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黑龙江科技学院 备课笔记 第4次课 授课时间2004年3月12日 章节及主要内容 第二章第一节中分级浓缩效果的评定及有关计算。 主要内容评价标准及有关平衡计算。 重点内容分级效果的评价及平衡计算。 难点内容分级效果的评价及平衡计算。 参考资料重力选矿、分离技术。 教学手段面授。 扩展内容 教学后记 四、分级浓缩设备的评定 悬浮液分级浓缩作业，是选煤厂生产工艺过程中的中间作业，其工作效果的好坏直接影响其他作业的效果。由于其工作原理相同，所以其工作效果评定的内容也基本相同，但由于工艺要求不同，也有所不同对于分级作业应着重考查粒度的变化，而浓缩作业则应着重考查分析浓度的变化。 （一）分级浓缩设备工作效果的评价 1、定性分析 通过产品外观进行粗略评价。现场有经验的操作人员和深入现场的工程技术人员都有这方面的能力和经验。通过观察和手感判断分级设备溢流中是否有过粗粒、浓度是否符合要求、产物的大概灰分等。还可以通过小筛分资料进行分析。 ①浓度在分级、浓缩作业中对各产品都有一定的浓度要求。通过对溢流、底流的浓度进行观察，浓缩作业的底流浓度高、溢流浓度低，表示浓缩作业澄清效果好，其底流的具体浓度尚需看实际生产的需要。 ②粒度通过入料、溢流、底流三产品的小筛分资料分析产品的数质量情况，初步估计作业的工作效果。 2、定量分析 ①分级作业分级作业通常用分级效率（ηf）作为评价的主要指标。其计算公式如下ηf 100（β-α）（α-θ）/α（100-α）（β-θ） 式中α、β、θ分别为入料、溢流、底流中小于规定粒度的含量， 辅助评价指标通过粒度指分级设备的溢流中固体物通过量为95的标准筛孔直径。通过粒度越接近规定粒度越好，但不应大于规定粒度。为了确定通过粒度，可对溢流产物做小筛分实验，做出粒度曲线后再从曲线上查得。 ②浓缩作业浓缩效率 ηn 100（Cg-Cy）（Cg-Cd）/ Cg（100- Cg）（Cy-Cd） 式中Cg、Cy、Cd分别为给料、溢流、底流中固体质量百分比浓度， 辅助评价指标是底流固体回收率，即底流固体产率，可用下式计算 εdCd（Cg-Cy）/ Cg（Cd-Cy） 100 （二）资料的整理与计算 1、需要的原始资料 应有数量和质量方面的资料。数量资料方面包括入料、底流、溢流三产品的干煤量、矿浆量，有时还有水量。质量方面包括三个产品的小筛分资料，各产吕的灰分、浓度等指标。获得资料后还要检查重量和质量两方面资料的准确性。 重量误差，实验前后的相对误差应≤2.5。 质量误差，指总样和分样之间的灰分差值。当灰分小于20时，相对误差不得超过正负5；当灰分≥25时，绝对误差不得超过正负1。 2、平衡计算 平衡计算除可以用灰分进行计算外，还可以用浓度、粒度级的含量、密度级的含量等指标进行计算。选择指标时应注意选择作业中差别比较大的指标，这样可以减少计算中的误差。对于分级作业，差别最大的是质量，如灰分、密度级含量等，因此可用这两个指标进行计算。对于浓缩作业，不同产品这间浓度差别最大，应选择浓度做计算指标。较典型的平衡计算公式列于表2-3 计算用指标量 计算公式 结果 灰分A/ γj（AG-AW）/（Aj-AW）*100 干煤产率 粒度级含量或密度级含量γ/ 干煤产率 重量百分比浓度 矿浆重量产率 固体含量 矿浆体积产率 通式 γ某产物产率入料与另一产物某指标之差/两产物同指标之差*100 对于浓缩和分级作业，进行平衡计算后还要写数质量平衡表。 （三）例题 1、有关倾斜板设计的计算 某选煤厂，原有一个直径12米的沉淀塔，处理悬浮液量为350m3/h，由于生产量增加，预计悬浮液量将增加650 m3/h。要求不增建沉淀塔而保持相同的沉淀效果。准备在沉淀塔中安装倾斜板以增加沉淀面积。请设计倾斜板的大小和安装形式。 ①采用横向流装置，矿浆从中心流向沉淀塔的周边，倾斜板呈辐射状排列。 ②计算原沉淀设备的单位负荷 沉淀塔中心管直径为12米，因此沉淀塔用于进行沉淀分级的面积A为 Aπ（D2-d2）/4110m3， 沉淀 塔的单位负荷ω为ωW/A350/1103.18m3/（m2h） 则分级粒度的下沉速度ννω3.18m/h ③计算矿浆量增大后，保持相同的沉淀效果需要的沉淀面积A1 A1W1/ω650/3.18204m2 ④所需倾斜板的面积由于采用的是横向流，其分级粒度的下沉速度νW/Ae，此时利用的只有倾斜板的投影面积，即Ae A1。若倾斜板的安放角度取60度的话，则保持原有沉淀效果所需倾斜板本身的面积A2为 A2 Ae/cosθ408m2， ⑤倾斜板的长宽和放置位置为了保证倾斜板拆装、检修方便，每块倾斜板面积不应过大，其长宽一般取2米以下，在本例中，每块倾斜板尺寸取长E取1.5米，宽B1m，因此所需倾斜板的块数n为n A2/（BE）273 倾斜板呈辐射状排列，如图2-16所示。放置时倾斜板中心直径取9m，则倾斜板中心的平均距离l为l9π/n0.104m 距离过大或过小，可对倾斜板中心位置进行调节，以达到最有利于工作时为止。 