1、论文答辩论文答辩 题目：焦煤演马庄跳汰矸石集成式题目：焦煤演马庄跳汰矸石集成式 重介质浅槽再选工艺系统研究重介质浅槽再选工艺系统研究 答辩人：答辩人：（1）选题目的、意义）选题目的、意义 本论文旨在论述（正上项目）河南煤本论文旨在论述（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业化工集团焦作煤业有限公司演马庄洗煤厂集成式重介质浅槽分选工艺系统的优越厂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。备关于“集成”的主要特点。该项目为
2、：将演马庄选煤厂大于该项目为：将演马庄选煤厂大于13mm的水洗矸石再选，从中回收有价成分的水洗矸石再选，从中回收有价成分介石，解放手选工人，提高介石的回收率，介石，解放手选工人，提高介石的回收率，充分利用资源，实现经济效益和社会效益充分利用资源，实现经济效益和社会效益的最大化。的最大化。第一章第一章 概论概论 该系统总结来讲具有以下特点：该系统总结来讲具有以下特点：(1)工艺集成工艺集成 (2)空间集成空间集成 (3)控制集成控制集成 用“集成式”这一概念有效地解决选煤厂改用“集成式”这一概念有效地解决选煤厂改造过程中一系列的客观难题：空间有限、设造过程中一系列的客观难题：空间有限、设备拥挤、
3、操作不便、安装困难等等备拥挤、操作不便、安装困难等等。意义：集成式重介质浅槽排矸系统主要用于意义：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，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。资源节约型和环境友好型社会的要求。（2）所用研究方法所用研究方法 1试验研究法试验研究法 2比较分析法比较分析法 3理论与实践相结合理论与实践相结合 4继承与发展相结合继承与发展相结合 5查阅文献法查阅文
4、献法 6综合创新思考法综合创新思考法 7逻辑思维法逻辑思维法 8合理趋势预测法合理趋势预测法 第二章第二章 焦煤介石物理化学特性及焦煤介石物理化学特性及 可选性分析可选性分析（1）焦煤介石物理化学特性）焦煤介石物理化学特性 “介石”“介石”，在焦作煤田的煤层中存在不少，矿上俗称，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，成分介于精煤和矸“介石”，为焦煤集团特有产品，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，发热量较高，燃烧后较均匀，质地紧密，不易破碎，发热量较高，燃烧后灰分比较
5、特殊。在井下煤层开采过程中，属不能单独灰分比较特殊。在井下煤层开采过程中，属不能单独开采煤，跳汰机洗煤时不易洗出。开采煤，跳汰机洗煤时不易洗出。焦煤演马跳汰矸石产品中介石含量约占焦煤演马跳汰矸石产品中介石含量约占35.59%物理化学特性分析物理化学特性分析 主要通过实验从：灰分主要通过实验从：灰分 挥发份挥发份 发热量发热量 全硫全硫 抗碎强度抗碎强度 真密度真密度 灰成分灰成分 灰熔融性灰熔融性 以及从介石和块煤不同比例时因灰熔融性不以及从介石和块煤不同比例时因灰熔融性不同时对动力炉和汽化炉的影响分析同时对动力炉和汽化炉的影响分析 得出结论：必须单独分选出介石另作他用：得出结论：必须单独分选
