第三章工艺流程设计

第三章第三章 工艺流程设计工艺流程设计掌握煤质资料的分析方法掌握煤质资料的分析方法掌握选煤方法、工艺流程的确定掌握选煤方法、工艺流程的确定学会进行方案的经济比较学会进行方案的经济比较了解共伴生矿物的回收方案了解共伴生矿物的回收方案步骤v1 1、审查、分析资料、审查、分析资料 v2 2、讨论分组、分级、讨论分组、分级（画（画2层煤和层煤和3-4个粒级的可选性个粒级的可选性 曲线和曲线和-曲线）曲线）v3 3、选择选煤方法和选择选煤方法和原则流程原则流程 v4 4、综合资料、校正资料、综合资料、校正资料（按分组、分级与否和原则（按分组、分级与否和原则 流程的需要进行综合）流程的需要进行综合）v5 5、预测不同原则流程的分选结果、预测不同原则流程的分选结果 v6 6、方案比较、方案比较 v7 7、确定完整流程、确定完整流程 第一节 煤质资料分析煤质资料的审查煤质资料的审查 煤质资料的可靠性对设计的质量有决定性煤质资料的可靠性对设计的质量有决定性作用作用.煤质资料的可靠性首先取决于煤样煤质资料的可靠性首先取决于煤样,故采故采样时应严格遵守规程；煤质资料的可靠性还取样时应严格遵守规程；煤质资料的可靠性还取决于试验的精确性，试验误差应在国标规定范决于试验的精确性，试验误差应在国标规定范围内围内,否则试验作废。否则试验作废。资料审查遵从以下标准资料审查遵从以下标准:GB477-98,MT58-93,GB478-87，MT57-93第一节第一节 煤质资料分析煤质资料分析 煤质资料的分析是为了进一步了解煤的内在性质，煤质资料的分析是为了进一步了解煤的内在性质，以以 制定合理的选煤工艺流程。制定合理的选煤工艺流程。这是搞好设计的前提。这是搞好设计的前提。内容：物理性质、化学性质、筛分和浮沉资料、可选内容：物理性质、化学性质、筛分和浮沉资料、可选性等。性等。一一 化学分析化学分析二二 物理分析物理分析三三 煤的筛分、浮沉分析煤的筛分、浮沉分析浮沉分浮沉分析析各密度级的含量和灰分分析：低密度、中间密度级、矸石的含量和灰分分析各密度级的含量和灰分分析：低密度、中间密度级、矸石的含量和灰分分析浮沉资料：绘制可选性曲线、求理论分选指标浮沉资料：绘制可选性曲线、求理论分选指标硫含量分析：判断分选脱硫效果、尾矿含硫指标及其利用价值硫含量分析：判断分选脱硫效果、尾矿含硫指标及其利用价值50mm粒级情况：粒级情况：各粒级含量分析：各粒级含量分析：各粒级质量分析：各粒级质量分析：50mm粒级情况：粒级情况：各粒级含量分析：各粒级含量分析：各粒级质量分析：各粒级质量分析：10%,入选上限不宜高。入选上限不宜高。分析硬度和脆性：各粒级含量均匀分析硬度和脆性：各粒级含量均匀,主导粒级不明显主导粒级不明显;各粒各粒级灰分变化也不大级灰分变化也不大,认为煤的脆性中等认为煤的脆性中等,硬度一般硬度一般.由此看由此看,不不宜用碎选机。宜用碎选机。-0.5mm级灰分稍高于其它粒级灰分级灰分稍高于其它粒级灰分,认为矸石有一定程度的认为矸石有一定程度的泥化（泥化（Degradation in water）,煤泥水系统要注意。煤泥水系统要注意。例二：1.高灰高灰,高含矸高含矸 2.+50mm级含量大级含量大,煤少矸多煤少矸多,不宜常规破碎，可考虑重介排矸不宜常规破碎，可考虑重介排矸或碎选。或碎选。3.13-0.5mm含量在含量在50%以上以上,应注意其处理方式应注意其处理方式,如如:选用的跳选用的跳汰机类型汰机类型,脱水问题等脱水问题等.