粗煤泥分选工艺技术进展与展望

粗煤泥分选工艺技术进展与展望
庞　亮
(山西焦煤西山煤电公司马兰选煤厂,山西古交　030200)
摘　要　该文分析了目前生产中常用的粗煤泥分选设备的优缺点和国外在细粒煤分选工艺设计方面的一些进展,提出利用各种分选设备的优势互补,以达到分选效果的最佳化,是细颗粒分选流程设计的一个值得关注的重要方向。

关键词　煤泥重介质旋流器　螺旋分选机　液固流化床分选机中图分类号T D943 文献标识码　B
近年来,随着选煤技术的突破性进展,重介分选技
术获得广泛应用和推广。

通常,重介旋流器用于50～1mm 大颗粒煤高效分选,一般选前都采用了脱泥工艺。

对1～0mm 粒级,通常分两段处理:1～0.15mm 采用重力分选方法处理,小于0.15mm 粒级采用浮选方法处理。

1～0.15mm 是重选方法处理的下限范围和常规浮选技术处理的上限范围,两种分选方法对该粒级的分选效率均较低。

国内外对于这部分粗煤泥的分选加工已进行了大量研究,并开发出多种有效的分选技术和设备。

工业上,通常采用小直径重介质旋流器、螺旋分选机、水介质旋流器来处理,近年来开发的T eetered Bed 和Reflux C oncentrator 在1～0.15mm 细粒级煤分选方面获得了工业应用,但上述技术对该粒级的分选精度均较低,其分选精度通常在E p =0.15～0.2左右。

而随着机械化采煤技术的发展与广泛采用,原煤中<1mm 粒级含量有逐渐增大趋势。

这部分粗煤泥能否得到高效率分选已成为选煤行业的技术难题。

目前,在选煤工艺中获得工业应用的粗煤泥重力分选技术与设备主要有煤泥重介质旋流器、螺旋分选
3收稿日期:2008-10-30
作者简介:庞亮(1973-),男,工程师,内蒙古和林格尔人,1996年毕业于山西矿业学院选矿工程专业;2007年获矿业工程硕士学位
,现任马兰矿选煤厂总工程师。

机、干扰床分选机等。

1　煤泥重介质旋流器
煤泥重介质旋流器分选普遍采用小直径(D150
mm )旋流器、较高入料压力(150kPa )和微细磁铁矿介
质(-10μm 占50%)进行分选。

采用微细介质小直径
重介旋流器分选细粒煤,可使有效分选下限达到0.045mm ,且E 值在0.06～0.08左右,0.5～0.045mm 级无机硫脱硫率可达65%以上。

这种分选工艺的主要弊病在于:系统较复杂(需单独设立一套微细介质循环和回收系统),操作难度大,特细粒介质回收困难,生产成本高等。

为简化工艺,我国开发了利用大直径重介质旋流器对加重质的分级、浓缩作用,将煤泥和精煤脱介筛(或弧形筛)筛下合格介质分流一同进入小直径煤泥重介质旋流器再选的粗煤泥分选工艺。

这种工艺虽然减少了特细介质的制备环节(利用了大直径重介质旋流器分级浓缩作用产生的特细介质),但煤泥重介质旋流器的分选精度直接受大直径重介质旋流器运行状况和分流介质中高灰细泥的影响,生产调节困难,高灰细泥污染严重,同时,由于大量细粒煤进入磁选机,增大了磁选机的工作负荷,介耗较高。

动门误开或关不到位;低压加热器疏水泵出口压力过高和除氧器压力过高(排挤凝结水)。

当确证为凝结水位升高造成凝汽器真空缓慢下降时,值班员应先启动备用凝结水泵,迅速查明造成凝汽器水位升高的原因,根据原因做针对性处理,将凝汽器水位降低即可。

7　运行中机组低压加热器汽侧无水
机组正常运行中,由于未能及时调整低压加热器
的水位,导致低压加热器无水位运行,这时抽汽未能进行热交换就直接排向凝汽器热水井,使凝汽器热负荷增大,汽轮机的排汽缸温度上升,凝汽器水位上升,真空下降。

检查可以发现运行中的低压加热器无水位,确证
为是运行中机组低压加热器无水导致凝汽器真空缓慢下降时,值班员只要将低压加热器调整至有水位显示即可。

8　工作失误造成凝汽器真空缓慢下降
由于运行人员或检修人员在工作过程中发生失误,使凝汽器真空缓慢或急剧下降。

此时,值班人员应沉着冷静地迅速将事发前所进行的操作全部恢复。

若是判断为检修人员进行检修工作造成的,则迅速将检修人员擅自误开、误关阀门恢复即可。

2
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2　螺旋分选机
螺旋分选机是一种流膜分选设备,具有结构简单、单位处理能力大(可达摇床的10倍)、吨煤投资低、本身不需要动力、操作维护简便等优点,它不仅降灰,而且脱硫效果显著,是处理煤泥的成功设备。

