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煤泥烘干技术煤泥烘干技术是一种将湿煤泥通过热风进行脱水和干燥的方法。
它广泛应用于煤炭行业，为煤炭加工提供了便利和效益。
本文将介绍煤泥烘干技术的工作原理、设备结构和应用领域。
一、工作原理煤泥烘干技术的工作原理可以简单概括为：通过热风将湿煤泥中的水分蒸发，使其达到所需的干燥度。
具体来说，湿煤泥在进入烘干设备后，通过与热风的接触，水分开始蒸发。
热风会将煤泥中的水分加热并转化为水蒸气，然后将水蒸气带走。
随着时间的推移，湿煤泥中的水分逐渐减少，最终达到所需的干燥度。
二、设备结构煤泥烘干设备通常由进料系统、烘干系统、排放系统和控制系统组成。
进料系统负责将湿煤泥输送到烘干设备中，通常采用输送带或螺旋输送机。
烘干系统是整个设备的核心部分，包括热风发生器、热风管道和烘干机。
热风发生器负责产生高温热风，热风通过热风管道输送到烘干机中，将湿煤泥进行脱水和干燥。
排放系统用于处理烘干后的煤泥残渣，通常采用除尘器或过滤器进行处理。
控制系统用于监控和控制整个烘干过程，确保设备的安全和稳定运行。
三、应用领域煤泥烘干技术在煤炭行业有着广泛的应用。
首先，它可以提高煤炭的利用价值。
湿煤泥中的水分会降低煤炭的热值和燃烧效率，通过烘干技术可以将煤炭中的水分蒸发，提高煤炭的热值和燃烧效率。
其次，煤泥烘干技术可以减少煤炭的运输成本。
湿煤泥比干燥煤炭更重，运输困难且成本较高。
通过烘干技术可以将煤炭中的水分蒸发，减轻煤炭的重量，降低运输成本。
此外，煤泥烘干技术还可以减少环境污染。
湿煤泥中的水分蒸发后会产生大量的水蒸气，通过排放系统处理后可以减少对环境的污染。
煤泥烘干技术是一种将湿煤泥通过热风进行脱水和干燥的方法。
它在煤炭行业有着广泛的应用，可以提高煤炭的利用价值、降低运输成本和减少环境污染。
随着科技的不断进步，煤泥烘干技术将会更加成熟和高效，为煤炭行业的发展贡献更大的力量。
煤气化工艺中低压煤浆泵工作原理以及常见故障的原因分析及处理我公司尿素生产装置的气化车间采用单喷嘴气化炉多元料浆加压气化工艺。
该气化炉工作压力6.0MPa。
气化炉的高压煤浆通过低压煤浆泵提供。
煤气化工艺中低压煤浆泵在工艺流程中的作用是抽取棒磨机研磨的煤浆送至煤浆储槽。
1 煤气化工艺中煤浆泵的结构和工作原理我公司低压煤浆泵采用费鲁瓦泵业有限公司生产的型号为ZGL30/130-K50-DS4HD的两缸双隔膜隔膜往复式泵，电机的转动通过变速箱齿轮传动机构驱动每个缸的活塞，使活塞做往复运动。
在煤气化工艺中，低压煤浆泵由下列部分组成：①驱动系统，主要有电机和减速装置;②动力端，主要有变速齿轮和十字头偏心机构;③液力端，分为驱动液端和水煤浆端，主要双软管--隔膜、及出口单向阀等部分;④压力开关系统：煤浆泵的工作原理：a.活塞往复式运动使泵移走固定容量的流体：当活塞向前运动时，由于施加的压力和容积改变，在第一层软管--隔膜里的流体从排出阀被挤压到排出管线，同时吸入阀关闭。
当活塞向软管--隔膜的反方向运动时（朝着曲轴齿轮箱），在排放时变形的软管--隔膜則恢复至其原来的圆柱形。
在泵的顶端真空度增加，使得吸入阀打开，煤浆经过入口单向阀流入第一层软管--隔膜中。
由于活塞的往复运动，煤浆便持续送出。
从单个缸的动作过程来看，每个缸的吸入和打出煤浆都是间歇式的，因此煤浆的输送可以说是脉冲式的，其输出压力不稳定，为了解决压力不稳定的问题，在一个周期内平均分配活塞的推进，使活塞避免同时前推或回缩，可有效的稳定煤浆泵出口的压力。
然后在煤浆泵的出口设置缓冲罐，进一步稳定出口压力;b.驱动液供给系统：每个多重安全的双软管--隔膜活塞泵都有一个已于维修的超压阀，因为液压腔的压力过大（第一软管--隔膜内），液压油的压力同样也会超压，因此超压阀就会打开，从而将液压油回流到油箱里传动液也相应降低压力。
当泵下一个吸入行程开始时，会缺少回流到油箱的那一部分液压油的油量。
煤泥浮选技术发展概况董立周;刘继红;王俊涛;李芳【摘要】煤泥浮选是目前公认的用于细煤泥脱硫降灰最经济、最有效的分选技术之一,也是选煤厂取得最佳经济效益和社会效益、环境效益的有效技术途径.入浮煤泥性质、浮选设备性能、浮选工艺流程、浮选药剂制度等因素对浮选效果均有重要影响,文章就浮选前的煤泥调浆技术、浮选设备、浮选工艺发展概况进行评述,并以南梁选煤厂煤泥浮选经济效益为例,说明浮选技术在选煤行业未来发展中的重要作用.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P96-100)【关键词】煤泥;浮选;工艺;设备;经济效益【作者】董立周;刘继红;王俊涛;李芳【作者单位】中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北张家口075000;中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北张家口075000;中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北张家口075000;中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TD943浮选是处理细煤泥(<0.5 mm粒级)最有效的途径之一，同时也是选煤厂煤泥水处理的核心。
近年来，我国对环境治理力度不断加大，对选煤厂的管理要求也越来越高，各个选煤厂在节能减排、降本增效的同时，也加大了对煤泥处理的力度。
目前我国的选煤能力统计结果表明，浮选物料量占入选原煤总量的10%以上。
煤泥浮选是在多因素综合作用下的分选过程，是在固-液-气三相中完成的一个极其复杂的物理化学过程，入浮煤泥性质、浮选设备性能、浮选工艺流程、浮选药剂制度等因素都会对浮选效果产生重要影响。
近年来，随着计算机技术的发展及检测技术的提高，浮选技术获得了长足进步。
文章对浮选前的煤泥调浆技术、浮选设备、浮选工艺发展概况进行了较系统的评述，可为今后选煤厂的建设和浮选设备、浮选工艺的改进提供一定参考。
调浆是细煤泥浮选的基本前提，其作用是通过药剂、机械力、非机械力及其组合，将乳化药剂细化、分散，并使煤粒表面活化，以提高捕收剂与煤粒的有效吸附概率，因此，调浆效果的好坏直接影响浮选工艺的整体效果。
煤泥调浆技术与设备的研究现状及进展煤泥调浆技术是煤炭工业中的一种重要技术，主要用于改善煤泥的物理和化学性质，提高其燃烧效率和经济价值。
调浆设备则是实现煤泥调浆技术的关键设备之一。
在研究现状方面，国内外的学者和企业对煤泥调浆技术进行了大量的研究。
一些研究侧重于探索最佳的调浆条件和配方，以实现煤泥的均匀混合和充分反应；另一些研究则关注于调浆设备的设计和优化，以提高设备的效率和可靠性。
在调浆设备方面，目前市场上主要的设备包括搅拌机、球磨机、砂磨机等。
这些设备的主要优点是能够提供足够的机械能，使煤泥充分混合和研磨。
然而，这些设备的能耗较高，且存在磨损和污染等问题。
因此，如何设计出更加高效、节能、环保的调浆设备，是当前研究的重点之一。
此外，随着人工智能和自动化技术的发展，一些先进的煤泥调浆技术和设备也开始出现。