其它资料分析其它资料分析煤泥筛分：煤泥筛分：煤泥浮沉：判断煤泥浮沉：判断-0.5mm粒级的重选效果粒级的重选效果煤泥浮选：全面了解煤的可选性以及与其有关的物理化学性质煤泥浮选：全面了解煤的可选性以及与其有关的物理化学性质四四 煤的可选性煤的可选性 1.0.5mm可选性评定可选性评定 分选密度分选密度0.1含量评定原煤可选性方法含量评定原煤可选性方法 伯德伯德0.1含量评定原煤可选性方法含量评定原煤可选性方法0.1含量含量%可选性等级可选性等级 原煤处理办法原煤处理办法7%易选易选任何选煤方法，高处理量任何选煤方法，高处理量710中等可选中等可选高效率的分选方法，高处理量高效率的分选方法，高处理量1015较难选较难选高效率的分选方法，中等处理量，较好的管理水平高效率的分选方法，中等处理量，较好的管理水平1520难选难选高效率的分选方法，低处理量，熟练的管理水平高效率的分选方法，低处理量，熟练的管理水平2025很难选很难选很高效率的分选方法，低处理量，熟练的管理水平很高效率的分选方法，低处理量，熟练的管理水平2.90%筛侧式筛侧式 筛筛下式下式 成熟成熟,流程简单流程简单,处处理粒度宽理粒度宽 块煤重介块煤重介难选难选,极难选极难选300（1000）-3(6)mm 95%斜、立轮斜、立轮,浅浅槽槽分选精度高分选精度高,操作调操作调整简单整简单重介旋流器重介旋流器难选难选,极难选极难选50(800)-（0.15）0.2mm 95%两、三产品两、三产品,有、无压给有、无压给料料分选精度高分选精度高,操作简操作简单单,无动力无动力,磨损大，磨损大，介耗较大介耗较大 浮选浮选-0.5mm煤泥煤泥浮选机浮选机,浮选柱浮选柱 处理处理-0.5mm的有的有效方法效方法动筛跳汰动筛跳汰300-50 mm90%广泛用于块煤排矸广泛用于块煤排矸 二二 入选粒度上限和下限（选别深度）入选粒度上限和下限（选别深度）用户要求：入选原料上、下限应尽可能与产品的要求一致，用户要求：入选原料上、下限应尽可能与产品的要求一致，以控制入选量和免除选煤产品的破碎筛分作业。以控制入选量和免除选煤产品的破碎筛分作业。入选原料煤的性质：入选粒度上限要根据块原煤中夹矸煤入选原料煤的性质：入选粒度上限要根据块原煤中夹矸煤的含量和破碎后单体解离情况决定。的含量和破碎后单体解离情况决定。分选设备适宜处理的粒级分选设备适宜处理的粒级三三 选矸方法选矸方法动筛跳汰机选矸法：在近年来使用比较多动筛跳汰机选矸法：在近年来使用比较多重介质分选机选矸法：对露天矿选煤厂优先考虑重介质分选机选矸法：对露天矿选煤厂优先考虑选择性破碎机选矸法：原煤中选择性破碎机选矸法：原煤中 50 mm粒级的含粒级的含矸量超过矸量超过30%以上，且煤质较脆，矸石较硬以上，且煤质较脆，矸石较硬四四 入选方式入选方式混合与分组、分级问题混合与分组、分级问题1.分组入选分组入选(preparation of grouped row coal)A.定义定义:分组入选是指将分采分组入选是指将分采,分运的不同原煤分运的不同原煤,从从 入厂到产入厂到产 品出厂都分系统处理。品出厂都分系统处理。此时此时,选煤厂要建完全独立的不同系统。选煤厂要建完全独立的不同系统。流程复杂流程复杂,投资大。投资大。B.分组与否的条件分组与否的条件:分组入选在下列条件下可以使用分组入选在下列条件下可以使用:原煤牌号不同原煤牌号不同;选后产品有特殊用途或要求选后产品有特殊用途或要求;精煤硫分相差悬殊精煤硫分相差悬殊;用密度用密度-基元灰分曲线判别不能混选基元灰分曲线判别不能混选.密度密度-基元灰分又称基元灰分又称 -曲线曲线,其形状如下图其形状如下图-曲线曲线 由由-曲线决定分组的条件：曲线决定分组的条件：当当 一定时一定时,5%考虑分组考虑分组 当当 一定时一定时,0.05,考虑分组考虑分组 先决条件是分采分运先决条件是分采分运2.