煤泥分選過程強化及兩段式分選研究.pdf

1、隨著機械化采煤比例的提高和重介質(zhì)選煤的快速發(fā)展,我國煤泥呈現(xiàn)微細化、高灰、連生體含量大等難選特點,煤泥分選問題進一步凸顯。煤泥分選過程的完善程度直接影響到精煤產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量、精煤和尾煤的脫水作業(yè)以及整個選煤廠的洗水平衡。然而,我國現(xiàn)有的煤泥分選過程仍存在回收能力弱、過程適應(yīng)性差、通過犧牲處理量來保證回收率的缺陷,煤泥可浮性的非均勻性變化對煤泥分選過程設(shè)計提出了更高要求;實際生產(chǎn)又對分選設(shè)備大型化、精細化和適應(yīng)性提出了更高要求。針對上述

2、問題,論文以過程機理分析、過程特征試驗、過程強化試驗和工業(yè)實踐為主線,選取唐山開灤礦區(qū)難選煙煤和河南神火礦區(qū)無煙煤兩種代表性煤泥為試驗樣品,對煤泥分選過程強化及兩段式分選機理進行了系統(tǒng)研究,得到了如下研究成果:
　　研究了煤泥分選的可浮性過程變化特征。分析了唐山煙煤和永城無煙煤的浮選過程特征,研究了不同粒度級煤泥的浮選速率常數(shù)變化特征,探索了浮選藥劑用量、浮選機轉(zhuǎn)速、充氣速率、入料濃度等參數(shù)對浮選速率常數(shù)的影響;通過對浮選速度試驗

3、產(chǎn)品的粒度、密度和SEM分析,探明了細泥的浮選行為特征;并理論推導(dǎo)和實驗室試驗驗證了浮選入料可浮性隨著分選過程非線性變差的規(guī)律。
　　研究了煤泥分選過程的能耗變化規(guī)律。建立了煤泥分選能耗測試系統(tǒng),分析了不同能耗條件下的浮選產(chǎn)品特性,探索了浮選功率輸入與浮選速率常數(shù)的函數(shù)關(guān)系。研究表明,隨著浮選的進行,上浮單位精煤可燃體回收率所消耗的能量逐漸增加,粗顆粒連生體和微細粒難浮煤粒需要在高能量條件下才能回收。
　　提出了煤泥兩段式分

4、選過程。將煤泥分選過程分為快浮段和回收段,快浮段低能量輸入快速浮出易浮物料,回收段高能量輸入強制回收難浮物料;研究了兩段式分選機理,從理論上證明了兩段式分選過程與單段式分選過程相比的優(yōu)勢,即當(dāng)浮選中物料的可浮性變化越大,則要求兩段式分選過程一段與二段能量分配的差值越大;提出了基于能量輸配的浮選過程設(shè)計理念,即構(gòu)建越來越強的能量條件來適配物料可浮性在浮選中越來越差的物性變化特征,以實現(xiàn)過程設(shè)計與物性特征的最佳耦合,達到最佳的礦化反應(yīng)狀態(tài)。

5、
　　研究了基于柱分選的兩段式煤泥分選過程。以旋流-靜態(tài)微泡浮選柱為基礎(chǔ),結(jié)合兩段式分選方法,設(shè)計了FCSMC1000×2000兩段式柱分選試驗裝置,并在開灤集團錢家營選煤廠進行了連選試驗,從浮選流體動力學(xué)角度研究了兩段式柱分選的回收率模型,并通過連選試驗對模型進行了驗證。結(jié)果表明,兩段式柱分選過程在整體處理能力和粗顆?；厥漳芰ι暇鶅?yōu)于單段式柱分選過程。
　　根據(jù)兩段式柱分選的原理和煤泥浮選過程特征,確定了兩段式柱分選設(shè)備的

6、結(jié)構(gòu)原型及放大準(zhǔn)則。設(shè)計了FCSMC3000×6000大型兩段式柱分選設(shè)備,并在開灤集團錢家營選煤廠和神火集團薛湖選煤廠得到了應(yīng)用和驗證,與單段柱分選設(shè)備相比,其處理能力和過程適應(yīng)性均得到改善和提高。
　　進行了難選煤泥分選的工藝強化研究。實驗室中煤煤巖解離再選試驗表明,在精煤灰分相當(dāng)情況下,煤巖解離再選的工藝流程與原煤直接浮選相比,其精煤可燃體回收率提高8.12個百分點;難選煤泥工藝強化連選試驗表明,兩段式柱分選過程一段采取低壓

7、力、小中礦循環(huán)量回收易浮物料,二段采取高壓力、大中礦循環(huán)量回收難浮礦物,中間連生體顆粒磨礦解離后再選回收,在精煤灰分相近條件下,可燃體回收率高于常規(guī)分選工藝10個百分點以上。
　　提出了基于二次資源回收的高灰難選煤泥高效分選工藝。在提高精煤質(zhì)量方面,提出了粗精煤入沉降過濾離心機脫水后濾液再精選流程,減小了精選壓力和系統(tǒng)循環(huán)量;在提高精煤可燃體回收率方面,提出了粗選尾煤入旋流器濃縮分級、旋流器底流入高頻篩脫水、高頻篩篩上物入球磨機磨