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粗煤泥回收流程相似,只是把斗子捞坑换成了电磁振动旋流筛。
图4-8 脱水筛–电磁振动旋流筛粗煤泥回收流程
流程特点:①旋流筛占地面积小,处理量大,分级准确;②旋流筛分级的同 时,还有脱水降灰作用。
适用范围:适用于处理量不大的中、小型选煤厂。
(5) 离心筛分器--高频筛粗煤泥回收流程 该流程用煤泥离心筛分器作为水力分级设备,用高频筛作为脱水设备。
图4-9 离心筛分器–高频筛粗煤泥回收流程
流程特点:①流程简单,设备少;②本身体积小,处理量大,分级准确;③能减小高灰细泥对精煤的污染;④能有效地防止粗颗粒物料进入下一道工序。
适用范围:适用于处理量不大的中、小型选煤厂。
(6) 脱水筛-捞坑-旋流器粗煤泥回收流程该流程与脱水筛--斗子捞坑粗煤泥回收流程相似,增加了粗煤泥回收旋流器。
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图4-10 脱水筛一捞坑一旋流器粗煤泥回收流程
流程特点:①系统中循环煤泥量极少,能防止细泥积聚;②能有效地防止粗 颗粒物料进入下一道工序。
适用范围:可用于离心机筛缝较宽、浮选人料上限要求较严的选煤厂。具体采用哪种粗煤泥回收流程,取决于煤泥性质、精煤质量要求和精煤数量等条件。在选煤厂的实际工作中应具体问题具体分析。
4.3细颗粒煤泥水的处理
所谓细颗粒煤泥水就是那些水力分级设备产生的溢流。这部分煤泥水处理的 原则流程有三种形式:浓缩浮选流程、直接浮选流程和半直接浮选流程。浓缩浮选流程特点是全部煤泥水,包括分级设备的溢流、回收粗煤泥的旋流器溢流、煤泥回收筛筛下水及离心机的离心液等,均进入浓缩设备进行浓缩。浓缩的溢流作循环水,其底流经稀释后作为浮选人料,浮选尾矿或排出厂外废弃,或凝聚后澄清复用。为了防止粗粒物料进入浮选,常将煤泥回收筛的筛下水及离心机的离心液返回原分级设备,进行再分级。直接浮选流程的优点可概括为:a.取消了浓缩作业,流程简化;b.彻底解决了煤泥在系统中的循环,对主选作业有利;c.煤泥与水的接触时间缩短,使煤泥的可浮性和选择性提高;d.加强Ⅳ区的作业管理,可实现清水选煤。直接浮选流程的优点是从根本上解决了循环水中细颗粒煤泥的循环、积累问题,保证了循环水的浓度,为选煤厂各作业创造了良好的工作条件。但是,它也存在一些问题,例如循环水用量受煤泥水(即浮选原矿)浓度的限制;因为要处理浓度低而容积很大的全部煤泥水,往往需要较多的浮选,过滤设备,因而在经济上可能是不合算的等等。 4.3.1 浓缩浮选流程
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(1) 沉降试验及沉降曲线 a.沉降试验
将一定浓度的煤泥水装入量筒中,经过均匀搅拌并静止后进行观察。其沉降过程见下图
图4-11 量筒沉降过程
A—澄清区;B—沉降区;c—过渡区;D—压缩区
在沉降开始时,整个悬浮液浓度均匀,如图中的量筒1。沉降开始后,悬浮液中的固体颗粒以其沉降末速进行沉降,颗粒越大沉降越快,并逐渐堆积在容器的底部。因此,底部悬浮固体密度增大,如量筒2中的D区,称为压缩区。同时,量筒的上部出现澄清区A。澄清区的下部是沉降区,称作B区。该区的浓度和开始沉降时的悬浮液浓度相同。沉降区和压缩区之间没有明显的界限,中间存在一个过渡区C。随着沉降时间的增长,A区和D区逐渐增加,B区则逐渐减小直到消失。B区消失后,过渡区C也随之消失,只剩下澄清区A和压缩区D,如图中的量筒5。再过一段时间,压缩区的煤泥由于重力挤压作用,其高度还要继续减小,澄清区继续扩大。B区消失时的点称为临界点。
b沉降曲线
根据沉降试验,每隔一定时间,记录澄清的高度。以沉降时间为横坐标,澄清区高度为纵坐标,作出沉降时间与澄清区高度的关系曲线,如下图所示,称为沉降曲线。沉降曲线一般由三段组成。第一段和第三段为直线,而中间段为曲线。第一段如图中AB段,表明悬浮液在沉降区是等速沉降,直线的斜率越大,沉降速度越快;而后,曲线的斜率减小,并且是个渐变过程,曲线呈弯曲状,如BC段,主要因为悬浮液浓度渐增,沉降速度减小。第三段CD为斜率很小的直线,已属沉淀物被压缩的阶段,压缩区的高浓度浆体在上面的压力作用下,逐渐把存于颗粒间的部分水向上压挤出去,压缩区的体积逐渐缩小,直到过程终止。
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图4-12 沉降曲线
1—煤泥水浓度25g/L;2—煤泥水浓度10g/L;3—煤泥水浓度50g/L
AB段和CD段延长线夹角的分角线与曲线的交点P称为临界点。在达到临界点之前,即沉降时间小于t1时,沉降区存在,接近t1时沉降区迅速消失,沉降速度减慢。沉降时间大于t1时,即达临界点以后,澄清区与压缩区相连。沉降区消失的瞬时,压缩区致密程度稍差,空隙较多,所以开始时的压缩区沉降速度变化较快,曲线呈弯曲状。线段CD的斜率代表浮液在压缩区的沉降速度。
实际生产中在沉淀、浓缩设备中矿浆的沉降过程都是连续的。矿浆连续进入设备,并且不断地排出产品。因而,沉降区总是存在的。矿浆的澄清速度可由沉降区的沉降速度计算。
c.沉积曲线
以沉降时间t为横坐标,沉积层高度为纵坐标,作出的关系曲线称为沉积曲线,如图中的曲线OCD。将沉降曲线与沉积曲线画在同一图上,即为沉降一沉积曲线。
图4-13 沉降一沉积曲线
(2)浓缩原理
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煤泥水在浓缩机中的沉淀浓缩过程通常可分为五个区。如图所示。前四个区与量筒中的沉降试验完全相同。即A区为澄清区,B区为自由沉降区,c区为过渡区,D区为压缩区。压缩区的下面,便是浓缩物区E。由于该区有刮板运输,刮板对浓缩物产生挤压作用,使水分渗出,进一步提高浓度,最终由浓缩机的底流口排出,成为底流产品。
图4–14 浓缩机浓缩过程
在这五个区中,B、C、D反映了浓缩的过程,A、E反映的是浓缩的结果,即产物区。为使浓缩过程顺利进行,浓缩机池体需有一定深度,该深度应包括5个区各自的高度。
(3)浓缩浮选流程的特点及改进 ① 流程特点
我国在20世纪80年代以前,选煤厂沿用的细煤泥处理流程基本上都是浓缩浮选流程。其特点是全部煤泥水,包括分级设备的溢流、回收粗煤泥的旋流器溢流、煤泥回收筛筛下水及离心机的离心液等,均进入浓缩设备进行浓缩。浓缩的溢流作循环水,其底流经稀释后作为浮选人料,浮选尾矿或排出厂外废弃,或凝聚后澄清复用。为了防止粗粒物料进入浮选,常将煤泥回收筛的筛下水及离心机的离心液返回原分级设备,进行再分级。其流程见下图。