分级入选分级入选(preparation of sized row coal)A定义：分级入选是指不同粒级的煤分别洗选。定义：分级入选是指不同粒级的煤分别洗选。B分级与否的条件分级与否的条件:各粒级煤的性质。各粒级煤的性质。一般一般,在正常分选条件下在正常分选条件下,不同粒不同粒级煤有如下分选特性：级煤有如下分选特性：在同一分选条件下在同一分选条件下,粒度越粒度越细细,分选密度越高分选密度越高.则各粒级的则各粒级的-曲线应有如图形曲线应有如图形式，否则应考虑分级入选。式，否则应考虑分级入选。分组条件的分组条件的(4)也适用于分级也适用于分级分选设备：若采用斜立轮分选分选设备：若采用斜立轮分选,必须按设备允许的入料粒度分必须按设备允许的入料粒度分级级.我国跳汰选一般不分级我国跳汰选一般不分级,但国外分级较多但国外分级较多。各粒级的-曲线非正常粒级-曲线五 选煤流程与资源的关系 旧版旧版选煤厂设计规范选煤厂设计规范规定规定:对极易选煤，应采用跳汰选；中等可选、难选煤应经对极易选煤，应采用跳汰选；中等可选、难选煤应经过技术经济比较确定选煤方法；过技术经济比较确定选煤方法；对极难选煤，对极难选煤，应采应采用重介分选，或跳汰重介联合分选方法。用重介分选，或跳汰重介联合分选方法。炼焦用煤的煤泥宜采用浮选或其他方法精选。炼焦用煤的煤泥宜采用浮选或其他方法精选。对含黄铁矿多的煤，要考虑综合利用黄铁矿与防止黄对含黄铁矿多的煤，要考虑综合利用黄铁矿与防止黄铁矿污染环境的措施。铁矿污染环境的措施。对非炼焦用煤的选煤厂，宜采用跳汰机或重介斜立轮对非炼焦用煤的选煤厂，宜采用跳汰机或重介斜立轮排矸。对特殊性质的煤，可采用摇床、斜槽分选。排矸。对特殊性质的煤，可采用摇床、斜槽分选。新版新版设计规范设计规范规定：规定：选煤方法应根据原煤性质（如粒度组成、密选煤方法应根据原煤性质（如粒度组成、密度组成、可选性、可浮性、硫分构成及赋存度组成、可选性、可浮性、硫分构成及赋存特性、矸石岩性）、产品要求、分选效率、特性、矸石岩性）、产品要求、分选效率、销售收入、生产成本、基建投资等相关因素销售收入、生产成本、基建投资等相关因素经过经过技术经济综合比较技术经济综合比较后确定。后确定。1.炼焦煤选煤厂流程选择炼焦煤选煤厂流程选择充分利用和回收充分利用和回收跳汰跳汰浮选：主、再选都应用跳汰浮选：主、再选都应用跳汰重介重介浮选：浮选：跳汰粗选、重介精选跳汰粗选、重介精选浮选：浮选：2.动力煤选煤厂流程选择动力煤选煤厂流程选择以排矸为主、实现产品多样化以排矸为主、实现产品多样化长焰煤：大块量多且含矸量多。块煤重介、块煤重介长焰煤：大块量多且含矸量多。块煤重介、块煤重介末煤跳末煤跳 汰汰气煤：既可作动力煤也可配煤炼焦。跳汰、跳汰气煤：既可作动力煤也可配煤炼焦。跳汰、跳汰重介重介无烟煤：大块量多、热值高用户对产品质量要求差异较大。流程无烟煤：大块量多、热值高用户对产品质量要求差异较大。流程要根据用户对产品质量的要求进行设计。要根据用户对产品质量的要求进行设计。褐煤：内在水分高、发热量低、易风化和自燃、矸石遇水易泥化。褐煤：内在水分高、发热量低、易风化和自燃、矸石遇水易泥化。重介选矸、分选下限重介选矸、分选下限13mm跳汰、干法分选。跳汰、干法分选。贫、瘦煤：变质程度高、碳含量高，易粉碎。贫、瘦煤：变质程度高、碳含量高，易粉碎。