洗煤工藝流程簡(jiǎn)述

1、洗煤工藝流程簡(jiǎn)述一、 煤的形成二、 煤炭的灰分三、 為什么要洗煤四、 洗煤的工藝五、 浮選柱的工作原理一、 煤的形成煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機(jī)巖的一種。它是由一定地質(zhì)年代生長(zhǎng)的繁茂植物，在適宜的地質(zhì)環(huán)境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒(méi)在水底或泥沙中，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地質(zhì)時(shí)期中，以石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和第三紀(jì)的地層中產(chǎn)煤最多，是重要的成煤時(shí)代。煤的含碳量一般為4697%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。根據(jù)煤化程度的不同，煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四類(lèi)。成煤作用的兩個(gè)階段：第一階段是腐泥化階段或泥炭化階段。在這一階段，植物的遺體被微生物分解、化合、聚

2、積，低等植物轉(zhuǎn)變?yōu)楦?，高等植物轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵俊５诙A段為煤化作用階段。由于地殼沉降，植物死亡后形成的泥炭或腐泥埋藏于地下深處，在溫度和壓力條件下發(fā)生固結(jié)成巖作用和變質(zhì)作用。1、煤的用途 火力發(fā)電31%，工業(yè)鍋爐31%，民用20%，煉焦8%，蒸汽機(jī)4%，煤化工3%，出口3% 2、中國(guó)煤的分類(lèi) 14大類(lèi)：褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無(wú)煙煤。3、煤中礦物質(zhì)種類(lèi) 粘土礦、碳酸鹽礦、氧化物、硫化物、氫氧化物等。 二、 煤炭的灰分煤炭的灰分是煤炭質(zhì)量的基礎(chǔ)指標(biāo)，煤在徹底燃燒后所剩下的殘?jiān)Q(chēng)為灰分。煤炭的灰分又分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在

3、灰分是來(lái)自頂板和夾矸石中的巖石碎塊，它與采礦方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過(guò)分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是煤的原始植物本身所含的無(wú)機(jī)物，內(nèi)在灰分越高，煤的可選性越差?；曳质怯泻ξ镔|(zhì)。動(dòng)力煤中灰分增加，發(fā)熱量降低、排渣量增加，煤容易結(jié)渣；一般灰分每增加2%，發(fā)熱量降低100kcz1/kg左右。冶煉精煤中灰分增加，高爐利用系數(shù)降低，焦炭強(qiáng)度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1%，焦炭強(qiáng)度下降2%，高爐生產(chǎn)能力下降3%，石灰石用量增加4%。三、 為什么要洗煤從礦井中直接開(kāi)采出來(lái)的煤炭叫原煤，原煤在開(kāi)采過(guò)程中混入了許多雜質(zhì)，而且煤炭的品質(zhì)也不同，內(nèi)在灰分小和內(nèi)在灰分大的煤混雜在一起。洗煤就是將原煤中

4、的雜質(zhì)剔除，或?qū)?yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤炭進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的一種工業(yè)工藝。洗煤過(guò)程后所產(chǎn)生的產(chǎn)品一般分為有矸石、中煤、乙級(jí)精煤、甲級(jí)精煤，經(jīng)過(guò)洗煤過(guò)程后的成品煤通常叫精煤，通過(guò)洗煤，可以降低煤炭運(yùn)輸成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，煙煤的精煤一般主要用于煉焦，它要去硫，去雜質(zhì)等工業(yè)過(guò)程，以達(dá)到煉焦用的標(biāo)準(zhǔn)。 洗煤是煤炭深加工的一個(gè)不可缺少的工序。既然要洗煤，就要有一套科學(xué)合理的工藝流程。四、 洗煤的工藝按照洗煤廠(chǎng)的位置與煤礦的關(guān)系洗煤廠(chǎng)可以分為：礦井洗煤廠(chǎng)、群礦洗煤廠(chǎng)、中心洗煤廠(chǎng)和用戶(hù)洗煤廠(chǎng)。現(xiàn)代化的洗煤廠(chǎng)是一個(gè)由許多作業(yè)組成的連續(xù)機(jī)械加工過(guò)程。流程示意圖一1、 洗煤工藝洗煤工藝大致可分為