6、出介石另作他用：可以单独出售，也可以与精煤按一定比例配可以单独出售，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。客户对产品的质量要求。精煤精煤1 1 介石介石2 2 中煤中煤3 3 矸石矸石4 4 1 1矸石矸石 2 2介石介石 3 3中煤中煤 4 4精煤精煤 介石质量，密度排名位置介石质量，密度排名位置 质量：质量：密度：密度 介石与优质块煤的比较介石与优质块煤的比较 灰分：各矿介石灰分平均灰分：各矿介石灰分平均23%30%，高于，高于块煤块煤1016个百分点。在块煤中其灰分个百分点。在块煤中其灰分20%时，一般都
7、不影响块煤质量。其介石属时，一般都不影响块煤质量。其介石属次生矿物质，根据推测，可能是次生矿物质，根据推测，可能是由于焦作地由于焦作地下水丰富，在地下水淋滤过程中，其浓度变下水丰富，在地下水淋滤过程中，其浓度变化等使化等使Ca(HCO3)2沉淀成沉淀成CaCO3以及石膏以及石膏(硫酸钙硫酸钙)等矿物质并填充在煤的裂隙中。等矿物质并填充在煤的裂隙中。发热量：介石的低位发热量平均发热量：介石的低位发热量平均22.00MJ/kg左右，较块煤低左右，较块煤低7.00MJ/kg。这主要是由于。这主要是由于介石的介石的灰分比块煤高灰分比块煤高出出1016个百分点。此个百分点。此外，还由于介石中外，还由于介
8、石中碳酸盐碳酸盐含量高，含量高，其受热分其受热分解是吸热反应，故造成发热量偏低。解是吸热反应，故造成发热量偏低。介石与优质块煤的灰分主要成分比较 煤灰熔融性温度是动力和气化用煤的主要指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温度愈高标。一般，固态排渣炉要求煤灰熔融性温度愈高愈好，以免因结渣造成无法生产。愈好，以免因结渣造成无法生产。焦煤集团的煤灰成分以焦煤集团的煤灰成分以SiO2(35%55%)和和 Al2O3(30%35%)为主。为主。Al2O3是是增高增高灰熔融性的主要成分，灰熔融性的主要成分，SiO2在在煤灰中能煤灰中能与其它组分共熔而使熔融性温度降低。与
9、其它组分共熔而使熔融性温度降低。一般，一般，CaO是是降低降低煤灰熔融性温度的成分，煤灰熔融性温度的成分，它它与与SiO2形成低熔融性温度的硅酸盐形成低熔融性温度的硅酸盐。当。当CaO含量在含量在30%左右时，左右时，灰熔融性温度最低灰熔融性温度最低;但是，但是，当该含量当该含量大于大于35%40%以上时，由于以上时，由于单体单体CaO存在，存在，使灰熔融性温度大大增高。使灰熔融性温度大大增高。焦煤历年块煤灰成分中的历年块煤灰成分中的CaO含量与含量与ST的关系见下图。的关系见下图。结论：结论：介石含量对块煤质量影响很大且发热量介石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。因此需
10、要将跳较高，具有一定的利用价值。因此需要将跳汰矸石再选将其中的“介石”分选出来另作汰矸石再选将其中的“介石”分选出来另作他用：他用：可以单独出售，也可以与精煤按一定可以单独出售，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。时满足客户对产品的质量要求。（2）介石可选性分析 根据绘制的可选性曲线，理论分选根据绘制的可选性曲线，理论分选密度设定为密度设定为1.75g/cm3。从可选性曲。从可选性曲线上可以查得：分选后轻产品的理论线上可以查得：分选后轻产品的理论产率为：产率为：25.8%，对应的灰分为：，对应的灰分为：17.
