運用等λ原則確定各粒級精煤灰分

張瑞英

(河北能源職業技術學院,河北省唐山市,063004)

運用等λ原則確定各粒級精煤灰分

張瑞英

(河北能源職業技術學院,河北省唐山市,063004)

為了充分利用稀有的肥煤資源、增加選煤廠的精煤產率,原煤分級入選煉焦煤選煤廠應利用等λ原則確定不同原煤各粒級原煤分界灰分。分析了選煤廠采用等λ原則確定各粒級精煤灰分和采用其它方法確定各粒級精煤灰分對精煤產率的影響,認為采用等λ原則可使各粒級煤在相同的分界灰分下分選,即可保證總精煤灰分合格,又能在其它任何工藝條件及原煤性質均無變化的情況下使精煤產率得以提高。

肥煤 分級入選 等分界灰分 精煤產率

TD940

A

通常群礦選煤廠或中央選煤廠同時入選多個礦井生產的煤炭,而不同礦井煤炭具有不同的灰分與可選性。對于礦井選煤廠而言,盡管入選同一礦井的原煤,但在選煤廠內還是采用多種選煤方法,如重介、跳汰、浮選等分選流程的配合,一般情況下,每一道選煤流程都有灰分控制指標,因此,最終精煤產品為各粒級精煤的混合。若能保證不同礦井的煤炭或不同的選煤方法按相同的分界灰分分選,這樣,既可使總精煤灰分符合要求,也可獲得最高的精煤產率。

1 等λ原則在我國的運用現狀

目前我國利用等λ原則確定不同原煤或各粒級原煤分界灰分的選煤廠較少,盡管此理論已成熟且可操作性強,但還未得到普遍應用,絕大多數選煤廠習慣是根據生產經驗及總精煤灰分要求而選定。由于缺乏科學嚴謹的手段,致使精煤產率達不到最高。以開灤某選煤廠(煤種為肥煤,產品為十二級煉焦精煤,灰分范圍為10.51%～11.00%)各粒級精煤實際灰分統計圖進行說明,見圖1。

該選煤廠采用塊煤(+13 mm)重介立輪分選、末煤(13～0.5 mm)重介質旋流器分選、粉煤(-0.5 mm)浮選流程。從圖1(a)中不難看出,2-6月份總精煤灰分線靠近十二級精煤灰分下限(10.51%)而遠離上限(11.00%);從圖1(b)、圖1(c)和圖1(d)也可看出,在未利用等λ原則情況下,除塊精煤灰分在合理值的兩側變化之外,末精煤與浮選精煤的灰分幾乎是位于合理值的一側,非高即低,末精煤灰分遠低于等λ下的灰分值,而浮選精煤灰分又高于等λ下的灰分值,均說明灰分控制不合理,雖然能夠保證最終精煤灰分符合要求,但難以達到最高產率,造成肥煤資源的浪費。

圖1 開灤某選煤廠總精煤灰分及各粒級精煤灰分統計圖

2 各粒級精煤灰分的確定方法

根據總精煤灰分要求,運用等λ原則確定各粒級精煤灰分,可保證總精煤灰分符合要求的前提下,獲得最高的精煤產率。

2.1 繪制可選性曲線

運用等λ原則確定各粒級精煤灰分需借助可選性曲線。可選性曲線分為原煤理論可選性曲線(利用原煤浮沉資料所繪制的曲線)及原煤實際可選性曲線(利用綜合原煤資料所繪制的曲線)兩類。由于分選設備的數量效率達不到100%,且在分選過程中煤泥會對分選產品造成不同程度的污染,用原煤理論可選性曲線確定分界灰分缺乏對上述因素的考慮,得出的是在理想條件下的指標,與實際生產相差較遠,達不到分界灰分真正相等,故應采用原煤實際可選性曲線。

繪制原煤實際可選性曲線需用綜合原煤及各粒級計算原煤的占全樣產率及灰分。而計算占全樣產率及灰分的原始數據是選煤廠各產品的產率(產品數量占入選原煤數量的百分數)及各產品各粒級的篩分浮沉試驗數據。需注意的是,對每種產品-0.5 mm部分物料要做小浮沉試驗,其目的是充分考慮煤泥對產品的污染,使數據更貼近生產實際。

計算繪制原煤實際可選性曲線所需的數據可在上述原始數據的基礎上,按以下步驟計算出各粒級計算原煤及綜合原煤的產率及灰分。

(1)以產品作為全樣,即以產品作為基準,計算各密度級產品占全樣產率及灰分。

根據產品篩分試驗得出的產率及各粒級的浮沉試驗得出的產率及灰分,計算出該產品每個密度級的占全樣產率及加權平均灰分。方法是用粒級的產率與浮沉試驗得出的各密度級的產率相乘,每個產品和每個粒級需分別計算。其中精煤產品計算結果見表1。

