专题综述-浅析重介质悬浮液密度的调节.doc

1、浅析重介质悬浮液密度的调节摘要： 在重介选煤过程中，要想在吨煤洗选加工成本费最低的情况下得到较高的分选效率并且达到要求的分选指标，那么采取措施对重介悬浮液的密度进行调节来保持悬浮液的稳定是必要的。面对每天都在变化着的煤质，要想达到要求的分选指标，实现重介质悬浮液密度的实时调节也是重介选煤厂一个重要环节。关键字：悬浮液； 密度； 稳定性； 调节 Regulation of density of heavy medium suspension is analysedAbstract: In dense medium coal preparation process, to the tons of

2、coal washing and processing costs under the condition of minimum get high separation efficiency and meet the requirements of separation index, then take measures on the density of heavy medium suspension adjustment is necessary to maintain the stability of suspension. To face every day in the change

3、 of coal quality, to meet the requirements of separation index, density of heavy medium suspension of real-time adjustment is also heavy media coal preparation plant is an important link.Key word: suspension, density, stability, adjusting随着国家经济的快速发展，煤炭资源作为国家经济发展的重要基石也得到了空前大规模的开采利用，优质的煤炭资源越来越少，煤质越来越差

4、是各大矿区都面临的严重问题，这就使得原有的跳汰选煤方法的使用受到局限，重介质选煤方法在这期间迅速发展，在全国的各大矿区得到了广泛应用。在重介选煤时，重介悬浮液起到的一种载体的作用，煤粒进入到悬浮液中，不同密度的煤由于受到悬浮液浮力的作用不同，所以煤粒在悬浮液中的运动行为也就不同，这取决于所配置的悬浮液的密度，悬浮液的密度不同，所分选出来的产品密度也就不同，所以说要所要求的分选指标以及悬浮液的运动状态来决定悬浮液的配置密度。重介悬浮液是由密度大的固体微粒分散在水中构成的非均质两相介质。高密度固体微粒起着加大介质密度的作用，故称为加重质。1因此要想得到稳定最佳分选效果，实际分选密度的波动范围就要维

5、持在一定的范围之内。由此可见，悬浮液密度的稳定性对分选效果很重要。在重介选煤过程中，要想得到较高的分选效率来达到要求的分选指标，就要采取促使来对重介悬浮液的密度进行调节来保持悬浮液的稳定。面对每天都在变化着的煤质，要想达到要求的分选指标，实现重介质悬浮液密度的实时调节也是重介选煤厂一个重要环节。 1.重介质悬浮液的稳定性重介质悬浮液的稳定性很重要。如果重介悬浮液不稳定的话，分选出来的产品灰分就会相差较大，满足不了用户的要求，影响选煤厂的经济效益。由于重介悬浮液中添加的加重质受自身重力作用。而且悬浮液中的部分加重质所受悬浮液的浮力小于其自身的重力，这样悬浮液中的这部分加重质就会沉降，由于这部分加

6、重质的沉降，这就造成的了整个悬浮液的性质不均匀，变得不再稳定。根据重介选煤的要求，通常用悬浮液中的加重质在悬浮液中沉降速度V的倒数来表示重介质悬浮液的稳定性的大小2，即稳定性指标Z（s/cm）: Z = Z值越小，则悬浮液中添加的加重质沉降速度V越大，悬浮液的不均匀性变得就越快，悬浮液的不稳定性就会增加，悬浮液就越不稳定。这样不利于分选过程的进行。1.1 介质容积浓度对密度的影响 悬浮液中的加重质起着加大介质密度的作用，加重质的粒度一般为-0.074mm的含量要占到60% 80%，这样才能够均匀分散于水中，有利于保持悬浮液密度的稳定。这样的重介质悬浮液分选的最低可达到0.150.25mm。重介

