三产品与主再选两产品重介质旋流器工艺效果比较.docx
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三产品与主再选两产品重介质
旋流器工艺效果比较
王利芳I,杨毛生,韩淑珍I,高志剑,庾朝富2,欧琳琳2,汪春笋2
(1.汾西矿业集团公司新峪煤业选煤厂,山西孝义032300;
2.唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020)
摘要:
通过对新峪煤业选煤厂3GHMc1500/1100AI型无压给料三产品重介质旋流器和LAU50型有压绐料主再选两产品重介质旋流器同时进行生产检查,结果表明,前者的工艺效果和旋流器的吨煤电耗均优于后者。
关键词:
选煤厂;三产品重介质旋流器;两产品重介质旋流器;工艺效果;比较
中图分类号:
TD947 文献标识码:
A文章编号:
1005-8397(2012)04-0003-05
新峪煤业选煤厂入选原煤牌号为肥煤,一期工程系统于2005年投产,设计能力为2.0Mt/a,采用的主、再选设备是预先脱泥有压给料LA1150型两产品重介质旋流器,原料煤进入混料桶与高密度悬浮液一起泵送进入主选两产品旋流器,预先分选出重产物(砰石);轻产物(即精煤和中煤的混合物)再进入另一个混料桶与低密度悬浮液一起泵送进入直径相同的再选两产品旋流器,最终分选出精煤和中煤。
该厂二期工程系统于2011年10月投产,采
收稿日期:
2012-05-07
作者简介:
王利芳(1971一).女,山西阳高人.1992年毕业于大同煤校煤犷机械化。
业,汾西矿业集团新峪煤业选煤厂党总支书记、工程师。
特大型选煤厂的主要关键装备还有50%左右需要整机进口,大大落后于煤炭行业生产装备国产化水平。
大型、特大型选煤厂的主要关键装备严重制约了我国向选煤强国迈进的步伐。
3“十二五”煤炭洗选加工战略目标
3.1原煤入选量
“十二五”期末,全国原煤人选能力超过26亿t,原煤入选量25.4亿t,人洗比例达到65%以上;新建选煤厂180处,能力约&5亿t。
3.2技术进步目标
用的主选设备是我国具有自主知识产权的选前不脱泥无压给料3GHMC1500/1100AI型三产品重介质旋流器,该机规格和处理能力均达到了世界最高值。
原料煤靠自重给人后,经由圆筒形第一段旋流器分选出轻产物(精煤),而重产物经过圆柱一圆锥形第二段旋流器,分选出中煤和砰石。
生产实践表明,这两种类型重介质旋流器的分选效果差别显著。
1原料煤的可选性
2011年12月15日对一期、二期工程的两种重介质旋流器进行了工业性对比试验,虽然是同一时间采样,但分别由两个煤仓供料,并且一期工程的原料煤预先经过脱泥(筛缝为1mm),两种旋流器入料粒度组成(见表1)和密度组成(见
到2015年,我国大中型选煤厂争取全部实现集中控制,95%洗水达到闭路循环;重介质选煤工艺达到60%;全员工效:
炼焦煤选煤厂达到100M工以上,动力煤选煤厂达到200t/工。
3.32020年发展目标
煤炭洗选加工要形成比较合理的结构和布局。
原煤入洗比重达到70%以上。
原则上不销售和使用毛煤。
建成一批不同规模、不同品种、不同用途的现代化煤炭洗选加工基地。
技术装备、工艺流程、全员工效和自动化程度接近国际先进水平,进入世界煤炭洗选加工强国行列。
表1重介质旋流器入料粒度组成
粒级/mm 50-25 25-13 13-6 6-3 3-0.5 <0.5合计
三产品旋流器入料
产率/%
灰分/%
14.62
52.88
11.25
46.03
16.64
40.01
13.62
32.60
27.38
24.73
16.49
22.89
100.00
34.55
主再选两产品旋流器人料
产率/%
灰分/%
12.50
52.13
13.31
42.88
22.17
38.71
17.34
32.32
25.51
24.04
9.17
