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文檔簡(jiǎn)介
1、剖析選煤專業(yè)簡(jiǎn)介1.了解選煤的定義、意義、目的;2.了解國內(nèi)外選煤技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì);3. 認(rèn)識(shí)選煤主要工藝和設(shè)備;4.介紹一個(gè)選煤廠的完整工藝流程主要內(nèi)容:一 選煤的 定義、意義和目的 選煤是利用煤炭與其他礦物質(zhì)的不同物理、 物理化學(xué)性質(zhì), 在選煤廠內(nèi)用機(jī)械方法除去原煤中的雜質(zhì), 把它分成不同質(zhì)量、 規(guī)格的產(chǎn)品, 以適應(yīng)不同用戶的要求。1.1 什么是選煤?1.2 選 煤 的 意 義 煤炭是我國的主要能源,建國以來煤炭在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)所占的比例一直大于50%。從我國富煤貧油的資源結(jié)構(gòu)、現(xiàn)實(shí)國力和戰(zhàn)時(shí)經(jīng)濟(jì)安全保障來看,在新世紀(jì)的相當(dāng)長時(shí)間內(nèi),主要能源仍將是煤炭。以煤炭為主要能源的格局,導(dǎo)致
2、了我國以煤煙型為主的大氣污染相當(dāng)嚴(yán)重,成為制約許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要因素。 煤炭經(jīng)洗選后可顯著降低灰分和疏分的含量,減少煙塵、SO2等污染物的排放,促進(jìn)煤炭燃燒效率的提高,為減少燃煤對(duì)大氣的污染創(chuàng)造條件,保證國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 另外原煤經(jīng)過洗選還可以提高公司的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)例:某選煤廠,09年入洗一噸原煤的總成本為654.02元,其中原煤價(jià)格為540元/t,噸煤加工費(fèi)為22.22元產(chǎn)品產(chǎn)率及售價(jià)如下:每入洗一噸原煤的純利潤為:講義=30.34元按每年入洗300M噸,則一座選煤廠一年的凈利潤為:30.34300M= 9102 萬元可見煤炭洗選能夠給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。1.3 選煤的主
3、要目的:1.除去原煤中的雜質(zhì),降低灰分和硫分,提高煤炭質(zhì)量,適應(yīng)用戶的需要;2.把煤炭分成不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品,適應(yīng)用戶需要以便有效合理地利用煤炭,節(jié)約用煤;3.煤炭經(jīng)過洗選,矸石可以就地廢棄,可以減少無效運(yùn)輸,同時(shí)為綜合利用煤矸石創(chuàng)造條件;4.煤炭洗選可以除去大部分的灰分和5070的黃鐵礦硫,減少燃煤對(duì)大氣的污染,它是潔凈煤技術(shù)的前提;二 國內(nèi)外選煤技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)目前,大部分國家對(duì)煤炭洗選非常重視,尤其是發(fā)達(dá)國家?,F(xiàn)世界原煤平均入選比例在50%左右,一些國家甚至超過80%。雖然歐洲一些國家?guī)缀蹶P(guān)閉了所有的煤礦,但仍有選煤廠用來處理進(jìn)口煤炭。主要產(chǎn)煤國原煤入選比例如圖1所示。2.1 國內(nèi)外
4、選煤工業(yè)現(xiàn)狀 近幾年,國外一些國家在煤炭開采、選煤生產(chǎn)和選煤廠 建設(shè)等方面發(fā)生了很大變化,大部分國家都在關(guān)閉中小型效益不好的煤礦和選煤廠,取而代之的是擴(kuò)大現(xiàn)代化程度高、生產(chǎn)成本相對(duì)較低的煤礦和選煤廠的生產(chǎn)能力。到目前為止,我國也已關(guān)閉近3000處小煤礦,并一直在新建大中型煤礦選煤廠。這說明國內(nèi)外有加強(qiáng)煤炭合理開采、優(yōu)化生產(chǎn)管理以及增強(qiáng)煤炭資源有效利用和環(huán)境保護(hù)的趨勢(shì)。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止2006年,我國共有年入選原煤15萬t以上(包括15萬t)的選煤廠1043座,年入選能力91602萬t。其中煉焦煤選煤廠582座,年入選能力38159萬t,占總能力的41.6%;動(dòng)力煤選煤廠461座,年入選能力
