第3章煤炭分选第二节重介质分选.ppt

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1、第3章煤炭分选第二节重介质分选,第二节 重介质选煤,煤炭分选,第3章,第3章煤炭分选第二节重介质分选,一、概述,在重介质（密度大于1g/cm3）中，按颗粒密度的差异进行选煤叫重介质选煤或重介选煤。 基本原理：精煤密度低于重介质，上浮；矸石或中煤密度高于重介质，下沉。 重介质种类：重液：如四氯化碳、苯、二甲苯等，它们是稳定介质，放置很长时间能保持自己的物理性质。 重悬浮液(简称悬浮液)：固体粒子和水的混合物，静置后粒子即下沉，使悬浮液密度上、下不一致，为不稳定介质。 重液价格高、不易回收，多数还有毒性或腐蚀性，所以没有在工业上使用，只在实验室中做煤炭浮沉试验用。目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配

2、制的悬浮液作选煤用的重介质。其优点：来源广，价格低，化学性能稳定，满足各种煤炭分选使用，易回收。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,一、概述,重介质选煤优点：分选精度于其他选煤方法；易实现自动化；精煤产率高；宽范围高效分选（精度在0.005-0.01g/cm3内）；缺点：设备磨损快，维修量大，初期投资和运营成本比跳汰高。,重介质分选机分类表,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机,煤粒借助重悬浮液在重力场中按密度分选过程所用的设备称为重介质分选机。1. 原理重介质选煤的基本原理是阿基米德原理。即浸没在重介质中的颗粒受到的浮力等于颗粒所排开的同体积的介质重量。在静止的悬浮液中，作用在颗粒

3、上的力有重力G和浮力G0。 因此，悬浮液中颗粒所受的合力F为： F= G- G0,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机,2. 结构目前，使用最多的设备有：斜轮、立轮和浅槽重介分选机。,图3-2-3 斜轮重介质分选机,（1）斜轮重介质分选机,1,-,分选槽；,2,-,提升轮；,3,-,排煤轮；,4,-,提升轮轴；,5,-,减速装置；,6,-,电动机；,7,-,提升轮骨架；,8,-,齿轮盖；,9,-,立筛板；,10,-,筛板；,11,-,叶轮；,12,-,支座；,13,-,轴承座；,14,-,电动机；,15,-,链轮；,16,-,骨架；,17,-,橡胶带；,18,-,重锤,防止悬浮液下

4、沉,防止密度降低，输送精煤,第3章煤炭分选第二节重介质分选,斜轮重介质分选机的优点：,（,a,）分选精确度高。由于重产物的提升轮在分选槽底部旁则,运动，在悬浮液中处于分选过程的物料不被干扰，可能偏差,可达,0.020.03,；,（,b,）分选粒度范围宽，处理能力大。该机槽面由于制造得较,为开阔，斜提升轮直径可达,8,m,或更大。因此，分选粒度上限可,达,1000,mm,，,下限为,6,mm,。,如国产分选槽宽为,4,m,的重介质分选,机，其斜轮直径为,6.55,m,，,处理能力为,350500,t/h,；,（,c,）,该机悬浮液循环量少。由于轻产物采用排煤轮的重锤拨,动排放，所以被煤带走的悬浮

5、液量少，故悬浮液循环量低（按,入料计约为,0.71.0,m,3,/th,）；,（,d,）,由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选,机可使用中等细度的加重质，即小于0.045 mm占40%50%已达到细度要求。,E,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机,（2）立轮重介分选机 立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放位置等机械结构上有所不同。在相同处理量，立轮重介质分选机具有体积小、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机 （2）立轮重介分选机, JL,型立轮重介质分选

6、机,图,3,-,2,-,4,JL,型立轮重介质分选机结构示意图,1,-,分选槽；,2,-,排矸轮；,3,-,棒齿；,4,-,排矸轮传动系统；,5,-,排煤轮；,6,-,排煤轮传动系统；,7,-,矸石溜槽；,8,-,机架；,9,-,托轮装置,悬浮液水平给入分选槽，原煤从入料端进入，浮煤经排煤轮5的刮板从溢流口排出，沉物由槽底经排矸轮2提起，从矸石溜槽7排出。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机 （2）立轮重介分选机,悬浮液从给料槽下方给入，一部分随精煤排出，一部分从分选槽底部排出，因此在分选槽内形成水平流和下降流。精煤随水平流漂移至溢流口，由排煤轮排出；沉物下沉到分选槽底部，有提升

