微细颗粒分离过程强化研究

发布时间：2020-08-23 18:32

【摘要】：微细矿物颗粒具有质量轻、比表面积大、表面能高以及组分复杂等特点,因此在分离过程中比大颗粒矿物更难进行分选。煤泥是来自于煤炭洗选加工所产生的固态废弃物,主要由可燃的煤炭颗粒与无机矿物质组成,无机矿物含量一般高于30%,粒度细,易泥化,难以分离其中的可燃组分。2017年,我国原煤入洗量达28.7亿吨,煤泥伴生量达4.31亿吨,随着我国原煤入洗量的不断增加,煤泥伴生量将会持续上升。而现有技术对于煤泥的分离效率低,且处理量有限。煤泥的大量堆积不仅会造成严重的环境污染问题,也会导致煤炭资源的损失。因此,细粒煤泥高效分离工艺的开发具有重要的学术意义及行业意义。本文将以平均粒度10-30μm、灰分高于50%的烟煤煤泥作为研究对象,对其分离过程进行研究。主要研究包括:(1)本文提出了基于强剪切调浆、柱浮选过程的预矿化-浮选工艺。该工艺使用强剪切设备将能量高效传递给矿浆中的微细颗粒,使其在强剪切条件下与药剂及气泡发生充分混合,完成矿化后进入浮选柱内进行分离。依据新型的工艺概念进行试验平台的搭建,建立处理量为4-18kg/h的60mm浮选柱装置进行工艺条件研究,并建立了处理量为40-140kg/h的200mm浮选柱装置进行工艺放大验证。200mm浮选柱的放大试验表明,在进料强度为1.33mm/s、淋泡水强度为0.8mm/s的条件下,精煤灰分可从51.03%下降到8.29%,尾煤灰分达71.55%,可燃体回收率达60.75%。(2)本文对于预矿化-柱浮选过程强化进行研究,表明精煤产品品位与可燃体回收率呈现出矛盾关系。通过单柱一次浮选,精煤灰分最低可达9.3%,可燃体回收率最高可达74%。根据金达煤泥在预矿化-浮选过程中的分离行为研究,提出了基于预矿化的三柱流程分离工艺。开路试验结果表明,在保证精煤产品灰分9.5%左右时,通过三柱流程可将可燃体回收率提升11%左右。(3)本文结合了MLA以及扫描电镜对金达煤泥及其分选精煤的矿物成分、嵌布关系展开分析。结果表明金达煤泥中矿物质主要以高岭石、石英、伊利石、方解石等为主,其中高岭石含量占总灰分含量的66%。在金达精煤中,四种无机矿物的脱除率均在80%以上,表明由夹带而造成的精煤污染被得到很好的控制。此外,通过电镜图像发现了强剪切对于颗粒表面的清洗作用。此作用有利于脱除细泥盖罩,增强浮选药剂与煤泥中可燃组分的接触,提升浮选效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X752;TQ028
【图文】：

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文理法力分选细颗粒的分离上，由于颗粒体积小，具有较高比表面积，且具有，表面力逐渐开始占据主导地位。因此，适用于粗颗粒的重力分颗粒的分离上开始失效。随着国内外科研人员的研究深入，为了的重力因素，离心分选设备开始运用于微细煤炭的分选。

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多重力场工段回收率为 4.1%S. KOCA 等人[10]利用多重力场分选厂尾矿进行分离研究。研究样品被到+0.3mm、-0.3mm 到+0.053mm mm 到+0.3mm 粒度范围内的颗粒采间内颗粒采用多重力场分离器进行分离得到了含灰 20.53%的精煤产品mm 粒度区间内精煤产品灰分为 20+0.053mm 粒度区间内精煤产品灰分种基于重力场强化以及流化床原理的分级机(Reflux Classifier)结构示意以及倾斜挡板。当原料浆进入分级器表面接触，并沿着挡板方向产生滑移组分逐渐向分离器顶部流动。对比传高的分离有效面积，有利于细粒颗粒

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但对于粒径小于 30μm 的颗粒仍缺乏选别能力。但将重力分选作粒选别的前处理工序则具有很高的工业运用价值。.1.2 磁选法磁选法分离的基础是利用不同组分颗粒的磁性不同，利用其在磁场中发生的差异进行分离的手段，物料必须进行干燥脱水后才可进行磁力分ca 等人[14]使用热解后的褐煤进行磁力分选脱硫的研究，其分选下限5mm。 elik 与 Yildirim[15]等人的研究表明，磁力分选不适用于粒度mm 的颗粒。Liu、Li 等人[16]的研究指出，利用磁选法可处理-74μm 粒级同时，利用磁场还可去除煤炭中的有害微量元素，例如砷、铬、汞、锰等。.1.3 静电分选法静电分选法基本原理如图 1-3 所示，煤炭颗粒在经过静电分选设备的后，由于其中有机组分与无机组分具有不同的导电性质，介电常数不不同组分间带有的电荷数量不同，在电场中的受力与运动状态发生差选。譬如，黄铁矿颗粒的电阻约为 107Ωm，而煤炭颗粒的电阻约为 1014其电阻大小与颗粒含水量、灰含量密切相关。进料

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