原煤在進入重介質旋流器前應預先脫泥還是不脫泥?
原煤在進入重介質旋流器之前一直有預先脫泥和不脫泥兩種工藝選擇,也是不同選煤工作者爭論的主要問題之一。
支持預先脫泥的主要論點是:預先脫泥有利于提高重介質系統的分選效率。因此,這些公司所承擔的選煤廠設計或總包項目,多數采用脫泥入選的方式。認為雖然增加了脫泥篩環節,但是提高了旋流器入料的平均粒度,提高了分選精度;進入旋流器的物料減少,旋流器型號減小、功耗降低;脫介篩型號減小,脫介效率提高;次生煤泥量減少,利于煤泥水處理;進入重介質系統的煤泥量少,可極大地減少分流量,進而降低介耗。近10 年來這樣的選煤廠不勝枚舉,也是國外選煤理念在國內得到認可和迅速推廣的一種反映。
不脫泥觀點則認為:重介質旋流器分選下限可以低至0.2mm,而脫泥通常采用1.5mm、1mm、0.75mm幾種方式。以1.5mm脫泥為例,1.5~0.2mm部分在旋流器中也能得到有效分選,那么就沒有必要進行脫泥處理。預先脫泥增加了不必要的工序,采用不脫泥流程可以簡化工藝流程,降低投資成本。這一觀點對中國的選煤技術產生了重大的影響,采用原煤不脫泥重介質旋流器技術的選煤廠大量存在,其典型代表是不脫泥三產品重介質旋流器系統。
首先這兩種觀點均認為重介質旋流器是目前常用選煤技術中分選精度最高的,只是對于是否脫泥存在爭論。從重介質旋流器的分選機理來看,其本質是按照煤與矸石的密度不同而將兩者分離的過程。一般而言,追求的是在滿足精煤質量的前提下最大限度地提高精煤產率,即提高分選效率,而不管哪種工藝、哪種設備,粒度對按密度分選的影響是客觀存在的,最大限度地減小粒度的影響對提高分選精度起著積極作用。因此,理想的分選方式是將原煤分級成許多很窄的粒級再分別分選,將粒度對按密度分選的影響忽略不計,可實現等λ分選,這也正是“分級入選”的由來。從這個角度來說,選前脫泥可以減小入料的粒度差異,在相同的分選條件下確實能夠減少粒度對分選的影響,進而提高分選精度。
筆者認為,即使旋流器的分選下限可以達到0.2mm,但此時為了保證0.2mm附近的顆粒能夠得到有效分選,必然要通過增大旋流器的入料壓力來增大離心力,這樣會大大增加功耗和設備磨損。其次,這部分精煤因為粒度太細,很難與未得到有效分選的小于0.2mm物料分離,脫介也困難,經常存在細泥污染的問題,為了保證總精煤灰分,需要其他粒級“背灰”,進而降低總精煤產率。第三,0.2 mm附近細粒級的分選精度要低于粗顆粒,Ep值約為0.1kg/L,接近其他的粗煤泥分選設備,如螺旋分選機、干擾床分選機等,而專門的粗煤泥分選設備又有運行費用低的優勢。第四,不能被旋流器有效分選的小于0.2mm部分也進入到旋流器中,增加旋流器的負荷和介質循環量。
不脫泥觀點認為,煤泥的存在可以穩定重介質。研究表明,隨著介質密度的升高,在同等固體體積濃度條件下,懸浮液中允許的煤泥含量最高值呈下降趨勢。有文獻給出了一組數據:當固體體積濃度為30%(實際生產中一般不超過該值),懸浮液密度為1.45g/cm3 時,煤泥含量最高可為48% ,而懸浮液密度若增加0.01g/cm3 ,即達到1.46g g/cm3時,煤泥含量最高可為36% ,急劇降低了12個百分點。當懸浮液密度要求越高時,允許的煤泥含量就越低,實際生產中,分選密度調整0.1 g/cm3是常見的現象。在這種情況下,為了保證懸浮液中煤泥含量,就必須加大分流量,當分流不能保證時,隨著煤泥積聚、懸浮液粘度增大,必然影響分選效果。增大分流使得磁選機負荷增大,介質損耗加大。因此不脫泥時想利用煤泥來穩定介質并不能取得預想的效果,反而會因為煤泥太多超過介質中允許的煤泥最高值帶來負面影響。另外,采取脫泥流程時,因為脫泥效率以及次生煤泥的存在,介質中也會有足夠的煤泥量,能保證介質的穩定性。支持不脫泥的另一個觀點是不脫泥減少了脫泥環節,簡化了工藝,可以降低投資。筆者認為,不脫泥雖然省了脫泥篩,但是重介質旋流器以及脫介篩、磁選機的數量型號都比脫泥流程的大;不脫泥節省粗煤泥分選設備,但同時也增加了0.2 mm的分級設備。因此,不脫泥流程不一定能夠降低投資。
任何工藝都是建立在有可選用設備的基礎之上的,采用脫泥流程是因為后續設有粗煤泥分選環節,而目前粗煤泥分選設備已經成熟,而且分選費用很低,沒必要再利用重介質旋流器來分選粗煤泥,而且脫泥后還有上述眾多益處,自然就成為一種合理的選擇。不脫泥流程是在粗煤泥分選設備不成熟的情況下出現的,為盡量發揮重介質旋流器的功能,不脫泥入洗也是一大舉措,如果可以解決精煤0.2mm分級脫泥的問題,目前的不脫泥工藝也會更加完善。如果存在一種高效的原煤0.2 mm分級設備,相信0.2mm脫泥,大于0.2mm重介質旋流器分選,小于0.2mm浮選或不分選的工藝將會得到推崇。
通過以上對比分析得出,在目前的技術條件下選前脫泥可以提高分選精度、降低介耗,理論上更優一些。不脫泥工藝若能解決0.2mm精煤脫除高灰細泥的問題也將會更加完善。
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