选煤厂指标分析

唐于辉介质消耗药剂消耗原煤入洗量精煤产品质量精煤数量效率分类介质消耗包括技术消耗（工艺消耗）和管理消耗，及介质质量损失。技术消耗是指重介各产品（精煤、中煤和矸石）和各磁选机尾矿带走的介耗折合到每吨入洗原煤的质量；管理消耗是指介质的储存、运输、添加及生产过程中的跑、冒、滴、漏而损失的介质折合到每吨入洗原煤的质量；介质质量损失指由于介质质量不合格，导致介质消耗增加引起的损失。技术损失比较复杂。主要包括：1、磁铁矿的添加方式。2、重介悬浮液的粘度和固相体积浓度3、弧形筛、脱介筛的脱介效果。4、磁选机的分选效果。5、分流量的调节等。管理损失比较直观，主要包括：1、杜绝计量上的误差。2、杜绝储运损失。3、重介系统有压给料，管道的磨损很大，必须对管道进行周期性的更换，杜绝跑冒漏滴；4、严防弧形筛、筛子跑粗对磁选机造成堵塞，严防大块煤和杂物进入主介泵造成事故排料造成介质的流失。介质质量包括介质密度、磁性物含量、粒度特性、水分。设计规范规定，用磁铁矿作加重质时，密度须在4.5g/cm2左右；磁性物含量需达到95%以上；分选块煤-0.074mm粒度含量必须达到80%以上，分选末煤时-0.044mm粒度含量必须达到90%以上，现场实践表明：分选洗混煤时-0.044mm粒度含量必须达到80%以上，才能保证悬浮液稳定水分高，会使介质结团成块，不仅加介困难，而且介质进入悬浮液中难于分散，造成悬浮液不稳定我国选煤厂设计规范中规定，加重质（磁铁矿粉）消耗（技术损失）指标：块煤系统0.2kg/（t原煤）；末煤系统1.0kg/（t原煤）。介质消耗是一个综合效果，影响因素是多方面的。除与介质流程环节有关外，还与设备的选型及性能、工艺过程运行的工况条件等因素密切相关。影响因素介质回收流程重介选产品脱介流程稀悬浮液净化回收流程浓缩-磁选流程优点：①系统比较简单，设备少。②设计上可以利用自流方式使浓缩机溢流用于产品脱介筛喷水和工作悬浮液的调节。缺点①细粒磁铁矿粉和细煤泥易损失。②净化、回收过程滞留时间较长。适用范围：适用于悬浮液量大、浓度较低的稀悬浮液。旋流器预先分级流程优点：①减少微细磁铁粉在磁选机尾矿中的损失。②旋流器溢流与磁选后精矿一起浓缩可以利用磁凝聚作用,回收微细磁铁粉。③相对来说设备布置较为容易。缺点：流程较为复杂，设备多。适用范围：适用于重介旋流器选末煤系统，所选用的磁铁矿粉粒度很细。直接磁选流程优点：①取消了浓缩设备，设备种类少。②缩短了循环介质的路程，流程简单，尾矿中磁铁矿损失小。③净化、回收过程滞留时间较短。缺点：①磁选环节负荷大，所需磁选机台数多。②稀悬浮液泵磨损大。适用范围：适用于稀悬浮液量少，浓度适当；磁选机处理量大。筛下直接磁选流程与直接浮选流程的不同点：①取消稀介质桶和稀介质泵，进一步缩短了悬浮液在回收过程中的滞留时间，有利于悬浮液密度的稳定。②对厂房高度要求高。设备选型及其性能脱介筛①合理选择脱介筛面积，筛面料层不宜过厚，且须具备足够长度，以保证足够脱介时间并可杜绝脱介筛跑介。②除设弧形筛预先脱介外，脱介筛必须设合格介质段，并尽量减少去稀阶段的介质量，以减少介质净化的磁选效率所造成的损耗。③物料入筛前加设均料措施，使物料沿筛面均匀分布。⑤合理选择筛孔筛缝⑥提高喷水压力，保证足够喷水量。尽量采用小流量，高压头喷水制度。磁选机①尽量采用高效磁选机回收介质，可有效降低介质消耗。根据《设计规范》，磁选效率不应低于99.8%。②选择合理的工况。入料量（100m3.h-1.m-1）、入料浓度（20%）及入料中磁性物含量(18.5t.h-1.m-1)。磁铁矿粉性质及补加方式当采用磁铁矿粉作加重质时，其磁性物含量应不小于95%，密度不宜小于4.5t/m3;当作为斜轮/立轮重介质分选机分选块煤时，其-0.074mm粒级含量应占90%以上；用于重介质旋流器分选的磁铁矿粉粒度，其-0.045mm粒级含量应占85%以上。