矿物加工重选课设.docx
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矿物加工重选课设
目录
一、课程设计内容…………………………………………………2
二、该厂可能采用的选煤流程（全厂）………………………4
三、跳汰机SKT-24……………………………………………4
3.1跳汰机SKT-24结构示意图……………………………4
3.2跳汰机SKT-24的工作原理………………………………6
3.3评定原煤可选性及SKT-24分选效果……………………7
3.4跳汰机分选效果的影响因素和操作制度………………11
四、改跳汰选为重介选………………………………………16
4.1改跳汰机为重介选的工艺流程图………………………17
4.2技术培训方案……………………………………………18
4.3生产操作…………………………………………………21
一、课程设计要求内容
1某选煤厂采用SKT-24跳汰机作为重选的分选设备。
已知精煤实际产率为51.06%，中煤实际产率为20.00%，矸石实际产率为28.94%，分选结果见下表。
要求：
给出该厂最有可能采用的选煤流程。
绘出SKT-24跳汰机的结构示意图，并说明其工作原理。
评定SKT-24跳汰机的分选效果、原煤的可选性。
论述影响跳汰机分选效果的因素和跳汰机的操作制度。
密度级/
g*cm^-3
入料
精煤
中煤
矸石
产率/%
灰分/%
产率/%
灰分/%
产率/%
灰分/%
产率/%
灰分/%
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
-1.25
0.38
4.79
0.35
3.72
0.00
0.00
0.00
0.00
1.25~1.40
57.68
8.37
95.82
7.10
41.98
9.53
0.12
8.83
1.40~1.45
5.54
15.61
2.60
15.52
17.69
16.97
0.02
14.87
1.45~1.50
2.88
20.66
1.01
20.01
11.84
21.56
0.21
19.99
1.50~1.60
2.03
27.38
0.21
24.95
13.48
28.81
0.27
30.55
1.60~1.80
2.67
40.80
0.01
34.90
9.17
39.12
0.81
39.47
1.80~2.00
0.85
55.14
0.00
0.00
1.54
53.35
1.98
53.66
+2.00
27.97
89.57
0.00
0.00
4.30
81.18
96.59
88.12
合计
100.00
33.47
100.00
7.48
100.00
21.34
100.00
86.64
2随着选煤厂技术的进步，该厂决定改跳汰选为重介选，并决采用无压给料三产品的重介质旋流器作重选环节的分选设备。
要求:
为该厂技术改选制定一个科学合理的选煤工艺流程图
若该厂技改完善后对工人进行技术培训，并聘请你为教师，要求你写一套完整的技术培训教案。
二、该厂可能采用的选煤流程（全厂）
三、跳汰机SKT-24
1．跳汰机SKT-24的结构示意图：
主视图
侧视图
俯视图
2跳汰机SKT-24的工作原理：
物料从进料端给入跳汰机筛板上，形成一个密集的物料层。
风阀将压缩空气交替的给入筛下空气室中，同时按一定规律将其中的压缩空气排出室外，当给入压缩空气时，跳汰机中的水被强制上升，待空气室的压缩空气排出时，跳汰室中的水位又自动下降。
因此，推动跳汰室水面透过筛板上下运动形成脉动水流,在此过程中，床层不断的分层，同时矸石，中煤，精煤在脉动水流和水平方向移动的水流作用下分离。
