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浮選精煤脫水技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望
中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院 貢彬彬 2020/3/15 9:54:12
摘 要：從水在煤中的存在形式、浮選精煤脫水設(shè)備和藥劑三方面闡述了浮選精煤脫水技術(shù)的概況。
關(guān)鍵字：水的存在形式；浮選精煤；脫水設(shè)備；藥劑
前言
隨著采煤機(jī)械化程度逐漸提高,我國(guó)選煤廠入洗原煤中,小于0.5 mm 的細(xì)粒煤含量在逐年增加。有關(guān)資料表明,不少選煤廠入洗原煤中, -0.5 mm的含量在25% ~ 30%。據(jù)某年度統(tǒng)計(jì)資料分析,全國(guó)煉焦精煤水分平均為11.31%,其中水分大于13%的占13.3% ,水分在10% ~ 13% 的占68.9% ,水分小于10%的僅占17.8%。由于精煤水分增加,不但給鐵路運(yùn)輸增加了負(fù)擔(dān),而且在煉焦過(guò)程中增加了熱能消耗,延長(zhǎng)了焦化時(shí)間,降低了焦?fàn)t產(chǎn)量,縮短了爐齡。在北方,冬季運(yùn)輸還會(huì)發(fā)生凍車,影響精煤卸車作業(yè)。出口精煤水分如超過(guò)10% ,還會(huì)被索賠或拒收。而浮選精煤的水又不易脫除，因此，對(duì)浮選精煤脫水技術(shù)的研究與展望具有非常重要的意義。
1浮選精煤中水的存在形式及脫水方法
浮選精煤產(chǎn)品水分有四種形式：化合水分（內(nèi)在水分）、結(jié)合水分（吸濕水分）、毛細(xì)水分、自由水分（游離水分）。
化合水分是由物質(zhì)種類所決定，與物料粒度無(wú)關(guān)，不能用物理脫水方法排除。
結(jié)合水是顆粒表面吸附的結(jié)果。因此，此類水分與物料表面性質(zhì)（極性）及比表面大小有直接關(guān)系。當(dāng)固體顆粒與液體接觸時(shí)，由于在相界面上的物理化學(xué)性質(zhì)不同于固體內(nèi)部，即具有表面能而吸附水分子形成水化膜。結(jié)合水又可細(xì)分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。結(jié)合水不能用機(jī)械方式脫除，需采用干燥方法。
毛細(xì)水分是在毛細(xì)管壓力作用下賦存在顆粒內(nèi)部裂隙及顆粒之間微小間隙內(nèi)的水分。其大小取決于三方面，表面疏水性、孔隙率、粒度。物料親水性越高（θ越�。�，孔隙越發(fā)達(dá)。物料粒度越細(xì)，毛細(xì)壓力越大，毛細(xì)水分越高。毛細(xì)水分可用機(jī)械方法脫除一部分。
自由水是指顆粒機(jī)械的攜帶水，它也充填于顆粒間隙中，不同之處是由于顆粒間隙大（理論上，毛細(xì)壓力不存在）而容易受重力作用脫除，因而也稱重力水。重力水很容易脫除。
化合水與結(jié)合水又稱為內(nèi)在水分，毛細(xì)水分與自由水分又統(tǒng)稱為外在水分。選煤生產(chǎn)中，煤的水分主要包括這兩種。
決定細(xì)粒產(chǎn)品脫水方式的是毛細(xì)水分和自由水分。由于粒度細(xì)、毛細(xì)水分高，物料脫水困難，因而目前采用過(guò)濾（包括壓濾）、高頻振動(dòng)篩分方式（如浮選精煤、尾煤）和強(qiáng)分離因素的離心分離方式進(jìn)行。
2浮選精煤脫水技術(shù)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)煤泥水分賦存形式和脫水機(jī)理，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究與實(shí)踐，對(duì)煤泥的脫水大致有重力脫水、機(jī)械力脫水、干燥脫水、電化學(xué)方法等幾種方式．在選煤廠的實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)產(chǎn)品的脫水均以機(jī)械方法脫水為主，而對(duì)浮選精煤，由于粒度、濃度等特性的影響，采用的方法有離心、真空過(guò)濾和機(jī)械壓力的脫水方式，用其設(shè)備名稱來(lái)表達(dá)就是沉降式離心脫水機(jī)、真空壓濾機(jī)、帶式過(guò)濾機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)等．
2.1沉降式離心脫水機(jī)
沉降式離心脫水機(jī)是利用離心力使煤水中的固體沉降和濃縮，并用螺旋刮刀進(jìn)行卸料的一種脫水機(jī)。他廣泛用在化工、選礦等工業(yè)部門。
在選煤廠，沉降式離心機(jī)多用于含煤泥量較多、粒度相對(duì)較粗的煤泥或浮選煤泥、浮選精煤的脫水。其入料的粒度上限通常為1-3mm。離心機(jī)分出沉物產(chǎn)品和溢流水，沉物產(chǎn)品的水分視離心機(jī)的工作參數(shù)和物料性質(zhì)而異。一般入料的固體含量最大可達(dá)40%-50%，小于3（1）mm粒級(jí)的煤泥產(chǎn)品水分為15%-25%，離心液濃度為50-150g/L。如果在入料中加絮凝劑，則離心液濃度明顯降低，但產(chǎn)品水分隨之增加。 其工作原理為：錐形轉(zhuǎn)筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角膠帶輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)。當(dāng)錐形轉(zhuǎn)筒回轉(zhuǎn)時(shí)，由齒輪減速器帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒內(nèi)的螺旋旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒與螺旋回轉(zhuǎn)方向相同，但轉(zhuǎn)速不同，其轉(zhuǎn)差率為螺旋比轉(zhuǎn)筒慢2%，所以，螺旋與轉(zhuǎn)筒之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。入料由給料管給入，經(jīng)螺旋上的噴口進(jìn)入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，在離心力作用下形成沉降區(qū)，密度較大的顆粒附在轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁上逐漸形成沉淀層。當(dāng)連續(xù)給入物料時(shí)，轉(zhuǎn)筒內(nèi)的環(huán)狀液體不斷地向溢流口流動(dòng)，并從溢流口排出澄清的溢流水。已形成沉淀層的沉物，借助于螺旋與轉(zhuǎn)筒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沿轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁向沉物排料端運(yùn)動(dòng)，在脫水區(qū)進(jìn)一步脫水，直到到達(dá)轉(zhuǎn)筒小端，從排料口排出。
從上述工作原理可知，離心機(jī)中物料脫水過(guò)程分階段：第一階段是離心沉降。這時(shí)候固體顆粒在沉降區(qū)受離心力作用而沉降，形成沉淀層；第二階段是沉淀層在脫水區(qū)進(jìn)一步被壓緊，沉淀物殘余水分被擠出。
2.2真空過(guò)濾機(jī)
利用過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓力差將煤漿中的固液分離的過(guò)程過(guò)濾。用真空抽吸造成壓力差的過(guò)濾稱為真空過(guò)濾。實(shí)現(xiàn)這種固液分離的設(shè)備稱之為真空過(guò)濾。
真空（未完，下一頁(yè)）
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