其它：根据煤质特征进行流程选择其它：根据煤质特征进行流程选择六六 煤泥水处理问题煤泥水处理问题煤泥水处理设计需要解决的问题煤泥水处理设计需要解决的问题合理确定煤泥水准备作业流程，避免细泥循环积聚，合理确定煤泥水准备作业流程，避免细泥循环积聚，保证洗水经常稳定在低浓度范围内。保证洗水经常稳定在低浓度范围内。确定合适的浮选工艺指标，妥善处理浮选尾煤，保证确定合适的浮选工艺指标，妥善处理浮选尾煤，保证浮选尾煤全部在厂内进行机械回收。浮选尾煤全部在厂内进行机械回收。实现洗水闭路循环。实现洗水闭路循环。煤泥水处理设备能力要适当，并留有余地，但不能过煤泥水处理设备能力要适当，并留有余地，但不能过于富裕。于富裕。选前准备作业选前准备作业分选作业分选作业选后产品脱水、脱介作业选后产品脱水、脱介作业煤泥水处理作业煤泥水处理作业悬浮液循环、净化、回收作业悬浮液循环、净化、回收作业第三节第三节 工艺流程结构设计工艺流程结构设计选前准备作业选前准备作业分选作业分选作业选后产品脱水作业选后产品脱水作业煤泥水处理作业煤泥水处理作业悬浮液循环、净化、回收作业悬浮液循环、净化、回收作业一一 选前准备作业选前准备作业 选前准备作业的选前准备作业的任务任务是为分选作业准备合是为分选作业准备合适的入料适的入料,主要是控制入料粒度上限、适当主要是控制入料粒度上限、适当解离煤与矸石解离煤与矸石,清除铁器、木片及其它杂物清除铁器、木片及其它杂物,或采用机械化排除大块矸石。根据这一目或采用机械化排除大块矸石。根据这一目的的,结合煤质特征结合煤质特征,就可以制定合适的准备就可以制定合适的准备作业流程作业流程.筛分、手选、破碎筛分、手选、破碎是常见的准备是常见的准备作业流程。作业流程。二二.分选作业流程分选作业流程 分选作业是选煤厂的心脏分选作业是选煤厂的心脏,故应非常重视分选作故应非常重视分选作业流程的选择业流程的选择.教材中给出了常用的原则流程。教材中给出了常用的原则流程。1.重选流程结构重选流程结构（1）不分级入选流程）不分级入选流程（2）分级入选流程）分级入选流程（3）块煤入选流程）块煤入选流程（4）露天矿动力煤选煤流程）露天矿动力煤选煤流程2.浮选流程结构浮选流程结构 三三 选后产品脱水流程结构选后产品脱水流程结构1.重选产品脱水流程结构重选产品脱水流程结构（1）跳汰块精煤脱水流程）跳汰块精煤脱水流程（2）跳汰末精煤脱水流程）跳汰末精煤脱水流程2.浮选产品脱水流程结构浮选产品脱水流程结构四四 煤泥水处理流程结构煤泥水处理流程结构 煤泥水系统是选煤厂容易出问题的环节煤泥水系统是选煤厂容易出问题的环节,无论是设计无论是设计还是管理都应给予极大的重视。还是管理都应给予极大的重视。动力煤选煤厂：不设浮选，一般流程浓缩动力煤选煤厂：不设浮选，一般流程浓缩压滤压滤炼焦煤选煤厂：浮选（选前准备、浮选、选后产品炼焦煤选煤厂：浮选（选前准备、浮选、选后产品脱水）脱水）浓缩浓缩压滤压滤易泥化煤泥应采用直接浮选流程，易泥化煤泥应采用直接浮选流程，或采用高或采用高度净化流程度净化流程 此为浓缩浮选流程此为浓缩浮选流程.原煤浓缩机溢流进入废水浓原煤浓缩机溢流进入废水浓缩机加絮凝剂进一步澄清缩机加絮凝剂进一步澄清,避免了细泥积聚现象，避免了细泥积聚现象，故此流程可用于易泥化煤泥的处理故此流程可用于易泥化煤泥的处理.尾煤浓缩机底流用沉降过滤离心机尾煤浓缩机底流用沉降过滤离心机(亦可换成高频亦可换成高频筛筛)处理处理,减轻了压滤机的任务减轻了压滤机的任务,可减少投资。可减少投资。滤液及原煤浓缩机溢流经二次浓缩后滤液及原煤浓缩机溢流经二次浓缩后,底流用压底流用压滤机回收滤机回收,发挥了压滤机的优势。发挥了压滤机的优势。废水浓缩机的溢流浓度很低废水浓缩机的溢流浓度很低,用作循环水用作循环水,可改善可改善分选效果。