补加的新介质宜在介质库调成悬浮液，用泵输入主厂房；新介质最好预先采用磁选机净化，去除其中高灰岩粉（富余）；流程中存在高低两种分选密度时，通常采用由高密度区向低密度区补加合格悬浮液。生产过程中经常遇到:一直在向主洗系统冲入介质，介质密度却始终提不起来原因：磁铁矿的添加方式不对,冲水量过大悬浮液密度过低，使生产系统平衡被打乱,中煤、矸石量增多，中煤、矸石带介量增大的恶性循环。解决的办法：1、减小冲水量2、直接将磁铁矿粉加入主介分选系统。生产控制洗水浓度一方面，浓度越高，影响悬浮液稳定性；二是影响脱介筛脱介效果；同时洗水浓度越低，磁选机入料浓度越低，磁选效果越好设备液位平衡一般来讲，高低密度区合介桶液位70%左右；高低稀介桶液位50%左右，脱泥桶液位70%控制介质分流量目的：调整密度；保持各桶液位平衡；降低系统中煤泥量。分流量：一般不超过合格介质量的25-30%介耗控制（1）有条件的选煤厂可采用直接磁选工艺（2）加强对脱介筛的维护及改善其工作效果（3）提高磁选机回收磁铁粉的效率（4）保持各设备液位平衡，防止堵、漏事故发生（5）减少进入稀介质中的加重质数量，并尽量保持稀介质的质量稳定（6）保证磁铁矿粉的技术质量要求（7）严格控制从重介系统中向外排放煤泥水（8）采用先进的介质回收净化流程和最佳的加重质储运及添加方式在我厂，煤泥水处理采用粗煤泥回收、浮选、尾煤浓缩压滤联合工艺流程。由于原煤灰分高、煤泥量大且矸石易泥化，导致生产中煤泥水处理难度增加，生产用循环水浓度过高，直接影响选煤厂的正常生产和选煤成本。为了提高选煤厂的经济效益和环境效益，在某些处理过程中往往用化学药剂来强化处理效果。药剂消耗做为选煤厂重要技术经济指标之一，通常包括两方面：絮凝剂的消耗及浮选药剂的消耗。絮凝剂必要性在煤泥水体系中，多数煤泥粒度偏细．完全依靠重力作用进行沉降比较困难。解决这类煤泥水的澄清问题需使微细颗粒预先进行凝聚和絮凝，使之形成絮团．增大“粒度”，加速沉降速度，达到澄清目的。使用絮凝剂是煤泥水处理的主要途径之一。因此，高效、价廉絮凝剂的开发应用至关重要,是选煤厂实现煤泥厂内回收、洗水闭路循环、保护环境的技术关键。分类絮凝剂一般分为有机高分子絮凝剂及无机高分子絮凝剂。其中，有机高分子絮凝剂：按照化学成分的不同,有机高分子类絮凝剂可分为天然高分子絮凝剂和人工合成高分子絮凝剂;按照其所带电荷不同,可分为非离子型、阴离子型和阳离子型絮凝剂;按产品分类可分为水溶液型、干粉型和乳胶型三类等。无极高分子絮凝剂无机絮凝剂很少单独使用，往往作为助絮凝剂与高分子类絮凝剂联合使用。常见的有石灰、硫酸铝、氯化钠、无水氯化钙、三氯化铁、碱式氯化铝等作用机理包括凝聚和絮凝两种作用过程凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程;絮凝过程是所形成细小的凝聚体在絮凝剂的桥连(架桥)作用下生成大体积的絮凝物(即絮团)的过程。常用药剂聚丙烯酰胺(PAM)是研究、开发和使用最多的高分子类絮凝剂。常用的聚丙烯酰胺有三种类型,即阳离子型、阴离子型和非离子型。阳离子型:以丙烯酰胺为主与阳离子单体聚合而成,或将聚丙烯酰胺“阳离子化”。由于煤粒表面呈负电性,阳离子聚丙烯酰胺用作絮凝剂,分子链既可以在煤粒间架桥,又可以中和煤粒表面的负电荷,减少煤粒之间的排斥作用,有利于聚集与絮凝,从而提高脱水速度和降低精煤产品的水分。阴离子型:由丙烯酰胺与阴离子单体聚合而成。丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物是应用最多的阴离子聚合物絮凝剂。阴离子絮凝剂在煤粒表面为环式或尾式吸附,易于在煤粒间形成桥,对煤粒表面的双电层有压缩作用,且不易受矿浆pH值的影响。非离子型:丙烯酰胺(AM)的均聚物.由于其有较大范围的电荷密度,因此在给定的矿浆中可以有一种最佳的卷曲构型,使其产生最佳的絮凝效果.絮凝剂试验目的确定最优性能的絮凝剂及其用量，并考察了煤泥水絮凝沉降后澄清液的固体浓度，从理论和实践上探讨了煤泥水澄清外排的可能性及可行性。