在水平流运输作用下矸石和中煤分别进入矸石锥体和中煤机体，经排料装置排出；精煤从出料端溢流排出。
3评定原煤的可选性及SKT-24跳汰机分选效果
（1）原煤的可选性分析
根据入料的产率和灰分画出的可选性曲线如下：
可选性曲线中的
曲线说明，其上部呈陡峭状，灰分低并且质地均匀，下部灰分高也均匀，中间线段近于水平，表明中间密度级的物料极少，只要合理确定分选密度，煤和矸石易于分离，属易选煤。
（2）分配曲线分析
根据一段分配曲线可求出一段的分选指标：
分配密度：
δp1=1.85
可能偏差：
E1=（1.96-1.78）/2=0.09
不完善度：
I1=E1/（δp1-1）=0.11
根据二段分配曲线可求出二段的分选指标：
分配密度：
δp2=1.38
可能偏差：
E2=（1.42-1.34）/2=0.04
不完善度：
I2=E2/（δp2-1）=0.11
（表2）
密度级/
g*cm^-3
平均密度/g*cm^-3
入料浮沉组成/%
矸石浮沉组成
中煤浮沉组成
精煤浮沉组成
计算原煤浮沉组成/%
计算精煤和中煤组成/%
分配率
占产物/%
占入料/%
占产物/%
占入料/%
占产物/%
占入料/%
第一段
第二段
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
-1.25
1.23
0.38
0.00
0.00
0.00
0.00
0.35
0.18
0.18
0.18
0.00
0.00
1.25~1.40
1.32
57.68
0.12
0.03
41.98
8.40
95.82
48.93
57.36
57.33
0.05
14.65
1.40~1.45
1.42
5.54
0.02
0.01
17.69
3.54
2.60
1.32
4.87
4.86
0.21
72.84
1.45~1.50
1.47
2.88
0.21
0.06
11.84
2.37
1.01
0.51
2.94
2.88
2.04
82.29
1.50~1.60
1.55
2.03
0.27
0.08
13.48
2.70
0.21
0.11
2.89
2.81
2.77
96.09
1.60~1.80
1.70
2.67
0.81
0.23
9.17
1.83
0.01
0.01
2.07
1.84
11.11
99.46
1.80~2.00
1.90
0.85
1.98
0.57
1.54
0.31
0.00
0.00
0.88
0.31
64.77
100
+2.00
2.30
27.97
96.59
27.95
4.30
0.86
0.00
0.00
28.81
0.84
97.01
合计
100
100
28.94
100
20.00
100
51.06
100
71.06
（3）错配物曲线分析
高密度分选时的错配量
1）当分配密度为1.85kg/L时：
轻产品中错配量：
mh=1.1%
重产品中的错配量：
mi=0.5%
错配物总量=1.1+0.5=1.6%
2）当等误差密度为δe1=2.0g/cm3时：
轻产品中错配量mh=0.8%
重产品中的错配量mi=0.8%
错配物总量=0.8+0.8=1.6%
低密度分选时的错配量
1）当分配密度为1.38kg/L时：
轻产品中错配量：
mh=5.9%
重产品中的错配量：
mi=8.2%
错配物总量=5.9+8.2=14.1%
2）当等误差密度为δe1=1.37g/cm3时：
轻产品中错配量mh=7.2%
重产品中的错配量mi=7.2%
错配物总量=7.2+7.2=14.4%
（表3）
密度级/
g*cm^-3
高密度分割
低密度分割
数量/%
密度
错配物/%
数量/%
密度
错配物/%
精煤+中煤
矸石