分选效果。五五 悬浮液循环、净化、回收流程结构悬浮液循环、净化、回收流程结构悬浮液循环、净化、回收作业方式悬浮液循环、净化、回收作业方式以筛分方式从产品中直接脱除合格悬浮液循环再用；以筛分方式从产品中直接脱除合格悬浮液循环再用；在筛面上加喷水脱除产品上粘附的残余悬浮液成为稀在筛面上加喷水脱除产品上粘附的残余悬浮液成为稀悬浮液；稀悬浮液与从合格悬浮液中分流出的部分悬悬浮液；稀悬浮液与从合格悬浮液中分流出的部分悬浮液一起经磁选回收、净化、脱除泥质物称为磁铁矿浮液一起经磁选回收、净化、脱除泥质物称为磁铁矿粉，与新制备的共同作为补加的加重质，供调节工作粉，与新制备的共同作为补加的加重质，供调节工作悬浮液密度之用。悬浮液密度之用。常用的稀悬浮液净化、回收典型流程：常用的稀悬浮液净化、回收典型流程：n浓缩磁选流程浓缩磁选流程 n直接磁选直接磁选 n筛下磁选筛下磁选 n分级磁选分级磁选第四节第四节 分选方案的技术经济比较分选方案的技术经济比较Schemes comparing on technique and economy 方案的最终确定，需要通过技术经济比较。方案的最终确定，需要通过技术经济比较。1.技术经济比较技术经济比较的一般如下内容技术经济比较技术经济比较的一般如下内容:跳汰跳汰:只用主洗只用主洗,还是主再洗还是主再洗?中等可选的煤中等可选的煤:用跳汰还是重介用跳汰还是重介?设再洗否设再洗否?跳汰粗跳汰粗选选,重介精选可否重介精选可否?难选难选,极难选煤极难选煤:用全重介用全重介?跳汰初选重介精选跳汰初选重介精选,或其或其它联合分选法它联合分选法?中煤处理方案中煤处理方案?分选指标比较分选指标比较 I(Ep),p 的不同搭配的不同搭配 产品结构：精煤灰分定在什麽级别合理产品结构：精煤灰分定在什麽级别合理?2.技术经济比较的步骤技术经济比较的步骤 技术比较：技术比较：根据原煤可选性根据原煤可选性,对不同选煤方法可能对不同选煤方法可能达到的技术指标进行比较达到的技术指标进行比较,选出可行选煤方法选出可行选煤方法.比比较步骤较步骤:a.列出可能方法列出可能方法,画出原则流程画出原则流程;b.对可能方法进行产品预测对可能方法进行产品预测;c.计算数量效率计算数量效率;d.选择技术上合理的方案保留之选择技术上合理的方案保留之.需要比较的技术指标需要比较的技术指标注意注意:A.A.上述方案比较方法要在一定精煤质量要求的前提下作出上述方案比较方法要在一定精煤质量要求的前提下作出;B.B.预测出的精煤灰分预测出的精煤灰分A AJ J比要求比要求A AJ J 要低要低0.5-1%;0.5-1%;C.C.参比方案中的精煤灰分参比方案中的精煤灰分A AJ J应在同一个灰分等级内应在同一个灰分等级内,且级差且级差 小于小于0.2%,0.2%,才有可比性才有可比性;D.D.产品产率和灰分需通过产品预测决定产品产率和灰分需通过产品预测决定.例：临涣选煤厂方案比较表例：临涣选煤厂方案比较表例：临涣选煤厂方案比较表（续）例：临涣选煤厂方案比较表（续）不掺入浮选精煤时计算结果 序 精煤 中煤 矸石 号 r%A%r%A%r%A%1 45.90 11.0 19.37 30.57 9.72 61.34 2 40.73 11.0 24.55 26.44 9.72 61.34 3 46.73 11.0 17.77 26.82 10.50 66.93 4 40.65 11.0 24.95 24.52 9.40 67.52 5 46.95 11.0 16.79 28.91 11.26 61.41 作业：作业：P95 1.2.3.4.6.7任选四题任选四题