洗煤厂基础知识

洗煤厂基础知识——马架子煤矿：郭力培训的目的•提高洗煤技术水平•创造效益的最大化煤的组成和性质•由于成煤的原生物质和成煤的地质地理条件不同，不同地区各种煤的组成和性质有很大的差异。煤是不均质的混合物，由有机物质和无机物质两部分组成，主要是有机物质。有机物质，可以燃烧。所以也叫可燃体。无机物质主要是各种矿物杂质，通常不能燃烧。•煤岩组成可分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭4种。它们在外观上有很大差别。镜煤和亮煤都有光泽，但镜煤的断口呈贝壳状。质地较致密。暗煤和丝炭都无光泽，暗煤的质地坚硬而无层理，丝炭很象碎木屑。煤岩组成对煤的性质和用途有重要影响。•碳和氢是煤中的主要成分，在燃烧时能放出大量的热量。一般来说，煤中有机物质的元素随着煤化程度而有规律地变化。煤化程度越高，碳的含量越高，而氢和氧的含量越低。•为了了解煤炭质量，判断煤的种类和加工利用途径，需要对煤进行工业分析，包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳4项。煤的分类•无烟煤（WY）•无烟煤的特点是固定碳高，挥发分低，纯煤真相对密度高达1.35~1.90，无粘结性，燃点高，一般达360℃~420℃左右。燃烧时不冒烟。这类煤又细分为01号（年老）、02号（典型）和03号（年轻）三个小类。其中北京、晋城和阳泉三矿区的无烟煤为01号、02号和03号无烟煤的代表。•无烟煤主要供民用和做合成氨造气的原料：低灰、低硫、且质软易磨的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可作为制造各种碳素材料如碳电极、炭块、阳极糊和活性炭、滤料等原料；某些无烟煤制成的航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。煤的分类•褐煤（HM）•是煤化度最低的矿产煤，其特点是水分大，孔隙度大，挥发分高，不粘结，热值低，含有不同数量的腐植酸。氧含量高到15%~30%左右，化学反应性强，热稳定性差。块煤加热时破碎严重，存放在空气中很易风化变质，碎裂成小块甚至呈粉末状，使热值更加降低。灰熔融性也普遍较低，煤灰中常含有较多的钙盐，其中有的来自腐植酸钙（属金属有机化合物），也有来自碳酸钙和硅酸钙的，目前分为目视比色透光率PM＞30%~50%的年老2号褐煤和PM≤30%的1号年轻褐煤。•褐煤主要用作发电燃料，粒度6mm~50mm的混块煤可用于加压气化制造燃料气和合成气。晚第三纪褐煤中有不少可作为提取褐煤蜡的原料，但侏罗纪褐煤的褐煤蜡低而只可作为燃料或加氢液化原料。年轻褐煤也适于作腐植酸铵等有机肥料，用于农田和果园，能起增产作用。内蒙古的平庄、霍林河以及云南小龙潭等矿区是我国的典型褐煤产区。选煤的意义•原煤在生成过程中混入了各种矿物杂质，在开采和运输过程中不可避免地又混入顶板和底板的岩石及其他杂质(木材、金属及水泥构件等)，随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量将越来越差，表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量增长、水分提高。为了降低原煤中的杂质，同时把煤炭按质量、规格分成各种产品，就要对煤炭进行机械加工，以适应不同用户对煤炭质量的要求，为有效的、合理的利用煤炭资源。减少燃煤对大气的污染创造条件，保证国民经济的可持续发展。•选煤是煤炭工业的重要部门。选煤的定义•选煤是利用煤炭与其他矿物质的不同物理、物理一化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求。选煤的目的•除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。•把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要．以便有效合理地利用煤炭，节约用煤。•煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。•煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50％～70％的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染。它是洁净煤技术的前提。我国主要选煤技术发展趋势•选煤是应用物理、物理化学、化学或微生物等方法将原煤脱灰、降硫并加工成质量均匀、用途不同的各品种煤的煤炭加工技术，是提高煤炭利用效率、减少污染物排放的最经济、有效的途径。目前，国内采用的选煤方法主要为重介、跳汰、浮选以及干法选煤。我国地域广阔，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质变化大，因而以上选煤方法均有应用。随着国际能源消费结构向煤炭消费方向的调整和环境保护意识的日益增强，世界各国越来越重视煤炭的洗选加工，从而有力地推动了选煤技术的发展。我国主要选煤技术发展趋势•重介选煤技术•重介选煤是一种高效率的重力选煤方法，具有可高效率地分选难选煤和极难选煤、分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围宽、处理能力大、实现自动控制等特点。我国的重介选煤技术始于1958年，在解决了设备的耐磨、介质同收和高效泵设备问题后，重介选煤技术在中国得到了迅速的发展，先后研制成功了各种类型的重介分选机、两产品及三产品有压和无压给料的重介旋流器、多产品低下限重介分选系统、微细介质重介旋流器分选煤泥等并投入工业应用，为重介选煤技术的进一步发展奠定了雄厚的技术基础。目前，我国重介选煤的旋流器及其工艺明显地向两极方向发展：一是提高入料上限，二是明显降低分选下限，利用小直径旋流器，在高离心力场下分选0.5mm以下的煤泥，使旋流器的有效分选下限达0.045mm。在工艺流程方面，重点发展原煤不脱泥入选和小直径重介旋流器处理细粒煤，以及将上述2种工艺加以综合的复选工艺，重介分选技术的今后发展重点和趋势：主要表现在对介质的改进，以及开发新型选煤介质。我国主要选煤技术发展趋势•跳汰选煤技术•跳汰选煤是主要的煤炭分选工艺，它的优点在于工艺流程简单、设备操作维修方便、处理能力大且有足够的分选精确度；另外，跳汰选煤入料粒度范围宽，能处理15mm~150mm粒级原料煤。跳汰选煤的适应性较强，主要应用于洗选中等难选到易选的煤种。是否采用跳汰方法选煤关键看原煤的可选性，原则上中等可选、易选的和极易选原煤都应采用跳汰选煤方法。难选煤是用跳汰选还是重介选，应通过技术经济比较来确定，对极难选煤，应采用重介选煤方法，以求得高质量和高效益。在我国使用较多的国产跳汰机有SKT系列、X系列筛下空气室跳汰机。X系列跳汰机采川液压托板排料方式，跳汰面积为4m2~45m2；SKT系列跳汰机跳汰面积为6m2—40m2，采用无溢流堰深仓式稳静排料方式，可避免已分层物料撞击或翻越溢流堰造成二次混杂。总的来看，跳汰技术的发展是朝着设备大型化、降低制造和运行成本、更加精确地实现分选、提高单机及系统的自动化程度等方向进行。因此，未来很长一段时间内，跳汰选仍将在我国选煤行业中居优势地位。我国主要选煤技术发展趋势•浮选选煤技术•浮选工艺是利用矿物表面的物理化学性质的差别分选矿物颗粒的作业过程，是一种应用非常广泛的选煤方法。生产实践证明，不同粒级的煤泥在浮选中的速度和可浮性存的较大的差异。因此，浮选丁艺的一个发展方向是，采用分级入浮方式处理，可使不同粒级的煤泥得到合理有效地处理，一般可将煤泥分为3个级别，即粗粒级(+0.25mm)、中等粒级(0.25mm-0.045mm)、高灰细泥(-0.045mm)，近年来我国研制成功的筛网旋流器为煤泥分级浮选或分级处理流程创造了条件。另外，对浮选剂的研发也得到了一定的发展，浮选剂的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在气泡上黏着的牢固度，在矿浆中促使形成大量气泡，防止气泡兼并和改善泡沫的稳定性使煤粒有选择性地黏着气泡而上浮，调节煤与矿物杂质的表面性质，提高煤泥的浮选速度和选择性。近年来对煤泥浮选的药剂进行了很多研究，除了各类捕收剂和起泡剂外主要致力于两个方面：一是煤泥浮选促进剂．二是复合浮选药剂。在这两个方面，国内外的专家学者通过不懈努力已经取得了丰硕成果。