煤Ｎｏ．４，２０１０ 炭加工与综合利用 ２３ ＣＯＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＴＢＳ分选粗煤泥的优越性 瞻 鑫 （中国矿业大学化工学院，江苏徐州２２１１１６） 摘 要：介绍了ＴＢＳ（干扰床分选机）产生的背景、分选原理和结构特点；在泉店选煤厂的 应用表明，该机对粗粒级煤泥具有良好的分选效果，但也存在分选粒级较窄的缺点。 关键词：干扰床分选机；分选原理；结构；优势 中图分类号：ＴＤ９４２ １ ＴＢＳ的研发背景 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—８３９７（２０１０）０４－００２３－０３ ２ ＴＢＳ分选原理 从目前国内选煤机械分选的粒级范围来看， 大直径重介质旋流器的有效分选下限有所提高， ＴＢＳ（干扰床分选机）是目前用于粗煤泥高效 分选和分级的设备。当人料的粒度级别较窄，密 而微泡浮选柱入料粒度上限又不断降低，导致了 介于浮选有效分选上限与重介质旋流器有效分选 下限之间的这部分粗煤泥（０．３～１．６ ｍｍ）得不到 有效分选。对于这部分粗煤泥的处理，我国选煤 业主要采用以下两种工艺：一是采用分级设备回 度对沉降速度起主导作用时，分选机内物料按密 度分离，即实现了分选作用；当入料的密度级差 别较小，粒度对沉降速度起主导作用时，分选机 内物料按粒度不同分离，即实现了分级。ＴＢＳ分 选原理如图１所示。由分选机上端给入的矿浆与 收粗煤泥；二是采用煤泥重介质旋流器、螺旋分 选机等设备分选回收粗煤泥。分级回收粗煤泥工 艺在新厂中已不常见，主要在一些老厂中使用， 这是因为分级旋流器、浓缩机、高频筛及沉降过 上升水流相互混合，一定时间后会形成较为稳定 的干扰床层，若人料颗粒密度低于床层的平均密 度则会浮起，并进入浮物产品流；若人料颗粒密 度高于床层的平均密度则因自重透过床层，并由 矸石排放口进入沉物流，从而使物料实现按密度 分选。 入料 选界而 滤式离心机等分级设备对粗煤泥的分选作用较 弱，导致回收的粗煤泥灰分高。鉴于此，煤泥重 介质旋流器和螺旋分选机得到了应用，也在一定 程度上使分选效果得以改善。但这些机械仍然存 在诸多弊端，如需要使用超细磁铁矿粉作介质， 使得介质制备、回收系统复杂，运行费用高，这 也是为什么目前我国大部分选煤厂的煤泥重介质 旋流器系统并未处于最佳运行状态，难以达到理 循环 水管 Ｉ 水 ｌ“ｌ ｕ水 想的分选效果的主要原因。螺旋分选机虽然可以 有效的分选粗煤泥，但螺旋分选机的处理能力 液态化、 流水嘲络 ●高密度 ＃低密度 气沟 低、难以实现大型化，而且最低实际分选密度通 常较高，只能有效分选较易选的动力煤，不适合 在低密度下洗选炼焦煤。因此，开发研究有效的 粗煤泥分选技术和设备具有重要意义。 沉物 图１ ＴＢＳ分选原理 有研究者认为，人料颗粒密度、粒度的差异 收稿日期：２０１０－０５－２３ 作者简介：唐鑫（１９８９一），男，云南昭通人，中国矿业 大学化工学院矿物加工工程专业２００７级在读本科生。 导致了不同的沉降速度。如果提供一个速度介于 低密度细颗粒沉降速度和高密度粗颗粒沉降速度 之间的上升水流。由于上升水流对高密度粗颗粒 ２４ 煤炭加工与综合利用 ２０１０年第４期 沉降干扰作用较小，不足以使其上浮，而对低密 度细颗粒沉降干扰作用较大，能使其上浮，则沉 降速度大的高密度粗颗粒将在该上升水流中沉 降，而低密度细粒将随上升水流上浮，从而实现 多组份粒群按密度和粒度分离。 ３ ＴＢＳ的结构 ＴＢＳ主要由给料系统、排料系统、密度控制 回路和分选机床体４部分组成。 （１）给料箱。通过给料箱的物料沿切线方向 给人，可使固体物料到达干扰床中部，有利于物 料的分选。 （２）排料系统。排料系统有一套由梭形阀门 和阀座组成的梭形阀门组件，系统通过执行器与 球形阀门推杆及梭形阀之间相互连接配合作用实 现底流物料的排放。 （３）紊流板。为了获得较为稳定和均匀的上 升水流，在槽体内增设了紊流板。 （４）控制系统。为保证分选人料紊流床层的密 度精确，且持续稳定，ＴＢＳ的控制系统设置了探 ３ 测器、控制器和执行器。探测器运用压力传感器 把紊流床层内的静水压转换成电信号，并将电信 姒 号转出作为执行器的输入信号之一，实现了对床 层密度变化的检测。控制器用于比较床层的实际 密度和理论密度，利用两者信号的偏差，发出信 号送至执行器，以控制阀门的开启与闭合，进行 适时适量排料，以保证床层的稳定。执行器由一 弧 ；２∞ 个气动推进阀和一个定位器组成，接收控制器给 人的电流信号，以驱动相关部件完成相应的任务。 ４ ＴＢＳ分选效果 表１—３列出了河南神火集团泉店选煤厂采 用ＴＢＳ分选前后人料及产品的质量。 表１泉店选煤厂ＴＢＳ入料粒度及灰分 粒 质 ｓ 等 表２ ＴＢＳ分选溢流的粒度及灰分 粒 质 ｓ 堕 塑墨 产率 灰分 表３ ＴＢＳ分选底流的粒度及灰分 粒 质 ｓ ＞Ｏ．