精煤+中煤中的沉物
矸石中的浮物
合计
精煤
中煤
精煤中的沉物
中煤中的浮物
合计
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
-1.25
0.18
0.00
70.88
0.00
70.88
0.18
0.00
-1.25
50.88
0.00
50.88
1.25~1.40
57.33
0.03
1.25
13.55
0.03
13.58
48.93
8.40
1.25~1.40
1.95
8.40
10.35
1.40~1.45
4.86
0.01
1.40
8.69
0.04
8.73
1.32
3.54
1.40~1.45
0.63
11.94
12.57
1.45~1.50
2.88
0.06
1.45
5.81
0.10
5.91
0.51
2.37
1.45~1.50
0.12
14.31
14.43
1.50~1.60
2.81
0.08
1.50
3.00
0.18
3.18
0.11
2.70
1.50~1.60
0.01
17.01
17.02
1.60~1.80
1.84
0.23
1.60
1.16
0.41
1.57
0.01
1.83
1.60~1.80
0.00
18.84
18.84
1.80~2.00
0.31
0.57
1.80
0.84
0.98
1.82
0.00
0.31
1.80~2.00
0.00
19.15
19.15
+2.00
0.84
27.95
2.00
0.00
28.94
28.94
0.00
0.86
+2.00
0.00
20.00
20.00
4.跳汰机的分选效果的影响因素和操作制度
（1）影响因素
主要有物料性质、机械结构、操作因素三大类，对于一定物料和跳汰机，确定合理的操作制度才可以获得良好的分选效果。
1）跳汰机给料
入料性质和给料量变化对跳汰机的工艺效果有直接的影响。
所以入料性质要尽量均质化，给料速度也要均匀。
实现原煤均质化有利于用户质量标准化，也有利于入选原煤水分、粒度及含矸量等特征的标准化。
对于跳汰机控制好入料的质量、数量，可以保证分选过程的稳定性，减少设备过载或负荷不足的现象，提高分选效率，降低煤在矸石中的损失。
均质化为跳汰床层的稳定提供可靠保证，加以合适的风水制度配合可使床层达到最佳分选状态。
跳汰机入料宽度要均匀分布，不然造成床层局部薄厚不一，松散状态各异，也将影响分选效果。
同时，应注意伴随物料给入的冲水，一定要使原煤预先润湿。
2）跳汰频率和跳汰振幅
跳汰机脉动水流振幅决定床层在上冲期间扬起高度和松散条件。
床层扬起高度主要与给料的粒度及床层厚度有关。
对于无活塞跳汰机，在风压不变条件下，降低频率，脉动水流振幅可增大，床层松散也加大。
用低频（35~40次/min）大振幅跳汰机，床层松散度较大，分层较快，故跳汰机的处理量增加。
此时速度、矿粒的粒度和形状因素对分选效果影响较大，而且因频率低，在操作时对风水制度和给料量的变化相当敏感，故操作困难，适合于分级块煤或易选煤。
采用高频（35~40次/min）工作稳定，加速度影响大，粒度和形状因素影响减弱，细粒透筛能力强，故产品质量好而稳定。
但松散度减小，分层速度减慢，处理能力降低。
只要分压、风量及风阀构造许可，可以在达到松散度条件下，将跳汰频率提高一些较好。
频率只能通过改变风阀转速来调整。
振幅主要通过改变风压、风量、风阀的进、排气孔面积及频率等加以控制。
3）风量和水量
风量可以调节床层松散度。
通常第一段风量大于第二段，各段各分室风量由入料倒排料依次减少，但有时为加强第二段中间分室的吸啜分层作用及细矸石的透筛作用，风量可以适当加大一些。
机别
单位筛面空气消耗量/m3*（m2*min）-1