18.71
100.00
34.26
表2、表3)不尽相同,所以两者的可选性也有些差异(见图1、图2)。
从表1~3及图1~2可以看出,三产品重介质旋流器入料中3-0.5mm以及小于0.5mm粒级的产率明显高于经预先脱泥主再选两产品重介质旋流器人料。
从密度组成来看,三产品重介质旋流器50-0.5mm粒级入料的灰分较后者高出1.57百分点,小于1.5kg/L轻密度级的产率较后者低2.75百分点,而大于1.80kg/L重密度级产率却比后者高2.80百分点。
从可选性曲线上看,三产品重介质旋流器的理论精煤产率(精煤灰分为9.50%时)比主再选两产品重介质旋流器低1.70百分点,±0.1含量(扣除大于2.00kg/L后)前者为14.73%,比后者高1.49百分点。
由此可以看出,虽然两者可选性均属于中等可选等级,但三产品重介质旋流器原料煤的可选性相对差一些。
密度级/
产率/%
灰分/%-
浮物累
沉物累
±0.1
产率
灰分
产率
灰分
密度/kg」r 产率
kg-
L-,
<1
.45
45.92
8.62
45.92
8.62
100.00
36.94
1.45
-1.50
4.28
19.47
50.20
9.54
54.08
60.99
1.50
-1.55
2.24
23.50
52.44
10.14
49.80
64.56
1.60
7.80
1.55
-1.60
2.34
28.66
54.78
10.93
47.56
66.49
1.70
6.21
1.60
-1.70
3.21
34.44
58.00
12.24
45.22
68.45
1.80
5.74
1.70
-1.80
3.00
42.24
61.00
13.71
42.00
71.06
1.90
3.82
1.80
-1.85
2.00
47.21
62.99
14.77
39.00
73.27
1.85
-1.90
0.75
52.11
63.74
15.21
37.01
74.68
1.90
-1.95
0.26
54.39
64.00
15.37
36.26
75.14
1.95
-2.00
0.82
58.80
64.81
15.92
36.00
75.29
表23GHMc1500/1100Al型无压给料三产品重介质旋流器入料(50~0.5mm)的密度组成
表3LA1150型有压给料主再选两产品重介质旋流器入料(50-0.5mm)的密度组成
密度级/kg-L-'
产率/%
灰分/%-
浮物累
沉物累计/%
±0.1
产率
灰分
产率
灰分
密度/kg-L-'
产率/%
<1.45
48.67
8.84
48.67
8.84
100.00
35.37
1.45--1.50
3.33
20.05
52.00
9.56
51.33
60.51
1.50-1.55
2.92
24.52
54.92
10.36
48.00
63.32
1.60
8.09
1.55~1.60
2.09
30.87
57.01
11.11
45.08
65.84
1.70
6.78
1.60-1.70
3.07
36.56
60.08
12.41
42.99
67.54
1.70-1.80
3.71
45.32
63.80
14.33
39.92
69.92
>1.80
36.20
72.45
100.00
35.37
36.20
72.45
小计
100.00
35.37
2工艺效果
重介质旋流器工业性试验选出的精煤、中煤和砰石的50-0.5mm粒级密度组成见表4和表5,以此数据为基础所获得的工艺效果指标见表6和表7。
重力选煤设备的工艺效果评定指标有以下两项。
表43GHMC1500/1100A1型无压给料三产品
重介质旋流器产品(50~0.Smm)的密度组成
精煤/%
中煤/%
肝石
密度级/
产率
灰分
产率
灰分
产率
灰分
kg-L-1
7
儿
7
4
Y
4
<1.45
92.95
8.4!