在国外,螺旋分选机一直是分选细粒煤最普遍的设备之一,在我国作为粗煤泥的分选设备也得到较好应用。

螺旋分选机的缺点是:机身高度大,给料和循环的中矿需要砂泵输送,本身参数不易调节,难于适应给料性质变化,在较低密度分选时分选效果差和对片状矿粒富集效果差等。

对于一些氧化程度高,硫分较高,不宜采用浮选的易选煤泥,采用螺旋分选机分选可望得到良好的分选效果。

国外对螺旋分选机技术应用于粗颗粒煤泥分选的研究极为重视,主要在两个方面取得了进展:(1)两段螺旋分选机粗选-精选配置,降低了分选密度,改善了分选效率;开发了单台(柱)能实现粗选-精选作业的螺旋分选机,较大程度拓展了螺旋分选机的适应性;
(2)发展了能实现小于0.154mm超细粒煤有效重力分选的SX7螺旋分选机,并在美国成功应用。

3　液固流化床分选机(T BS分选机和RC分选机)
(1)T BS(T eeter Bed Separator)分选机的分选原理,是基于颗粒在液固流态化床层中的干涉沉降,利用流态化床层的视在密度实现颗粒按密度分选的一种重力分选设备。

分选过程是:入料由上部中心给入,在上升水流作用下,颗粒在分选机中下部形成适合于按分选密度的具有一定视在密度的自生介质流态化床层,低密度轻产物从上部的溢流槽排出,高密度重产物则经由底部的排料口排出。

在此过程中,干扰床层的视在密度可以通过底流排放量和上升水流进行调节。

(2)RC(Reflux C lassifier)分选机的基本原理与T BS 相类似,主要是由倾斜板存在下颗粒在流态化床层中的干扰沉降。

分选时,矿浆由分选槽侧面给入,重产物沿底流板向下滑动形成尾矿流,经由底流口排出,而轻产物在底部上升流的带动下,向上移动依次通过中矿板和溢流板形成溢流,从溢流口排出。

(3)T BS分选机和RC分选机的共同特性是:
①入料粒度在4～0.1mm范围内能达到很好的分选效果;②有效分选密度在1.4～1.9gΠcm3范围内可调;③全自动控制,无需人员操作;④对入料煤质变化的适应性较强;⑤无需复杂的入料分配系统;⑥设计紧凑,占用空间小,寿命长;⑦无需重介质和化学药剂;⑧没有动力消耗。

上述两种设备的突出优点是,在低密度分选的工况下可稳定工作。

但当入料煤可选性为难选时,重产物带煤量大,分选精度较低,分选精度随粒度减小而降低,宽粒级分选效果较差。

4　发展趋势
上述粗煤泥分选设备,特别是水介质类分选设备,都有一个共同特点,即在高密度分选时,分选效率较高,分选密度降低时,其效率会有不同程度降低,特别是螺旋分选机和水介质旋流器。

在低密度分选时,T BS 分选机有相对优势,但应认识到,分选密度降低时,分选效率下降带来的直接后果是重产物中带煤量显著增大,在入料为难选煤时尤其明显。

所以,上述设备的这一特点决定了其原则上只适应于高密度分选的工艺条件。

尽管有文献报道T BS分选机可同时分选出低灰分的精煤和高灰分的尾煤,但可以发现其入料里中间密度物含量很低,原煤为易选或极易选,多数分选密度都很高,通常达到1.65gΠcm3以上。

对于难选煤,在分选出灰分为10.5%左右的合格精煤时,理论分选密度介于1.4～1.5gΠcm3之间。

采用上述设备时,都将出现较低的分选效率和较大的尾矿带煤损失,对分选价值较高的炼焦精煤产品显然不合适。

相比之下,
则具有较高的分选效率和分选精度,如果在现行煤泥重介旋流器分选工艺的基础上进行改进和完善,应是炼焦煤选煤工艺中粗煤泥分选技术的首选。

既然每种分选方法或设备都存在自身缺陷,都有一定的适应性(主要指可选性和粒度组成),特别是水介质类分选设备,无论其原理多先进,总有一个分选效果最佳的粒度范围。

为拓宽入料粒度范围,如果不在原理上或设备结构上有实质性改进,则总有一个粒度范围的物料分选效果不能满足需求。

这就需要通过先进合理的工艺流程设计,利用一种分选设备的优势补充另一种分选设备的不足,以达到分选效果的最佳化,这在细颗粒分选流程设计方面尤其重要。

有人曾研究了水介质旋流器精选和螺旋分选机扫选的组合工艺对细颗粒煤的分选效果。

水介质旋流器分选合格灰分的精煤产品,螺旋分选机的高密度重产物作为最终尾煤,螺旋分选机低密度轻产物返回水介质旋流器。

研究表明:当水介质旋流器E p=0.1、螺旋分选机E p=0.15时,水介质旋流器和螺旋分选机组合工艺的分选精度E p=0.06。

显然,通过科学合理的工艺流程设计,达到利用一种分选设备的优势补充另一种分选设备的不足,以实现分选效果最佳化目标是可行的。

国外选煤工艺中采用不同设备工艺组合的模式有:水介质旋流器精选—螺旋分选机扫选工艺,两段水介质旋流器组合工艺,两段螺旋分选机组合工艺等,在不同程度上弥补了单台或单种分选设备的不足,提高了综合分选效率。

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