例如，智能化的调浆系统可以通过传感器和计算机视觉技术实现煤泥的实时监测和自动调整；自动化的调浆设备可以通过机器人技术和自动化控制技术实现设备的自动化操作和远程监控。
这些先进的技术和设备将为煤泥调浆技术的发展带来新的机遇和挑战。
在煤泥调浆技术的研究方面，近年来取得了一些重要的进展。
首先，研究人员通过深入探索煤泥的物理和化学性质，进一步了解了调浆过程中煤泥的变化规律。
这为制定更加合理的调浆方案提供了理论依据。
其次，随着计算机技术和人工智能的发展，研究人员开始利用这些先进技术对煤泥调浆过程进行模拟和优化。
通过建立数学模型和仿真实验，可以更加准确地预测调浆效果，并优化调浆条件和配方。
此外，一些新的调浆技术和设备也开始出现。
例如，一些新型的调浆设备采用了先进的搅拌技术和研磨技术，能够更加有效地将煤泥混合和研磨。
同时，一些设备还采用了先进的密封技术和环保材料，降低了设备的能耗和污染。
在未来的研究中，将继续探索更加高效、节能、环保的煤泥调浆技术和设备。
同时，也将注重研究如何将先进的计算机技术和人工智能技术应用于煤泥调浆过程中，提高调浆效率和准确性。
煤泥提质增效工艺及综合利用技术的应用与研究摘要：永明煤矿选煤厂位于陕西省延安子长市境内，地处陕西省黄土高原腹地，主洗3#、5#煤层，属于优质配焦煤，原煤灰分50%左右。
选煤厂设计生产能力1.2Mt/a，选煤厂原系统采用不脱泥无压给料三产品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮选联合分选工艺，尾煤泥水经两段高效浓缩机两段浓缩两段回收，洗水闭路循环，环保节能，属于典型的炼焦煤选煤厂。
子长地区煤层极低，平均厚度在1米以内，且本地煤层顶底板矸石易泥化，洗选过程中形成大量高粘性次生煤泥，煤泥粒度细、含量高、粘度大（具有高岭土性质）、透水性差，普通压滤机压滤时间长（单循环压滤时间超过90分钟），一是影响矿井正常生产，二是煤泥直接抛弃导致经济损失，选煤厂创效能力得不到进一步提高。
另外，选煤厂生产的尾煤泥因水分较大，发热量在900大卡以内，没有销售市场，当做废弃物进行处置，导致资源浪费和环境污染。
选煤厂作为煤炭效益增长的关键环节，担负着对矿井原煤进行精细分选和对洗选副产品实现“吃干榨净”的使命，特别是永明煤矿，原煤煤质受赋存条件影响，矸石含量较高且易于泥化等煤质特性，矿井煤泥使用普通煤泥压滤机处理，达不到理想效果，煤泥含水率在40%以上，当做废弃物进行处置，导致资源浪费和环境污染，同时还带来车辆转运处置费、掩埋取土费和环保处置费等大量额外费用。
针对以上难题，洗煤厂经深入研究，反复论证后，决定从两方面进行技术攻关，打破固有思维瓶颈，提高煤泥创效能力。
一、煤泥分离提质技术的创新应用选煤厂尾煤泥一般是由精、中、矸磁尾经处理后汇入浓缩池形成，但是永明煤矿煤泥由于矸石泥化严重和粗煤泥回收系统的高效运行，尾煤泥发热量仅达到900大卡左右，创效能力不足，销售难度大，抛废还导致环境污染。
为持续深入推进洗选加工环节挖潜增效工作，充分发挥选煤厂煤炭经济效益增长点的作用，提高煤炭综合创效能力，同时彻底解决永明煤矿尾煤泥极难处理的问题，实现产品提档销售和矿井无煤泥化生产，降低环保压力。
煤泥制浆除杂系统的研究与应用摘要煤泥在输送过程中,由于内在的性质,不但设备磨损率高,还经常出现搅拌仓、管道堵塞等现象。
为消除这些隐患,提出“煤泥的制浆除杂系统的研究应用”,该项目能很好的解决煤泥输送中的难题,项目所包含的技术水平具有先进性和创新性,技术经济效益显著。
关键词煤泥;输送;制浆除杂系统1项目背景煤泥的特性是水分大、灰分高、颗粒细、粘度大、持水性强、内聚力大,难以运输。
淄矿集团许厂煤矿电厂自2002年3月MNS煤泥管道输送系统投入运行以来,运行情况良好,很好的解决了锅炉的磨损情况。
但是由于我厂所用煤泥是由许厂煤矿长距离车辆运输的,其中几次落地,煤泥污染严重,含有杂物如矸石、木块、砖块、麻绳、铁丝等。
另外煤泥长期堆放会结块,冬季会结冰。
煤泥浓度高、内聚力大,故塑性和粘性大,撞击而不碎、挤压则成饼,易于粘料和堆积。
造成煤泥输送系统设备磨损率高,经常出现搅拌仓、管道堵塞现象,无法保证煤泥的正常输送,煤泥利用率难以提高,对锅炉的安全、经济运行造成了极大的隐患。
为解决这一问题,我们经过多方考察、反复论证,提出如果能在原有系统中配上制浆除杂设备,将能保障煤泥的输送效率,降低设备的磨损、堵塞等事故率,更好的保障了煤泥输送设备给电厂带来的经济效益。
为此我们提出了“煤泥的制浆除杂系统的研究应用”,该项目能很好的解决我们煤泥输送中的难题,项目所包含的技术水平具有先进性和创新性,技术经济效益显著,在许厂电厂有巨大的推广应用前景。
2“煤泥制浆除杂系统”构造及技术特点热电厂根据现场实际运行情况及现场条件,对北京中矿环保科技股份有限公司研发、制造的制浆除杂设备进行了改进。
其主要技术特点如下:2.1技术特点、关键技术新型的煤泥制浆除杂设备由破碎、搓和、驱动、筛分等部分组成。
由搓和机、振动筛、闸板阀等设备。
破碎部分配有搅拌叶片、螺旋叶片等部件;搓和部分配有粉碎刀片等部件,搓和与破碎共用一套电动机、减速器。
由两条平行安装的螺旋轴组成,轴上装有部分重叠的伞状螺旋叶片和齿形切割切具,两轴同步转动,螺旋叶片相互啮合对脆性材料具有斩劈、挤压作用,叶片间相对运动又形成对结块煤泥碾搓而使其破碎成膏体;平行重叠的双螺旋彻底杜绝了煤泥粘在轴上使捻搓破碎功能失效的可能,并能推动煤泥沿轴向运动;在此基础上,制浆设备在将煤泥制浆的同时逐步把煤泥和杂质进行分离,为后续除杂设备—除杂设备的正常运行创造条件。
汇海吨水煤浆制浆车间简介汇海吨水煤浆制浆车间是汇海集团旗下的一家专业从事煤矿开采和煤炭加工的企业。
该车间拥有先进的设备和高效的生产工艺，以生产高品质的水煤浆为主要产品。
本文将详细介绍汇海吨水煤浆制浆车间的工艺流程、设备配置和生产管理等内容。
工艺流程1.煤炭原料准备–汇海吨水煤浆制浆车间采用的主要原料是优质的煤炭。
在生产过程中，煤炭按照一定比例进行混合。
–煤炭原料需经过破碎、筛分等预处理工序，以确保煤炭颗粒大小符合生产要求。
2.制浆工艺–煤炭原料按照一定比例送入磨煤机进行粉碎。
–经过粉碎的煤炭进入水煤浆制浆机，与水进行混合，形成水煤浆。
3.过滤与脱水–通过一系列过滤设备，将水煤浆中的固体杂质进行过滤和分离，得到纯净的水煤浆。
–接下来，对水煤浆进行脱水处理，提高水煤浆的固体含量。
4.细化和调整–对脱水后的水煤浆进行细化处理，使水煤浆颗粒更为均匀细小。
–根据生产需要，对水煤浆进行pH值和稠度的调整。
5.输送和储存–经过处理后的水煤浆通过输送设备进行运输，供应到其他生产线进行加工或储存在专用的储存设施中。
设备配置1.磨煤机–磨煤机是汇海吨水煤浆制浆车间中的关键设备之一，用于将煤炭原料进行粉碎，使其适合进一步制浆处理。
2.水煤浆制浆机–水煤浆制浆机是用于将磨碎的煤炭与水混合并制成水煤浆的设备。
该设备采用高速搅拌破碎的工艺，确保煤炭与水的充分混合。
3.过滤设备–过滤设备包括过滤器、离心机等，用于过滤水煤浆中的固体杂质，提高水煤浆的纯净度。
4.脱水设备–脱水设备主要包括压滤机、离心脱水机等，用于提高水煤浆的固体含量，减少水分含量。