l.(M
12.81
0.00
0.00
1.45-1.50
5.15
22.15
5.98
24.28
aoo
0.00
1.50-1.55
1.03
26.83
1284
28.36
0.00
0.00
1.55-1.60
0.23
31.19
13.12
31.72
aoo
0.00
1.60-1.70
a22
32.11
30.66
37.80
a06
25.16
t.70-1.80
0.16
36.41
23.56
44.57
0.24
46.77
1.80-1.85
a00
0.00
8.84
50.64
1.48
52.78
1.85-1.90
aoo
0.00
1.99
53.36
1.75
55.98
1.90-1.95
aoo
0.00
0.55
56.45
1.03
58.60
1.95~200
0.08
44.61
0.53
59.29
1.46
61.82
>2.00
a18
63.50
0.89
66.84
93.98
76.58
^卜计
loaoo
9.58
100.00
38.24
100.00
75.36
(1)数量效率。
表7中所列的主再选两产品重介质旋流器的数量效率第一段是粗选精煤的数量效率,第二段是精选精煤的数量效率,为了与三产品重介质旋流器进行比较,将前者的数量效率也换算成精煤产率与计算入料的理论产率百分比值。
换算后,三产品重介质旋流器分选50~0.5mm粒级原煤的数量效率比主再选两产品重介质旋流器的高0.41百分点。
相应各粒级的数量效率,三产品重介质旋流器也要高一些。
(2)可能偏差。
对于精煤段,这两种旋流器
5个粒级的可能偏差各有不同,但50~0.5mm综合粒级的可能偏差,三产品重介质旋流器为0.022kg/L,而主再选两产品重介质旋流器为0.033kg/L,显然前者优于后者。
对于砰石段,50-0.5mm综合粒级三产品重介质旋流器的可能偏差为0.034kg/L,主再选两产品重介质旋流器的可能偏差为0.035kg/L,从各粒级的情况来看,除了13~6mm粒级以外,前者的可能偏差均优于后者。
表5LAU50型有压给料主再选两产品
重介质旋流器产品(50-0.5mm)的密度组成
密度级/
精煤/%
中煤/%
阡石/%
产率
7
灰分勺
产率y
灰分
4d
产率y
灰分
4
kg.
<1.
45
93.00
8.60
9.53
10.33
0.50
13.26
1.45-L50
4.31
22.22
204
23.01
0.18
24.99
1.50-
•1.55
229
25.63
47.27
27.11
1.99
29.75
1.55-
-1.60
0.41
31.53
31.14
30.86
3.31
31.49
1.60-
-1.70
0.00
a00
5.85
36.12
6.83
37.41
1.70-
4.80
a00
0.00
0.87
43Q
8.02
43.65
>1.80
aoo
0.00
3.29
72.06
79.18
69.46
小计
100.00
9.67
100.00
28.74
100.00
62.80
3产品指标
该厂一期工程的选煤工艺采用预先脱泥,由于高密度的悬浮液配制和维持困难,再加上脱泥后的原煤水分较高,造成主选(排砰)两产品重介质旋流器的悬浮液密度自投产以来一直很难提高。
在本次工业性试验中,主选旋流器的悬浮液密度为1.485kg/L,以至有相当数量的中间密度物混入砰石(见表8),轻产物灰分仅为10.55%。
再选(精煤段)旋流器的悬浮液密度为L465kg/L,主、再选的密度差仅为0.02kg/L;最终精煤灰分为9.67%,灰分仅降低了0.88百分点;中煤产率为1.76%。
而三产品重介质旋流器的悬浮液密度为1.489kg/L,其二段(砰石段)实际分选密度为1.843kg/L,精煤、中煤、砰石的灰分分别为9.58%、38.24%和75.36%。
从表8的产品密度组成上看,三产品重介质旋流器具有以低密度悬浮液实现高密度排砰的特点,且各粒级的砰石灰分和阡石带煤率指标远优于主再选两产品重介质旋流器。
从中煤带精煤率来看,也是前者优于后者,这就是三产品重介质旋流器数量效率高一些的主要原因。