５Ｏ Ｏ．５００～０．２５０ ０．２５０～０．１２５ ０．１２５～０．０７４ ０．０７４ 合计 从表中数据可以看出，人料原煤灰分较高， ４ ３ ｌ 粒度范围较宽，小于０．１２５ ｍｍ分选效果不明显，２ 但大于０．１２５ ｍｍ粒级的灰分只有ｌ３．１２％，比 ｎ 入料的４４．８４％降低了３１百分点以上，说明ＴＢＳ 瑚 对粗颗粒窄粒级有明显的降灰作用。在配套工艺 选择时增加ＴＢＳ精矿脱泥设备，可以得到符合工 弧 ∞ 卯 艺要求的粗精煤泥。ＴＢＳ尾矿各粒级灰分都在 ８０％左右，累计灰分为８５．３７％，说明尾矿带煤 量很少，总体可燃体回收率高。钾啪 ∞ ５ ＴＢＳ的优势 鸵 ＴＢＳ分选机结构简单，只设有１台清水泵， 能耗低，损坏范围小，主要是阀门的磨损和分离 室底板等部件的磨损，所以便于维修，检查周期 间隔时间长，一般３个月检查１次，可以节省部 分成本。而且只要该设备的密度设定准确，就能 连续工作，无需人员看守即可以保证产品质量的 稳定。值得一提的是，ＴＢＳ分选机对０．２５—０．５ ｍｍ细粒级煤有着很好的分选效果，能够承担浮 选机部分人料，降低了浮选机人料量，提高了最 终精煤产品质量。 由于ＴＢＳ可以有效分选传统浮选粒级部分粒 度范围物料，所以减轻了浮选人料量，降低生产 ｎ ２ 髓 煤Ｎｏ．４，２０１０ 炭加工与综合利用 ２５ ＣＯＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ 浮选过程中的消泡研究 王 里，李秉轩，师天华 （中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３） 摘要：实验研究了浮选过程中三相泡沫产生和维持稳定的机理，分别利用物理、化学以及 物理与化学相结合的方法进行消泡实验，结果表明，物理、化学结合消泡法是最经济有效的方法。 关键词：浮选；泡沫；稳定性；消泡研究 中图分类号：ＴＤ９４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—８３９７（２０１０）０４－００２５－０４ 水，这不仅增加了能源消耗和浮选成本，而且增 选煤厂精煤浮选过程中，携带有精矿的泡沫 是一种固一液一气三相泡沫，具有一定的稳定 性，较长时间难以破裂。特别是有用矿物与脉石 共生紧密，磨矿粒度细，浮选精矿中细粒含量高 的三相泡沫稳定性极强，严重影响浮选精矿的后 期处理 Ｊ。主要表现有： （１）用泥浆泵输送矿浆时往往会产生“气 室”现象，使离心泵送料困难，如铝土矿浮选精 矿中一１０ Ｉ，ｚｍ含量高达２０％～３０％时，精矿泵的 加了浮选用水量和水的循环量，浪费水资源，在 北方缺水地区，这种影响更加突出； （３）在浓缩池浓缩阶段，泡沫往往会带走大 量浮选精矿，使精煤回收率降低； （４）由于泡沫上吸附了大量矿物浮选药剂， 当泡沫随同废水被排出浮选厂时，泡沫漂浮在废 水上面，难以处理，污染环境。 １泡沫稳定性研究 １．１影响泡沫稳定性的因素 泡沫稳定性是指泡沫生成后存在的持久性以 输送能力降低５０％以上； （２）三相泡沫降低了矿浆的密度，为了改善 精矿泡沫的流动性，便于输送，必须加入大量的 收稿日期：２０１０－０５—１０ 及受到外力冲击之后的自我修复能力，即泡沫的 作者简介：王里（１９８２一），男，安徽淮北人，中国矿业 寿命。通常情况下，液体的表面张力越低，越有 利于起泡，降低表面张力一般可以通过加入表面 活性剂实现。泡沫的稳定性主要表现为： 大学（北京）化学与环境工程学院矿物加工工程专业２００８级在 读硕士研究生，研究方向：矿物加工。 成本，提高了浮选效率，解决了“跑粗”问题， 从而提高精煤产率，节约资源；同时，可改善脱 泥效果，减少了进入重介质系统的煤泥量，进而 颗粒容易跑到高密度的底流中去。另外，单一的 上升流无法形成比较稳定的干扰床层，影响分选 效果。干扰床分选机结构简单，仅包含干扰床体、 分布板、入料桶和密度控制回路等几部分固定件， 这样就造成了可控制参数比较少，只能从入料浓 度、上升水流速度等因素考虑，主要靠人工控制 干扰床在不同条件下实现分选。 参考文献 ［１］ 焦红光，惠兵，冯金涛，潘兰英．新型粗煤泥干扰床分 改善重介质旋流器的分选效果，提高其处理能力； 另外增设ＴＢＳ分选系统后，可允许较大的脱介筛 筛孔，使脱介更容易，提高介质回收率，降低了 介质消耗，甚至可减小脱介筛尺寸。 ６ ＴＢＳ现存的缺点 ＴＢＳ干扰床在选煤工艺中体现了其独特的优 势，但是在一些地方还存在弊端。比如说它只适 用于粒度级较窄的粗煤泥分选，若人料粒度范围 较宽，粒度对分选的影响尤其突出，低密度的粗 选技术的研究［Ｊ］．煤炭工程，２００９（２）：８５—８７． ［２］ 刘文礼，陈子彤，位革老，任桂飞，王学民．干扰床分选 机分选粗煤泥的规律研究［Ｊ］．选煤技术．２００７（４）：１１一 ｌ３．