5、53443萬t,占總能力的58.4%。“十五”期間全國原煤入選率在30%35%之間,但入選總量已從2000年的3.4億t增加到2006年的7.8億t??梢钥闯鲈旱娜脒x率正在不斷提高。目前,國內(nèi)外采用的選煤方法主要為重介、跳汰、浮選以及干法選煤。我國地域廣闊,煤炭資源豐富,煤種齊全,煤質(zhì)變化大,因而以上選煤方法均有應(yīng)用。2.2國內(nèi)外選煤技術(shù)現(xiàn)狀(1)重介選煤技術(shù) 經(jīng)過幾十年的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐,重介選煤技術(shù)日趨成熟,重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)取得了重大進(jìn)展。我國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)取得成功并廣泛推廣應(yīng)用,選煤效率達(dá)到了95%。(2)跳汰技術(shù) 跳汰選煤對(duì)易選和中等可選性煤具有廣
6、泛的適應(yīng)性,具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、生產(chǎn)成本低、分選效果好等優(yōu)點(diǎn)。目前跳汰選煤在我國各種選煤方法中約占60%。此外,動(dòng)篩跳汰近幾年也逐步被應(yīng)用,用來代替人工排矸。(3)浮選技術(shù) 浮選技術(shù)近年來發(fā)展很快,多應(yīng)用于煉焦煤選煤廠和生產(chǎn)高爐噴吹用無煙煤粉的選煤廠。我國研制的浮選柱有效分選下限可達(dá)10m,使細(xì)粒精煤產(chǎn)率平均提高13個(gè)百分點(diǎn);大型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)單槽容積已達(dá)20m3;“十五”國家科技攻關(guān)課題“帶有礦漿預(yù)礦化器的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)”已大面積推廣應(yīng)用。(4)干法選煤技術(shù) 干法選煤包括流化床選煤和風(fēng)力選煤,主要應(yīng)用于寒冷、水資源短缺地區(qū)的煤炭分選以及易泥化煤種的分選,在眾多選煤方法中應(yīng)用比例相對(duì)較小,應(yīng)
7、用較多的為風(fēng)力選煤。(5)細(xì)粒煤脫水技術(shù) 對(duì)細(xì)粒煤的脫水,美國多采用超高速離心脫水技術(shù),而歐洲則趨向于采用加壓過濾技術(shù)或隔膜擠壓技術(shù)。為了進(jìn)一步降低細(xì)粒煤產(chǎn)品的水分,已開始嘗試將壓濾脫水與熱力干燥構(gòu)成一體的蒸汽壓濾脫水技術(shù)的研究,預(yù)期將具有節(jié)能和簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)等技術(shù)特點(diǎn)。我國研制并推廣應(yīng)用了加壓過濾機(jī)、超高速離心機(jī)和強(qiáng)氣壓穿流式隔膜擠壓壓濾機(jī),很大程度上降低了浮選精煤水分,改善了煤泥水處理系統(tǒng)的工況。1.加強(qiáng)選煤廠的科學(xué)管理,大力提高管理水平,要使選煤生產(chǎn)沿著高質(zhì)量、多品種、產(chǎn)銷對(duì)路、合理供應(yīng)煤炭產(chǎn)品和綜合利用各種伴生礦物資源的方向前進(jìn),努力提高選煤生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,并要合理回收伴生礦物如黃鐵礦及
8、其他稀有金屬礦物等,進(jìn)一步提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。2.3 選煤行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)2.研究新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備,以更新改造舊有選煤廠,裝備新建選煤廠。例如研究油團(tuán)選煤工藝和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果;化學(xué)選煤工藝技術(shù)和設(shè)備;高梯度磁選脫硫及其他深度脫硫方法;電選超低灰精煤;選擇性絮凝工藝技術(shù)和藥劑、脫水干燥工藝、技術(shù)和設(shè)備等等。