步骤（1）絮凝剂选择试验对各种絮凝剂分别进行用量选择，确定出各自的最佳用量及最优效果。（2）条件择优试验比较各种絮凝剂的试验结果，确定出最优的絮凝剂品种，并对最佳絮凝剂用量进一步进行用量选择，以确定其最佳用量。根据前述试验情况，必要时可用无机电解质凝聚剂配合絮凝剂使用，设计两因素三水平正交试验，以确定最佳药剂方。（3）煤泥水浓度试验在最佳药剂方案的基础上，考察不同煤泥水浓度对絮凝沉降效果的影响。效果评价主要包括上澄清液浓度、沉降速度及药剂用量。试验结果分析以某选煤厂现用聚丙烯酰胺为例：（1）通过试验确定A型絮凝剂。相对其它类型，其上澄清液浓度最低可达0.724g／L，其最佳用量为1.6g／m3。（2）由于在试验中观察到澄清液中仍有部分细粒悬浮物，加入凝聚剂B：AlCl3。配合使用，设计了两因素三水平的正交试验。通过结果得到最佳用药方案为：每1m3煤泥水配合使用1.6g絮凝剂与12gAlCl3凝聚剂。由分析可知，絮凝剂与凝聚剂的用量对试验指标都有十分显著的影响，尤以絮凝剂用量的影响更大。另外，絮凝剂与凝聚剂的交互作用也十分显著，因此在药剂使用时，不但要注意两种药剂的用量，而且要注意相互搭配。在本试验中，最佳的药剂配合比为：絮凝剂：凝聚剂=1:7.5。（3）煤泥水浓度试验研究表明，当絮凝剂在颗粒表面吸附达50%的单分子覆盖时，效果最好，因此当煤泥水浓度增加时．必须增加絮凝剂用量才能保证较好的絮凝沉降效果。图2表明，煤泥水浓度增加，初始沉降速度急剧下降；图3表明，煤泥水浓度增加，上澄清液浓度明显增加。可见，煤泥水浓度增加会严重影响其沉降澄清效果，影响外排水的固体浓度。煤泥水浓度最高不宜超过100g／L。药剂配置及添加药剂的配制：为确保药剂与煤泥水充分混合，提高凝聚剂和絮凝剂的使用效果，将凝聚剂的溶液浓度由原来的20％下降到15％，絮凝剂的溶液浓度由原来的0.2％～0.4％下降到0.1％～0.15％。药剂的添加：原有的凝聚剂和絮凝剂两种药剂的添加地点相距不到3m，可视为同时添加,改造后两个药剂添加点的距离达到20m左右，增大了凝聚剂的作用时间，提高了药剂功效。药剂制度概念：所谓药剂制度，是指浮选过程中所添加的药剂种类、药剂的用量、添加方式、加药地点以及加药顺序等。在洗选厂，药剂制度是影响选煤技术经济指标最重要的因素。药剂种类浮选厂的用药种类与煤炭性质、工艺流程，需要得到几种产品等因素有关。通常都是经过煤炭的可选性试验或半工业与工业试验的研究来确定的。药剂的选择主要取决于煤泥的性质及其所含杂质的种类和数量。经试验研究与生产实践证明：混合用药的效果往往较单一药剂效果好些，应用也比较普遍。原因：使用混合捕收剂，矿物表面吸附的药剂层比较致密，捕收剂在矿物表面形成疏水层的速度比较快，也就加快了矿粒向气泡的附着速度。这是由于矿物表面的不均匀性，不同的捕收剂能发挥不同的特点作用于矿物表面，有利于矿物表面形成疏水层所致。药剂用量从药剂的作用机理知道，用药适量非常重要，用量过少，影响精煤的回收；用量过大，会造成不必要的浪费，使气泡矿化的选择性下降，精煤质量降低。合理的用药量主要取决于原煤的性质和药剂的性能。中等煤化程度的煤比煤化程度深和浅的煤用量少，氧化程度高的煤用药量大。原料中粗粒含量多的煤，其用药量也相对要大对于重介洗煤厂，除了介质消耗费用较高外，其次可能算药剂成本了，因此严格掌握药剂用量非常重要。加药地点与加药顺序加药地点主要取决于煤粒与药剂的接触时间，必要的接触时间要保证药剂能附着在煤粒表面上，它决定于药剂的性能和原料的性质等因素。目的：为了充分发挥浮选药剂的作用与效果，一般作法：（1）对于难溶的药剂，要使其有充分的作用时间。（2）根据药剂在浮选中所起作用的不同，添加地点也就不同。（3）为后面添加药剂更好发挥作用而创造条件。（4）要注意某些有害离子引起药剂失效的问题。浮选厂一般的加药顺序是：对于原矿的浮选为：P