粗煤泥回收技术研究模板

绪论随着机械化采煤程度的提高和地质条件的变化, 所开采的煤炭日趋”贫、细、杂”化, 从而使需要分选和分级的细粒物料越来越多。

就煤炭而言, 据不完全统计, 3-0.5mm 部分物料的含量一般都在20% -45%左右，如汾西矿小于3mm的粉煤产率高达47.9%。

细粒物料含量的大幅度增加使细粒的分选、回收和利用逐步受到重视。

从脱硫的角度来看, 随着开采深度的增加, 高硫煤的比例将逐年增加, 分布面也将不断扩大, 煤炭脱硫降灰技术的关键是经济有效地实现细粒煤的高精度分选。

众所周知, 粒度越细, 黄铁矿和煤粒的解离程度越大, 脱硫越容易, 重视和提高这部分细粒煤的分选效果是降低总精煤硫分和减少燃煤污染的重要途径之一。

当今社会的发展对矿物加工提出了更加严格的要求, 要求各种物料最好全粒级高精度分选。

当前大多数选矿作业都采用重选和浮选相配合的工艺流程, 它们分选的粒度界限基本是在0.5mm, 俄罗斯为1mm。

对重选来说，宽粒级分选一般是随着粒度的减小，分选效率急剧下降, 故无论对现有跳汰机还是对旋流器（特别是大直径旋流器）来说, 0.5mm 附近及以下的物料分选效率很差。

就浮选来说, 由于气泡粘附力有限, 其粒度上限不能太大, 一般公认的有效浮选粒度上限为0.5mm, 浮选的分选效率随着粒度的增大而下降。

因此, 重选和浮选的有效分选粒度界限附近物料的分选效果最差。

据统计, 直径在1m 以上的重介旋流器的有限分选粒度下限大多数大于1.5mm,即使在1mm以下，细粒级物料的分选效果也是比较差的。

而跳汰机最适意的分选粒度下限为 1 -3m m 。

因而在与有效浮选粒度之间存在一部分物料（主要是 1.5-0.5mm）无法进行有效的分选。

中国原来由于资金短缺, 煤炭入洗比例小, 要求精煤灰分比较高且不严格等原因, 对粗煤泥处理的重视程度不够, 一般将其直接回收掺入精煤, 随着对精煤灰分要求的不断提高和精煤灰分控制的更加严格, 使得大部分粗煤泥不能直接掺入精煤, 只能掺入中煤。

造成大量精煤损失。

现有的螺旋分选机和煤泥重介旋流器等其它设备都不太有效, 急需开发结构简单、分选效果好、操作容易、造价低、维修量小的分选设备。

当前中国的工艺流程基本上是两段（粗粒用重选, 细粒用浮选）或两段半（粗粒用重选, 粗煤泥只回收, 细粒用浮选）选煤模式, 而国外大多数采用三段（即增加粗煤泥分选）选煤模式。

而中国细粒煤和难选高硫煤多, 从脱硫降灰和提高全粒级分选精度和精煤产率角度考虑, 采用三段选煤工艺更加合理。

这种三段选煤工艺的先进性需要经过性能优越的分选设备来体现。

当前, 大直径重介旋流器具有处理量大, 入料粒度范围宽, 分选效果好, 对煤种和可选性适应性强的特点而作为粗粒煤分选的理想设备。

旋流微泡浮选柱对细粒煤和超细粒煤具有选择性好和分选精度高的特点做为细粒煤分选设备的最佳选择。

该工艺中新增加的粗煤泥分选是中国选煤的薄弱环节, 需要加强研究。

1 煤炭资源现状及选煤概况1.1 中国煤炭资源现状煤炭是中国最主要的一次性能源, 是中国可持续发展战略实施的资源保障, 对经济建设和社会发展具有重要的作用。

( 1) 中国煤炭资源的总量根据国土资源部煤炭资源预测与评价结果分析, 截至底, 累计探明资源量 1.066万亿吨, 保有资源量约1万亿吨, 排在俄罗斯和美国之后, 居世界第三位。