7、悬浮液中加重介质的容积浓度不仅仅关系到重介悬浮液的假定密度，而且在容积浓度较高时又会影响到悬浮液中粘度的变化。单位体积的溶液，如果溶质越多，那么溶液浓度就会增大，当达到一定浓度后，溶质变不再溶解在溶液中，同样的道理，在悬浮液中的重介质数量较少时，重介质之间的相互作用较弱，结构化程度较低，使得悬浮液的粘度较小，而且在浓度较低时，粘度增加的比较缓慢；当浓度超过某个临界值时，粘度会迅速增加，这个临界值称为临界容积浓度3。临界容积浓度与加重质的性质和种类有关，其值一般介于25%30%之间4。加重质的性质不同，则其临界容积浓度就会不同。临界容积浓度反应了选煤所用悬浮液的中的性质，如果所配置的悬浮液容积浓

8、度超过了这个临界值以后，溶液中的加重质之间以及加重质与水之间的相互作用就会加剧，加重质颗粒就会有更多的机会直接接触而相互连接起来，使得加重质更不容易沉降。结构化程度迅速增加，这也就造成了悬浮液的粘度也增加了。1.2 加重质粒度对悬浮液密度的影响介质粒度对悬浮液密度的影响主要表现在影响悬浮液的稳定性，进而影响分选的精度和生产指标 4。 配置悬浮液时，所添加的介质应该在一定的粒度范围之内，介质的粒度太大，这样加重质就会在悬浮液中迅速沉降，一会就会沉淀下来，造成悬浮液上下层密度的变化，影响悬浮液的稳定性。重介质悬浮液的不稳定的结果就是实际分选密度的也会不稳定，从而影响实际分选效果和分选指标，并且加重

9、质粒度的太大对设备、管道等磨损会更加的严重，使得了设备和管道的使用周期缩短，增加了选煤厂停车检修的时间，降低了选煤厂的生产能力，同时减少了设备和管道的使用寿命，由此已来增加了选煤厂的成本经济负担。但是加重质的粒度如果太细的话，容易导致悬浮液的粘度增加，虽然一定程度上增加了悬浮液的稳定性，但是分选精度就会下降，增加了介耗，还增加了生产成本。因此，在实际的生产过程中，必须对介质粒度进行严格的控制。 2.重介质悬浮液密度控制在重介选煤过程中，每个重介洗煤厂都应该有重介控制室，来控制对加重质的使用，重介质流经的洗煤设备处都该有重介质悬浮液密度检测装置，实现对重介质悬浮液的密度检测，并及时反馈到重介控制

10、室或者是密度自动控制调节装置，来实现对重介质悬浮液的密度的调节，来保持悬浮液密度的稳定或者是改变悬浮液的密度后来适应不同性质的来煤的分选，设备的良好的分选性能也取决于悬浮液密度的波动情况，悬浮液良好的稳定性能是实现产品分选指标的前提，由此看来对重介质悬浮液密度的控制是选煤厂正常生产的一项很重要的环节。由于悬浮液在分选设备中流体运动及其粘度的作用，都会影响煤炭颗粒的沉降和上浮速度，这就使得悬浮液密度与实际分选密度是有差别的，所以实际生产中不能完全根据要求的精煤灰分来设定悬浮液的密度。若用重介质旋流器，悬液液密度比实际分选密度要低0.20.4 g/ cm35。2.1. 通过重介质分流对悬浮液密度的

11、调节由于煤泥进入，原有的悬浮液的性质液就发生了变化，如果悬浮液中煤泥含量过大的话，这就会导致单位体积悬浮液内的颗粒物增加，煤粒与重介质，以及煤粒与水之间的作用就会加强，悬浮液的结构化就会相应的增加，造成悬浮液的粘度增大，而且会导致整个分选过程及后续的煤泥水处理环节和重介质的回收净化环节变得复杂而困难，同时增加了选煤厂的分选处理成本。磁铁矿粉的密度是大于煤的密度的，所以我们可以通过分流设备把一部分煤泥含量或浓的悬浮液分流出去，进入另一套系统，最后在经过磁铁矿粉的磁选回收，实现了重介质的重复循环使用，同时又降低了分选过程中悬浮液中的煤泥量，使悬浮液的密度维持在一定范围之内。能够使得分选过程正常进行

