6 mm深度篩分—重介質(zhì)淺槽分選技術(shù)的研究

柳 驍

(神華準(zhǔn)格爾能源集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

1 概 述

原煤的深度分級(jí)是實(shí)現(xiàn)精度分選的重要前提條件[1]。弛張篩的使用，給原煤的細(xì)顆粒分級(jí)帶來(lái)了技術(shù)突破[2]。動(dòng)力煤全級(jí)入選時(shí)，塊煤和末煤分選前要進(jìn)行脫泥，由于傳統(tǒng)的篩分設(shè)備干法脫泥效率低，干法脫泥效果不達(dá)標(biāo)，因此傳統(tǒng)的脫泥方式是濕法脫泥。然而，弛張篩能夠?qū)崿F(xiàn)原煤6 mm，甚至3 mm干法脫泥，并且篩分效果能夠滿足生產(chǎn)要求。弛張篩實(shí)現(xiàn)干法脫泥后，減少了煤泥量，在很大程度上避免了煤泥量大帶來(lái)的一系列不良影響。弛張篩的使用實(shí)現(xiàn)了末煤深度分級(jí)，優(yōu)化了末煤處理工藝[6]。

當(dāng)前許多動(dòng)力煤選煤廠采用原煤25 mm或13 mm分級(jí)，塊煤重介質(zhì)淺槽分選、末煤重介質(zhì)旋流器分選的選煤工藝，工藝流程較為復(fù)雜。也有部分選煤廠采用25 mm或13 mm分級(jí)，塊煤使用重介質(zhì)淺槽分選，末煤不分選，這樣會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。試驗(yàn)表明，弛張篩按照6 mm分級(jí)時(shí)，篩分效率可達(dá)75%以上；弛張篩按照3 mm分級(jí)時(shí)，篩分效率可達(dá)70%以上。弛張篩實(shí)現(xiàn)末煤深度篩分后，25～6 mm或25～3 mm末煤，以及13～6 mm或13～3 mm末煤就可以直接與塊煤一起進(jìn)入重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行分選，在簡(jiǎn)化了工藝流程的同時(shí)，也提高了原煤的入洗比例[16]。

2 原煤特性研究

2.1 粒度組成分析

原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原煤粒度組成分析

分析表1可知：原煤灰分24.44%，屬于中灰分煤；100～10 mm為主要粒級(jí)，大于10 mm粒級(jí)含量達(dá)49.51%，且灰分較高為27.79%，通過(guò)分選能有效降低灰分，提高產(chǎn)品熱值；小于10 mm粒級(jí)含量達(dá)50.49%，灰分為21.15%，還有提質(zhì)的可能；各粒級(jí)灰分隨著粒度減小而減小，說(shuō)明細(xì)粒級(jí)含煤較多，煤質(zhì)較脆；小于0.5 mm級(jí)含量較大，灰分沒(méi)有明顯升高，同樣說(shuō)明煤質(zhì)較脆。

2.2 密度組成分析

入選原煤大于13 mm粒級(jí)的浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，入選原煤大于6 mm粒級(jí)的浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 入選原煤大于13 mm粒級(jí)浮沉組成

表3 入選原煤大于6 mm粒級(jí)浮沉組成

2.3 可選性分析

大于13 mm原煤的可選性曲線如圖1所示，大于6 mm原煤的可選性曲線如圖2所示。

從圖1看出，大于13 mm原煤分選，當(dāng)要求理論精煤灰分為14%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率為73.3%，理論分選密度為1.585 g/cm3，可選性等級(jí)為中等可選。

圖1 大于13 mm原煤可選性曲線

從圖2看出，大于6 mm原煤分選，當(dāng)要求理論精煤灰分為14%時(shí)，理論精煤產(chǎn)率為70.0%，理論分選密度為1.619 g/cm3，可選性等級(jí)為中等可選。

圖2 大于6 mm原煤可選性曲線

3 弛張篩6 mm深度篩分技術(shù)研究

3.1 篩面位移與速度測(cè)量分析

Liwell弛張篩所用聚氨酯篩面結(jié)構(gòu)尺寸如圖3所示，單片聚氨酯篩面寬度L=355 mm。弛張篩橫梁初始間距a=315 mm。由于篩面兩端利用壓條固定在橫梁上，因此，實(shí)際參與撓曲運(yùn)動(dòng)的篩面寬度小于篩面整體寬度。a0=315-20=295 mm。

圖3 弛張篩篩面與橫梁尺寸

弛張篩篩面中點(diǎn)位移測(cè)試值與理論值對(duì)比如圖4所示，弛張篩篩面中點(diǎn)速度測(cè)試值與理論值對(duì)比如圖5所示。

圖4 弛張篩篩面中點(diǎn)位移測(cè)試值與理論值對(duì)比

圖5 弛張篩篩面中點(diǎn)速度測(cè)試值與理論值對(duì)比

由圖4和圖5可以看出，篩面中點(diǎn)位移隨著變頻器頻率的增大，與理論值相比，呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì)，這是由于理論計(jì)算時(shí)未考慮篩面單位質(zhì)量運(yùn)動(dòng)所造成的慣性作用。而通過(guò)位移數(shù)值微分所得到的篩面中點(diǎn)速度與理論值吻合較好，這主要是由于隨著頻率的提高，篩面中點(diǎn)位移由于慣性所增加的幅度小于撓曲周期的減小幅度。

3.2 弛張篩6 mm篩分試驗(yàn)研究

弛張篩計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 弛張篩6 mm篩分計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算