5.输送设备–输送设备包括皮带输送机、螺旋输送机等，用于将制成的水煤浆输送到不同的生产线或储存设施。
生产管理为了确保汇海吨水煤浆制浆车间的高效运转和产品质量，车间实施了严格的生产管理措施。
1.厂内质量管理–制定严格的质量检测标准和程序，对水煤浆进行定期抽样检测，确保产品符合相关标准要求。
煤浆制备的原理和方法
煤浆制备是将煤粉和水混合后形成煤浆的过程。
以下是煤浆制备的原理和方法：
1. 原理：
煤浆制备的基本原理是将煤粉和水混合，使煤粉充分分散在水中，形成稳定的煤浆。
煤粉颗粒之间的表面张力和静电斥力作用可以实现煤粉的分散，而存在于水中的表面活性剂可以进一步增强煤粉的分散性。
2. 方法：
(1) 干磨法：通过将煤粉与添加剂干磨混合，然后加入适量的水进行湿磨，最终形成煤浆。
这种方法适用于煤粉含水量低的情况。
(2) 湿磨法：将煤粉与适量的水和添加剂混合，然后进行湿磨，使煤粉彻底分散在水中，形成煤浆。
这种方法适用于煤粉含水量较高的情况。
(3) 水煤浆破碎法：将初步制备好的煤浆进行破碎，以进一步提高煤粉的分散性和稳定性。
(4) 分级分类法：通过分级设备将初步制备好的煤浆进行分类，以获得所需的粒度分布。
在实际煤浆制备过程中，还需要考虑煤粉的粒度和分布、煤粉含水量、添加剂的种类和浓度等因素，以获得理想的煤浆性质和稳定性。
煤浆制备的具体方法可以根据不同的煤种、工艺要求和设备条件进行选择。
专利名称：表面改质调浆机及其应用专利类型：发明专利
发明人：马力强,曾鸣,江兴华
申请号：CN200910080897.2
申请日：20090327
公开号：CN101543739A
公开日：
20090930
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种表面改质调浆机及其应用，包括调浆桶，调浆桶内自进浆口至出浆口依次设有多段调浆室，相邻的调浆室之间通过固定在搅拌轴上的剪切盘和固定在调浆桶侧壁上的搅拌隔板隔开，搅拌轴上设有搅拌叶轮，调浆桶侧壁上设有搅拌挡板。
用于选矿工艺流程中的浮选入料预处理阶段，通过对矿浆施以高剪切环境，提高了药剂分散度及在矿物表面的吸附效果，增加了矿物间疏水性差异，改善了矿物可浮性。
申请人：中国矿业大学(北京)
地址：100083 北京市海淀区学院路丁11号
国籍：CN
代理机构：北京凯特来知识产权代理有限公司
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煤泥压滤机工作原理
煤泥压滤机是介质固液分离设备中的一种，它的工作原理基于压力和滤料的过滤作用。
下面将详细介绍煤泥压滤机的工作原理。
煤泥压滤机主要由滤料、滤布、压紧设备和排渣设备组成。
当煤泥浆料通过进料管道进入压滤机后，首先进入滤料。
滤料是由一层或多层特殊材料制成的过滤介质，可以将固体颗粒截留在其中，同时允许液体透过。
在滤料的作用下，煤泥中的水分和细小固体颗粒会被过滤掉，形成固体物与过滤液的分离。
随着固体物的逐渐积累，滤料上会形成一个固体物层，这个层会阻碍煤泥的进一步过滤。
为了保证过滤的效果，需要通过压紧设备施加一定的压力。
压紧设备通常由一对压紧辊或压滤板组成，它们通过机械或液压系统施加压力。
这样，固体物层会被更加紧密地压实，从而增加过滤效率。
随着过滤的继续进行，滤布上的过滤液会通过排渣设备被排出，实现了固液分离。
排渣设备通常是由排渣阀、排渣板或滚筒等组成，通过开启或旋转，使过滤液从滤布上流出。
当固体物积累到一定程度时，需要停止过滤工作，并进行固体物的处理。
这时会打开压滤机，取出固体物进行处理，例如干燥、焚烧或回收利用。
总的来说，煤泥压滤机的工作原理是通过滤料和滤布的过滤作用，利用压紧设备施加压力，实现煤泥的固液分离。
通过排渣设备将过滤液排出，最终达到固体物和过滤液的分离和处理。
不同能量输配的煤泥浮选过程特征研究程敢;马力强;桂夏辉;李吉辉;岳增川【期刊名称】《煤炭工程》【年(卷),期】2012(000)008【摘要】为了研究不同能量输入条件下的煤泥浮选过程,以唐山矿区高灰难选煤泥为研究对象,将煤泥浮选过程分为调浆和浮选两个阶段,分别进行了调浆和浮选不同转速下的浮选功耗试验.试验结果表明:调浆过程和浮选过程最优的转速均为2400r/min；随着调浆搅拌转速的提高,精煤灰分和可燃体回收率先增加后减小；随着浮选功耗的增加,精煤灰分先增加后减小,精煤可燃体回收率逐渐增加；过低的搅拌强度不利于煤泥的矿化,而过强的搅拌会影响泡沫层的稳定.根据矿物可浮性的变化,对浮选过程中的能量需要进行分配,用最低的功耗获得较好的浮选指标.【总页数】4页(P101-104)【作者】程敢;马力强;桂夏辉;李吉辉;岳增川【作者单位】中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD943【相关文献】1.能量强度变化对不同粒级煤泥浮选影响的理论和试验研究 [J], 宋国阳;刘杰;闫思勤;张玉静;付晓恒;2.煤泥浮选过程能量输入优化 [J], 李延锋;张晓博;桂夏辉;赵闻达;吴朝龙;谢彦君3.能量输入对煤泥浮选过程的影响 [J], 桂夏辉;刘炯天;程敢;廖寅飞;曹亦俊;王永田4.能量强度变化对不同粒级煤泥浮选影响的理论和试验研究 [J], 宋国阳; 刘杰; 闫思勤; 张玉静; 付晓恒5.不同含水作用下砂岩抗拉强度与能量特征研究 [J], 廖安杰;赖林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
㊀第24卷第1期洁净煤技术Vol．24㊀No．1㊀㊀2018年1月Clean Coal TechnologyJan.㊀2018㊀煤泥调浆机理与设备发展历程及应用马力强,孙先凤,黄㊀根,于跃先(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京㊀100083)摘㊀要:调浆是浮选前必不可少的环节㊂为全面了解煤泥调浆工艺,论述了我国煤泥调浆设备的发展历程,详细阐述了煤泥调浆机理,并通过实验室试验和BGT 表面改质调浆机工业应用试验分析了煤泥调浆效果㊂药剂分散㊁煤粒与药剂有效碰撞及煤粒表面擦洗是煤泥调浆的主要机理㊂我国煤泥调浆设备的发展经历了从简单的搅拌桶,到调浆效果得到进一步提升的矿浆准备器㊁矿浆预处理器,再到矿化效果更佳的表面改质机的发展历程㊂实验室试验及工业试验结果表明,加强调浆环节可有效改善煤泥浮选效果,浮选前充分调浆是改善后续浮选效果的关键㊂关键词:煤泥调浆;调浆机理;发展历程;工业应用中图分类号:TD943．2㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1006-6772(2018)01-0001-05Mechanism of coal slime conditioning and equipment developmenthistory and industrial applicationMA Liqiang,SUN Xianfeng,HUANG Gen,YU Yuexian(School of Chemical and Environmental Engineering ,China University of Mining and Technology (Beijing ),Beijing ㊀100083,China )Abstract :Coal slime conditioning is an important link before flotation.In order to get a comprehensive understanding of coal conditioning,the mechanism and development history of coal slime conditioning in China were elaborated.Bench -scale test and industrial application of BGT surface -modification conditioning machine were stated to analyse the effect of coal slime conditioning.The main mechanisms of coal slime conditioning includes reagent dispersion,effective collisions between particles,reagents and surface cleaning.The development of coal slime conditioning equipment has gone through from the simple mixing tank to further enhance pulp preparation tank,pulp pre -processor,and then to surface modified slurry machine which has better mineralization.The data of laboratory and industrial tests illustrates that strengthening the conditioning can dramatically improve the coal flotation effect.Sufficient conditioning plays a key role in flotation.Key words :coal slime conditioning;conditioning mechanism;development;industrial application收稿日期:2017-12-11;责任编辑:白娅娜㊀㊀DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2018.01.001基金项目:国家自然科学基金资助项目(51504262)作者简介:马力强(1963 ),男,辽宁丹东人,教授,博士生导师,博士,主要从事选煤工艺㊁煤炭资源综合利用等方面研究工作㊂E -mail :mlqiang@引用格式:马力强,孙先凤,黄根,等.煤泥调浆机理与设备发展历程及应用[J].洁净煤技术,2018,24(1):1-5.MA Liqiang,SUN Xianfeng,HUANG Gen,et al.Mechanism of coal slime conditioning and equipment development history and industrial applica-tion[J].Clean Coal Technology,2018,24(1):1-5.0㊀引㊀㊀言浮选工艺的调浆环节(又称为矿浆预处理㊁矿浆准备)包括浮选药剂的分散,与矿粒的充分接触㊁吸附,甚至于矿粒表面改质等过程㊂实践证明,受分选环境的制约,这一过程在浮选设备中难以充分完成,因此浮选工艺中,对矿浆进行预处理十分必要[1]㊂国内外学者对调浆过程进行了大量研究,结果表明浮选前调浆对后续浮选效果提升显著㊂Chen 等[2-3]㊁Engel 等[4]研究发现,高剪切调浆极大提高了8~75μm 粒级镍黄铁矿的浮选速度和回收率,但对于<8μm 微细颗粒的改善作用不明显㊂Feng 等[5]也证实了高剪切调浆对镍黄铁矿浮选的促进作用㊂高剪切调浆对许多矿石的浮选均有良好12018年第1期洁净煤技术第24卷的改善作用,包括硫化铜矿㊁金矿㊁氧化铀矿及黄铁矿等,经高剪切调浆后其浮选速度㊁金属回收率和精矿品位都明显提高[6-7]㊂在煤泥浮选领域,许多学者研究表明,浮选前充分调浆可明显促进煤泥矿化效果,提高浮选回收率,改善煤泥浮选效果;此外,高剪切调浆还较明显地降低了浮选药耗[8-13]㊂近年来,国内在调浆理论方面取得了一些进展,开发了部分设备,但还缺乏全面㊁系统的总结,高效调浆设备的开发和推广还有待加强㊂因此,本文概括了煤泥调浆的主要机理㊁实验室及工业应用效果,以及我国煤泥调浆设备的发展历程,以期能引起现场及广大科研人员对煤泥调浆环节的重视㊂1㊀煤泥调浆机理煤泥调浆过程实质上是捕收剂被强烈机械搅拌分散成细小油滴后,与在同样搅拌状态下呈悬浮状态的煤泥颗粒发生碰撞㊁吸附㊂同时高剪切液流对煤泥颗粒表面的擦洗,以及颗粒间的相互碰撞摩擦,会清除其表面黏附的高灰细泥,为后续捕收剂油滴碰撞吸附创造良好的界面条件,从而提高煤泥表面的疏水性,使后续浮选效果得到改善㊂具体来讲,煤泥调浆机理可分为以下4方面㊂1)高剪切调浆净化煤粒表面㊂煤泥颗粒表面附着有大量细泥颗粒,中㊁高灰细泥会降低煤粒表面的疏水性,使煤粒难以与捕收剂油滴或气泡发生黏附,煤粒因未改善表面疏水性而损失在尾煤中[14-15]㊂研究表明,高剪切调浆可以擦除煤粒表面的细泥颗粒,使煤粒暴露出干净表面,显著增强了颗粒与捕收剂油滴间的黏附作用,明显改善煤表面疏水性,其中粗颗粒的改善效果尤其明显㊂调浆强度和调浆时间共同决定了表面清洗作用的强弱[16-18]㊂2)高剪切调浆有效提高捕收剂的分散度㊂在一定矿浆体积内,良好的药剂分散可以提高单位体积矿浆中药剂油滴的数量㊂捕收剂油滴在矿浆中的有效分散是药剂与煤粒实现碰撞的前提条件㊂调浆时间和调浆强度是调浆过程中的2个重要参数,相对而言调浆强度的作用更大,即高强度短时间比低强度长时间能使药剂分散地更细[19-20]㊂3)高剪切调浆提高捕收剂油滴与煤粒的碰撞概率㊂根据德国著名两相流学者Sommerfeld的颗粒碰撞理论模型[21]可以推导出煤泥浮选矿浆体系中捕收剂油滴与煤泥颗粒之间的碰撞概率模型,该模型表明:随着分散度的增大,油滴与煤泥颗粒的碰撞概率呈规律性增加㊂但在实际剪切流场中,2个理论上将发生碰撞的颗粒在受到范德华力㊁静电力以及湍流曳力等影响下可能发生绕流现象,因此,油滴与煤泥颗粒间的实际碰撞概率远小于理论计算值[22]㊂捕收剂油滴与煤泥颗粒间的实际碰撞情况可能是:油滴颗粒较大时,因其具有较大的惯性,较易保持原有运动方向与煤泥颗粒发生碰撞;但对于粒度较小的油滴(<10μm),由于油滴自身惯性小,与煤泥颗粒接近时易绕流难以碰撞[20,23-24]㊂4)过度调浆增大捕收剂与煤粒的解吸概率㊂吸附在煤泥颗粒表面的捕收剂油滴可能因强烈的湍流冲刷而解吸㊂煤泥