7、轮提升至顶部并经溜槽排出。, 德国太司卡（,TESKA,）,型重介质分选机,图3-2-6 太司卡重介质分选机结构图,优点：提升轮在分选槽外，磨损小；分选槽采用下降流，稳定，介耗小。缺点：介质循环量大；分选槽与提升轮间的密封装置易磨损。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机,（3）浅槽重介质分选机特征：纵向悬浮液流排精煤，横向刮板排矸石。介质流：80%-90%原煤入口下面给入，形成纵向水平流；10%-20%有槽底给入，形成上升流。后者使精煤上浮，前者使精煤移至溢流堰。优点：处理能力大。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,二、重介质分选机,3. 影响分选因素（1）入选煤特性：粒度越大，分

8、选效率越高。（2）给煤量：过大不利分层，过小影响处理能力。（3）悬浮液密度：分选低密度炼焦煤时，悬浮液密度波动应小于0.01g/cm3。（4）悬浮液循环量：水平流取决于粒度下限，一般为0.2-0.3m/s；上升（下降）流流速取决于悬浮液密度、煤泥含量和加重质粒度等，一般占总悬浮液循环量的2/3。,精煤灰分过高怎么调节？精煤灰分较低、沉煤种精煤含量较多、煤泥含量较高怎么调节？,降低悬浮液密度和循环量or上升流和水平流比例,提高悬浮液密度,End of separator,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,1. 原理 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。

9、激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。重介质旋流器选煤是利用阿基米德原理在离心力场中完成的。,颗粒在悬浮液中半径为r处所受的合力F为：, 颗粒被甩出 颗粒移向内旋流,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,2. 结构重介质旋流器包括圆锥形重介质旋流器（DSM）、圆筒形重介质旋流器（DWP）和三产品重介质旋流器。（1）圆锥形重介质旋流器,图3-2-10 DSM型两产品重介质旋流器,1,-,入料管；,2,

10、-,锥体；,3,-,底流口；,4,-,溢流管；,5,-,溢流室；,6,-,基架,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （1）圆锥形重介质旋流器,旋流器内悬浮液密度分布（见图3-2-11）：由中心向外随半径增大而增大，沿轴心由上至下逐步升高。分离锥面：旋流器内高密度颗粒和低密度颗粒的锥形分离界面。分离锥面上悬浮液的密度是矿粒在旋流器中的实际分选密度。旋流器对介质的浓缩作用：导致实际分选密度增高0.2-0.4g/cm3，可以降低介耗。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,（2）圆筒形重介质旋流器 DWP圆筒形重介质旋流器特点：机体为圆筒形，没有锥体部分，筒长与直径比为3-

11、6，安装角度为25-30，是一种无压给料式旋流器。工作过程：悬浮液从下端介质口切线给入，强烈旋转，轴心产生一个空气柱，原煤和少量介质从上端中心管送入，被介质带动旋转，比介质密度低得精煤顺着空气柱附近旋转向下，有精煤口排出，比介质密度高的沉物穿过上升介质层向器壁运动，并有矸石口排出。,优点：可以处理重产物含量变化很大的原煤；原煤和介质分开给入，减少设备磨损，煤和矸石粉碎少；介质密度分布均匀，分选精度高。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,（2）圆筒形重介质旋流器前苏联-500型旋流器,在入料口添加一个类似于旋流器的装置改善了分选效果,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流