3.向設(shè)備大型化,廠型裝配式集中化,選煤生產(chǎn)工藝過程和質(zhì)量分析自動(dòng)化等方向發(fā)展。4.研究和建立選煤生產(chǎn)過程數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)管理選煤廠。5.選煤廠環(huán)境保護(hù)的研究。例如防止環(huán)境污染和大氣污染;減少和防止噪音;實(shí)現(xiàn)煤泥閉路循環(huán)和生產(chǎn)平衡等。近年來,國內(nèi)外選煤設(shè)備在朝著大型化發(fā)展的同時(shí),由
9、于各國選煤的歷史和對(duì)產(chǎn)品要求的差異而略有所不同。下面我簡(jiǎn)單介紹幾種常用設(shè)備:三 國內(nèi)外選煤裝備現(xiàn)狀兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器3.1 重介質(zhì)旋流器原煤與重介質(zhì)懸浮液從入料口以一定壓力沿切線方向打入旋流器,形成強(qiáng)大的旋流。其中一股沿旋流器內(nèi)壁形成一個(gè)向下的外螺旋;另一股是在圍繞旋流器軸心形成一個(gè)向上的內(nèi)螺旋,其軸心形成負(fù)壓,實(shí)為空氣柱。由于離心的作用,高密度物料甩向椎體內(nèi)壁,并隨著部分懸浮液向下作螺旋運(yùn)動(dòng),最后從底流口排出;低密度物料集中在錐體中心,隨內(nèi)螺旋上升運(yùn)動(dòng),最后從溢流口排出。分選過程3.1.2 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器目前,國外主要在跳汰機(jī)機(jī)體大型化、風(fēng)閥工作方式以及自動(dòng)排料方面做了大量工作。國外研發(fā)
10、跳汰機(jī)較先進(jìn)的國家主要有德國、日本、波蘭等。另外,美國、英國、澳大利亞還在研發(fā)離心跳汰機(jī)。離心跳汰機(jī)是借助巨大的離心力場(chǎng)來強(qiáng)化細(xì)小顆粒的分選效果,有效分選粒度可達(dá)0.043mm。3.2 跳汰機(jī)原煤通過給料機(jī)穩(wěn)定的送入跳汰機(jī)中篩板上,形成一個(gè)密集的物料層,這個(gè)密集的物料層稱為床層。給料的同時(shí),從跳汰機(jī)下部透過篩板周期地給入一個(gè)上下交變的水流,物料在水流的作用下進(jìn)行分選。分選過程首先,在上升水流的作用下,床層逐漸松散、懸浮,這時(shí)床層中的礦粒按照其本身的特性(礦粒的密度、粒度和形狀)彼此作相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分層。上升水流結(jié)束后,在休止期間(停止給入壓縮空氣)以及下降水流期間,床層逐漸緊密并繼續(xù)分層。待全部
11、礦粒都沉降到篩面上以后,床層又恢復(fù)了緊密狀態(tài),這時(shí)大部分礦粒彼此間都已失去相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可能性,分層作用幾乎全部停止。只有那些極細(xì)的顆粒,尚能穿過縫隙繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),下降水流結(jié)束后,分層暫告終止,至此完成一個(gè)跳汰周期的分層過程。物料在跳汰過程中之所以能分層,起主要作用的內(nèi)因,是礦粒自身的性質(zhì),但能讓分層得以實(shí)現(xiàn)的客觀條件,則是垂直升降的交變水流。在跳汰機(jī)入料端給入物料的同時(shí),伴隨物料也給入一定量的水平水流。水平水流雖然對(duì)分選效果也有一定的影響,但它主要起潤濕和運(yùn)輸?shù)淖饔?。潤濕是為了防止干物料進(jìn)入水中后結(jié)團(tuán);運(yùn)輸是負(fù)責(zé)將分層之后,居于上層的低密度物料沖帶而走,使它從跳汰機(jī)的溢流堰排出機(jī)外。德國和澳大利