浮选大多采用非极性烃类油,如煤油和柴油,主要通过物理吸附作用在煤泥颗粒表面[25]㊂物理吸附结合力较弱,在外力作用下容易发生解吸,剪切力越大,解吸概率越高[26]㊂因此,对于煤泥浮选矿浆体系,捕收剂与煤泥颗粒间的有效吸附受到颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁吸附后解吸概率,以及颗粒表面清洁程度的共同影响,调浆强度与上述各因素关系密切㊂采用有效吸附概率理论可以解释不同调浆条件下煤泥浮选效果的差异㊂提高调浆强度是确保浮选精煤回收率和质量的关键㊂但由于绕流和解吸概率的影响,过度调浆不利于提高精煤产率㊂2㊀煤泥调浆设备发展历程1)建国后我国选煤工业受前苏联影响很大,很多选煤工艺和设备都源于前苏联㊂煤泥浮选工艺中,前苏联和我国都将矿浆预处理作为浮选工艺的重要环节,普遍采用的设备是搅拌桶,或称之为接触槽㊁调和槽[27]㊂但由于缺乏对矿浆预处理环节深入的理论研究,以至于很长一段时期内,除了传统的搅拌桶外,相关设备开发较少㊂直到20世80年代前,我国各选煤厂浮选工艺矿浆预处理设备仍采用搅拌桶㊂搅拌桶结构简单,稳定性高,但搅拌强度低,矿物颗粒离底悬浮能力差,与药剂碰撞概率低,表面活化不充分,药剂无法充分分散和利用㊂2)20世纪80年代后矿浆预处理器㊁矿浆准备器成为主要调浆设备㊂20世纪80年代,平顶山选煤设计研究院根据前苏联技术开发了XK系列矿浆准备器,由煤炭科学院唐山分院和淮南望峰岗选煤厂共同研制开发了XY系列浮选矿浆预处理器㊂同搅拌桶相比,这2种设备的调浆效果明显提高㊂XY2马力强等:煤泥调浆机理与设备发展历程及应用2018年第1期型矿浆预处理器工作原理:该设备为上部圆筒形㊁下部圆锥形结构,内部配置有上㊁下2层组合而成的叶轮-定子混合器,药剂直接给入混合器中;当叶轮旋转时,药剂被高速旋转叶轮迅速分散为小液滴,并与吸入的煤浆充分混合[28]㊂与搅拌桶相比,该设备具有运转平稳㊁操作方便㊁调浆效果可靠㊁节省药剂等特点㊂XK系列矿浆准备器为上部圆筒形结构,内部设置有与电机相连的起雾盘㊂浮选药剂加到起雾盘上,起雾盘高速旋转时,药剂在盘面上由内向外迅速铺展,被圆盘边缘的锯齿状结构切割㊁分散成小雾滴,并与自上而下流过的矿浆混合[29]㊂该设备具有运动部件少,结构简单,能耗低的优点㊂但由于矿浆只是通过流动过程与药剂混合,其调浆效果比矿浆预处理器略差㊂3)近年来煤泥预处理环节受到重视,多种新设备投入应用㊂进入21世纪后,随着浮选调浆理论研究的不断深入,加之煤质越来越差,煤泥预处理环节逐渐受到重视,先后开发了一批矿浆预处理设备,并取得了较好效果㊂但由于应用时间较短,新设备结构参数还需优化,具体适用条件有待进一步考察㊂2001年,由日本三井造船株式会社开发的表面改质机被引进中国,浮选前煤粒表面改质的概念被应用于我国浮选生产实践中㊂该设备外形为圆筒状卧式布置,机内以隔板区分为多段搅拌室,每个搅拌室内有一个涡轮型搅拌翼,在前方两段隔板中设置了放射状的汇流板,搅拌翼圆盘的两侧各有4块放射状的汇流板,其参数可根据煤质情况㊁矿浆浓度和流量调整[30]㊂工作特点为:浮选药剂与矿浆一起给入表面改质机后,短时间内经高速剪切被迅速分散;同时,黏附在煤粒表面的高灰细泥被强制剥离,煤粒暴露出新的表面,从而改善了煤粒的疏水性[31]㊂该设备主要缺点为耗电量巨大,如应用于贵州金佳选煤厂煤泥处理能力22．4t/h的表面改质机电机功率高达200kW,相当于8．9kW/t煤泥,所以该种表面改质机已基本没有在生产中应用㊂2006年,中国煤炭科工集团唐山研究院有限公司开发了与XJM-KS系列浮选机配套的矿浆预处理装置 射流式预矿化器[32]㊂射流式预矿化器主要特点为采用文丘里射流结构使空气㊁药剂随高速煤浆一同进入喉管,在强湍流下煤与空气和雾化药剂三者充分混合实现矿化过程㊂2007年,北京国华科技有限公司㊁唐山森普矿山装备有限公司共同研发了PS系列煤浆预处理器㊂管道混合器是一种无运动部件装置,由一组按一定规则排列的流体混合单元和筒体组成[33]㊂乳化药剂及煤浆经多组交替排列的流体混合单元不断改变流向,多次分割㊁碰撞,混合作用较好㊂2011年,北京国华科技有限公司㊁淮北矿业股份有限公司临涣选煤厂㊁安徽理工大学共同研发了雾化跌落式煤浆预处理器㊂箱体两侧各设有带坎条的上㊁下滑板㊂煤浆与雾化分散后的浮选药剂接触后,在上㊁下滑板表面流动时,由于坎条的阻拦,不断跃起和跌落,煤浆与浮选药剂得到混合[34]㊂2011年中国矿业大学(北京)针对难浮煤泥研发了BGT系列新型表面改质调浆机[35]㊂表面改质调浆机采用立式布置,主体包括由搅拌叶轮㊁剪切盘组成的三室五级调浆结构㊂煤浆和浮选药剂自下部给入桶体,由下至上逐级进入各室,在各级搅拌叶轮和剪切盘的高速剪切作用下,煤颗粒表面擦洗充分,并与药剂高效率碰撞,实现了煤浆的表面改质调浆㊂该设备具有剪切力强,药剂分散效果优异,颗粒表面擦洗充分等优势㊂其搅拌叶轮和剪切盘转速可根据煤质情况调整,以达到最佳调浆效果㊂3㊀实验室调浆试验及工业应用效果分析3．1㊀实验室调浆试验实验室调浆试验采用的是自制五级转速搅拌器,搅拌器容量1L,用叶轮线速度作为剪切强度指标,搅拌叶轮形式为是斜叶开启涡轮式㊂试验煤样选用开滦集团钱家营选煤厂煤泥,对煤泥分别进行1．63㊁2．28㊁4．14㊁5．90㊁8．23m/s等5级叶轮线速度调浆搅拌,通过浮选试验可燃体回收率的变化间接考察调浆效果㊂调浆时间均为2min,浮选试验选用柴油㊁仲辛醇分别作为捕收剂和起泡剂,捕收剂用量为500g/t,起泡剂用量为50g/t㊂叶轮线速度对可燃体回收率的影响[19]如图1所示㊂图1㊀叶轮线速度对可燃体回收率的影响Fig．1㊀Effect of stirring impeller speed on thecombustibles recovery32018年第1期洁净煤技术第24卷由图1可知,叶轮线速度由1．63m/s逐步提高到8．23m/s时,精煤可燃体回收率不断起伏变化㊂其变化机理是随着剪切强度的提高,颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁颗粒表面清洁度以及解吸概率都随之发生变化,导致有效吸附概率变化,其结果间接反映在精煤可燃体回收率上㊂因此,调浆强度存在适宜范围㊂叶轮线速度为5．90m/s时,可燃体回收率最大达92．73%;继续提高叶轮线速度,已吸附到煤泥颗粒上的捕收剂在过强剪切作用下容易发生解吸,可燃体回收率下降㊂因此,在本试验范围内,适宜的调浆强度为叶轮线速度6m/s左右㊂需要强调的是,不同煤质需不同的调浆强度与其相适应;但煤质变化不大时,不需要频繁调节调浆强度㊂3．2㊀工业调浆试验2012年,在实验室研究基础上开发的BGT表面改质调浆机应用于开滦集团钱家营选煤厂,并与同时应用于现场的矿浆预处理器进行了生产效果对比,结果见表1(入料灰分25．90%)㊂由表1可知,经BGT表面改质调浆机调浆后,在精煤灰分相当的情况下,最终精煤产率提高了27．42%,浮选效果大幅改善㊂工业应用表明,高剪切调浆对后续浮选效果有显著影响㊂对于高灰难浮煤泥,在其他手段收效甚微时,加强调浆环节或许可以达到事半功倍的效果㊂表1㊀工业调浆试验Table1㊀Industrial conditioning tests设备药剂用量/(mL㊃min-1)捕收剂起泡剂粗选/%精煤灰分尾煤灰分精选/%精煤灰分尾煤灰分最终尾煤灰分/%最终精煤产率/%表面改质调浆机5107611．