筛下空气室跳汰机
5~6
筛侧空气室跳汰机
混合入选
5~6
选块煤
5~6
选末煤
3~4
跳汰机用水包括顶水与冲水。
冲水用量一般为给料完全润湿为准，其用量占总水量的20%~30%。
筛下顶水占总水量的70%~80%以上。
前段的筛下水将成为后段的运输水。
筛下顶水作用主要是补充筛下水量的短缺，减少跳汰室和空气室之间液位差，目的是增加空气室内压缩空气的有效压力。
筛下顶水形成的上升流速很小，不会明显改变脉动水流的上升和下降的最大速度。
但由于它减小了跳汰室和空气室之间的液位差，增加了压缩空气的压力效应，使脉动水流上升提前，下降提前结束，因而增强了上升水流作用，减弱下降水流作用。
增加筛下顶水量能提高床层松散度，减弱吸啜作用和细粒物料透筛作用。
分选0~50mm不分级原煤水量消耗约为2~3.5m3/t（原煤）；分选块煤水量消耗约为4~5.5m3/t（原煤）。
筛下顶水第一段用量比第二段大，并且各段的各分室通常也是由入料端到排料端依次减少。
实际操作中很多厂家现在多采用“宁多用风，不多用水”的原则，主要是由于用水量大不仅容易增加精煤污染，而且会给后续作业（如煤泥处理系统）造成沉重的负担，加重煤泥在厂内回收任务。
4）风阀周期特性
脉动水流特性主要取决于风阀周期特性。
应根据分选物料性质（粒度和密度组成）和风阀结构特点选择风阀周期。
立式风阀工作周期通常是固定的，不易调整。
卧式风阀有一定的调节范围，可以根据需要选择合适的风阀周期特性，是每次脉动水流有利于按密度分层的过滤阶段得到充分利用。
电磁风阀调整灵活，可以根据工作需要迅速调整风阀的周期特性。
其随物料变化创造良好的床层松散分层条件，以获得较好的分选效果，现采用电磁风阀的越来越多。
选择卧式风阀周期特性原则是：
保证床层在上升后期维持充分松散条件下，尽量缩短进气量，延长膨胀期，使之有一个足够的排气期。
同时由于跳汰机第一段床层厚且重，所以第一段进气期通常比第二段长，而第一段膨胀期却比第二段短一些。
煤
周期
块煤
末煤
不分级煤
进气期
140~200
110~140
125~160
膨胀期
0~63
55~110
35~90
排气期
约160
140~165
145~165
实际操作时要注意以下两点：
第一，在同一段中，各分室的风阀周期特性要保持一致，否则床层运动不协调。
第二，注意检查卧式风阀的旋转方向是否正确，正确的旋转方向能产生正确的周期，即进气—膨胀—排气；相反转向会产生错误的周期，严重影响产品质量和跳汰机处理量。
5）床层状态
床层运动状态决定矿粒按密度分层的效果。
床层愈厚，床层松散所需时间越长，分层时间越长。
床层减薄可以增强吸啜作用，有利于细粒级的分选并能得到比较高质量的精煤，但如床层太薄，吸啜作用过强，精煤透筛损失将增加，床层不稳定，操作困难。
实际生产中，床层厚度H和入料最大粒级dmax的关系可参考如下：
块煤H=5~10dmax；末煤H=10~20dmax。
无活塞跳汰机分选0~50mm粒级煤时，床层厚度一般为400~500mm。
在一定条件下具体所需床层松散度要通过实验确定。
一般规律是：
提高床层松散度可以提高分层速度，但同时与增加矿粒粒度和形状对分层的影响，不利于矿粒按密度分层。
床层松散度一般都用探杆凭经验探测，要求在上升水流后期整个床层都能达到适度的松散。
如矸石层松散不好，床层过死或跳汰机上不出现硬盖物料没分层，都严重影响产品质量，应采取相应措施，改善床层松散状况。
可以通过调整筛板倾角和风水量控制床层水平移动速度，使它与床层按密度分层速度相适应，是物料到达排料闸门时按密度分好层；使矸石和中煤层在水平移动速度与原煤中矸石和中煤的含量相适应，以保持适当的重产物床层厚度，创造一定的分选条件；同时沿宽度和长度各点上的水平移动速度也应基本一致，否则会造成床层局部薄厚不一，松散不均匀，而达不到按密度分层效果。
