運(yùn)用等λ原則確定各粒級(jí)精煤灰分

張瑞英

(河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北省唐山市,063004)

運(yùn)用等λ原則確定各粒級(jí)精煤灰分

張瑞英

(河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北省唐山市,063004)

為了充分利用稀有的肥煤資源、增加選煤廠的精煤產(chǎn)率,原煤分級(jí)入選煉焦煤選煤廠應(yīng)利用等λ原則確定不同原煤各粒級(jí)原煤分界灰分。分析了選煤廠采用等λ原則確定各粒級(jí)精煤灰分和采用其它方法確定各粒級(jí)精煤灰分對(duì)精煤產(chǎn)率的影響,認(rèn)為采用等λ原則可使各粒級(jí)煤在相同的分界灰分下分選,即可保證總精煤灰分合格,又能在其它任何工藝條件及原煤性質(zhì)均無變化的情況下使精煤產(chǎn)率得以提高。

肥煤 分級(jí)入選 等分界灰分 精煤產(chǎn)率

TD940

A

通常群礦選煤廠或中央選煤廠同時(shí)入選多個(gè)礦井生產(chǎn)的煤炭,而不同礦井煤炭具有不同的灰分與可選性。對(duì)于礦井選煤廠而言,盡管入選同一礦井的原煤,但在選煤廠內(nèi)還是采用多種選煤方法,如重介、跳汰、浮選等分選流程的配合,一般情況下,每一道選煤流程都有灰分控制指標(biāo),因此,最終精煤產(chǎn)品為各粒級(jí)精煤的混合。若能保證不同礦井的煤炭或不同的選煤方法按相同的分界灰分分選,這樣,既可使總精煤灰分符合要求,也可獲得最高的精煤產(chǎn)率。

1 等λ原則在我國(guó)的運(yùn)用現(xiàn)狀

目前我國(guó)利用等λ原則確定不同原煤或各粒級(jí)原煤分界灰分的選煤廠較少,盡管此理論已成熟且可操作性強(qiáng),但還未得到普遍應(yīng)用,絕大多數(shù)選煤廠習(xí)慣是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及總精煤灰分要求而選定。由于缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖侄?致使精煤產(chǎn)率達(dá)不到最高。以開灤某選煤廠(煤種為肥煤,產(chǎn)品為十二級(jí)煉焦精煤,灰分范圍為10.51%～11.00%)各粒級(jí)精煤實(shí)際灰分統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行說明,見圖1。

該選煤廠采用塊煤(+13 mm)重介立輪分選、末煤(13～0.5 mm)重介質(zhì)旋流器分選、粉煤(-0.5 mm)浮選流程。從圖1(a)中不難看出,2-6月份總精煤灰分線靠近十二級(jí)精煤灰分下限(10.51%)而遠(yuǎn)離上限(11.00%);從圖1(b)、圖1(c)和圖1(d)也可看出,在未利用等λ原則情況下,除塊精煤灰分在合理值的兩側(cè)變化之外,末精煤與浮選精煤的灰分幾乎是位于合理值的一側(cè),非高即低,末精煤灰分遠(yuǎn)低于等λ下的灰分值,而浮選精煤灰分又高于等λ下的灰分值,均說明灰分控制不合理,雖然能夠保證最終精煤灰分符合要求,但難以達(dá)到最高產(chǎn)率,造成肥煤資源的浪費(fèi)。

圖1 開灤某選煤廠總精煤灰分及各粒級(jí)精煤灰分統(tǒng)計(jì)圖

2 各粒級(jí)精煤灰分的確定方法

根據(jù)總精煤灰分要求,運(yùn)用等λ原則確定各粒級(jí)精煤灰分,可保證總精煤灰分符合要求的前提下,獲得最高的精煤產(chǎn)率。

2.1 繪制可選性曲線

運(yùn)用等λ原則確定各粒級(jí)精煤灰分需借助可選性曲線。可選性曲線分為原煤理論可選性曲線(利用原煤浮沉資料所繪制的曲線)及原煤實(shí)際可選性曲線(利用綜合原煤資料所繪制的曲線)兩類。由于分選設(shè)備的數(shù)量效率達(dá)不到100%,且在分選過程中煤泥會(huì)對(duì)分選產(chǎn)品造成不同程度的污染,用原煤理論可選性曲線確定分界灰分缺乏對(duì)上述因素的考慮,得出的是在理想條件下的指標(biāo),與實(shí)際生產(chǎn)相差較遠(yuǎn),達(dá)不到分界灰分真正相等,故應(yīng)采用原煤實(shí)際可選性曲線。

