、磁铁方位（角度）、 separation and discharge zone gaps, drum speed 以及磁性物与非磁性物的比率 Lantto （1977）从 钛铁矿收集器得出观点认为磁选机介质回收率与介质入料质量有关他还给出不同分选设备 性能参数推荐数据DeVilliers （1983）根据Iscor铁矿矿井实际运作经验发现磁选机容积超载是 磁介质损失的主要原因他同时列出了在该矿厂使用的分离设备3 、塔塔钢铁公司选煤厂调查印度jharkhand贾姆谢普尔塔塔钢铁公司拥有提供其炼钢所需焦煤60%的炼焦选煤厂在 选煤厂ROM coal经过破碎后以0.5mm粒度界限筛分，大于0.5mm的煤经过重介质旋流器分 选（初选），小于0.5mm的煤通过浮选流程分选（精选）大于0.5mm的煤经过旋流器一段产 生相对密度低的（ ）精煤，一段底流作为二段的入料产生相选密度高的中煤和矸石 （）。
该厂的磁铁矿回收循环是在每个选煤厂都有的循环见图一图一 磁铁矿回收循环及采样点图重介质和精煤(中煤或矸石)通过弧形筛和脱介筛脱介弧形筛和第一组脱介筛用于从 煤中脱除介质，介质在筛下收集后通过一段旋流器介质桶又返回一段旋流器第二组筛子是 用来冲洗黏附在煤表面的介质并将煤脱水冲洗煤之后含重介质的冲水被收集在二段脱介筛 筛下并返回稀介质桶用于之后的介质回收可以通过PID介质循环改变稀介质桶中的磁铁矿 矿浆浓度当介质桶中磁铁矿浓度增加时，会减少介质系统中的介质以保持介质系统的平衡 循环特征也导致介质控制系统中介质浓度的高低变化稀介质桶中的介质通过泵打到磁选机中与里面的高浓度介质混合产生循环介质高浓度 介质返回到高浓度介质桶中以补偿介质密度磁选机残渣作尾矿处理考虑到炼钢的经济效益，该厂曾从2003年 4月起将精煤灰分从17%降到16%为了将精 煤灰分降为 16%，选煤厂做了如下的改进：一段旋流器中介质相对密度从1.36降为 ； 二段旋流器入料口直径从 140mm 降为 125mm这些改变对介质分离比率(从溢流至底流的介质比率)有影响因此也将对介质回收产生 作用3.1减少一段介质相对密度对磁铁矿回收的影响Laskowski (1995)在两种不同密度介质中通过改变旋流器溢流管管路直径以及旋流器入料 口压力研究介质分离比率的变化，总共研究了27 组不同旋流器入料管直径，这项测试用了四 种不同的磁铁矿。
研究表明在入料口压力不变的情况下，介质分离比率和旋流器锥比对介质 特性是不变的通过对改变一段介质相对密度的争论后得出结论认为将相对密度从1.36 降至 对介质分离比率没有影响，因此可以忽略对介耗造成的影响3.2 降低二段旋流器入料管直径的影响降低旋流器入料管直径会间接增加锥比，也就是说旋流器溢流管直径与管路直径之比会 影响介质分离通过溢流的介质流量会增加而底流减少，从而影响总体介质分离改变锥比会导致旋流器出料矿浆相对密度低/高或高/低的变化密度较低的矿浆对脱介筛 影响很小，可以忽略但是低密度的矿浆给入磁选机时将抑制磁选机中重要成分絮凝剂的性 能通过 Rayner 和 Napier-Munn (2000) “conceptual collection mechanism”模式发展，磁选机 快速形成的絮凝剂或者矿浆给料所带来的经济效益很快就在磁选应用领域流传开来当矿浆 通过磁选机的介质收集区时剩余的磁性颗粒被排出当单一介质颗粒黏附在絮凝剂表面上时 颗粒就会被排出矿浆相对密度低时，絮凝作用对絮凝剂与矿浆发生絮凝形成太慢了，因此 絮凝作用就在单一介质颗粒中进行，这对易流失的细小颗粒产生明显的负面影响。