( 2) 中国煤炭资源的主要特点中国的煤炭资源储量丰富, 但人均占有量低; 煤炭品种丰富, 优质焦煤较为稀缺; 煤炭资源, 北多南少, 分布极不平衡。

( 3) 中国煤炭资源的种类按变质程度分, 有褐煤、低变质烟煤( 长焰煤、不粘煤、弱粘煤) 、中变质烟煤( 气煤、肥煤、焦煤、瘦煤) 、贫煤和无烟煤; 按煤种分, 分为烟煤和无烟煤两大类。

其中烟煤分为炼焦烟煤( 贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、1/3焦煤、气肥煤) 和一般烟煤( 贫煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2 中粘煤) 。

( 4) 中国煤炭资源用途煤是重要能源, 也是冶金、化学工业的重要原料。

主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。

1.1.1 煤炭资源利用方面存在的问题长期以来, 在煤炭资源立法、执法以及管理体制方面存在许多不合理之处, 使煤炭资源没有得到合理开发利用。

( 1) 煤炭资源利用方面存在的问题①不合理开采造成资源耗费率高, 损失浪费严重煤炭资源属于不可再生资源, 一旦采完, 在短时间内不能再生, 这种不可再生性决定了对煤炭资源保护和战略储存的重要意义。

然而煤炭开采中采富弃贫、采主弃副的现象普遍存在, 小煤窑的私挖滥采屡禁不止, 给煤炭资源造成极大的浪费。

②不合理开发利用带来严重的生态环境负面影响尽管中国在《环境保护法》、《矿产资源法》等法律中都对矿山环境保护作出了明确规定, 但就当前情况看, 煤矿开采造成的生态破坏和环境污染仍十分严重, 一是井工开采造成地表塌陷, 露天开采挖损土地; 二是造成水资源的流失与污染; 三是污染大气环境。

同时, 中国煤炭利用产生的污染也十分严重, 中国85%的煤炭直接用于燃烧, 致使中国成为典型的煤烟型污染, 煤炭燃烧排放大量的SO2, 已造成中国30%的国土面积受酸雨的影响。

( 2) 煤炭资源开发利用中存在问题的原因分析中国在煤炭资源开发利用中出现的上述问题, 原因是多方面的, 概括起来有观念、政策、法律、技术等几个方面的原因。

①观念原因煤炭资源是一种不可再生的资源。

由于中国的煤炭储量丰富, 使人们对中国煤炭资源产生”取之不尽, 用之不完”的错觉。

②政策影响过去我们在对待经济发展问题上, 片面强调地方利益和经济指标的增长, 只注重眼前利益, 不顾长远利益, 形成了煤炭工业粗放经营的经济增长模式。

③法律原因中国在煤炭资源保护与合理开发利用方面的法制宣传不够执法力度不够, 法律制度还不很健全和完善, 主要表现在煤炭立法不完善、煤炭资源保护的执法力度不够, 煤炭资源保护法制宣传不够等几个方面。

④技术原因煤炭资源的调查规划和勘查工作有待加强, 煤矿生产的机械化、集约化程度低, 煤炭深加工和综合利用水平低, 洁净煤技术还有待推广。

( 3) 中国煤炭资源合理开发利用对策针对中国煤炭资源在开发利用中出现的问题及原因, 提出相应的对策:① 完善煤炭立法严格实行煤炭行业的市场准入制度, 继续完善有关生态环境保护的规定, 和现行的资源有偿使用制度, 完善现行的资源税和矿产资源补偿费规定, 建立煤炭资源战略储备制度。

② 加强煤炭执法实行保证金制度, 关闭年生产能力在法定吨位以下的小煤矿对于不符合法律规定、不符合国家政策的小煤矿要坚决关闭。

加强执法队伍建设, 立一支精干高效、廉洁执法、熟悉法律的监察队伍, 严格执法, 加强监督, 杜绝执法中的腐败行为。

③加大环境资源的保护宣传力度将环境资源保护的宣传和法制教育相结合, 经过报纸、电台、电视、网络等媒体大力宣传, 强化可持续发展的宣传教育, 进一步树立节约资源、保护环境的意识, 提高全民的认识和公众参与的积极性。