5、以下幾種：風(fēng)選、螺旋分選、跳汰、重介、篩分等工藝方法。2、 跳汰洗煤跳汰選煤是選煤工藝中常見(jiàn)的一種選煤工藝方法，跳汰是在垂直脈動(dòng)的介質(zhì)中按顆粒密度差別進(jìn)行選煤過(guò)程。跳汰選煤的介質(zhì)是水或空氣，個(gè)別的也用懸浮液。選煤中以水力跳汰的最多。跳汰機(jī)是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤等產(chǎn)品的設(shè)備。跳汰機(jī)原理圖一3、 洗煤的工藝流程洗煤是一個(gè)由許多作業(yè)工藝組成的連續(xù)機(jī)械加工過(guò)程。（如下圖所示）洗煤的工藝過(guò)程大致如下：受煤、篩分、人工分揀、破碎、跳汰、離心脫水煤泥、浮選、壓濾、濃縮等。（見(jiàn)附圖）附圖是洗煤廠(chǎng)的工藝流程簡(jiǎn)圖，下面將具體講述該洗煤廠(chǎng)的工藝流程供參考交流。五、 浮選柱的工作

6、原理浮選柱是洗煤工藝流程中的主要工藝設(shè)備之一。浮選柱將壓縮空氣透過(guò)多孔介質(zhì)（充氣器）對(duì)礦漿進(jìn)行充氣和攪拌的充氣式浮選機(jī)。該機(jī)的主體結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)帶充氣器（氣泡發(fā)生器）的圓柱形筒體（亦可是正方形或矩形柱），筒體內(nèi)附有給礦裝置，泡沫溢出或刮出裝置以及泡沫槽、壓縮空氣輸入管網(wǎng)和風(fēng)包等。（見(jiàn)附圖）浮選柱工作時(shí)，經(jīng)藥劑調(diào)和好的礦漿由柱體中上部的給礦裝置給入；壓縮空氣經(jīng)輸入管網(wǎng)和風(fēng)包，然后透過(guò)多孔介質(zhì)（如微孔塑料短管）從柱體底部鼓入，使在柱體內(nèi)形成大量細(xì)小氣泡。礦粒在重力作用下緩緩下降，氣泡穿過(guò)向下流動(dòng)的礦漿升浮，礦粒與氣泡通過(guò)逆流接觸與碰撞，實(shí)現(xiàn)氣泡選擇性礦化。礦化氣泡升浮至礦液面聚集形成泡沫層，溢出或

7、用刮板刮出后得泡沫產(chǎn)品（一般為精礦）；尾礦則由柱底借助提升裝置排出。柱體內(nèi)自礦漿給入口至柱頂稱(chēng)為精選區(qū)，主要作用是提高泡沫產(chǎn)品的品位；由礦漿給入口至柱底稱(chēng)為捕集區(qū)，主要作用是捕集欲浮出的目的礦物，提高回收率 。 浮選柱的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低、占地面積小，操作控制容易，適用于處理微細(xì)粒礦物。但充氣器易結(jié)垢堵塞，礦漿在柱體內(nèi)易上下翻騰以及對(duì)各類(lèi)礦石的適應(yīng)性不強(qiáng)。20世紀(jì)80年代以后，許多國(guó)家都加強(qiáng)了對(duì)浮選柱的研究工作，出現(xiàn)了一批比較新穎的的浮選柱，如柱內(nèi)充以波浪板迭置成的介質(zhì)床層，分層處于“靜態(tài)”條件，泡沫層穩(wěn)定且不用專(zhuān)門(mén)的發(fā)泡器的充填介質(zhì)浮選柱；在柱底采用電解發(fā)泡方式產(chǎn)生微泡的電浮選柱；在給料

8、下方柱周加線(xiàn)圈，使柱軸向產(chǎn)生縱向磁場(chǎng)，有利于礦漿充分分散的磁浮選柱；內(nèi)置多孔介質(zhì)柱體，重選作用和浮選作用相結(jié)合，強(qiáng)化浮選效應(yīng)的的旋流充氣浮選柱；柱體高度低、給料與空氣預(yù)先混合給入，礦化好，浮選速度快的詹姆森（Jameson）浮選柱等。工業(yè)上應(yīng)用的浮選柱最大直徑已達(dá)2.5m，高12m。(見(jiàn)附圖)浮選柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效節(jié)能、對(duì)微細(xì)粒浮選優(yōu)勢(shì)明顯且選別指標(biāo)優(yōu)越等特點(diǎn)，特別是近年來(lái)改進(jìn)了柱體和發(fā)泡器結(jié)構(gòu)之后，浮選柱成為今后新型、高效浮選設(shè)備發(fā)展的重要趨勢(shì)之一 。但是，浮選柱的研究雖然已經(jīng)有了突破性的進(jìn)展，其結(jié)構(gòu)和分選效果仍有待完善和提高，并逐漸顯現(xiàn)了一定的發(fā)展趨勢(shì)。2 浮選柱的結(jié)構(gòu)及其工作原理2.1