用表4數(shù)據(jù)計(jì)算均方差：

∑Δ2=36.51

σ=3.02

用表4數(shù)據(jù)計(jì)算得到篩分效率87.20%，粗顆粒正配效率92.58%，細(xì)顆粒正配效率94.61%，總錯(cuò)配物含量(占入料)6.83%。再用表4繪制弛張篩兩產(chǎn)品分配曲線圖6所示。

圖6 弛張篩兩產(chǎn)品分配曲線

由圖6可知弛張篩實(shí)際分級(jí)粒度d50=7.22 mm。

3.3 不同頻率下弛張篩6 mm分級(jí)效果分析

同頻率下弛張篩6 mm分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同頻率下弛張篩6 mm分級(jí)結(jié)果

由表5可知，當(dāng)弛張篩工作頻率為48 Hz時(shí)，弛張篩篩分效果最佳，此時(shí)篩分效率為88.26%，限下率為0.64%，限上率為32.77%，細(xì)顆粒錯(cuò)配物含量為0.50%，粗顆粒錯(cuò)配物含量為7.17%，總錯(cuò)配物含量為7.67%。隨著工作頻率增大，篩面加速度增大，單位時(shí)間物料跳動(dòng)次數(shù)增加，強(qiáng)化了物料的松散分層，提高了物料的整體篩分效果，限下率及細(xì)粒物錯(cuò)配物含量減小，但限上率及粗顆粒錯(cuò)配物含量會(huì)有所增大，整體篩分效率增大。但當(dāng)工作頻率增大至48 Hz后繼續(xù)增大時(shí)，單位時(shí)間物料跳動(dòng)次數(shù)過(guò)大，物料運(yùn)移速度加快，物料篩分時(shí)間降低，顆粒透篩概率降低，限下率及細(xì)粒物錯(cuò)配物含量增大，限上率及粗顆粒錯(cuò)配物含量降低，整體篩分效率降低。

4 基于6 mm篩分的重淺槽精度分選研究

4.1 重介質(zhì)淺槽入料粒度分析

重介質(zhì)淺槽入料的粒度組成見(jiàn)表6。由表6可知，經(jīng)弛張篩篩分后，100～13 mm粒級(jí)是淺槽入料的主要粒級(jí)，占入料的52.97%；其次為13～6 mm粒級(jí)的煤，占入料的26.55%；小于3 mm粒級(jí)僅占入料的0.37%，含量較少。

表6 淺槽分選機(jī)入料粒度組成

4.2 淺槽重介質(zhì)分選效果分析

4.2.1 200～100 mm淺槽重介質(zhì)分選效果分析

200～100 mm淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7，200～100 mm淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 200～100 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算

表8 200～100 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算

由表7可知，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)率為：

γ1=17239.58 /20000.00×100%=86.20%

γ2=100-γ1=100-86.20=13.80%

用表8數(shù)據(jù)計(jì)算均方差：

∑Δ2=0.00

σ=0.00

4.2.2 100～13 mm淺槽重介質(zhì)分選效果分析

100～13mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算見(jiàn)表9，100～13 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算見(jiàn)表10。

表9 100～13 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算

由表9可得，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)率為：

γ1=15026.62 /118774.03 ×100%=80.04%

γ2=100-γ1=100-80.04=19.96%

用表10數(shù)據(jù)計(jì)算均方差：

∑Δ2=0.67

σ= 0.37

由表10繪制淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品(100～13 mm)分配曲線如圖7。由圖7可知淺槽重介質(zhì)分選機(jī)實(shí)際分選密度為δp=1.50 g/cm3，可能偏差E=(1.53-1.48)/2=0.025 g/cm3。

表10 100～13 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算

圖7 100～13 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品分配曲線

4.2.3 13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選效果分析

13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表11，13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表12。

由表11可得，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)率為：

γ1=13925.85/15648.97×100%=88.99%

γ2=100-γ1=100-88.99=11.01%

用表12數(shù)據(jù)計(jì)算均方差：

∑Δ2=8.91σ=1.33

表11 13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品中間變量計(jì)算

表12 13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)計(jì)算入料、偏差及分配率計(jì)算

由表12可以繪制淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品(13～6 mm)分配曲線圖8，由圖8可知淺槽重介質(zhì)分選機(jī)實(shí)際分選密度為δp=1.59 g/cm3，可能偏差E=(1.66-1.53)/2=0.065 g/cm3。

圖8 13～6 mm原煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)兩產(chǎn)品分配曲線

5 結(jié) 語(yǔ)

大于13 mm粒級(jí)入洗原煤的可選性為中等可選，大于6 mm粒級(jí)入洗原煤的可選性同樣為中等可選，降低了重介質(zhì)淺槽的入料粒度，入選原煤的可選性未發(fā)生大的變化。

弛張篩在50 Hz工況下，進(jìn)行6 mm篩分時(shí)，其分級(jí)粒度d50為7.22 mm，篩分效率為87.20%，總錯(cuò)配物含量為6.83%；當(dāng)變頻器頻率取48 Hz(曲軸轉(zhuǎn)速570 r/min)時(shí)，弛張篩有較好的的篩分效率，篩分效率為88.26%。

各粒度級(jí)精煤產(chǎn)率在80.04%～88.99%之間，各粒度級(jí)實(shí)際分選密度δP在1.50～1.62 g/cm3之間，且粒度越小，分選密度δP越大；可能偏差E值在0.025～0.065 g/cm3之間，且粒度越小，可能偏差E值越大。