1.2 选煤概况选煤是洁净煤技术的基础, 也是煤炭深加工( 制水煤浆、焦化、气化、液化) 和洁净、高效利用的前提。

选煤能够除去原煤中的大部分矿物杂质, 提高煤炭质量, 并把它分成不同等级, 为用户合理利用创造条件。

1.2.1 选煤的发展选煤在中国起步较晚。

建国时只有10 个选煤厂, 年入洗原煤能力只有几百万吨。

新中国成立后, 选煤发展加快, 大致分为 3 个阶段。

第一阶段为起步阶段( 1949-1980 年) , 也称为”洗煤保钢”阶段。

第二阶段为成长阶段( 1981- ) , 也称为”洗煤节能”阶段。

第三阶段为快速发展阶段。

从起, 中国煤炭生产和消费快速增加预计到2020年, 中国选煤工艺、设备和选煤效率等选煤技术水平均将接近或超过世界发达国家, 使中国从世界选煤大国迈进世界选煤强国之列。

1.2.2 常见的选煤工艺( 1) 重力选煤法: 依据煤和矸石的密度差别, 实现煤与矸石分离的选煤方法。

它分为: 干选法和湿选法两大类。

( 2) 浮游选煤法: 依据煤和矸石表面物理化学性质的差别, 分选粒度小于0.5mm 煤的选煤方法。

( 3) 跳汰选煤: 在垂直脉动的介质中, 按颗粒密度差别进行选煤的过程。

跳汰选煤所用的介质为水或者空气, 个别也用重悬浮液。

( 4) 重介质选煤: 密度大于1g/cm 的介质中, 按颗粒密度的的大小差异进行选煤, 叫做重介质选煤或重介选煤。

选煤所用的重介质有重液和重选浮液两类。

重介选煤的主要优点是分选效率高与其它选煤方法; 入选力度范围宽, 分选机入料粒为1000-6mm, 漩流器为80-0.15mm 生产控制易于自动化。

重介选煤的缺点是生产工艺复杂, 生产费用高, 设备磨损快, 维修量大。

2粗煤泥分选概况及回收的重要性2.1 粗煤泥的概况在国外一些比较老的选煤厂洗选工艺中, 经常采用0.5mm 分级脱泥工艺。

这种工艺导致脱泥、脱介难度大, 介耗高, 脱介筛筛面积大, 能耗高; 分流量增大, 磁选负荷量大, 磁选机台数多; 悬浮液密度不稳定, 重介系统稳定性差、分选精度低; 需严格控制0.5mm筛孔磨损，否则浮选跑粗，因此筛板更换频繁；0.5~ 0mm全部作为最终煤泥, 煤泥水系统规模极其庞大, 运行费用高, 制约生产。

针对0.5mm 分级所存在的弊端, 改进采用 2.0mm 分级脱泥工艺。

很好地解决了脱泥、脱水跑水等问题, 生产稳定, 介耗降低； +1.0mm 粒级重介主再洗分选, 平均粒度提高, 分选效果好；解决了浮选跑粗问题, 精煤回收率提高；消除因原煤氧化, +0.5mm 原煤进浮选而引起的损失；当前, 美国、澳洲的几乎所有（动力煤、炼焦煤）选煤厂都选用此分级工艺。

因此, 粗煤泥的分选成为一个非常重要的工艺环节。

(1) 粗煤泥的定义：根据国家标准GB/ T7186 -998,粗煤泥的定义：粒度近于煤泥，一般在0.3〜0.5mm以上，不宜用浮选处理的颗粒。

近几年, 随着对粗煤泥分选技术的关注, 选煤界更多地将粒度在0.3〜2.0mm的煤泥定义为粗煤泥。

( 2) 粗煤泥的特点：粒度处于重选的分选下限附近, 灰分比重选精煤灰分高2%〜4%, 煤与矿物的解离比较充分, 比较易选。

( 3) 洗煤厂粗煤泥的来源：选煤厂粗煤泥来源主要分两种情况：一是选前脱泥入选方式，当前一般采用筛缝2mm(3mm)脱泥筛脱泥煤泥水中必然含有0.5〜2mm 粗煤泥; 二是不脱泥入选方式, 由于脱介筛或脱泥筛筛缝不均匀, 磨损严重时, 造成煤泥水中>0.5mm 含量增多。

为保证入浮粒度, 需对煤泥水进行分级回收粗煤泥。

( 4) 粗煤泥主要分选设备：粗煤泥分选主要采用煤泥重介旋流器、螺旋分选机及干扰床分选机(TBS) 进行分选。