编者按:本文由马挺发表在《煤炭加工与综合利用》期刊2019年第11期,原题目为“FGX型复合式干选机在恒宝源煤矿的应用”。本平台选编时有删减,配图根据内容斟酌选择。


1概述

恒宝源煤业有限公司设计生产能力90万t/a。矿井主要煤种为长焰煤。目前由于采出的原煤灰分高、硫分高、发热量低等,导致商品煤滞销的现象时有发生,严重影响了企业的经济效益。

为了进一步提高产品质量,需对原煤进行洗选加工处理。由于矿井原煤硬度较低,易破碎,矸石遇水易泥化,不宜采用湿法选煤,因此考虑采用干法选煤技术。经过考察调研,决定采用技术比较成熟的FGX复合式干法风选机进行分选。


FGX型复合式干选系统

2.1 系统结构

复合式干选系统由入料环节、分选环节、供风环节、除尘环节、电气控制环节、运输环节等组成。FGX型复合式干选机是该分选系统的核心部分,其组成主要包括分选床、排料挡板、格条、振动器、吊挂机架、风室等。分选床和振动器由吊挂装置悬吊在机架上,实现了分选床横向与纵向角度的灵活调节,结构如下图所示。


2.2 分选机理及技术特征


复合式干选机的分选是利用振动力和风力的综合作用,将物料按密度、粒度、形状等特征差异进行分选,具体分选机理为:

(1)物料在分选床上的螺旋翻转分选作用。物料经入料口进入具有一定纵向和横向倾角的分选床面,底层物料受床面振动惯性力的作用,向背板运动,上层物料在背板推力和自身重力的作用下,由物料表层做下滑运动。由于入料压力和床层振动作用,使得不断翻转的物料做近似螺旋运动,并向矸石端运动。因分选床面沿横向宽度逐渐减小,使得轻产物优先经排料档板排出,重产物沿床层继续做螺旋运动,并经矸石端排出。物料在床面的分选运动如下图所示。


(2)自生悬浮介质的分选作用。物料中含有的细粒物料与床面上升的空气流形成气—固两相悬浮介质层,低密度物料经分选进入上层,高密度物料进入下层,实现物料按密度的分选。

(3)综合作用力下的分层分选。入选物料受床层振动产生的离析作用和上升气流产生的悬浮作用,进行松散分层。根据热力学第二定律可知,分选物料体系位能降低,轻产物进入上层,重产物进入下层,实现物料分层。物料分层作用如下图所示。


(4)重颗粒物相互碰撞挤压产生的浮力作用。分选过程中床面底部矸石层颗粒相互碰撞挤压产生浮力作用,轻产物浮出矸石层,实现物料按密度的有效分离。

3工艺流程

矿井原煤由主斜井带式输送机提升出井后,带式输送机将其运至筛分车间,筛分机筛孔30mm;小于30mm粒级的筛下物通过犁式卸料器卸入末煤储煤场;大于30mm粒级的筛上物块煤进入干法分选系统,分选出精煤、中煤和矸石。

4、分选效果评定

4.1 原煤可选性分析

本次干法分选试验采用的煤样来自恒宝源煤矿9号层煤,煤样的可选性曲线见下图。


从可选性曲线可见,9号层煤的可选性特征为,曲线弯曲度较大,±0.1含量曲线在1.5~1.6g/mL密度级转折较大。按《中国煤炭可选性评定标准,用分选密度±0.1含量评定,见下表。

由表可知,9号层煤理论分选密度1.6g/mL,精煤回收率63.0%,±0.1含量扣除沉矸10.55%,可选性等级属中等可选。

4.2 分选效果评定

原煤通过复合式干法分选机分选出三种产品,分别为精煤、中煤、矸石。各分选产品及原煤化验结果见下表。

从表可知,经过干法分选,较之原煤,精煤灰分降低了10.14%,硫分降低了0.80%,发热量提高了4.46MJ/Kg,矸石灰分提高了32.27%,可见干选设备排矸效果较好,不仅提高了产品的发热量,而且还降低了硫分。从回收率来看,精煤产率为60.85%,中煤产率为17.32%,矸石产率为21.83%,将中煤掺入精煤销售,产品回收率达到78.17%。

5经济效益分析

恒宝源煤矿年生产原煤80万t,大于30mm筛上物占原煤的30%,干选机年处理量为24万t。综合考虑原煤成本、分选成本、产品售价等因素,其经济效益分析如下表所示。

从表可知,大于30mm筛上物采用干法分选,年洗选成本3912万元,年收入5040万元,年利润为1128万元,具有很好的经济效益。

6对提高分选效果的建议

为了进一步提高干法分选机的分选效果,应对影响复合式干选机分选效果的因素进行分析。

(1)从设备结构参数看,要根据实际生产需要选择适合现场的分选设备,主要包括设备的处理能力、分选面积及结构尺寸等参数。

(2)从操作参数来看,主要包括床面的振动频率、床面振幅等因素,如何选择合适的操作参数还需要进一步的探究试验。

(3)从入选原煤性质来看,主要包括入料的粒度组成和外在水分,探究入料粒度组成和水分对分选效果的影响还需进一步的试验研究。

7结论

恒宝源煤矿采用干法分选,分选效果显著,能保证产品质量得到进一步提升。

产生的中煤可以根据需要返回系统进行再选,也可掺入精煤进行配煤销售,这样不仅提高了配煤产品的灵活性,同时也提高了产品的市场适应性。

干法分选机对入料的外在水分适应性比较强,当外在水分小于9%时,对分选效果影响很小,能够减少煤中水分对发热量的影响,提高产品质量。

干法分选不用水,省去了繁杂的煤泥水系统,不产生煤泥水污染,节约了资源,降低了成本。

复合式干选机结构简单,操作简便,维修量小;干法分选系统工艺流程简单,辅助设备少,相对于湿法分选可节省大量基建投资。

这台设备年处理24万原煤,但创造了1000多万元的利润

发布时间: 2021-08-30
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