12、器,（2）圆筒形重介质旋流器 英国大粒煤重介质旋流器用途：分选100-0.5 mm原煤特征：采用偏心的重产物排放口来改善分选效果。,图3-2-17 大粒级煤重介质旋流器,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,（2）圆筒形重介质旋流器 我国的中心无压给料重介质旋流器,HMCC-400型,给料斗,反压力调节筒,旋流器,650mm筒形旋流器,反压力调节方法,旋涡排矸装置,反压力调节筒,其他特征,可微调分选密度,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,（3）三产品重介质旋流器类型：扫选型一段出精煤，二段中煤和矸石；精选型一段出矸石，二段出精煤和中煤。 有压给料式原煤和重介质混合用

13、泵给入；无压给料式煤和介质分开给料。,T,-,3/50,型三产品重介旋流器结构,1）扫选型三产品重介质旋流器 前苏联的T-3/350型旋流器特征：首台，一段圆筒（DWP） 二段圆锥,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （3）三产品重介质旋流器,1）扫选型三产品重介质旋流器国产,无压型,有压型,DWP,DSM,圆锥,圆筒/圆锥,煤介分开给料,煤介混合给料,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （3）三产品重介质旋流器,2）精选型三产品重介质旋流器（Tri-FLO）组成：DWP+DWP特征：双供介质，先排矸， 无压给料，第一段排出的低密度悬浮液作为第二段的分选介质，二段介

14、质密度可在线调节。优点：先排矸减少对旋流器的 磨损和矸石泥化。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,（4）影响重介质旋流器选煤的工艺因素,影响因素,设备结构,原料性质,操作因素,圆柱直径、圆柱长度溢流口直径、溢流管插入长度底流口直径、入料口性质及尺寸锥比（du/do）、圆锥角及安装角度,入选原煤的可选性、粒度组成、水分,悬浮液的稳定性、悬浮液密度悬浮液粘度、悬浮液煤泥含量入料压力、液固比（煤介比）,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （4）影响因素,圆锥形旋流器入料口直径df、溢流口直径do、底流口直径du与旋流器直径D的关系是D:df:do:du=1:0.25:0

15、.4:0.3。锥角为20的圆柱圆锥形旋流器的圆柱段长度为（0.6-0.7）D。其他参数不变时，溢流口直径增大，溢流口的流量增大，精煤产率增大/提高。（选填“增大”或“减小”）溢流管长度一般为（0.8-1.0）L（其中L为圆柱长度）。入料口形式有切线入料口、单边收缩入料口、渐开线或螺线入料口、流线入料口四种。旋流器入料口过大会使给料流速难保证，过小会造成堵卡，一般为0.2-0.3D。锥比是底流口直径和溢流口直径的比值，若想得到高灰重产物，应当减小锥比（选填“增大”或“减小”）。P85重悬浮液粘度过大会导致颗粒沉降阻力增大（选填“增大”或“减小”），为此，可以采用磨细的磁铁矿粉和在重悬浮液中加入一

16、定量的煤泥两种方法改善。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （4）影响因素,加重质的固体体积浓度一般控制在20%- 40%。增加入料口压力能够提高（“提高”或“降低”）细粒重产物在底流中的回收率，但压力过高使其来不及分选就卷入精煤。进入旋流器的悬浮液压力过低会导致离心力减小，从而溢流精煤质量变差，溢流精煤的灰分增高。当末煤含量较高时，可以适当提高入料压力来提高分选效果，但是，入口压力过高会造成设备磨损大、耗能大。一般来说，用于易选煤的旋流器的溢流口直径应当比难选煤的溢流口的直径大。意大利Tri-FLO旋流器的入料口形式采用螺线或渐开线入口。入料压力可以根据旋流器的直径和入选物料

17、性质来选定。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （4）影响因素,对于圆锥形旋流器来说，圆柱段的长度一定范围内增大，能够提供被选物料的实际分离密度，分选效率增加。 溢流口直径增大，精煤质量越高，但过大时，精煤质量要变坏（P83）。溢流管长度增大，精煤产量减小增加 ，精煤灰分提高。减小底流口直径，精煤产品增加；但底流口直径过小会造成堵塞。 底流口直径必须大于入料粒度的3倍以上。四种入料口形式中，渐开线或螺旋入口对旋流器的磨损最大小，切线入料的磨损最小大。若原煤的可行性较差，应该选用锥比较小的旋流器。 ,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器 （4）影响因素,在分选动力炼焦

