焦煤集团演马庄跳汰矸石集成式重介质浅槽再选工艺系统研究.doc

1、摘要本论文旨在论述河南煤业化工集团焦作煤业有限公司正上项目演马庄洗煤厂跳汰矸石集成式重介质浅槽分选工艺系统的优越性，重点论述为什么选“介石”；用什么设备选，为什么用此设备分选；该分选设备关于“集成”的主要特点以及现场安装调试运行，结论：焦煤演马庄跳汰矸石集成式浅槽重介质再选工艺系统非常适合焦煤集团矸石再选，选出介石。关键词：重介；矸石再选；介石；集成IIABSTRACT This thesis discusses the Jiaozuo Coal groupe of Henan Coal Chemical Industry Group Co., Ltd. is the project inte

2、grated heavy medium shallow groove system of Yanmazhuang Coal Preparation Plant, the advantages of separation process, with emphasis on why the election jieshi; what equipment selection ;Why use this device separation; the sorting equipment on the integration of the main features and on-site install

3、ation and commissioning run, the conclusion: Jiaozuo Coal groupe Yanmazhuang integrated heavy medium system is ideal for re-election of jig gangue process to elect jieshi.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典Keywords： heavy-medium；gangue re-election；jieshi；integratied目录摘要IABSTRACTII第1章 概论11.1 选题目的、意义11.2 研究方法2第2章 焦煤介石物理

4、化学特性及可选性分析32.1 介石物理化学特性分析及结论32.2 介石可选性分析8第3章 分选方案比较、选择、分析123.1 分选方案比较123.1.1 动筛跳汰机123.1.2 槽式重介质分选设备123.2 分选方案的改造、特点203.2.1 经改造过的集成式浅槽设备结构及其特点203.2.2 该集成式重介质浅槽系统结构图203.2.3 总结来讲具有以下特点：213.3 经济效益分析213.4 实际应用意义22第4章 工艺与设备234.1 工艺流程及计算234.1.1 工艺流程图234.1.2 工艺流程计算244.2 工艺设备的选型334.2.1 选型原则334.2.2 设备选型计算34第5

5、章 现场安装运行375.1现场布置安装图375.2 工艺参数自动化测控375.1.1 密度测控385.1.2 液位测控405.3节能抗磨技术425.4现场运行43第6章 结论44致谢45参考文献46IV第1章 概论 1.1 选题目的、意义本论文旨在论述（正上项目）河南煤业化工集团焦作煤业有限公司演马庄洗煤厂跳汰矸石集成式重介质浅槽再选工艺系统的优越性，重点论述为什么选“介石”；用什么设备选，为什么用此设备分选；该分选设备关于“集成”的主要特点以及现场安装试运行。该项目为：将演马庄选煤厂大于13mm的跳汰水洗矸石再选，从中回收更有价值的成分介石，解放手选工人，提高介石的回收率，充分利用资源，实现

6、经济效益和社会效益的最大化。目前大多数选煤厂没有矸石再选系统，所以该系统设计属于改造的性质。既然是改造性质，就应该充分考虑现有厂房的各种因素，比如：空间有限，设备拥挤，操作不便，安装困难等等，而用“集成式”这一概念就有效地解决了这一系列的客观难题。所谓集成式重介质浅槽排矸系统，就是尽量利用现有有限空间，将所有设备集中布置，不跨层，不影响现有生产管理。具体来说，重介质浅槽采用同向排料，重产物和轻产物使用同一台脱介筛脱介，脱介筛筛下合格介质和稀介质溜槽经特殊设计，代替介质桶，从而节省出相当大的空间。因为设备布置紧凑且避免了跨层，所以检修方便，且设备布置一目了然。总结来讲具有以下特点：(1)工艺集成

7、工艺简单集成，清晰可靠，包括准备筛分，重介浅槽主选，脱介，磁选。重液密度，液位集成智能调节，介质消耗量低，分选效率高，效果好。(2)空间集成设备经科学的集成改造，集中布置，所用设备少，占地空间小，投资少，布置紧凑，充分利用现有厂房空间，同时不影响现有生产管理。(3)控制集成设集成智能总控箱，灵活调节重介质液密度与液位，控制产品灰分与质量，操作简单，节约人力。集成式重介质浅槽排矸系统主要用于矸石再选，选出更有利用价值的介石，可以减少不必要的资源浪费，同时减少环境污染，创造可观的经济效益，符合科学发展和建设资源节约型和环境友好型社会的要求。1.2 研究方法1试验研究法2比较分析法3理论与实践相结合

8、4继承与发展相结合5查阅文献法6综合创新思考法7逻辑思维法8合理趋势预测法45第2章 焦煤介石物理化学特性及可选性分析2.1 介石物理化学特性分析及结论“介石”即夹矸煤的一种，成分介于精煤和矸石之间但较接近精煤，且其中其他次生矿物与煤混合较均匀，质地紧密，不易破碎，燃烧后灰分比较特殊，发热量较高。在焦作煤田的煤层中存在不少，矿上俗称“介石”，为焦煤集团特有产品。在井下煤层开采过程中，属于不能单独开采煤，跳汰机洗煤时不易洗出。焦煤演马庄洗煤厂跳汰矸石产品中介石含量约占35.59%，原工艺为人工手选介石成本高、分选效率低，矸石经皮带走廊送至其旁边的矸石发电厂，但是焦煤的介石具有更大的利用价值，具有

