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跳汰选煤、浮选选煤与重介选煤工艺

2023
06/27
03:10
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一、跳汰选煤

含义:矿物颗粒混合物在垂直脉动介质流作用下,按密度差异进行分层和分离心过程,称跳汰,按这种方法选煤的过程,称为跳汰选煤。

原理:在交变垂直介质流的作用下,矿粒松散,然后按比重差分层。轻的矿物在上层叫轻产物,重的矿物在下层叫重产物,从而达到分选的目的。介质的比重在一定范围内增大,矿粒间的比重差越大,则分选效率越高。

过程:在跳汰机的垂直上升水流中,轻、重、大小不同的矿粒具有不同的运动速度,重的矿物在上升时落在轻矿物的后面,并且在上升终了时,处在轻矿物之下。当矿粒反向运动时,在静止或下降的水流中,较重的矿粒将以较大的速度沉降,结果形成了轻重矿粒的分层,比重大的矿粒在下层紧贴着跳汰机的筛板。这样经过多次反复使分层趋于完善,然后利用适当的装置将轻重两层矿粒分开,从而得到精矿和尾矿。

跳汰机正常工作时需要两股水流:冲水和顶水。顶水是从跳汰机筛板下或槽选机排料箱给入,作用是补充筛下水量,从而增强上升水流,减弱下降水流;冲水是与原料煤一同给入分选设备中,作用是润湿给料和运输分选物料。跳汰机中风量可以改变脉动水流的振幅,从而调节床层的松散度和透筛吸缀力。

涉及的设备:

给煤机:将煤从煤仓或贮煤场均匀地给入输送设备或选煤设备,目前选煤厂常用的给煤机有板式给煤机、叶轮式给煤机等。

筛分机:根据原料和成品粒度的不同而进行的分级和筛选所用的设备叫做筛分机。筛分机分固定筛和活动筛两类,活动筛又分转动筛和振动筛。

破碎机:物料破碎所使用的机器。选煤厂中常用的破碎机是颚式破碎机。

跳汰机:进行跳汰选煤时所使用的设备。所有的跳汰机均具有跳汰室。鼓动水流运动的作机构和产品排出机构。跳汰室内筛板由冲孔钢板、编织铁筛网或箅条做成,水流通过筛板进入跳汰室应使床层升起不大的高度并略呈松散状态,密度大的颗粒因局部压强及沉降速度较大而进入底层,密度小的颗粒则转移到上层。当水流下降时,密度大的细小颗粒还可通过逐渐紧密的床层间隙进入下层,补充按密度的分层鼓动水流运动的机构在早年采用活塞,活塞室设在跳汰室旁侧,下部连通,由偏心连杆机构带动活塞上下运动。

二、浮选选煤

含义:浮选,漂浮选矿的简称,是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同,按矿物可浮性的差异进行分选的方法,用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。

原理:矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性,可在液-气或水-油界面发生聚集。

过程:矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒,并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和,使与矿物颗粒作用,以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽,搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞,可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层,经机械刮取或从矿浆面溢出,再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒,随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。

分类:浮选按分选有价组分不同可分为正浮选与反浮选,将无用矿物(即脉石矿物)面在矿浆中作为尾矿排出的方法叫正浮选;反之叫反浮选。

浮选药剂:捕收剂、起泡剂、抑制剂、活化剂、pH调整剂、分散剂、絮凝剂等。

捕收剂:能选择性地作用于矿物表面,使矿物表面疏水的有机物质。

起泡剂:为了产生浮选所必需的大量而稳定的气泡而加的异极性的表面活性物质。

活化剂:用来提高被抑制矿物的浮游活性。

抑制剂:为了削弱捕收剂与矿物表面的作用,从而降低与恶化矿物可浮性的一种药剂。

pH值调整剂:通过调节矿浆酸碱度,控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及各种药剂的作用条件,改善浮选效果。

絮凝剂:使矿物细颗粒聚集成较大颗粒,以加快其在水中的沉降速度;利用选择性絮凝可进行絮凝-脱泥及絮凝-浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。

分散剂:阻止细矿粒聚集,使之处于单体分散状态,作用与絮凝剂相反,常用的有水玻璃、磷酸盐等。

涉及的主要设备:

浮选机:浮选时所用设备,种类较多,按充气和搅拌的方式不同,可以分为机械搅拌式、充气—机械搅拌式和非机械搅拌式三种类型。

离心脱水机:脱水设备是根据脱水物料的粒度特性、水分含量以及对产物的要求来选择的。对于末精煤余采用脱水筛脱水之外,为满足用户对水分要求,尚需进行离心脱水机脱水;对于煤泥,视煤泥性质不同,可采用沉降式及沉降过滤式离心脱水机、真空过滤机及压滤机等

压滤机:对浮选尾煤进行脱水处理的设备。常用的有圆盘式真空过滤机,它的主要原理是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力将水压出。

三、重介选煤

含义:在密度大于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。

原理:根据阿基米德定律,密度大于悬浮液的下沉,密度小于悬浮液的上浮。

过程:重介选煤的主要设备是重介旋流器。在重介质旋流器分选过程中,物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器,形成强有力的旋涡流;液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流;在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流;由于内螺旋流具有负压而吸入空气,在旋流器轴心形成空气柱;入料中的精煤随内螺旋流向上,从溢流口排出,矸石随外螺旋流向下,从底流口排出。

涉及的主要设备:

浮选柱:它是一个柱体,内装充气器(气泡发生器),此外尚有给矿器、泡沫槽以及管网等。在浮选柱底部,由环形供气管供入压缩空气,通过微孔介质充气器(气泡发生器)压入,气泡在柱中由下向上缓慢升起;经药剂处理的矿浆则由柱体上部矿浆分配管从上部均匀给入,向下流动;在矿浆与气泡的对流运动中实现气泡矿化。矿化气泡升至矿液面后形成泡沫层,溢出或刮出,非泡沫产品则从柱体底部排出,达到分选目的。

重介质旋流器:一种常见的分离分级设备,其工作原理是离心沉降。在重介质旋流器入料中的精煤从溢流口排出,矸石从底流口排出。

磁选机:磁选机是根据各种矿物的电磁化系数不同,借助于磁力将磁性矿物和非磁性矿物分离的设备。重介质选煤系统中用于回收磁铁矿粉的磁选机一般选用湿式中低磁场强度的圆筒式磁选机。

TBS:干扰床分选机TBS,是利用成熟的“干扰沉降原理”和流体力学“二次流原理”研制而成。根据物料密度差异性原理,使物料在上升扰动水流作用下形成的自生固体流动床层中完成轻重物料的分离,从而达到精煤和尾煤分选。它利用颗粒通过一个自生的流态固体床层后,其沉降末速度因密度不同而不同来完成精煤和尾煤分选。有效分选力度范围0.25~3mm,常见粒度为0.25~1mm,适合窄粒级煤泥分选。

球磨机:球磨机工作原理和方式是物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓,该仓内有阶梯衬板或波纹衬板,内装不同规格钢球,筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下,对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后,经单层隔仓板进入第二仓,该仓内镶有平衬板,内有钢球,将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出,完成粉磨作业。

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