繪制原煤實(shí)際可選性曲線需用綜合原煤及各粒級(jí)計(jì)算原煤的占全樣產(chǎn)率及灰分。而計(jì)算占全樣產(chǎn)率及灰分的原始數(shù)據(jù)是選煤廠各產(chǎn)品的產(chǎn)率(產(chǎn)品數(shù)量占入選原煤數(shù)量的百分?jǐn)?shù))及各產(chǎn)品各粒級(jí)的篩分浮沉試驗(yàn)數(shù)據(jù)。需注意的是,對(duì)每種產(chǎn)品-0.5 mm部分物料要做小浮沉試驗(yàn),其目的是充分考慮煤泥對(duì)產(chǎn)品的污染,使數(shù)據(jù)更貼近生產(chǎn)實(shí)際。

計(jì)算繪制原煤實(shí)際可選性曲線所需的數(shù)據(jù)可在上述原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,按以下步驟計(jì)算出各粒級(jí)計(jì)算原煤及綜合原煤的產(chǎn)率及灰分。

(1)以產(chǎn)品作為全樣,即以產(chǎn)品作為基準(zhǔn),計(jì)算各密度級(jí)產(chǎn)品占全樣產(chǎn)率及灰分。

根據(jù)產(chǎn)品篩分試驗(yàn)得出的產(chǎn)率及各粒級(jí)的浮沉試驗(yàn)得出的產(chǎn)率及灰分,計(jì)算出該產(chǎn)品每個(gè)密度級(jí)的占全樣產(chǎn)率及加權(quán)平均灰分。方法是用粒級(jí)的產(chǎn)率與浮沉試驗(yàn)得出的各密度級(jí)的產(chǎn)率相乘,每個(gè)產(chǎn)品和每個(gè)粒級(jí)需分別計(jì)算。其中精煤產(chǎn)品計(jì)算結(jié)果見表1。

(2)以原煤作為全樣,計(jì)算各粒級(jí)占全樣產(chǎn)率及灰分。

做此項(xiàng)計(jì)算時(shí),需得到各產(chǎn)品的產(chǎn)率。該選煤廠產(chǎn)品產(chǎn)率精煤35.22%、洗末煤8.64%、洗混塊2.73%、煤泥7.37%、矸石46.04%。

首先計(jì)算產(chǎn)品各個(gè)粒級(jí)占全樣產(chǎn)率。方法是用產(chǎn)品產(chǎn)率與表1中的帶煤泥合計(jì)產(chǎn)率相乘。例如,精煤+13 mm粒級(jí)占全樣產(chǎn)率為35.22%×23.88%×100%=8.41%。每種產(chǎn)品各個(gè)粒級(jí)皆如是計(jì)算。

然后計(jì)算每個(gè)密度級(jí)占全樣產(chǎn)率。方法是用產(chǎn)品各粒級(jí)占全樣產(chǎn)率與表1中的占全樣產(chǎn)率相乘。例如,精煤中+13 mm粒級(jí)的-1.3 kg/L密度級(jí)的占全樣產(chǎn)率為8.41%×2.60%×100%=0.22%。每個(gè)產(chǎn)品、每個(gè)粒級(jí)、每個(gè)密度級(jí)分別按上述方法進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)還需計(jì)算加權(quán)平均灰分。

最后將所有產(chǎn)品的相同粒級(jí)、相同密度級(jí)的占全樣產(chǎn)率累加起來,得到以原煤作為全樣時(shí)的各粒級(jí)產(chǎn)率,同時(shí)計(jì)算加權(quán)平均灰分。

(3)計(jì)算綜合原煤占全樣產(chǎn)率及灰分。

將各個(gè)粒級(jí)中相同密度級(jí)的占全樣產(chǎn)率相加,得到綜合原煤占全樣產(chǎn)率。例如,綜合原煤的1.3～1.4 kg/L密度級(jí)的占全樣產(chǎn)率為7.16%+8.95%+5.99%=22.10%,同時(shí)計(jì)算出加權(quán)平均灰分。各粒級(jí)計(jì)算原煤及綜合原煤的計(jì)算結(jié)果見表2。

