一、名词解释(每小题2分,共20分)
煤的固定碳指的是在隔绝空气的条件下,煤的有机物质经过高温分解后所剩下的残余物质,再减去其灰分后得到的产物,其主要成分是碳元素。通过固定碳含量能够判断煤的煤化程度,还可以对煤进行分类。固定碳含量超高的话,挥发份就会越低,煤化程度也就越高。并且固定碳含量高的话,煤的发热量也会越高。
选择性筛分指的是在筛分期间,煤炭不但会按照粒度进行分级,还会按照质量进行分级。比如,在以含黄铁矿硫为主的高硫煤当中,硫分大多集中在大块煤里面,通过对大块进行筛分去除,就能够把硫分降低。另外,在某些原煤中,末煤灰分比较低,而大块煤的灰分比较高,通过把大块筛分出来,就可以使末煤的质量提升 1 到 2 级。煤和矸石硬度差别较大时,使用滚筒碎选机进行破碎筛分,就可以实现按照质量进行分级。
跳汰选煤是在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程。跳汰选煤所用的介质有两种,分别是水和空气,个别情况下也会用重悬浮液。其中,以水做分选介质的被称为水力跳汰,以空气作分选介质的被称为风力跳汰,以重悬浮液做分选介质的则被称为重介跳汰。在选煤生产中,水是跳汰用得最多的介质。
在密度大于 1 克每立方厘米的介质里,依据颗粒密度的差别来进行选煤,这种选煤方式被称作重介质选煤或者重介选煤。它的主要优点包含:分选效率要比其他选煤方法更高;入选的粒度范围比较宽,分选机的入料粒限是 1000 毫米到 6 毫米,旋流器是 80 毫米到 0.15 毫米;生产控制在实现自动化方面比较容易。而重介选煤的缺点在于:工艺较为复杂,生产费用相对较高;设备磨损速度快,维修的工作量较大。
孔隙度指的是一般把物料中孔隙部分与总容积的比值。物料间孔隙如果越大,那么积存的水量就会越多,不过毛细管作用会比较弱,脱水也就比较容易。而孔隙如果越小,毛细管作用就会越强,脱水也就越困难。
离心脱水指的是通过离心来分离固体和液体的过程。离心脱水有两种不同原理,分别是离心过滤和离心沉降。在离心过滤中,将所处理的含水物料加在旋转的锥形筛面上,由于离心力的作用,固体紧紧贴在筛面上并随转子旋转,而液体则通过物料间隙和筛缝被甩出。离心过滤主要用于末煤的脱水。离心沉降时,八煤泥水甲处于筒形或锥形转子内。因为离心力的作用,固体在液体中开始沉降。沉降完成后,物料会进一步受到离心力的挤压,从而挤出其中的水分。离心沉降大多用于煤泥脱水。
选煤厂在对粗煤泥进行分级时,分级粒度通常为 0.3 - 0.5 ㎜。当沉淀面积固定不变时,给予的煤泥水理增多,水流速度就会加快,分级粒度会变得更粗。当给予的煤泥水量保持一定时选煤系统钢结构,沉淀面积增大,水流速度会变慢,分级粒度会变得更细。在生产过程中,分级粒度受沉淀面积和煤泥水量的影响最为显著。
浓缩澄清是把煤泥水分离成澄清水和稠煤浆的过程。煤泥水要被送入贺桶型容器中央的自由沉降区。在自由沉降区下面是过渡区,再往下是压缩区,地层是耙子运动的锥型表面区。在过渡区的上面是澄清区,澄清水会流入环行槽中,然后作为溢流(循环水)排出。
煤的热稳定性指的是在高温燃烧汽化过程中,煤对热的稳定程度,同时也意味着煤块在高温环境下能够保持原先粒度的这种性质。
产品质量指的是产品的使用价值。也就是说,产品能够满足人们的需要,并且具备相应的自然属性或技术特性。
二、填空题(每空1分,共30分)
煤的热稳定性指的是块煤在高温状况下能够保持原本块状的这种能力。
重力选煤主要是依据煤和矸石在密度方面存在差别,从而实现煤与矸石分选的一种方法。
浮游选煤也叫浮选。它主要是根据煤和矸石在表面润湿性方面存在差别,来对细粒煤进行分选的一种选煤方法。
重介质选煤所使用的重悬浮液是由细磨的高密度固体微粒和水混合而成的。其中,高密度固体微粒起到了增加介质密度的作用,正因如此,它被称作(加重质)。
5、选煤生产中用的最多的是(磁铁)矿粉。
悬浮液流动时会对流层间的运动产生阻碍,这种性质被称为(粘滞性)。而用来衡量粘滞性大小的量则被称为(粘度)。
重介产品带走的磁铁矿与磁选尾矿带走的磁铁矿相加,将其折合成每吨入选原料的损失量,这被称作磁铁矿的(技术损失)。
组成浮选药剂的物质,从其分子结构角度来看,可以分成以下 3 种:一种是极性的;一种是非极性的;还有一种是杂极性的。
在浮选过程中,能够控制气泡大小的浮选药剂叫做起泡剂;在浮选过程中,能够维持泡沫稳定性的浮选药剂也叫做起泡剂。
筛分试验的目的在于测定煤样中各个粒级的产率以及质量。
数量效率是一种相对效率。它指的是在灰分相同的情况下,精煤的实际产率与理论产率的百分比。
12、选煤所用的重介质有(重液)和(重悬浮液)两类。
煤中的硫主要包含以下三种:黄铁矿硫;有机硫;硫酸盐硫。
14、影响子样重量的主要因素是(粒度)。
精煤灰分批的合格率和稳定率是用来控制精煤质量的两个指标。
原煤信息包含原煤的数量方面的情况、含矸率的情况、灰分的情况、水分的情况、硫分的情况以及可选性的变化等。
浮选则是依据表面物理化学性质的差别来进行分选的。
18、浮选系统的技术检查主要指浮选机(单机)检查。
19、水的浮选速率常数随充气量的增加而显著(增加)。
三、简答题(每小题5分,共30分)
1、选煤的主要目的是什么?