11、81%，分选密度，分选密度0.1含量为含量为7.82%，可选性为易选。，可选性为易选。为确保分选效果，经分选方案比较，为确保分选效果，经分选方案比较，采用改造过的集成式重介质刮板式浅采用改造过的集成式重介质刮板式浅槽分选机。槽分选机。第三章 分选方案比较 （1）动筛跳汰机主要适用于粗粒物料的分）动筛跳汰机主要适用于粗粒物料的分选，小于选，小于50mm或或30mm粒级再用筛下空粒级再用筛下空气跳汰机分选，或者重介分选气跳汰机分选，或者重介分选 由于动筛跳汰机主要适用于粗粒物料由于动筛跳汰机主要适用于粗粒物料的分选，此次设计项目物料分选下限为的分选，此次设计项目物料分选下限为13mm，另外动筛跳汰
12、机占用厂房空间较另外动筛跳汰机占用厂房空间较大大，所以此处不用动筛跳汰机。，所以此处不用动筛跳汰机。槽式重介质分选机 1、斜轮重介质分选机、斜轮重介质分选机 2、立轮重介质分选机、立轮重介质分选机 3、转鼓型分选机、转鼓型分选机 4、特朗普重介质分选槽（即常见的刮特朗普重介质分选槽（即常见的刮板式浅槽）板式浅槽）槽式重介质分选机总特点：槽式重介质分选机总特点：所需所需循环介质量小；循环介质量小；结构紧凑；结构紧凑；占地占地面积小。面积小。斜轮、立轮和转鼓型重介质分选机都有许多优点，斜轮、立轮和转鼓型重介质分选机都有许多优点，如：结构紧凑，悬浮液用量小（其中转鼓型分选如：结构紧凑，悬浮液用量小（
13、其中转鼓型分选机介质用量较大一些），加重质要求不苛刻，同机介质用量较大一些），加重质要求不苛刻，同时又能达到较好的分选效果；时又能达到较好的分选效果；尤其是转鼓型，结构更紧凑，占用厂房空间小，尤其是转鼓型，结构更紧凑，占用厂房空间小，操作简单，维护容易，但设备费用较高，国内应操作简单，维护容易，但设备费用较高，国内应用较少；用较少；所以，这些重介质分选机，在国内外广泛地应用所以，这些重介质分选机，在国内外广泛地应用于分选块煤。于分选块煤。但是这类分选机的共同特点是：但是这类分选机的共同特点是：分选槽空间小，分选槽空间小，煤在槽内的分选时间较短，使他们的分选精度，煤在槽内的分选时间较短，使他们的
14、分选精度，特别是下限粒度范围受到了限制特别是下限粒度范围受到了限制 另外：立轮、斜轮分选机体积较大，占用空间较另外：立轮、斜轮分选机体积较大，占用空间较大，转鼓型分选机费用昂贵，国内应用较少。大，转鼓型分选机费用昂贵，国内应用较少。综合分选性能见下表 斜轮，立轮和转鼓型重介质分选机综合分选性能 分选密度/kg*m-3 1500 1600 1700 1800 E 0.052 0.060 0.068 0.076 重介质浅槽（刮板式）由于槽内悬浮液保持层流状态，加上全自动介质密度和液位调节系统，使分选精度基本上达到浮沉试验的精度，见下表 特朗普分选槽分选性能 类型 分选密度/kg*m-3 预期E值
15、15050mm 5025mm 2510mm 两产品分选槽 1400 0.012 0.018 1700 0.020 0.025 三产品分选槽 低密度1400 0.011 0.015 0.020 高密度1700 0.022 0.024 0.033 结论 经系统比较得知：特朗普刮板经系统比较得知：特朗普刮板浅槽机结构简单，分选槽空间大，浅槽机结构简单，分选槽空间大，煤在分选槽内的分选时间长，而且煤在分选槽内的分选时间长，而且精度高，处理量大，效率高，投资精度高，处理量大，效率高，投资成本低，经济效益好等特点，成本低，经济效益好等特点，故此故此项目用特朗普刮板式浅槽（经改造项目用特朗普刮板式浅槽（经改
16、造的，集成式的）。的，集成式的）。（2）该集成式浅槽排矸系统结构图 设备现场安装图设备现场安装图 总结来讲具有以下特点：(1)工艺集成工艺集成 工艺简单集成，清晰可靠，包括准备筛分，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，液位集重介浅槽主选，脱介，磁选。重液密度，液位集成智能调节，介耗量低，分选精度和效率高，效成智能调节，介耗量低，分选精度和效率高，效果好。果好。(2)空间集成空间集成 设备经科学的集成改造，集中布置，所用设备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，充分利用现有厂房空少，占地空间小，投资少，充分利用现有厂房空间，同时不影响现有生产管理。间，同时不影响现有生产管理。(3)控制集成控制集成 设集成智能总控箱，灵活调节重介质液密度与设集成智能总控箱，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，节约人液位，控制产品灰分与质量，操作简单，节约人力。力。经济效益分析 总计：项目年净效益总计：项目年净效益=直接经济效益间直接经济效益间接经济效益科研经费项目实施中投入接经济效益科研经费项目实施中投入系统工作维护费用