表1 精煤占全樣產(chǎn)率及灰分計(jì)算結(jié)果%

表2 各粒級(jí)計(jì)算原煤及綜合原煤計(jì)算結(jié)果%

根據(jù)表2數(shù)據(jù)計(jì)算各個(gè)粒級(jí)計(jì)算原煤及綜合原煤的浮物累計(jì)產(chǎn)率及浮物累計(jì)灰分。然后根據(jù)浮物累計(jì)產(chǎn)率及灰分繪制出灰分特性曲線(λ曲線),根據(jù)浮物累計(jì)產(chǎn)率及累計(jì)灰分繪制浮物累計(jì)曲線(β曲線),曲線包括綜合級(jí)原煤實(shí)際可選性曲線與各粒級(jí)原煤實(shí)際可選性曲線,見圖2。

2.2 確定分界灰分

在綜合原煤實(shí)際可選性曲線圖2(a)上,依據(jù)要求的總精煤灰分11.00%,確定各粒級(jí)原煤的分界灰分。方法是在橫坐標(biāo)軸上找出總精煤灰分點(diǎn)(11.00%),過此點(diǎn)向β曲線引橫坐標(biāo)軸的垂線與β曲線于一點(diǎn),再過此交點(diǎn)引橫坐標(biāo)軸的平行線與λ曲線交于一點(diǎn),此點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為24.90%,即為分界灰分。

2.3 確定各粒級(jí)精煤灰分

其理論依據(jù)是分選時(shí)各粒級(jí)原煤的分界灰分相等(等λ原則)。方法是在每個(gè)粒級(jí)的曲線圖2(b)、圖2(c)、圖2(d)上,首先在橫坐標(biāo)軸上找出分界灰分點(diǎn)24.90%,然后通過此點(diǎn)向λ曲線引橫坐標(biāo)軸的垂線并與λ曲線交于一點(diǎn),最后過此交點(diǎn)向β曲線引橫坐標(biāo)軸的平行線與β曲線交于一點(diǎn),與β曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值即為等λ下的精煤灰分。+13 mm、13～0.5 mm、-0.5 mm粒級(jí)等λ下的精煤灰分分別為11.00%、12.00%和9.40%。

3 等λ入選與非等λ入選條件下精煤灰分及產(chǎn)率對(duì)比分析

采用等λ原則與未采用等λ原則確定開灤某選煤廠各粒級(jí)精煤灰分及精煤產(chǎn)率的數(shù)據(jù)對(duì)比見表3。表3中的等λ入選精煤灰分為上節(jié)確定的各級(jí)精煤灰分11.00%、12.00%和9.40%,以這3個(gè)灰分?jǐn)?shù)據(jù)向圖2(b)、圖2(c)、圖2(d)各自的β曲線上引橫坐標(biāo)軸的垂線,并與β曲線交于一點(diǎn),此交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為表3中的精煤占本級(jí)產(chǎn)率,然后根據(jù)各粒級(jí)的產(chǎn)率換算成占全樣精煤產(chǎn)率。由于兩種方法所確定的各粒級(jí)精煤灰分不同,則精煤產(chǎn)率有差異。

圖2 綜合級(jí)與各粒度級(jí)原煤λ曲線及β曲線

表3 精煤灰分及產(chǎn)率對(duì)比分析表%

從表3中可看出:若按等λ入選的原則確定各粒級(jí)精煤灰分,在保證總精煤灰分滿足要求的前提下,使選煤廠的精煤產(chǎn)率增加了1.22%,對(duì)于原煤月平均入洗量約為40萬(wàn)t的選煤廠,每月可多生產(chǎn)精煤4880 t。

4 結(jié)論

采用等入原則確定原煤分界灰分入選對(duì)選煤廠生產(chǎn)具有十分重要的指導(dǎo)意義,可最大程度地提高精煤產(chǎn)率,使稀有的煉焦煤資源得到充分地利用。

[1] 王振生,李尋.選煤廠生產(chǎn)技術(shù)管理[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1990

Finding the ash of each sized clean coal by making use of the sameλprinciple

Zhang Ruiying
(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology,Tangshan,Hebei 063004,China)

To make full use of rare fat coal resources and increase the economic benefit of coal washery,the grade coking coal preparation plant should use the sameλprinciple to determine the grade size of coal ash.Analyzed the impact on the clean coal productivity by the sameλprinciple and other method of grade size of coal ash.The result shows that each sized coal is selected in the same demarcation of ash,which not only guarantee the qualification of the ash of the total clean coal but also can increase the productivity of clean coal without changing raw coal’s property and any technological condition.

fat coal,preparation of sized raw coal,same demarcation of ash,productivity of clean coal

張瑞英(1958-),女,副教授,曾在開灤范各莊選煤廠工作13年,現(xiàn)在河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院從事礦物加工專業(yè)教學(xué)工作。

(責(zé)任編輯 張毅玲)