18、煤时，悬浮液密度波动应当控制在0.025 g/cm3以内,但分选炼焦动力煤时,误差可以大一些。悬浮液的粘度随着固体体积浓度的增加而降低上升，当浓度低于20%时，悬浮液稳定性不好。增加一定量的煤泥对提高悬浮液的稳定性是有利的。 悬浮液密度越高、磁铁矿含量越大，所允许的煤泥含量越低。 当介质粒度较细、煤泥含量适度时，加大循环量、提高固液比，可改善分选效果变差。 加大给料量，煤介比增大，可以改善分选效果受影响。 减小du是一种有效的减小锥比的方法。 选择旋流器的圆柱长度的原则是根据用途及被选物料的性质和对产品质量的要求来定。 ,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、重介质旋流器,3 重介质旋流器的操作

19、与日常维护 保持给料压力、给料量、悬浮液量和密度稳定。 注意入料口、底流口是否堵塞。停止给料，掏出 查看底流口磨损情况，及时更换。更换底流口 查看是否有漏液情况。换垫片,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,包括（1）产品脱介（2）介质回收（3）观察筛上物（4）适时调整密度（5）控制好入洗量（6）选用合适的磁铁矿粉（7）选择合适的液固比（8）合格介质桶的密度和液位（9）旋流器的检查,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（1）产品脱介目的：降低生产成本，保证精煤灰分装置：预先脱介筛（弧形筛、固定筛），能脱70%-80% 脱介筛（直线振动筛、等

20、厚筛）影响因素：脱介筛面积要足够大；筛缝不能磁选机入料粒度上限；筛板材质多用聚氨酯筛板，易于清理、重量轻、耐磨、但开孔率小，不锈钢开孔率高；筛上喷水喷水不足单位介耗偏高、精煤灰分偏高，水压为0.3-0.4MPa。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（2）介质回收目的：回收介质，降低介耗设备：磁选机、介质桶、浓缩机影响介质回收率的因素：磁场强度、磁场梯度、矿浆通过量、入料浓度。注意事项：磁选机液位 检查篦子、调节偏角其他降低介耗的方法（P90）,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（3）观察筛上物矸石筛：鉴定原煤质量好坏最直接的方法。 多

21、煤质差；少好。中煤筛：判定中煤夹带精煤是否严重的有效方法。 中煤筛筛上物突增+脱介困难+矸石筛筛上物不变中煤夹带精煤超标。可能原因：悬浮液密度偏低。,分选机,原煤,中煤,矸石,精煤,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（4）适时调整密度密度设定要求：根据原煤质量和精煤灰分来设定当原煤质量或精煤灰分要求改变时，需要调整悬浮液密度。（5）控制好入洗量入洗量应当稳定，偏差不超过10%过大精煤灰分增大、精煤回收率减小、介耗增大过小生产效率低时大时小不利于通过观察筛上物来判定生产情况。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（6）选用合适的磁铁矿粉磁

22、铁矿粉悬浮液密度和稳定性的因素磁铁矿粉质量影响因素： 粒度：要求-0.044mm的颗粒占90%以上，过粗，易随矸石跑掉。过细，易随精煤或磁选尾矿跑掉。 密度：大于4.5g/cm3 磁性物含量：大于95%，否则不利于回收。合格介质桶的密度高，入选煤粒度大，且不需要进行低密度分选时，可以采用粗粒介质降低成本。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（7）选择合适的液固比液固比：悬浮液含量与入选煤的体积比。悬浮液比例小分选效果差悬浮液比例大利于分选悬浮液比例过大分选效果难再改善，介质泵磨损大，电耗大，成本增加。当介质稳定、密度高的情况下，液固比小到2.5:1仍能高效分选。低