9、较高的发热量，有必要将其选出另作他用。以下为对焦煤介石物理化学特性分析的试验实验对象与项目分析：按照商品煤采取方法，在16各生产矿的皮带或火车上采取夹矸煤样15kg、粒度50mm。各项工业分析实验结果列入下表1。表1 介石与优质块煤工业分析介石物理化学特性分析如下：灰分：各矿夹矸煤灰分平均23%30%，高于块煤1016个百分点。在块煤中灰分10%。从灰成分看：CaO、MgO、Fe2O3含量较块煤高许多，尤其是CaO，高出块煤45倍。碳酸盐主要是由碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁构成。高温时，这些矿物质释放出的二氧化碳气体会使煤中挥发分产率偏高。当碳酸盐产生的CO212%时，需进行修正。我们对夹矸煤进行

10、酸溶除去碳酸盐后，对其挥发分重新测定，结果如下表2。修正后挥发分基本符合实际。表2修正前后挥发分产率(Vd，%)矿别修正前修正后矿117.536.27矿217.144.78矿315.205.10矿418.776.19矿518.535.52矿619.845.01全硫：夹矸煤中的含量比块煤低。表明其无机硫中的硫铁矿硫和硫酸盐硫含量极小，也可说明灰成分中的钙、铁含量主要来自碳酸盐类。发热量：夹矸煤的低位发热量平均22.00MJ/kg左右，较块煤低7.00MJ/kg。这主要是由于夹矸煤的灰分比块煤高出1016个百分点。此外，还由于夹矸煤中碳酸盐含量高，其受热分解是吸热反应，故造成发热量偏低。抗碎强度、

11、热稳定性：夹矸煤的测值与块煤差不多，分别达85%、80%以上。表明此两项指标能满足用户要求。见表3真相对密度：由于煤中矿物质密度比有机物大得多，且其密度随煤中灰分增加。所以，夹矸煤的真相对密度大于块煤。洗选加工时，夹杂在块煤中难于分离。灰成分列下表4。煤灰来自煤中矿物质。公司的煤灰成分以SiO2和Al2O3为主，其它成分一般低于10%，煤灰属酸性。而此夹矸煤的灰成分以CaO40%、MgO7%为主，且灰中矿物质以碳酸盐为主，其碱性成分含量大。灰熔融性：见表5。表 3 抗碎强度与热稳定性表 4 煤灰成分分析表 5 煤灰热稳定性煤灰熔融性温度是动力和气化用煤的主要指标。一般，固态排渣炉要求煤灰熔融性

12、温度愈高愈好，以免因结渣造成无法生产。煤灰熔融性温度低的煤，因熔渣会包裹住煤而造成煤无法完全燃烧：轻者灰渣含碳量大，严重时会堵塞炉栅，排渣困难，造成停炉、停气事故。公司的煤灰成分以SiO2(35%55%)和 Al2O3(30%35%)为主，Al2O3是增高灰熔融性的主要成分，SiO2在煤灰中能与其它组分共熔而使熔融性温度降低。当SiO2含量大于40%后，由于灰中已有部分SiO2成单体存在，其灰熔融性温度随含量增加。公司的煤灰熔融性温度一般在ST1270以上。一般，CaO是降低煤灰熔融性温度的成分，它与SiO2形成低熔融性温度的硅酸盐。当CaO含量在30%左右时，灰熔融性温度最低;但是，当该含量

13、大于35%40%以上时，由于单体CaO存在，使灰熔融性温度大大增高。从这次对夹矸煤的灰成分和灰熔融性温度关系看，夹矸煤中的CaO高达56%64%，其相应的灰熔融性温度也较块煤高出100左右，ST在1380以上(矿3除外)。根据分析，如单独使用，其主要指标对气化或燃烧不会造成很大影响。由于问题的提出主要是气化炉子出现问题影响生产。考虑到用户在使用块煤时夹矸煤是与块煤混用，而气化用煤的灰成分对灰熔融性温度的大小有直接影响。由于夹矸煤的灰成分与块煤截然不同，所以，我们对夹矸煤与块煤配比后进行灰成分和灰熔融性温度分析。结果见下表6表 6 煤灰成分与热稳定性分析 由上表看出，由于块煤中含10%夹矸煤，使

14、其CaO由平均14%增加到20%左右。此时灰熔融性温度受影响很大，ST降到1200以下。按正常生产要求，此种块煤会严重影响生产。焦煤集团历年块煤灰成分中的CaO含量与ST的关系见图1。小结：根据实验结果可以看到，介石（夹矸煤）含量对块煤质量影响很大，且发热量较高，具有一定的利用价值，应及时采取有效措施，将介石单独分选出来，另做他用：可以单独出售，也可以与精煤按一定比例配煤，优化产品结构，提高精煤产率同时满足客户对产品的质量要求。2.2 介石可选性分析2010年7月10日14日在演马庄选煤厂跳汰矸石斗式提升机出料漏斗处采集了2458.5kg的矸石样品，测得矸石灰分为68.57%，7月15日21日进行了筛分浮沉试验并测试了灰分，表7为跳汰矸石筛分实验综合报告表，表2为13mm粒级以上洗矸石浮沉实验综合报告表，表8为10013mm粒度级洗矸石的浮沉实验综合表7。 表7 洗矸石筛分实验综合报告表粒度级/mm产物名称产率灰分重量kg占全样%筛上累计%Ad%10050手选煤126.55.2513.82夹矸煤159.56.6142.87矸石26110.8284.33小计54722.