跳汰机•跳汰机的工作原理是什么•跳汰是在交替上升和下降的水流中，使受分选的物料按颗粒密度不同进行分离的过程，跳汰机是实现这种过程，且使这种操作得以连续进行的设备。•跳汰机由箱体、隔板、风阀、筛板及自动控制系统组成。隔板是未达机底的垂直隔板，将机箱分成两个部分，带有筛板的工作室和空气室。由于风阀的进、排气作用，在空气室中造成交替上升和下降的脉动水流，受分选的物料中各种不同密度和形状的颗粒，就是在这样的水流中进行分离。•当水流向上冲击时，筛面上的物料被扬起，并呈悬浮状态，轻重、大小不同的矿粒具有不同上升和下沉的速度。互相移动位置，在上升水流末期，不同密度和粒度的颗粒开始按各自的沉降速度下沉，高密度的粗颗粒沉降得最快，位于下层，低密度的细颗粒位于上层，当水流下降时，又产生吸啜作用，高密度的细颗粒在吸啜力下，穿过粗粒间的间隙，透过筛板落入机体下部，称谓“透筛”排料，低密度的细粒煤由于沉降速度慢，覆盖在上层。•在连续跳汰过程中，入料一方面在上升下降交变的水流中按密度分层，另一方面又在水平流的作用下，物料由入料端向排料端移动，上层的轻产物将与水一起，流过溢流堰，排出机外，中煤与矸石分别从矸石段和中煤段的排料闸门排放到机体下部，并与透筛物料一起被斗式提升机运走。跳汰机•风水在跳汰选煤中的作用是什么•风量和筛下水不仅决定着床层的振幅，同时决定着床层的游动性，因而是最重要的调节因素。加大风量可增加振幅和吸啜力，加大顶水除对博动有帮助外，主要是加强床层松散度，但同时减弱吸啜力。水量大而风量小时，床层间过于松散，吸啜力很弱，使颗粒在分层中的影响显著，特别不利于粉煤的分选；水量过小而风量过大时，可能使床层整体上升或下降，得不到松散，因而分散效果显著降低。适宜的风水作用下的床层应该是上升初期密集，到上升末期和膨胀期完全松散，在下降时产生强的吸啜力。经验表明，在保证床层有效松散的条件下，应尽量采用“大风小水”。跳汰机•跳汰机正常生产的标志是什么•跳汰机正常生产的标志是表观现象、探测触觉和快速分析三者的结合。•1、跳汰机正常生产的表观现象•（1）汰机各段洗水脉动均匀平稳。风阀侧和操作侧水面同步起落，这表明各空气室内压力变化规律协调，跳汰过程正常。•（2）跳汰机内表层水厚＜50mm，最薄者呈现出鱼鳞波（由表层颗粒引起的）。两侧水速相同，或差别不明显。这表明顶水与冲水的用量适当，分布均匀。•（3）床层厚度在短时间内无大的起伏。•2、跳汰机正常生产的触觉探测•跳汰机司机应用探杆等触觉探测手段检验床层状态作为调整依据，要探明的内容有：•（1）跳汰周期必须切实完成，下一个跳汰周期开始前床层应压实。否则得不到理想的分选结果。•（2）床层起振要有力，上、下分层起振不脱节。如风、水压力和用量与物料性质不相适应时会出现在床层高度上脱节。上、下分层之间产生空档，这对细粒分选尤为不利。•（3）床层紧一－松――紧的变化节奏要明显。•（4）液流下降时有足够的吸啜力。吸啜力够，司机才能酌情调节，否则将无能为力。•3、跳汰机正常生产的科学依据－快速分析•观察与探测虽然能判断跳汰分选过程，但毕竟是粗略的感觉，并非精确的数据，因此要用煤样的快速分析结果或在线测试结果指导生产。跳汰机•跳汰机有效操作的条件是什么•在实际生产中有许多影响跳汰过程和洗选结果的因素。这些因素不是调节因素，却是有效调节的前提条件，较明显的有以下几个方面：•（1）沿跳汰机宽度给料质量要均匀，入料粒度和质量偏析，跳汰司机无法通过操作解决。•（2）均匀喷水使原煤在入跳汰前完全润湿，不产生干煤浮团。•（3）跳汰机筛板孔径、开孔率和安装角度等筛板参数对洗选效果和处理能力影响极大，又是不可调的因素，必须预先选定好。•（4）经常清理铁器异物，疏通堵塞的筛孔。•（5）维护好人工床层。•（6）维护和检修好可调部件。可调部件是跳汰司机实现操作技艺的工具，任何可调部件的失灵和失控应立即查明原因，迅速恢复。否则，跳汰司机将因手中无得力工具，而对恶化了的跳汰过程束手无策。跳汰机•风水的调整与跳汰洗煤的关系是什么•风是松散床层的主导因素，是跳汰洗煤的动力源。为了取得较好的质量、回收，对待不同的原煤条件，要有相应的风水制度，风的调整，主要是风水在跳汰中的传递作用，两段要求，调配原则这三个相对的关系。•床层运动时的水力传递，一是靠风的劲（能上冲，能下吸）；二是靠水的劲（只上冲，不下吸）。风使床层松散重点在解决质量上，过多会造成回收少；水松散床层重点在