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毕业论文-从细粒煤泥中回收精煤的分选与脱水技术研究.doc


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毕业论文-从细粒煤泥中回收精煤的分选与脱水技术研究.doc
文档介绍:
优秀设计从细粒煤泥中回收精煤的分选与脱水技术研究谢广元,吴􀀁玲,欧泽深,刘常春摘􀀁要:介绍了研制开发的旋流微泡浮选柱和精煤快速压滤机技术工艺,并分别与传统的机械搅拌浮选机和圆盘真空过滤机的性能作了对比.研究结果表明:浮选柱降灰和精煤快速压滤机脱水效率高,精煤灰分和滤饼水分低,工艺指标先进,且动力消耗小,节能明显,维修量小,运行稳定可靠,因而旋流微泡浮选柱和精煤快速压滤机是细粒煤降灰脱水的有效而经济的工艺设备,具有广阔的推广应用前景.关键词:煤泥;浮选柱;快速压滤;脱水我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,目前煤炭占我国一次能源消费的70%.现在我国每年生产的原煤中含有亿t以上的粉煤(细粒粉煤通常是指小于0.5mm细煤粒),这部分煤的加工难度大,利用率低,仅回收0.5mm以上粗颗粒的精煤,而占原料近15%~25%的小于0.5mm细煤泥一般都无法回收,大量占有场地,污染农田,同时煤泥粉尘飞扬,造成了严重的环境污染,影响人们的生活和健康.因此,充分利用大量的煤泥,对我国煤炭的可持续发展和环境保护具有十分重要的战略意义和现实意义.1􀀁旋流微泡浮选柱与传统机械搅拌机的性能对比􀀁目前分选细粒和超细粒煤的方法主要有浮选、油团选和选择性絮凝剂等方法,但只有前者技术上最成熟并已产业化.应用实践表明,传统机械搅拌浮选机存在以下缺点:浮选槽体浅,精煤泡沫层薄(大约300~400mm),泡沫中夹带高灰细泥多,选择性差,分选效率低;叶轮每室有一个,浸泡在矿浆中,搅拌中磨损严重;维修工作量大,维护费用高;占地面积大,土建投资高;每一室必须有电机,动力消耗大.而在此基础上研制开发的旋流微泡浮选柱不仅提高了分选效率,而且分选粒度范围进一步延伸到微米级,特别适用于超细粒物料的分选(图1).􀀁旋流微泡浮选柱具有以下优点:①浮选原理和重选原理(旋流力场)相配合,提高了分选效率;②单位容积处理能力大,工艺指标先进.由于浮选柱集浮选和重选于一体,在一个柱体内能完成粗选、精选和扫选作用,所以高灰细泥对精煤的污染小,精煤的灰分低,回收率高,完全适用小于0.5mm的煤泥浮选,尤其适合灰分高、粒度细(小于0.045mm)的难选煤泥浮选;③体外配置的射流自吸式节能微泡发生器,充气量大,气泡质量好,不堵塞,易调节,工作稳定,易维护和更换;④柱体结构吸收充填式浮选柱精选的优点,克服了其在生产中存在易堵塞的缺点,同时采用两段式设计,在提高对物料分选精度的同时,降低了柱体高度;⑤采用合理的柱内结构,可随时开、停机,而无须排空,物料不发生沉积堵塞;⑥动力消耗小,节能明显(比相同处理能力的常规浮选机节能1/3);⑦能使用普通浮选药剂,用量也基本相同.2􀀁微泡浮选柱与常规浮选机机理分析研究􀀁􀀁对煤浮选作业来说,浮煤量常占入料的60%~80%,因此足够的气液界面对分选是很有利的.而微泡浮选柱的气泡尺寸比常规浮选机小得多,在相同矿浆充气量条件下,能够供煤分离的气液界面要大得多.此外,由于小气泡的运动流态及浮选柱内比常规浮选机相对平稳的状态,因此,不仅对细粒而且对粗粒的回收都更有利,其机理如图2所示.􀀁根据精煤质量的要求,通过调节尾矿箱中的套圈高度,调整浮选柱中的液位,从而调整精煤泡沫层的厚度,可达800~1200mm.从浮选柱及浮选机中水的路线看,由于浮选柱中的泡沫层厚以及能进行泡沫喷洗,使得泡沫精煤中夹带的细泥微粒及连生体微粒减少到最低限度,从而使微泡浮选柱具有更高的选择性和精煤回收率(图3).