9842．8610．9150．4943．1053．44矿浆预处理器7007011．3737．0010．5835．5236．9741．944㊀结㊀㊀论1)受到颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁吸附后解吸概率以及颗粒表面清洁程度的影响,适度提高调浆强度是提高煤泥颗粒与捕收剂有效吸附概率,确保浮选精煤回收率和质量的关键因素㊂2)对于特定煤泥存在一最佳调浆强度使得精煤可燃体回收率达到最大㊂对于钱家营选煤厂煤泥来说,在实验室条件下,调浆机叶轮线速度为6m/s 时,可获得本试验范围内最大的可燃体回收率;工业试验中,在精煤灰分相当时,对比矿浆预处理器,高效调浆机可提高精煤产率27．42%㊂3)调浆设备的从无到有,从简单的分散搅拌到复杂的多因素调浆机理,使调浆工艺理论和设备日趋完善,但仍存在一些问题㊂今后调浆理论研究应围绕现有调浆机理,特别在最佳调浆强度与煤泥煤质特性相互关系方面进行更深入㊁细致和全面分析,开发更加高效㊁智能和大型化的调浆设备㊂参考文献(References):[1]㊀马力强,陈清如.煤泥调浆技术与设备的研究现状及进展[J].煤炭科学技术,2011,39(4):11-16.MA Liqiang,CHEN Qingru.Study status and progress on slime wa-ter slurry blending technology and equipment[J].Coal Science andTechnology,2011,39(4):11-16.[2]㊀CHEN G,GRANO S,SOBIERAJ S,et al.The effect of high inten-sity conditioning on the flotation of a nickel ore.Part1:Size-by-size analysis[J].Minerals Engineering,1999,12(10):1185-1200.[3]㊀CHEN G,GRANO S,SOBIERAJ S,et al.The effect of high inten-sity conditioning on the flotation of a nickel ore,part2:Mechanisms [J].Minerals Engineering,1999,12(11):1359-1373. 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㊀第24卷第1期洁净煤技术Vol．24㊀No．1㊀㊀2018年1月Clean Coal TechnologyJan.㊀2018㊀煤泥调浆机理与设备发展历程及应用马力强,孙先凤,黄㊀根,于跃先(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京㊀100083)摘㊀要:调浆是浮选前必不可少的环节㊂为全面了解煤泥调浆工艺,论述了我国煤泥调浆设备的发展历程,详细阐述了煤泥调浆机理,并通过实验室试验和BGT 表面改质调浆机工业应用试验分析了煤泥调浆效果㊂药剂分散㊁煤粒与药剂有效碰撞及煤粒表面擦洗是煤泥调浆的主要机理㊂我国煤泥调浆设备的发展经历了从简单的搅拌桶,到调浆效果得到进一步提升的矿浆准备器㊁矿浆预处理器,再到矿化效果更佳的表面改质机的发展历程㊂实验室试验及工业试验结果表明,加强调浆环节可有效改善煤泥浮选效果,浮选前充分调浆是改善后续浮选效果的关键㊂关键词:煤泥调浆;调浆机理;发展历程;工业应用中图分类号:TD943．2㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1006-6772(2018)01-0001-05Mechanism of coal slime conditioning and equipment developmenthistory and industrial applicationMA Liqiang,SUN Xianfeng,HUANG Gen,YU Yuexian(School of Chemical and Environmental Engineering ,China University of Mining and Technology (Beijing ),Beijing ㊀100083,China )Abstract :Coal slime conditioning is an important link before flotation.In order to get a comprehensive understanding of coal conditioning,the mechanism and development history of coal slime conditioning in China were elaborated.Bench -scale test and industrial application of BGT surface -modification conditioning machine were stated to analyse the effect of coal slime conditioning.The main mechanisms of coal slime conditioning includes reagent dispersion,effective collisions between particles,reagents and surface cleaning.The development of coal slime conditioning equipment has gone through from the simple mixing tank to further enhance pulp preparation tank,pulp pre -processor,and then to surface modified slurry machine which has better mineralization.The data of laboratory and industrial tests illustrates that strengthening the conditioning can dramatically improve the coal flotation effect.Sufficient conditioning plays a key role in flotation.Key words :coal slime conditioning;conditioning mechanism;development;industrial application收稿日期:2017-12-11;责任编辑:白娅娜㊀㊀DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2018.01.001基金项目:国家自然科学基金资助项目(51504262)作者简介:马力强(1963 ),男,辽宁丹东人,教授,博士生导师,博士,主要从事选煤工艺㊁煤炭资源综合利用等方面研究工作㊂E -mail :mlqiang@引用格式:马力强,孙先凤,黄根,等.