12、亞均采用液壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)篩跳汰機(jī)。我國1989年自行研制了首臺(tái)TD型動(dòng)篩跳汰機(jī)并試運(yùn)行成功,十幾年來已有液壓式和機(jī)械式兩大類4個(gè)國產(chǎn)系列和1個(gè)引進(jìn)系列產(chǎn)品。3.3 動(dòng)篩跳汰機(jī)原蘇聯(lián)是干法選煤生產(chǎn)規(guī)模最大、經(jīng)驗(yàn)較豐富的國家,以C-6和C-12型兩種風(fēng)力搖床使用效果最好,近年又開發(fā)了SP型風(fēng)選機(jī)。3.4 干選機(jī)我國使用較多的是FGX系列復(fù)合式干選機(jī)和FX系列風(fēng)力干選機(jī)。這兩種設(shè)備綜合了搖床和風(fēng)力分選的優(yōu)點(diǎn),在干旱缺水地區(qū)和對(duì)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求不高的企業(yè)具有良好的應(yīng)用前景。該機(jī)的不足之處是分選精度低,要求煤的外在水分不高于7%,單位處理量較小。目前,最大處理量只有10t/m2h)。3.5 干擾床分選機(jī)(T
13、BS)干擾床分選機(jī)TBS煤泥分選機(jī)的主體是簡(jiǎn)單的柱型槽體,槽體的底部有一個(gè)布滿沖孔并呈一定角度的布水板;水按一定的壓力由底部給入,經(jīng)過布水板進(jìn)入干擾床工作室,形成上升水流;布水板的作用是使水在工作室內(nèi)均勻分布;干擾床的上部有入料井,礦漿切向給入入料井,入料濃度一般在40%60%。工作原理入料經(jīng)入料井向下散開,與上升水流相遇,使礦物顆粒在工作室內(nèi)做干擾沉降運(yùn)動(dòng)。由于顆粒密度的不同,其干擾沉降速度存在差異,從而為分選提供依據(jù),其分選過程主要取決于各顆粒相對(duì)于水的沉降速度。沉降速度大于上升水流速度的顆粒進(jìn)入底流,反之進(jìn)入溢流。在干擾床的下部形成由懸浮顆粒組成的流化床層,該床層由懸浮顆粒組成的流化床層
14、,該床層中顆粒高度富集,成為自生介質(zhì)層,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),入料中那些密度低于干擾層平均密度的顆粒浮起進(jìn)入溢流,反之進(jìn)入底流,并通過做z設(shè)備底部的排料口排出。(1)浮選機(jī)。浮選機(jī)一直是用于0.5mm粉煤分選的主要設(shè)備。目前國內(nèi)選煤廠使用的大多是機(jī)械攪拌式浮選機(jī),且單槽容積趨向大型化,已達(dá)20m3。煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院研發(fā)了XJM-S型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)系列產(chǎn)品,“十五”國家科技攻關(guān)課題研發(fā)的“帶有礦漿預(yù)礦化器的20m3機(jī)械攪拌式浮選機(jī)”已大面積推廣應(yīng)用。3.6 浮選機(jī)(柱)首先是將含有細(xì)粒煤的礦漿打入礦漿準(zhǔn)備器,用適當(dāng)?shù)母∵x藥劑進(jìn)行調(diào)和,必要時(shí)還要補(bǔ)加清水或其他工藝的返回水(如過濾液)調(diào)配礦
15、漿濃度,使之符合浮選要求。用浮選藥劑調(diào)和礦漿的主要目的是使欲浮的礦物表面增加疏水性(捕收劑或活化劑)或使不欲浮的礦物表面變的更加親水,抑制他們上?。ㄒ种苿?,或促進(jìn)氣泡的形成和分散(起泡劑)。分選原理及過程然后調(diào)好的礦漿被送往浮選槽,礦漿和空氣被旋轉(zhuǎn)的葉輪同時(shí)吸入浮選槽內(nèi)??諝獗坏V漿的湍流運(yùn)動(dòng)粉碎為許多氣泡。起泡劑促進(jìn)了微小氣泡的形成和分散。在礦漿中氣泡與礦漿發(fā)生碰撞或接觸,并按表面疏水性的差異決定礦粒是否在氣泡表面發(fā)生附著。結(jié)果,表面疏水性強(qiáng)的礦粒附著到氣泡表面,并被氣泡攜帶升浮至礦漿表面形成泡沫層,被刮出成為精礦;而表面親水性強(qiáng)的顆粒不和氣泡發(fā)生粘附,仍然留在礦漿中,最后隨礦漿排出槽外成為尾礦。這種礦物進(jìn)入泡沫、成為精礦稱正浮選,反之成為反浮選。浮選機(jī)主要處理0.5mm粒級(jí)以下細(xì)煤泥自上世紀(jì)80年代以來,浮選柱分選技術(shù)取得了重大突破,一批新型浮選柱脫穎而出。如國內(nèi)的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱、噴射式浮選柱、充填浮選柱以及加拿大的CPT浮選柱和VPI微泡浮選柱等。最近又出現(xiàn)幾種結(jié)構(gòu)新穎的浮選柱,如全泡沫浮選柱、美國Deister選礦的Flotair浮選柱、印度研制的電解浮選柱、俄
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