为了充分利用设备的沉淀面积，倾斜板放置时应没入水面一定深度。对于横向流，没入深度计算如图2-17所示。其没入深度H为Hl*tanθ0.18m 由于倾斜板的固定装置要占据部分板面积，对其利用率有一定影响，水流在倾余板间的流动状态也不是完全理想的，所以设计倾斜板时板的面积一定要取大一些。 2、有关平衡计算的实例 某选煤厂，角锥沉淀池的有效面积为78.4m2，其技术检查资料如表2-5所示。对入料量进行测定的结果是950m3/h，角锥沉淀池的入料是跳汰机精煤脱水筛筛下水，其底流回收后作为最终精煤。在掺入总精煤前先用煤泥筛进行脱水和脱泥。角锥池的溢流用浮选进行处理。试进行平衡计算。 表2-5 角锥沉淀池技术检查资料 产 物 入 料 底 流 溢 流 浓 度 /gL-1 146 380 100 总 灰 分 15.3 13.1 15.5 筛 分 试 验 γ A γ A γ A 1 2 3 4 5 6 1mm 4.8 10.1 11.7 9.8 1mm40网目 8.3 9.7 24.0 9.4 40网目60网目 11.8 10.7 25.6 10.4 0.7 7.6 60网目80网目 10.4 12.8 14.4 14.4 5.5 9.8 80网目120网目 4.6 14.4 5.0 21.4 3.3 10.4 -120网目 60.1 16.7 19.3 21.5 90.5 16.5 合 计 100.0 14.6 100.0 13.3 100.0 15.9 首先，检查资料的准确性。对照各产物的总灰分和合计灰分，按规定均在误差范围内，数据可用。 已测准入料的矿浆量为950m3/h，用固体含量计算矿浆体积产率和底溢流的矿浆量 底流矿浆体积产率VD（qg-qy）/（qd-qy）*100（146-100）/（380-100）*10016.4； 底流矿浆量950m3/h*16.4156 m3/h 溢流矿浆量950 m3/h-156 m3/h794 m3/h 干煤产率。分有作业粒度差别最大，最好用粒度平衡法计算，并应选取底流和溢流中差别最大的粒度级。-120网目各产品量相差最大，即选-120网目这一粒度级进行计算。 γD（γg-γy）/（γd-γy）*100（60.1-90.5）/19.3-90.5*10042.7 总干煤量为950000L*146g/L≈139t/h； 底流干煤量139*42.759 t/h； 溢流干煤量139-5980 t/h； 煤泥的密度，取1.5t/m3 因此，入料的水量为950-139/1.5857 m3/h； 底流水总量为156-59/1.5117 m3/h； 溢流水量857-117740 m3/h； 底流水量占入料水量产量的百分数117/85713.65 角锥池是分级设备，需计算分级效率和通过粒度。若取40网目作为分级粒度，则从表中就可得α、β、θ值，然后进行分级效率计算 ηf 100（86.9-64.3）（64.3-θ）/α（100-α）（β-θ）72.8 画出溢流的粒度曲线如图2-18所示，从曲线上确定通过粒度为0.22mm。 将所有的计算结果列入表2-6中。 数质量平衡表 产物 矿浆量 干煤量 水量 效率 辅助 指标 m3/h t/h m3/h 底流 16.4 156 42.7 59 13.65 117 溢流 83.6 794 57.3 80 86.35 740 72.8 0.22mm 入料 100.0 950 100.0 139 100.0 857 根据技术资料和计算结果分析角锥池的工作情况 （1）浓度 角锥池的底流用煤泥回收筛回收。为保证其脱水效果，不致产生跑水现象，浓度应在40左右（约450g/l）。现为380g/l，稍低一些，但煤泥筛仍可以工作，如浓度过低时，应在脱泥筛前加固定筛或弧形筛进行预先脱水。溢流浓度100g/l可直接浮选。 （2）粒度 ①入料中60网目的灰分较低，灰分小于10.7，说明60网目物料己在跳汰机中分选，跳汰机分选下限较低。 ②入料中有相当部分40网目物料甚至1mm物料，说明脱水筛有粗粒进入筛下水，估计是由于筛板安装不严或筛条磨损较严重所致，应注意脱水筛的维护检修。 ③底流中-60网目占38.7，量较大而且灰分增加较快，6080网目灰分己达14.4，量也较大，这部分煤泥在脱水筛上不易脱除，容易造成对精煤的污染。除在脱泥时加强喷水、提高脱泥效果外，还应适当调整分级粒度。 ④溢流中物料全部小于40网目，4060网目只占溢流总量的0.7，90.5是网目的物料，而底流中细级别过多，说明分级面积较大，致使分级粒度过细。可适当减少分级设备面积或减小溢流堰长度，加厚流动层以提高分级粒度，减少底流中细级别物料的含量。 ⑤溢流中各级别的灰分均比底流低，说明分级过程有一定分选作用，该作用对底流粗煤泥的回收不利，但可减轻浮选的压力。 ⑥通过粒度0.22mm偏小。为了减小细泥对精煤的污染，应适当提高通过粒度。 种粒度在浮选中也有较好的可浮性，可以留待浮选处理。 9
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