除去原煤里的杂质,使灰分和硫分降低,从而提高煤炭的质量,以适应用户的需求。
把煤炭进行分类,分成具有不同质量和规格的产品,以满足用户的需求,这样就能有效地对煤炭进行合理利用。
煤炭经过洗选后,矸石能够就近废弃。这样做既可以减少无效运输,又能为综合利用煤矸石创造条件。
煤炭洗煤能够除去绝大部分的灰,还能除去 50%至 70%的黄铁矿硫,这样就能减少燃煤对大气的污染。并且,煤炭洗煤是洁净煤技术的前提。
2、在选煤厂或筛选厂,破碎作业的用途有哪些?
适应入选粒度的相关要求。精选机械可处理的煤炭粒度存在一定范围,若煤炭粒度超过该范围,大块就需经过破碎后才能进行洗选。比如,当下我国的跳汰机通常要求入选粒度在 50mm 以下,比这个级别大的块煤都得经过破碎处理。还有一些煤块是煤与矸石夹杂共生的夹矸煤,为了能从中选出精煤,就需要把它破碎成更小的粒度,以实现煤和矸石的分离。主选机选出的中煤常被破碎到 13㎜或 6㎜以下,接着送入再选机进行再选。满足用户对粒度的要求时,会将选后产品或煤块破碎到一定的粒度。
3、重介选煤的优缺点有哪些?
答:分选效率比其他选煤方法要高;入选的粒度范围比较宽,分选机的入料粒限是 1000 到 6 毫米,旋流器是 80 到 0.15 毫米;生产控制比较容易实现自动化。重介选煤存在的缺点为:工艺较为复杂,生产费用比较高;设备磨损速度快,维修量比较大。重介选煤的应用范围很广。能够代替人工手拣矸石,不但分选效果良好、分选率高,还能解放繁重的体力劳动。对于难选煤中的极难选煤,采用全重介选流程或者部分重介选流程,都能够提高精煤的产率。通过重介质旋流器对跳汰后的中煤和精煤进行再选,既可以提高精煤的产率,又可以提升产品的质量。
4、对煤泥水系统的基本要求有哪些?
煤泥要尽快回收,这样能减少它在系统中的循环,避免其在系统中积聚;煤泥应尽快澄清,以便利于洗水循环复用(因为选煤要求洗水浓度通常不超过 80g/L)或者向厂外排放(考虑到环保要求,外排水固体含量不得超过 300mg/L);要根据实际情况处理浮选尾煤;工艺要简单,管理要方便,技术经济指标要合理,且不能污染环境。
5、浮选过程的影响因素有哪些?
浮选机存在操作条件。矿浆停留时间是其中之一,还有充气量及其均匀程度,以及气泡的个数、尺寸,还有搅拌程度,还有矿浆的流体动力学特性,还有液面高度等。
6、“选煤流程优化”程序的用途有哪些?
选煤厂的技术管理能为技术改造决策提供依据,同时也能作为日常指标下达、生产计划制定以及产品结构确定的依据等。在选煤厂设计时,它是确定选煤工艺流程及产品结构的依据,可对不同工艺流程、不同分选方法、不同产品结构进行计算,最终选出最佳方案。
四、论述题(每小题10分,共20分)
1、试述摇床选煤分选原理。
摇床分选包含分层和分离这两个过程。在床面的格条区会发生分层过程,此时水流会沿着床面进行横向流动,并且不断地跨过格条,从而在格条之间形成扰动作用以及涡流。水流垂直分速会驱使物料松散和悬浮选煤系统钢结构,从而使物料按密度和粒度分层。粗而重的物料会落到底层,与此同时,床面的差动作用使得重而细的物料透过粗颗粒之间隙落到最底层。中间的物料是轻而细的。上层的物料是轻而粗的。微细粒矿泥则悬浮在最上层。
2、试述斜槽选煤的分选原理。
水流以特定的压力和流量从槽的底部给予。入选物料从槽体的中部给予。在逆向上升水流的作用下,颗粒运动的方向是由水流的上升速度和颗粒的下降速度所决定的。高密度颗粒的下降速度比水流的上升速度大,所以会向下沉降,通过斗式提升机排出。低密度颗粒的上升速度小于水流的上升速度,因此被水流向上推起,从轻产品口排出。槽体内有隔板,这使得水流速度在局部会增加,并且在隔板之间会产生湍流,从而能够松散物料。因为调节板系是由多块隔板组成的,所以物料流会沿着槽体的长度呈现出周期性的松散和密实状态。通过这种方式,混杂在其中的错配物能够被部分地释放出来,进而使最终产品更加纯净。