23、密度分选时，液固比应当大一些，国内最大的可达4:1。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,（8）合格介质桶的密度和液位自动控制现场密度 合格介 质桶液位 高 高 高 低 低 高 低 低设定密度 设定液位,四、重介质选煤的产生控制与管理,溢料，自动停止补水，手动停止喷水，自动分流。,自动停止补水，手动停止喷水，手动添加介质。,自动补水。,自动补水，并添加介质。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,四、重介质选煤的产生控制与管理,（9）重介质旋流器的检查 正常运行时，除了入洗量和入料压力外，其他参数一般不能随意调节。 特殊情况下，如溢料时，可以手动调节介质密度。补水阀开度大小等。 底流口检查周期是3月。,

24、第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺,包括以下六个子系统： 入料准备 分选环节 悬浮液循环与介质回收 粗煤泥回收系统 介质添加系统 系统参数控制系统,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺, 入料准备除铁除杂预先筛分选前排矸破碎脱泥脱水（对于前一作业为跳汰）,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺, 分选环节给料分选产品的收集与分配脱介产品的处理（脱水、分级等）,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺, 悬浮液循环与介质回收合格介质的循环、粘附在产品上的介质的脱出、稀介质的回收,合格介质：循环使用,稀介质：净化回收磁铁矿

25、粉（精矿），排出尾矿,返回介质系统,分流的目的：避免煤泥在介质系统中的循环积聚，维持煤泥量的稳定。保持煤介混合桶的液位稳定,作为喷水,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺, 粗煤泥回收系统粗煤泥来源：原生粗煤泥是指原煤中所带的粗煤泥，而次生粗煤泥是在煤炭运输、分选过程中由于相互及其与设备器壁之间的碰撞所产生的，破碎粗煤泥是原煤在破碎过程中所产生的。粗煤泥单独回收的目的： 避免粗煤泥进入浮选导致跑粗。 降低浮选负荷。粗煤泥回收系统：例如右图,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺, 介质添加系统介质制备介质添加,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤

26、的产生工艺, 系统参数控制系统控制指标：悬浮液密度磁性物含量分流量入料压力等,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺,（1） 块煤两产品重介质分选工艺流程,分选下限应该不小于6mm,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺,（2） 块煤两段两产品分选生产出三个产品工艺流程,L,H,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺,（2） 块煤两段两产品分选生产出三个产品工艺流程,L,M,H,L,第3章煤炭分选第二节重介质分选,五、重介质选煤的产生工艺,（3） 块煤重介质-末煤重介质旋流器-煤泥浮选流程（全重介选煤工艺）,+,-,第3章煤炭分选第二节重介

27、质分选,五、重介质选煤的产生工艺,（4） 泵给料的两段两产品重介质旋流器实现三产品分选的流程,L,H,第3章煤炭分选第二节重介质分选,重介质选煤结束,第3章煤炭分选第二节重介质分选,作业 二,一、填空题（选1题）二、判断题（选1题）三、简答题（选2题）提交时间：10月17日（下周一）课前,第3章煤炭分选第二节重介质分选,第3章煤炭分选第二节重介质分选,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、简答题简述重介质旋流器的工作原理（用自己的话）。简述位能学说的基本内容。从多个角度比较跳汰选煤和重介质选煤。绘制出跳汰粗中煤重介质精选工艺流程图(P65，图3-1-29a)。简述一套完整重介质选煤生产工艺系统需

28、包括的子系统。比较“先低密度后高密度两段重介质分选”和“先高密度后低密度两段重介质分选”工艺流程。简述在不同的跳汰周期作用下，煤与矿粒的松散与分层情况（P49）。,第3章煤炭分选第二节重介质分选,三、简答题简述跳汰机的筛板需要满足哪些要求（P50）。风阀的作用是什么？常用风阀有哪几种（P51-52）？ 比较跳汰机的3种不同轻产物排料装置的优缺点（ 图3-1-14）。 跳汰机的重产物筛上排料装置有几种类型？各适用于哪些煤的排料（ 图3-1-15） ？ 筛下空气室跳汰机与筛侧空气室跳汰机相比有哪些优点（P58-59） ？ 比较空气脉动跳汰机与动筛跳汰机。 重介质选煤过程中，如何降低重介质消耗？ 简述利用精选型三产品重介质旋流器的分选煤炭过程（需要指出物料如何进入，精中矸如何排出，参见82页）。,