与此类似相对密度更高的矿浆会增加重介质旋流器出口介质的粘度，这种变化将减少脱 水筛的排水量而增加煤样中介质的粘性这将直接增加冲洗磁铁矿损失在筛子的处理能力 范围内增加或减少介质循环比率不会影响脱介筛的性能，但是在磁选机中增加介质循环比率 将减少停留时间因此影响磁性介质的回收率减少或增加介质循环比率也会影响磁选机的性能，磁选机水槽深度应保持在最佳液面高 度以保证高效的介质分离这可以通过调整磁选机中介质排放量来调整4.实验研究人员在磁铁矿回收系统中进行了详细的抽样实验，选取了精煤、中煤和矸石，以及 溢流、底流、磁选一段入料和二段入料作为样本这些样本通过一分钟标准样本增量的 15% 来收集，每个样本在所有流体中抽取，流体中所有成分被采集的概率是一样的在一分钟抽 样过程中大约有15kg尾矿和1kg精矿被收集干湿样本的重量用适当的实验技术（Rayner, 1999） 测量，计算矿浆的相对密度（质量/体积）和固体浓度少数的精矿和尾矿磁性物样本用Davis Tube回收样本资料的收集要花一个月的时间，应注意避免选煤厂有反常现象时抽样这些 资料反应精矿固体含量和每个试验的磁性物回收量影响脱介筛性能的主要因素有：1、介质在润湿之前的粘度；2、洗选用水量；3、筛上物 移动速度；4、床层厚度；5、筛分时间；6、矿物粒度；7、矿物的孔隙度；8、矿浆特性。
选 煤厂的煤粒度是固定的，牌号也不会改变因此实验室研究的影响因素就是介质在润湿之前 的粘度、筛分时间、筛分速度和介质的相对密度以及洗选用水量实验所用煤为从洗选设备 中选取的精煤（1 号）和矸石（2 号）洗煤用水和煤的牌号分为两个等级，其它因素作为第 三等级实验总共做了1 08 组，实验结果见表一表中数据显示洗选之后磁铁矿损失的百分含量影响因素分为1、2、3等级，“洗选用水 量 1”指一级洗选用水量在实验室中可以用简单的实验步骤模仿介质在脱介筛中的回收流程在选煤厂用三种不 同相对密度的介质（粒度：90% 0.045 mm,磁性物含量：90%）收集磁铁矿每个实验用50g 粒级在13-0.5mm之间的煤样在这个实验中第一步是将矿物与介质接触以使其粘附在一起，被粘附的矿物被带入筛篮 后进入介质循环系统30s后排出，这一时间比在旋流器里的4-5s要多矿物被排出筛篮后又 进入振动筛筛面通过脱介筛筛面震动模拟介质回收过程，振动筛在没有喷水的情况下运行15s 以使多余的介质从矿物中排出通过排出矿样的多少推测出在洗选过程中介质粘附矿物的量 然后将矿样装入盛有水的桶中，其体积是矿样的两倍用叶轮搅拌装置搅拌大约2min，之后 取出矿样，干燥，称重。
通过对矿物的冲洗就可以回收矿物中粘附的介质筛面上的矿物通 过大约5-15s的进一步筛分、喷水以冲出被粘附的介质，仍被粘附在矿物中的细小颗粒用上面 所用的冲洗矿物的方法回收实验采用统计方法设计实验，试验结果用方差分析方法(ANOVA)分析从不同层次研究 实验影响因素，磁铁矿损失在每个实验中都进行了计算方差之和“F”比率和“p”值都能 计算出来这些因素中“p”值超过0.05时将被看做是有意义的表一 脱水脱介筛模拟实验结果表洗选时间一号煤相对密度1一号煤相 对密度2一号煤相对密度3二号煤相 对密度1二号煤相对密度2二号煤相对密度3洗选用水1筛分速度110.74.72.122.717.378.3220.544.191.581.433.6117.42309.461.421.514.93.99筛分速度210.555.081.631.975.374.9321.612.67。