6）产物排放、分离
分好层的物料要及时、连续、合理的排出跳汰机。
应使重产物排放速度与床层分层速度、矸石水平移动速度相适应。
如重产物排放不及时，产生堆积，将污染精煤，影响精煤质量；如排放太快，会出现矸石或中煤床层过薄，甚至排空，使床层不稳定增加精煤损失。
现在许多厂家都采用“大排矸”，即在保证矸石中精煤损失不超过指标条件下，矸石段排矸量要彻底，是排矸量达到入选矸石量的70%~80%，从而改善跳汰机第二段分选条件，以提高精煤质量和产率。
使用自动排矸跳汰机，正确的调定排矸装置具有重要意义。
垂直闸门的开启高度约为最大矸石直径的1.5~2倍，开的太大易损失精煤。
使用浮标检测装置，应正确调整浮标密度，使浮标实际密度比该段分选密度低0.1~0.15g/cm3左右，而且体积大的浮标密度可以调低些；体积小的密度可以调高些。
不管采用何种型式的自动排料装置，都要正确的调定其执行机构的排料速度，使重产物的厚度减薄倒接近垂直闸门开启高度时即停止排料。
（2）跳汰机的操作制度
开机前准备
按规定对设备认真检查，其中包括：
1）明白本班将要入洗原煤煤种及质量指标，清楚上班洗水浓度及洗选产品质量指标的完成情况；了解浓缩池、循环水池水量；
2）对跳汰机风阀系统、数控系统、排料装置进行检查是否正常，风阀系统要重点检查一下油箱内油量是否合适，油雾化内是否有油，是否漏油；
3）检查风门、水门是否灵活，并调整好其开度；
4）电磁阀应工作可靠，具体检查方法是：
在通气使用前，必须先试通电，通电时能清晰听到吸合声，即可投入使用；
5）注意检查排料电机的防护罩及防水罩是否完好。
开机
1）开机按逆煤流进行，待下一道工序及循环水泵开机后，再开动跳汰机的斗式提升机；
2）启动跳汰机数控、风阀系统及排料装置；
3）启动空压机；
4）循环水产生溢流，电磁阀工作正常，启动鼓风机；
5）待循环水充足，高低压风适应后，逆煤流启动原煤系统。
操作与调整
1）通过“听、看、摸、探”等手段对床层合理调整；
2）跳汰司机通过改变数控装置上的数码来改变电磁阀通断电时间，进而调节跳汰频率及风阀曲线；
3）跳汰机用水量须满足床层松散度，冲水以冲动、润湿原煤且原煤不打团为适量；顶水的调节从入料端起第一个阀门开启最大，顺物料流动方向各阀门开启度依次减小；
4）自动排料装置应根据洗选效果调节浮标和排料轮转速间关系，通过改变配重块的位置，调整分选密度，达到合理排料；
5）给煤量应保持稳定，均匀，不得间断或忽大忽小，时有时无或偏向一侧，其大小以确保产品质量为前提；
6）跳汰机司机应与快浮室联系紧密，根据浮沉结果和灰分及时对风水给排料进行全面细致的调整；
7）水量不足时，及时通知循环水泵岗位增大水量。
停机
1）先顺煤流停原煤系统，然后停鼓风机，空压机，停自动排料装置；
2）待高频筛上无料后，停循环水；
3）定期检查跳汰机筛板，定期清理床层，对松动筛板紧固，筛板破损及时更换，并及时检出筛板上的铁器杂物。
四、选煤厂进一步提高选煤技术改跳汰选为重介选
1改跳汰选为重介选的工艺流程图
该流程的合理性：
1）运用三产品重介质旋流器可以得到三种不同产品；
2）对每种产品进行脱介有利于重介质的回收，并且对合格密度的介质和稀介质进行不同的处理可以降低成本；
3）煤泥的浮选对环境的污染减小，同时可以获得小粒级的精、中煤，增加了产量；
4）循化水的利用使成本大大降低，节约了用水；
5）采用无压给料方式降低厂房高度，减轻泵与管道的磨损；物料粉碎程度低；用一套悬浮液循环系统；简化再选物料的运输；有利于悬浮液的测定和调整。
2技术培训方案
2.1重介质分选知识：
（1）重介质旋流器的分类
