FZR 型浮选药剂自动乳化及加药系统
宋艳欣1
,王世国
2
(11开滦(集团)钱家营矿业分公司选煤厂,河北唐山 063301;
21天地科技股份有限公司唐山分公司,河北唐山 063012)
摘要 浮选是处理细粒级煤的主要方法,而浮选的药剂处理又是选煤厂所关注的问题。药剂处理
决定了药剂的消耗量及浮选效果,为解决这一问题,应对浮选药剂进行乳化处理,药剂经乳化后分散性变好,与矿浆接触面积增大,提高了药剂与煤粒的接触面,从而减少了药剂消耗量,提高了浮选效果。辅以检测仪表,可实现浮选综合自动控制,具有良好的经济效益。关键词 浮选 药剂 乳化 浮选综合自动化
中图分类号:T D943+
12 文献标识码:A
1 前 言
选煤厂入选原煤中小于015mm 粒级含量一般在20%～30%左右。这部分细粒级煤泥如果处理不好,就会使大量的煤泥聚积在循环水中,增大洗水浓度,严重恶化重力分选效果,同时被迫将大量煤泥水外排,污染环境,造成不良后果。
浮选是细粒级煤粉的有效分选方法。为使煤泥浮选达到优质、高效、低耗的目标,必须对浮选流程,浮选药剂制度进行优化。2 乳化作用机理
211 浮选与药剂乳化的关系
浮选是基于煤粒和矿物杂质表面物理化学性质
的差异而实现分选的过程。矿粒与气泡相互粘附是整个浮选过程的基本动作,影响煤粒与气泡相互粘附的因素较多,除矿粒本身的润湿性之外,浮选机的工作状况和合理的药剂添加制度,尤其是药剂预处理和添加过程,直接影响着浮选效果。
对于选煤厂来说,所使用的药剂性能价格比是必须关注的,为降低成本,除非对精煤质量有特殊要求,否则仅使用起泡剂和捕收剂,不使用抑制剂、调整剂和活化剂。起泡剂的作用是控制气泡大小和维持泡沫稳定性,捕收剂则是提高矿粒表面的疏水性,使矿物表面与水之间的过渡层更薄,使矿粒容易与气泡粘附,强化气泡选择性。通常浮选过程使用的药剂多为油性药剂,其特点是难溶于水,不易分散,常规直接给药方法不能使药剂均匀地分散在矿浆中,使粒度细小而数量巨大的煤粒与数量较少而且粒径较大的药剂液滴相互碰撞、接触的机
会减少,因此,只能采用增大药剂使用量的方法来
弥补。
药剂乳化是解决这一难题的一种简单、实际、有效的方法。所谓药剂乳化是使用专用乳化装置,
将药剂在少量清水中分散成2～10μm 左右的药滴,
制成乳浊液,然后将其加到浮选矿浆入料中和物料充分混合。由于乳浊液表观呈水性,因此它在水性的矿浆中快速、充分、均匀地分散。虽然药剂化学性质不活泼,不能与煤粒表面发生化学反应,但它和煤都具有较好的疏水性,微细的药滴首先固着在煤粒表面,然后,再沿煤粒表面展开,煤粒表面疏水性越强,药滴在其表面固着的可能性越大,固着速度越快,则固着强度越高。由于乳化后的药滴直径变小,因而极易形成较薄的油膜。从而提高了煤粒表面的疏水性,加快了浮选速度,降低了药剂使用量,同时也使浮选效率得到提高。212 药剂乳化原理
药剂乳化效果可用乳化后药剂液滴的表面积增大来说明。以药剂分散为圆形液滴为例,当药滴直径变小时,药剂液滴的分布面积增大,经理论算法计算,随着药剂液滴直径变小,药剂与矿浆的接触面积成百倍地增加。
以1m L 药剂经乳化后的液滴数及其总表面积来说明:
若1m L 药剂分散为N 个直径为D 的液滴,则
液滴数为:N =6Π
πD 31m L 药剂分散为N 个液滴后的总表面积:
S =N ×
πD 2
式中:N 为液滴总数,S 为N 个液滴的总表面积,D
为液滴直径。
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4第4期2002年8月 选 煤 技 术C OA L PREPARATI ON TECH NO LOGY
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Aug 12002
当药剂液滴直径为100μm 时,
S =N πD 2=(6ΠπD 3)×πD 2=6ΠD =60mm
2药剂液滴直径为1μm 时:S =N πD 2=(6ΠπD 3)×πD 2=6ΠD =6000mm
2
由此可知,当药剂被乳化,药剂液滴直径变小时,药剂分散的总表面积可增加百倍以上。这为药剂和矿浆中煤粒的接触创造了良好的条件。实践证明,使用乳化装置后,吨煤药剂耗量可降低10%～30%左右。3 自动乳化系统
常规的喷射、超声、化学等乳化方法对选煤所用药剂的处理均存在某种不适应性。浮选生产过程需要乳化细度高,调节范围广,系统简单,工作可靠的乳化装置。高剪切混合浮选药剂乳化装置的多功能性和可靠性为浮选生产提供了较传统设备更为新颖而有效的混合乳化方法。高剪切混合乳化装置系统组成见图1
。
图1 FZR 系列浮选药剂自动乳化系统(含加药)原理图
4 乳化装置
机械和液压的高速剪切,高速运动的转子和紧
密配合的定子将药剂吸入,使药剂每分钟得到几十万次的剪切,一次完成药剂的混合、乳化、分散等
处理过程,乳化细度可达012～10μm ,药剂乳化量
为5～800L Πh 。乳化装置传动轴与驱动轴由连轴器相连(也可加入变频调速器增大调节范围),传动工效通过节流来调整,适用于连续操作的工艺生产过程,乳化过程简单,能够方便地和矿浆预处理器及自动控制装置组成浮选自动控制调节系统。
乳化装置有单体式和全自动式等不同组合。单体式乳化装置仅配有清水、浮选剂入口和乳化液出口,调节和控制部分需用户按实际配置。整个系统由P LC 控制,根据现场设定的工艺参数,采集浮选入料量和浓度后计算出捕收剂、起泡剂和清水的需用量,然后输出调节信号,控制相应的调节阀门到某一位置,流量计检测出的各流量值由P LC 采集处理验算后再行调节各相关阀门。乳化装置、药剂泵的启、停和压力、温度等参数也纳入P LC 控制和检测范围,当药剂桶液位超标,乳化装置或药剂泵压力、温度异常时,P LC 发出相应控制信号。采用德国SIE ME NS TP -27触摸屏作为人机界面,操作方便,也可与外部网络相互通讯。
(收稿日期:2002-05-21)
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4第4期 选 煤 技 术 2002年8月25日