9、 浮選柱的結(jié)構(gòu) 浮選柱構(gòu)造簡(jiǎn)單。自溢式浮選柱是由上體、中間圓筒和下體組成，整個(gè)柱體為圓形。刮板式浮選柱還有泡沫刮板和傳動(dòng)裝置，其柱體形狀為上方下圓形，這種形狀不但節(jié)省材料，而且受力情況及穩(wěn)定性也較好。浮選柱中的給礦管有多種深度，其給礦點(diǎn)數(shù)目視柱徑大小而異，分別為三、四和八點(diǎn)。浮選柱的充氣是由風(fēng)源經(jīng)柱體下端的風(fēng)室通過(guò)風(fēng)管進(jìn)入豎置的微孔塑料空氣管。刮板式浮選柱的傳動(dòng)裝置采用效率高、重量輕的單軸或雙軸圓弧齒圓柱蝸桿減速器。刮板軸承采用壽命較高的鐵基合油石墨球面軸承。2.2 浮選柱的工作原理 浮選柱為一個(gè)高達(dá)915m的柱體，礦漿從上部給礦管給入，由空氣壓縮機(jī)充氣，通過(guò)下面的豎置空氣管形成細(xì)小氣泡，均勻

10、分布于整個(gè)斷面上，礦漿在重力作用下緩緩沉降，氣泡由下往上緩緩升起，與礦漿中所要選取的有用礦物在柱中不斷相遇。在對(duì)流運(yùn)動(dòng)中由于浮選藥劑的作用，所要選取的礦物便附著于升起的氣泡面上，其余礦物則從下面錐底排出成為尾礦，由刮板刮入或自流到泡沫槽中的泡沫為精礦，從而完成整個(gè)分選過(guò)程。另外，礦化氣泡中可能夾雜部分連生體及脈石粒子。這是因?yàn)?，這些粒子的一部分由于表面附著了捕收劑，形成較弱的疏水性，在適當(dāng)條件下吸附于氣泡被帶入泡沫。但是，這些粒子的大部分是由于氣泡在礦漿中上升時(shí)，因攜帶礦漿而機(jī)械夾雜進(jìn)來(lái)的。在上述對(duì)流過(guò)程中，新給入的礦漿及被抑制的下沉與礦化氣泡的上升，發(fā)生對(duì)流沖刷作用，是氣泡中夾雜的連生體和脈

11、石粒子被沖落，重又落入礦漿，形成“二次富集作用”，有利于加強(qiáng)分選并能提高精礦品位。3 選柱的應(yīng)用3.1 浮選柱在國(guó)外的研究與應(yīng)用 各種類(lèi)型的浮選柱巳在美國(guó)、加拿大、澳大利亞、德國(guó)、俄同等國(guó)家研究成功，并先后用于工業(yè)生產(chǎn)。美國(guó)研制的浮選柱用于細(xì)粒鐵礦浮選及銅-鎳礦、銅-鉬礦、銅礦浮選廠(chǎng)均取得良好效果。加拿大孔明口有限公司研制的浮選柱已成功用于鐵礦浮選廠(chǎng)、銅礦浮選廠(chǎng)及銅-鉬礦浮選廠(chǎng)。俄羅斯生產(chǎn)的浮選柱主要用于鉛、鋅、銅-鎳、銅-鉬礦及金、銀等選礦廠(chǎng)。 近年來(lái)，隨著在氣泡發(fā)生器、給料方式與排料方式和應(yīng)用最新流體動(dòng)力學(xué)成果，以及降低浮選柱高度等方面所取得的較大進(jìn)展，浮選柱也已成為鋼鐵、煤炭、非金屬礦、