(2)以原煤作為全樣,計算各粒級占全樣產率及灰分。

做此項計算時,需得到各產品的產率。該選煤廠產品產率精煤35.22%、洗末煤8.64%、洗混塊2.73%、煤泥7.37%、矸石46.04%。

首先計算產品各個粒級占全樣產率。方法是用產品產率與表1中的帶煤泥合計產率相乘。例如,精煤+13 mm粒級占全樣產率為35.22%×23.88%×100%=8.41%。每種產品各個粒級皆如是計算。

然后計算每個密度級占全樣產率。方法是用產品各粒級占全樣產率與表1中的占全樣產率相乘。例如,精煤中+13 mm粒級的-1.3 kg/L密度級的占全樣產率為8.41%×2.60%×100%=0.22%。每個產品、每個粒級、每個密度級分別按上述方法進行計算。同時還需計算加權平均灰分。

最后將所有產品的相同粒級、相同密度級的占全樣產率累加起來,得到以原煤作為全樣時的各粒級產率,同時計算加權平均灰分。

(3)計算綜合原煤占全樣產率及灰分。

將各個粒級中相同密度級的占全樣產率相加,得到綜合原煤占全樣產率。例如,綜合原煤的1.3～1.4 kg/L密度級的占全樣產率為7.16%+8.95%+5.99%=22.10%,同時計算出加權平均灰分。各粒級計算原煤及綜合原煤的計算結果見表2。

表1 精煤占全樣產率及灰分計算結果%

表2 各粒級計算原煤及綜合原煤計算結果%

根據表2數據計算各個粒級計算原煤及綜合原煤的浮物累計產率及浮物累計灰分。然后根據浮物累計產率及灰分繪制出灰分特性曲線(λ曲線),根據浮物累計產率及累計灰分繪制浮物累計曲線(β曲線),曲線包括綜合級原煤實際可選性曲線與各粒級原煤實際可選性曲線,見圖2。

2.2 確定分界灰分

在綜合原煤實際可選性曲線圖2(a)上,依據要求的總精煤灰分11.00%,確定各粒級原煤的分界灰分。方法是在橫坐標軸上找出總精煤灰分點(11.00%),過此點向β曲線引橫坐標軸的垂線與β曲線于一點,再過此交點引橫坐標軸的平行線與λ曲線交于一點,此點的橫坐標值為24.90%,即為分界灰分。

2.3 確定各粒級精煤灰分

其理論依據是分選時各粒級原煤的分界灰分相等(等λ原則)。方法是在每個粒級的曲線圖2(b)、圖2(c)、圖2(d)上,首先在橫坐標軸上找出分界灰分點24.90%,然后通過此點向λ曲線引橫坐標軸的垂線并與λ曲線交于一點,最后過此交點向β曲線引橫坐標軸的平行線與β曲線交于一點,與β曲線交點的橫坐標值即為等λ下的精煤灰分。+13 mm、13～0.5 mm、-0.5 mm粒級等λ下的精煤灰分分別為11.00%、12.00%和9.40%。

3 等λ入選與非等λ入選條件下精煤灰分及產率對比分析

采用等λ原則與未采用等λ原則確定開灤某選煤廠各粒級精煤灰分及精煤產率的數據對比見表3。表3中的等λ入選精煤灰分為上節確定的各級精煤灰分11.00%、12.00%和9.40%,以這3個灰分數據向圖2(b)、圖2(c)、圖2(d)各自的β曲線上引橫坐標軸的垂線,并與β曲線交于一點,此交點的縱坐標值即為表3中的精煤占本級產率,然后根據各粒級的產率換算成占全樣精煤產率。由于兩種方法所確定的各粒級精煤灰分不同,則精煤產率有差異。

圖2 綜合級與各粒度級原煤λ曲線及β曲線

表3 精煤灰分及產率對比分析表%

從表3中可看出:若按等λ入選的原則確定各粒級精煤灰分,在保證總精煤灰分滿足要求的前提下,使選煤廠的精煤產率增加了1.22%,對于原煤月平均入洗量約為40萬t的選煤廠,每月可多生產精煤4880 t。

4 結論

采用等入原則確定原煤分界灰分入選對選煤廠生產具有十分重要的指導意義,可最大程度地提高精煤產率,使稀有的煉焦煤資源得到充分地利用。

[1] 王振生,李尋.選煤廠生產技術管理[M].北京:煤炭工業出版社,1990

Finding the ash of each sized clean coal by making use of the sameλprinciple

Zhang Ruiying
(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology,Tangshan,Hebei 063004,China)

To make full use of rare fat coal resources and increase the economic benefit of coal washery,the grade coking coal preparation plant should use the sameλprinciple to determine the grade size of coal ash.Analyzed the impact on the clean coal productivity by the sameλprinciple and other method of grade size of coal ash.The result shows that each sized coal is selected in the same demarcation of ash,which not only guarantee the qualification of the ash of the total clean coal but also can increase the productivity of clean coal without changing raw coal’s property and any technological condition.

fat coal,preparation of sized raw coal,same demarcation of ash,productivity of clean coal

張瑞英(1958-),女,副教授,曾在開灤范各莊選煤廠工作13年,現在河北能源職業技術學院從事礦物加工專業教學工作。

(責任編輯 張毅玲)