重介质旋流器是一种利用离心力场强化细粒级矿粒在重介质中分选的设备。
根据其机体结构和形状可以分为：
圆锥型和圆筒型两产品重介质旋流器；双圆筒串联型、圆筒型与圆锥型串联的三产品重介质旋流器。
根据给料方式可以分为有压给料式和无压给料式两种。
属于有压压给料式的有荷兰的D.S.M重介质旋流器及其仿制品，另外，美国的麦克纳利、英国的沃西尔、日本的倒立旋流器等。
属于无压给料式的有美国的D.W.P旋流器等。
（2）重介质旋流器的给料方式
重介质旋流器的给料方式有三种：
第一种是将物料与悬浮液混合后用泵打入旋流器，入料压力可达0.1MPa以上。
第二种是利用定压箱给料，物料和悬浮液在定压箱中混合后靠自重进入旋流器。
定压箱液面高于旋流器入料口（视旋流器直径大小而定），一般500mm直径的旋流器不低于5m的高度，以保证入料口压力不低于0.04MPa，否则，压力过低离心力过小，影响分选效果，降低处理能力。
这种给料方式称为低压给料旋流器。
生产上广泛采用这种方式。
第一种用泵给料，在给料过程中，致使物料粉碎现象严重，并增加设备磨损，虽然可降低厂房高度，仍比较少用。
由于旋流器的结构改变，又产生第三种给料方式，即悬浮液用泵以切线方向给入圆筒旋流器下部，而物料靠自重从圆筒顶部给入，称为无压旋流器。
旋流器的入料口形状有多种多样的形式，如圆形、方形、长方形等。
入料管一般是直倾斜的，也有采用抛物线形和摆线形的。
总的要求应该考虑使矿浆按切线方向进入旋流器，阻力要小，易于制造。
2.2重介质选煤的特点
（1）分选效率高
是各种选煤设备的可能偏差值的比较。
从图中不难看出，重介质分选机和重介质旋流器的分选效率在各种重力选煤方法中是最高的，我国各厂重介选的平均值为0.038。
（2）分选密度调节范围宽
重介选的分选密度一般为1300～2200kg/m3，而且易于调节，其误差可保持在±0.5％范围之内。
（3）适应性强，分选粒度范围宽
重介质选煤在入选原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。
例如，块煤分选机的入料粒限为1000～6mm，末煤重介质旋流器为50～0.15mm。
（4）生产过程易于实现自动化
重介质选煤所用悬浮液的密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数能实现自动控制。
重介质选煤的缺点是：
增加了加重质的净化回收工序；设备磨损比较严重。
2.3重介质选煤的适用范围
（1）用重介质分选机排矸
（2）用于分选难选煤和极难选煤
实践证明易选煤可用跳汰选；难选或极难选煤采用重介选。
（3）适合低密度分选以脱除黄铁矿
原煤中黄铁矿含量随煤的密度增高而增加。
在分选黄铁矿含量高的煤时，降低分选密度就可降低精煤硫分。
（4）用重介质旋流器再选跳汰机的中煤或精煤
跳汰机排出的中煤中，往往含有占本样15％～25％（难选煤还要多）的精煤，用重介旋流器去再选这部分中煤比用跳汰机再选的效率高，提高了全样的数量效率。
另外，用跳汰机粗选可降低基建投资和生产费用，用重介质旋流器再选粗精煤可提高精煤质量。
2.4重介质选煤加重质的粒度要求
在大多数选煤厂都使用磁铁矿粉作为加重质，各种粒度的原料煤及不同的重介质选煤设备对磁铁矿粉都有一定的要求，《选煤厂设计手册》中建议磁铁矿粉中磁性物含量应在95％以上，选块煤时粒度小于0.074mm的含量不低于80％；选末煤时粒度小于0.4mm的含量不低于80％。
一些选煤厂的磁铁矿粉的质量能满足块煤分选机的要求，但两产品旋流器使用的磁铁矿粉粒度要求较细。
若磁铁矿粉粒
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