煤泥调浆机理与设备发展历程及应用[J].洁净煤技术,2018,24(1):1-5.MA Liqiang,SUN Xianfeng,HUANG Gen,et al.Mechanism of coal slime conditioning and equipment development history and industrial applica-tion[J].Clean Coal Technology,2018,24(1):1-5.0㊀引㊀㊀言浮选工艺的调浆环节(又称为矿浆预处理㊁矿浆准备)包括浮选药剂的分散,与矿粒的充分接触㊁吸附,甚至于矿粒表面改质等过程㊂实践证明,受分选环境的制约,这一过程在浮选设备中难以充分完成,因此浮选工艺中,对矿浆进行预处理十分必要[1]㊂国内外学者对调浆过程进行了大量研究,结果表明浮选前调浆对后续浮选效果提升显著㊂Chen 等[2-3]㊁Engel 等[4]研究发现,高剪切调浆极大提高了8~75μm 粒级镍黄铁矿的浮选速度和回收率,但对于<8μm 微细颗粒的改善作用不明显㊂Feng 等[5]也证实了高剪切调浆对镍黄铁矿浮选的促进作用㊂高剪切调浆对许多矿石的浮选均有良好12018年第1期洁净煤技术第24卷的改善作用,包括硫化铜矿㊁金矿㊁氧化铀矿及黄铁矿等,经高剪切调浆后其浮选速度㊁金属回收率和精矿品位都明显提高[6-7]㊂在煤泥浮选领域,许多学者研究表明,浮选前充分调浆可明显促进煤泥矿化效果,提高浮选回收率,改善煤泥浮选效果;此外,高剪切调浆还较明显地降低了浮选药耗[8-13]㊂近年来,国内在调浆理论方面取得了一些进展,开发了部分设备,但还缺乏全面㊁系统的总结,高效调浆设备的开发和推广还有待加强㊂因此,本文概括了煤泥调浆的主要机理㊁实验室及工业应用效果,以及我国煤泥调浆设备的发展历程,以期能引起现场及广大科研人员对煤泥调浆环节的重视㊂1㊀煤泥调浆机理煤泥调浆过程实质上是捕收剂被强烈机械搅拌分散成细小油滴后,与在同样搅拌状态下呈悬浮状态的煤泥颗粒发生碰撞㊁吸附㊂同时高剪切液流对煤泥颗粒表面的擦洗,以及颗粒间的相互碰撞摩擦,会清除其表面黏附的高灰细泥,为后续捕收剂油滴碰撞吸附创造良好的界面条件,从而提高煤泥表面的疏水性,使后续浮选效果得到改善㊂具体来讲,煤泥调浆机理可分为以下4方面㊂1)高剪切调浆净化煤粒表面㊂煤泥颗粒表面附着有大量细泥颗粒,中㊁高灰细泥会降低煤粒表面的疏水性,使煤粒难以与捕收剂油滴或气泡发生黏附,煤粒因未改善表面疏水性而损失在尾煤中[14-15]㊂研究表明,高剪切调浆可以擦除煤粒表面的细泥颗粒,使煤粒暴露出干净表面,显著增强了颗粒与捕收剂油滴间的黏附作用,明显改善煤表面疏水性,其中粗颗粒的改善效果尤其明显㊂调浆强度和调浆时间共同决定了表面清洗作用的强弱[16-18]㊂2)高剪切调浆有效提高捕收剂的分散度㊂在一定矿浆体积内,良好的药剂分散可以提高单位体积矿浆中药剂油滴的数量㊂捕收剂油滴在矿浆中的有效分散是药剂与煤粒实现碰撞的前提条件㊂调浆时间和调浆强度是调浆过程中的2个重要参数,相对而言调浆强度的作用更大,即高强度短时间比低强度长时间能使药剂分散地更细[19-20]㊂3)高剪切调浆提高捕收剂油滴与煤粒的碰撞概率㊂根据德国著名两相流学者Sommerfeld的颗粒碰撞理论模型[21]可以推导出煤泥浮选矿浆体系中捕收剂油滴与煤泥颗粒之间的碰撞概率模型,该模型表明:随着分散度的增大,油滴与煤泥颗粒的碰撞概率呈规律性增加㊂但在实际剪切流场中,2个理论上将发生碰撞的颗粒在受到范德华力㊁静电力以及湍流曳力等影响下可能发生绕流现象,因此,油滴与煤泥颗粒间的实际碰撞概率远小于理论计算值[22]㊂捕收剂油滴与煤泥颗粒间的实际碰撞情况可能是:油滴颗粒较大时,因其具有较大的惯性,较易保持原有运动方向与煤泥颗粒发生碰撞;但对于粒度较小的油滴(<10μm),由于油滴自身惯性小,与煤泥颗粒接近时易绕流难以碰撞[20,23-24]㊂4)过度调浆增大捕收剂与煤粒的解吸概率㊂吸附在煤泥颗粒表面的捕收剂油滴可能因强烈的湍流冲刷而解吸㊂煤泥浮选大多采用非极性烃类油,如煤油和柴油,主要通过物理吸附作用在煤泥颗粒表面[25]㊂物理吸附结合力较弱,在外力作用下容易发生解吸,剪切力越大,解吸概率越高[26]㊂因此,对于煤泥浮选矿浆体系,捕收剂与煤泥颗粒间的有效吸附受到颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁吸附后解吸概率,以及颗粒表面清洁程度的共同影响,调浆强度与上述各因素关系密切㊂采用有效吸附概率理论可以解释不同调浆条件下煤泥浮选效果的差异㊂提高调浆强度是确保浮选精煤回收率和质量的关键㊂但由于绕流和解吸概率的影响,过度调浆不利于提高精煤产率㊂2㊀煤泥调浆设备发展历程1)建国后我国选煤工业受前苏联影响很大,很多选煤工艺和设备都源于前苏联㊂煤泥浮选工艺中,前苏联和我国都将矿浆预处理作为浮选工艺的重要环节,普遍采用的设备是搅拌桶,或称之为接触槽㊁调和槽[27]㊂但由于缺乏对矿浆预处理环节深入的理论研究,以至于很长一段时期内,除了传统的搅拌桶外,相关设备开发较少㊂直到20世80年代前,我国各选煤厂浮选工艺矿浆预处理设备仍采用搅拌桶㊂搅拌桶结构简单,稳定性高,但搅拌强度低,矿物颗粒离底悬浮能力差,与药剂碰撞概率低,表面活化不充分,药剂无法充分分散和利用㊂2)20世纪80年代后矿浆预处理器㊁矿浆准备器成为主要调浆设备㊂20世纪80年代,平顶山选煤设计研究院根据前苏联技术开发了XK系列矿浆准备器,由煤炭科学院唐山分院和淮南望峰岗选煤厂共同研制开发了XY系列浮选矿浆预处理器㊂同搅拌桶相比,这2种设备的调浆效果明显提高㊂XY2马力强等:煤泥调浆机理与设备发展历程及应用2018年第1期型矿浆预处理器工作原理:该设备为上部圆筒形㊁下部圆锥形结构,内部配置有上㊁下2层组合而成的叶轮-定子混合器,药剂直接给入混合器中;当叶轮旋转时,药剂被高速旋转叶轮迅速分散为小液滴,并与吸入的煤浆充分混合[28]㊂与搅拌桶相比,该设备具有运转平稳㊁操作方便㊁调浆效果可靠㊁节省药剂等特点㊂XK系列矿浆准备器为上部圆筒形结构,内部设置有与电机相连的起雾盘㊂浮选药剂加到起雾盘上,起雾盘高速旋转时,药剂在盘面上由内向外迅速铺展,被圆盘边缘的锯齿状结构切割㊁分散成小雾滴,并与自上而下流过的矿浆混合[29]㊂该设备具有运动部件少,结构简单,能耗低的优点㊂但由于矿浆只是通过流动过程与药剂混合,其调浆效果比矿浆预处理器略差㊂3)近年来煤泥预处理环节受到重视,多种新设备投入应用㊂进入21世纪后,随着浮选调浆理论研究的不断深入,加之煤质越来越差,煤泥预处理环节逐渐受到重视,先后开发了一批矿浆预处理设备,并取得了较好效果㊂但由于应用时间较短,新设备结构参数还需优化,具体适用条件有待进一步考察㊂2001年,由日本三井造船株式会社开发的表面改质机被引进中国,浮选前煤粒表面改质的概念被应用于我国浮选生产实践中㊂该设备外形为圆筒状卧式布置,机内以隔板区分为多段搅拌室,每个搅拌室内有一个涡轮型搅拌翼,在前方两段隔板中设置了放射状的汇流板,搅拌翼圆盘的两侧各有4块放射状的汇流板,其参数可根据煤质情况㊁矿浆浓度和流量调整[30]㊂工作特点为:浮选药剂与矿浆一起给入表面改质机后,短时间内经高速剪切被迅速分散;同时,黏附在煤粒表面的高灰细泥被强制剥离,煤粒暴露出新的表面,从而改善了煤粒的疏水性[31]㊂该设备主要缺点为耗电量巨大,如应用于贵州金佳选煤厂煤泥处理能力22．