12、。对于这种通过分流来实现对重介悬浮液密度的控制的方法在每一个重介选煤厂中都得到了广泛使用，而且能够实现对分流量的自动控制。这样才会使得分选系统有最佳的分选效果，而且避免过多煤泥在重介分选系统中的重复循环6。煤泥的来源包括原生煤泥、此生煤泥和破碎粗煤泥7。进入系统的煤泥最后通过粗细煤泥回收，或者各个产品带走了部分煤泥等方式排出去了，按照数质量平衡原则，这些进进入系统中的煤泥经过部分分选设备洗选循环以后又排出了系统外，煤泥水的处理净化环节会将大部分的煤泥进行回收后，当做产品来为选煤厂创造利润。所以说煤泥不可能在系统中无限参加洗选循环。进入系统的煤泥量应该与系统中排出的煤泥量平衡，即动平衡8。2.2

13、 通过控制磁铁矿粉的粒度来对悬浮液密度进行调节选煤厂选用的重介质一般是磁铁矿粉，磁铁矿粉在水中不易氧化，无毒，而且可以用弱磁来进行磁选等优点9。磁铁矿粉的粒度大小在悬浮液中运动行为不同，如果磁铁矿粉的粒度太大，则悬浮液中磁铁矿粉之间就会间距较大，那么磁铁矿粉之间就不太容易之间接触，导致了磁铁矿粉之间的相互作用就会较弱，这样在悬浮液中磁铁矿粉的结构化程度就不强，这样悬浮液粘度很小，相应的悬浮液的稳定性就会减弱，磁铁矿粉也会在悬浮液中不断的下沉。如果磁铁矿粉的粒度太小的话，这样就会使得磁铁矿粉直接接触的概率就会增大，之间的相互作用就会增强，结构化程度也会增加，造成悬浮液的粘度大大加强。稳定性液相应

14、的增加，但是会造成分选密度减小，磁铁矿粉的研磨成本增加，以及后续的磁铁矿粉的回收利用环节困难加大。所以通过控制磁铁矿粉的粒度来实现对悬浮液密度的调节。分选密度较高的可以选择粒度较粗的磁铁矿粉10。例如在进行块煤重介主再洗时，再洗的悬浮液密度比主洗的悬浮液密度高，这样就可以采取再洗的磁铁矿粉的粒度比主洗的磁铁矿粉的粒度大的措施。3.结论在重介质选煤中，对悬浮液的密度控制来改善悬浮液的稳定性是非常重要的环节，这直接关系到选煤厂的工艺，设备选型，以及选煤厂的后续的煤泥水处理环节和悬浮液的回收和净化环节，关系到选煤厂的生产成本和效益。重介质悬浮液的密度和加重质的容积浓度，加重质的粒度以及分流的煤泥含量

15、有关，采用分流箱对悬浮液一部分进行分流来控制悬浮液中的煤泥量，进而来控制悬浮液的密度，通过控制磁铁矿粉的粒度来控制悬浮液的粘度，进而来控制悬浮液的密度，改善悬浮液的稳定性。参考文献: 1 谢光元. 选矿学 m. 徐州: 中国矿业大学出版社 . 2005. 第139页2 谢光元. 选矿学 m. 徐州: 中国矿业大学出版社 . 2005. 第146 页3 谢光元. 选矿学 m. 徐州: 中国矿业大学出版社 . 2005. 第147页4 谢光元. 选矿学 m. 徐州: 中国矿业大学出版社 . 2005. 第147页5 李树军. 浅谈介质粒度对重介分选的影响 J. 山西焦煤科技，2011，35（9）6 谢光元. 选矿学 m. 徐州: 中国矿业大学出版社 . 2005. 第179页7 叶志刚,李延峰.重介质选煤中悬浮液分流方法比较J .煤质技术，2003（2）8 孙华峰,牛福生.选煤厂粗煤泥回收工艺中煤泥水开路与闭路工艺探讨J.中国煤炭.2010,36(4)9 代艳玲,路迈西.介质流程计算中根据煤泥量平衡确定分流量J.2008，(1)10杨军伟,王占山.选煤厂用磁铁矿粉的技术要求J .煤炭加工与综合利用 2011（2）