但要指出的是,三产品重介质旋流器的各粒级精煤中含有极少量的砰石,这可能是原料煤进入旋流器前,未能充分润湿的缘故,虽然不影响精煤灰分指标,但也是应予以重视的问题,需要加以解决。
表6三产品重介质旋流器工艺效果指标
处理最:
615t/h;入料压力:
0.355MPa;悬浮液密度:
1.489kg/L
粒级/mm 50-25 25-13 13-6 6-3 3-0.5 50-0.5
4旋流器吨煤电耗
重介质旋流器本身没有运动部件,物料在旋流器中实现分选的关键是介质泵所施加的能量产生了合适的离心力场,可以说介质泵是重介质旋流器的动力源。
在本次试验中,实测了介质泵驱动电动机的电流和电压(见表9),由此可按下式计算各台电动机的轴功率P(kW):
p_MXUJcQStp
尸=1000
式中:
U——实测电压,V;
I 实测电流,A;
cosw一驱动电动机功率因数。
表8重介质旋流器产品指标
粒级/mm
50-25
25-13
13~6
6~3
3-0.5
50-0.5
入料灰分/%
54.63
48.3
40.06
31.91
24.75
37.94
精煤
精煤灰分/%
11.88
11.84
10.35
9.66
8.25
9.58
精煤带肝/%
0.51
0.25
0.17
0.13
0.31
0.26
中煤灰分/%
39.26
37.64
37.14
36.87
39.93
38.24
—;口口
中煤
中煤带精煤/%
0.45
4.90
8.65
7.73
8.59
7.02
中煤带肝石/%
21.11
8.39
8.14
7.73
17.53
12.80
肝石
肝石灰分/%
76.27
75.82
74.60
74.45
75.44
75.36
杆石带煤/%
0.05
0.08
0.29
0.34
0.88
0.30
入料灰
52.15
35.93
37.07
28.72
26.15
34.51
精煤
精煤灰分/%
11.69
11.49
10.10
10.00
8.47
9.67
精煤带阡石/%
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
主再洗
中煤灰
27.65
25.98
27.77
9.27
30.92
28.74
两产品
中煤
中煤带精煤/%
11.57
14.65
10.49
9.00
12.17
11.57
中煤带肝石/%
3.29
0.82
3.35
4.14
4.61
3.29
汗石
肝石灰分/%
71.40
49.62
63.47
58.03
66.27
62.80
汗石带煤/%
11.63
17.81
25.56
32.29
30.26
20.82
表9旋流器吨煤电耗
重介质旋流器
驱动电动机型号
U/N
//A
cos9
P/kW
单机处理量/
t-h-1
吨煤电耗/
kW•h•t-1
3GHMC1500/1100AI
YKS560-8
6000
50
0.85
441.7
615
0.72
主选
Y400L-8
380
450
0.85
251.7
LA1150
<270
>1.55
再选
Y355L3-6
380
298
0.85
166.7
单机处理量是两种旋流器给料胶带输送机上的胶带秤显示值。
由于现场采样条件限制,本次试验没有测出主再选两产品重介质旋流器脱泥后原煤的实际入料量,故只能按脱泥前的煤量计算。
即使如此,主再选两产品重介质旋流器的吨煤电耗仍是三产品重介质旋流器的2.15倍。
5结语
按照GB/T15715《煤用重选设备工艺性能评定方法》规定,对新峪煤业选煤厂两种重介质旋流器工业性试验中各粒级及50~0.5mm综合粒级的数据进行了检验,其均方差皆小于临界值1.4。
所以试验数据有效、可靠、可信。
新峪选煤厂的工业性试验表明,三产品重介质旋流器的工艺指标,无论是数量效率还是可能偏差均优于主再选两产品重介质旋流器。
该厂一期工程系统的主再选两产品重介质旋流器采用预先脱泥有压给料,主选旋流器排砰,悬浮液密度不高,致使砰石带煤率大,造成了宝贵的煤炭资源损失。
三产品重介质旋流器的吨煤电耗为0.72kW-h,低于主再选两产品重介质旋流器,符合节能降耗的基本国策。
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