通过增加浮选柱中泵的循环量,可以增加旋流段、扫选回收浮选段未及分选的精煤颗粒,从而大大提高精煤回收率,增加尾煤灰分.可见,旋流微泡浮选柱可以作为与跳汰或重介选配合完成全粒级煤炭分选,实现细粒煤泥资源回收利用的首选设备.3􀀁圆盘真空过滤机与精煤快速压滤机的性能对比􀀁浮选精煤传统的脱水工艺设备是真空过滤机,即以真空为动力造成压力差,进行固液分离,但真空泵产生的真空压力差最高只能达到0.06MPa,实际过滤表面的压力差则更低,一般小于0.02MPa,所以真空过滤机指标存在脱水效率低、滤饼水分高、能耗大的问题.尤其处理细而黏的物料时,过滤脱水则更为困难.具体表现在:①滤饼脱落困难,老在盘上打转,不得不借助人工捅饼;②真空过滤机滤液不能出清水,滤液浓度高,必须返回浮选,导致细煤泥在系统内循环,无疑增加了无用功的消耗,并恶化了浮选和过滤效果;③真空泵动力消耗大;④滤布更换麻烦,成本也较高.􀀁针对真空过滤机所存在的不足,研制开发的精煤快速压滤机具有以下特点:①精煤快速压滤机(图4)采用独立进气结构,气道不堵塞,易维护;滤板结构上设计带有高强度双面隔膜,可实现高压强流体进料、强气流风吹滤饼和隔膜压榨挤压滤饼脱水,增加了脱水功能.②压滤脱水工艺如图5所示,采用自流与风压给料,克服因精矿浓度低且含有大量泡沫导致泵压给料的困难,脱水过程采用PC程序自动控制,运行可靠,配置合理,调节灵活.③脱水工艺指标先进.滤饼水分可达到18%~22%,与相同处理能力的圆盘真空过滤机相比,滤饼水分可降低6~10个百分点,滤饼脱落率提高30%~40%,节电可达60%~70%,且滤液出清水,可直接作循环水,减少了细泥在系统中的循环,有利于改善浮选和过滤效果.4􀀁应用研究4.1浮选柱的应用研究􀀁􀀁目前煤用浮选柱的应用主要围绕3方面:①在大型选煤厂取代工业浮选机;②在中、小型厂形成以浮选柱为核心的高效、简易的煤泥分选回收系统;③在低灰、低硫煤制备及高灰、细粒分选方面取得工业应用.从表1可以看出,浮选柱的精煤灰分可以比浮选机的精煤灰分降低1~1.5个百分点,从而确保了选煤厂出精煤灰分小于8.0%的要求.表2为各种规格浮选柱的处理能力和配用电机功率,可以看出,浮选柱比相同处理能力的浮选机可节能1/2~1/3.4.2精煤快速压滤机的应用研究􀀁根据现场生产自然来煤条件,分别取压滤入料做小筛分,在相同压滤条件下(除生产时间不同外),同时测定此时的真空过滤机和精煤快速压滤机滤饼水分和压滤时间(主要看过滤时间差别),并对滤饼分别做小筛分试验(表3).由表3可知,精煤快速压滤机对入料粒度组成有较好的适应性.不同入料粒度组成对产品水分影响较大.在试验1中,压滤入料中颗粒当量直径小于74μm含量为51.60%(质量分数,下同),此时过滤机滤饼水分为28.90%,精煤快速压滤机的滤饼水分为22.20%,进料过滤时间只需约2.5min.试验2中,压滤入料中颗粒当量直径小于74μm含量为87.18%,此时过滤滤饼水分为33.50%,压滤滤饼水分为24.50%,压滤中进料过滤时间约需4min.显然粒度组成对压滤效果影响较大,粒度越细,越难脱水,且处理量亦下降.究其原因,是因为随着粒度的变细,使得细小颗粒的物料充分填充于大颗粒所形成的滤饼层的孔隙之间,因此整个滤饼的孔隙变小,孔隙率下降,增加了滤饼的比阻,从而增加了滤饼水分通过滤饼层的难度,导致滤饼水分高,处理量下降.同时可以看出,在相同入料条件下,精煤压滤滤饼水分比真空过滤机下降6~9个百分点,比相同处理能力的真空过滤机节能60 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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