4t/h的表面改质机电机功率高达200kW,相当于8．9kW/t煤泥,所以该种表面改质机已基本没有在生产中应用㊂2006年,中国煤炭科工集团唐山研究院有限公司开发了与XJM-KS系列浮选机配套的矿浆预处理装置 射流式预矿化器[32]㊂射流式预矿化器主要特点为采用文丘里射流结构使空气㊁药剂随高速煤浆一同进入喉管,在强湍流下煤与空气和雾化药剂三者充分混合实现矿化过程㊂2007年,北京国华科技有限公司㊁唐山森普矿山装备有限公司共同研发了PS系列煤浆预处理器㊂管道混合器是一种无运动部件装置,由一组按一定规则排列的流体混合单元和筒体组成[33]㊂乳化药剂及煤浆经多组交替排列的流体混合单元不断改变流向,多次分割㊁碰撞,混合作用较好㊂2011年,北京国华科技有限公司㊁淮北矿业股份有限公司临涣选煤厂㊁安徽理工大学共同研发了雾化跌落式煤浆预处理器㊂箱体两侧各设有带坎条的上㊁下滑板㊂煤浆与雾化分散后的浮选药剂接触后,在上㊁下滑板表面流动时,由于坎条的阻拦,不断跃起和跌落,煤浆与浮选药剂得到混合[34]㊂2011年中国矿业大学(北京)针对难浮煤泥研发了BGT系列新型表面改质调浆机[35]㊂表面改质调浆机采用立式布置,主体包括由搅拌叶轮㊁剪切盘组成的三室五级调浆结构㊂煤浆和浮选药剂自下部给入桶体,由下至上逐级进入各室,在各级搅拌叶轮和剪切盘的高速剪切作用下,煤颗粒表面擦洗充分,并与药剂高效率碰撞,实现了煤浆的表面改质调浆㊂该设备具有剪切力强,药剂分散效果优异,颗粒表面擦洗充分等优势㊂其搅拌叶轮和剪切盘转速可根据煤质情况调整,以达到最佳调浆效果㊂3㊀实验室调浆试验及工业应用效果分析3．1㊀实验室调浆试验实验室调浆试验采用的是自制五级转速搅拌器,搅拌器容量1L,用叶轮线速度作为剪切强度指标,搅拌叶轮形式为是斜叶开启涡轮式㊂试验煤样选用开滦集团钱家营选煤厂煤泥,对煤泥分别进行1．63㊁2．28㊁4．14㊁5．90㊁8．23m/s等5级叶轮线速度调浆搅拌,通过浮选试验可燃体回收率的变化间接考察调浆效果㊂调浆时间均为2min,浮选试验选用柴油㊁仲辛醇分别作为捕收剂和起泡剂,捕收剂用量为500g/t,起泡剂用量为50g/t㊂叶轮线速度对可燃体回收率的影响[19]如图1所示㊂图1㊀叶轮线速度对可燃体回收率的影响Fig．1㊀Effect of stirring impeller speed on thecombustibles recovery32018年第1期洁净煤技术第24卷由图1可知,叶轮线速度由1．63m/s逐步提高到8．23m/s时,精煤可燃体回收率不断起伏变化㊂其变化机理是随着剪切强度的提高,颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁颗粒表面清洁度以及解吸概率都随之发生变化,导致有效吸附概率变化,其结果间接反映在精煤可燃体回收率上㊂因此,调浆强度存在适宜范围㊂叶轮线速度为5．90m/s时,可燃体回收率最大达92．73%;继续提高叶轮线速度,已吸附到煤泥颗粒上的捕收剂在过强剪切作用下容易发生解吸,可燃体回收率下降㊂因此,在本试验范围内,适宜的调浆强度为叶轮线速度6m/s左右㊂需要强调的是,不同煤质需不同的调浆强度与其相适应;但煤质变化不大时,不需要频繁调节调浆强度㊂3．2㊀工业调浆试验2012年,在实验室研究基础上开发的BGT表面改质调浆机应用于开滦集团钱家营选煤厂,并与同时应用于现场的矿浆预处理器进行了生产效果对比,结果见表1(入料灰分25．90%)㊂由表1可知,经BGT表面改质调浆机调浆后,在精煤灰分相当的情况下,最终精煤产率提高了27．42%,浮选效果大幅改善㊂工业应用表明,高剪切调浆对后续浮选效果有显著影响㊂对于高灰难浮煤泥,在其他手段收效甚微时,加强调浆环节或许可以达到事半功倍的效果㊂表1㊀工业调浆试验Table1㊀Industrial conditioning tests设备药剂用量/(mL㊃min-1)捕收剂起泡剂粗选/%精煤灰分尾煤灰分精选/%精煤灰分尾煤灰分最终尾煤灰分/%最终精煤产率/%表面改质调浆机5107611．9842．8610．9150．4943．1053．44矿浆预处理器7007011．3737．0010．5835．5236．9741．944㊀结㊀㊀论1)受到颗粒理论碰撞概率㊁颗粒绕流概率㊁吸附后解吸概率以及颗粒表面清洁程度的影响,适度提高调浆强度是提高煤泥颗粒与捕收剂有效吸附概率,确保浮选精煤回收率和质量的关键因素㊂2)对于特定煤泥存在一最佳调浆强度使得精煤可燃体回收率达到最大㊂对于钱家营选煤厂煤泥来说,在实验室条件下,调浆机叶轮线速度为6m/s 时,可获得本试验范围内最大的可燃体回收率;工业试验中,在精煤灰分相当时,对比矿浆预处理器,高效调浆机可提高精煤产率27．42%㊂3)调浆设备的从无到有,从简单的分散搅拌到复杂的多因素调浆机理,使调浆工艺理论和设备日趋完善,但仍存在一些问题㊂今后调浆理论研究应围绕现有调浆机理,特别在最佳调浆强度与煤泥煤质特性相互关系方面进行更深入㊁细致和全面分析,开发更加高效㊁智能和大型化的调浆设备㊂参考文献(References):[1]㊀马力强,陈清如.煤泥调浆技术与设备的研究现状及进展[J].煤炭科学技术,2011,39(4):11-16.MA Liqiang,CHEN Qingru.Study status and progress on slime wa-ter slurry blending technology and equipment[J].Coal Science andTechnology,2011,39(4):11-16.[2]㊀CHEN G,GRANO S,SOBIERAJ S,et al.The effect of high inten-sity conditioning on the flotation of a nickel ore.Part1:Size-by-size analysis[J].Minerals Engineering,1999,12(10):1185-1200.[3]㊀CHEN G,GRANO S,SOBIERAJ S,et al.The effect of high inten-sity conditioning on the flotation of a nickel ore,part2:Mechanisms [J].Minerals Engineering,1999,12(11):1359-1373. 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