12、環(huán)保工程、化工行業(yè)等選礦或水處理的主要設(shè)備。3.2 國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況 隨著人們對(duì)浮選柱的不斷認(rèn)識(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)其研究的力度也在逐步升級(jí)，已研制開(kāi)發(fā)了充填介質(zhì)式、機(jī)械攪拌式、順流噴射式、微泡式等多種類(lèi)型的浮選柱。 目前選礦廠(chǎng)在使用浮選柱，如內(nèi)蒙古敖倫花礦業(yè)有限公司銅鉬分離作業(yè)采用四臺(tái)浮選柱，其中三臺(tái)用作精選，一臺(tái)用作掃選，四臺(tái)浮選柱均采用外置式微泡發(fā)生器，部分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制；柿竹園有色金屬公司的一粗三精流程采用旋流-靜態(tài)微泡浮選柱，穩(wěn)定獲得了高品位合格螢石精礦，相對(duì)于以浮選機(jī)為選別設(shè)備的一粗二掃九精二精掃的十四段選別，其流程大大簡(jiǎn)化；江西銅業(yè)公司引進(jìn)1臺(tái)D214×10m浮選柱替代2臺(tái)浮選機(jī)，

13、浮選柱系列總的回收率比系列浮選機(jī)高出2.13個(gè)百分點(diǎn)；洛陽(yáng)欒川鉬礦集團(tuán)選礦一公司對(duì)原浮選系統(tǒng)改造后，粗選選用1臺(tái)3800×11000mm浮選柱，精選作業(yè)分別用1臺(tái)1200×7200mm和800×6000mm浮選柱，使精礦回收率大幅度提升到84.19%，品位由原來(lái)的46.12%提高到49.88%10,11。4 浮選柱的優(yōu)缺點(diǎn)4.1 浮選柱的優(yōu)點(diǎn) 與常規(guī)浮選機(jī)相比，浮選柱無(wú)機(jī)械攪拌裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基建投資省，總投資僅為浮選機(jī)的55%；另外其能耗比同等處理量的浮選機(jī)低很多，約為5060%。在生產(chǎn)過(guò)程中，其能使流程大大簡(jiǎn)化，操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不僅浮選效率高，

14、富集比也很高；同時(shí)它的單位處理量特別大，尤其適合于細(xì)粒礦物的回收。4.2 存在的問(wèn)題 根據(jù)浮選柱中氣泡與顆粒作用的理論和柱浮選方程，高效浮選柱要求在較大的表觀(guān)充氣速率下產(chǎn)生微小氣泡，而現(xiàn)行大多數(shù)浮選柱的共同缺點(diǎn)是要產(chǎn)生小氣泡時(shí)，必須采用低的表觀(guān)充氣速率和比較小的處理量，這樣使其氣泡發(fā)生器易堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，影響生產(chǎn)效率；同時(shí)，其對(duì)粗粒礦物的分選效果不佳，受礦漿濃度變化的影響較大，淋水用量約為入料量的50%, 加大了洗水處理的難度。另外，浮選柱外形較高 ,對(duì)廠(chǎng)房高度要求大，還需要另設(shè)提升裝置。5 浮選柱的發(fā)展趨勢(shì)（1）工業(yè)浮選柱的大型化和節(jié)能降耗是今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的研究熱點(diǎn)。通過(guò)改進(jìn)充氣結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)，完善充氣方式以及實(shí)現(xiàn)設(shè)備大型化和自動(dòng)化，可降低浮選柱單位能耗，減輕設(shè)備零部件的磨損和提高浮選效率。（2）降低浮選柱柱體高度和氣泡發(fā)生器外置是浮選柱技術(shù)發(fā)展不可忽視的重要問(wèn)題。為增強(qiáng)浮選柱對(duì)不同物料的適應(yīng)性，應(yīng)著力開(kāi)發(fā)外置式微泡發(fā)生器及射流式充氣器。通過(guò)發(fā)泡裝置的改進(jìn)和礦漿流動(dòng)方式的優(yōu)化，可降低浮選柱高度。（3）應(yīng)加強(qiáng)浮選過(guò)程和浮選設(shè)備的自動(dòng)化研究，結(jié)合選礦行業(yè)特殊性，研發(fā)適用、靈敏的檢測(cè)元器件，實(shí)現(xiàn)浮選柱液位、精礦品位的在線(xiàn)檢測(cè)。6 結(jié)語(yǔ)（1）與傳統(tǒng)浮選機(jī)相比，浮選柱具有分選效率高，易于控制，縮短精選作業(yè)流程，提高精礦品位的優(yōu)點(diǎn)，其在國(guó)外選礦等行業(yè)的應(yīng)用獲得