FZR型浮选药剂自动乳化及加药系统
宋艳欣1
,王世国2
(
11开滦(集团)钱家营矿业分公司选煤厂
,河北唐山
063301;
21天地科技股份有限公司唐山分公司
,河北唐山
063012)
摘要 浮选是处理细粒级煤的主要方法
,而浮选的药剂处理又是选煤厂所关注的问题。药剂处理
决定了药剂的消耗量及浮选效果
,为解决这一问题
,应对浮选药剂进行乳化处理
,药剂经乳化后
分散性变好
,与矿浆接触面积增大
,提高了药剂与煤粒的接触面
,从而减少了药剂消耗量
,提高
了浮选效果。辅以检测仪表
,可实现浮选综合自动控制
,具有良好的经济效益。
关键词 浮选 药剂 乳化 浮选综合自动化中图分类号
:TD943+1
2 文献标识码
:A
1 前 言
选煤厂入选原煤中小于
01
5mm粒级含量一般
在
20%～
30%左右。这部分细粒级煤泥如果处理
不好
,就会使大量的煤泥聚积在循环水中
,增大洗
水浓度
,严重恶化重力分选效果
,同时被迫将大量
煤泥水外排
,污染环境
,造成不良后果。
浮选是细粒级煤粉的有效分选方法。为使煤泥
浮选达到优质、高效、低耗的目标
,必须对浮选流
程
,浮选药剂制度进行优化。
2 乳化作用机理
21
1 浮选与药剂乳化的关系
浮选是基于煤粒和矿物杂质表面物理化学性质
的差异而实现分选的过程。矿粒与气泡相互粘附是
整个浮选过程的基本动作
,影响煤粒与气泡相互粘
附的因素较多
,除矿粒本身的润湿性之外
,浮选机
的工作状况和合理的药剂添加制度
,尤其是药剂预
处理和添加过程
,直接影响着浮选效果。
对于选煤厂来说
,所使用的药剂性能价格比是
必须关注的
,为降低成本
,除非对精煤质量有特殊
要求
,否则仅使用起泡剂和捕收剂
,不使用抑制
剂、调整剂和活化剂。起泡剂的作用是控制气泡大
小和维持泡沫稳定性
,捕收剂则是提高矿粒表面的
疏水性
,使矿物表面与水之间的过渡层更薄
,使矿
粒容易与气泡粘附
,强化气泡选择性。通常浮选过
程使用的药剂多为油性药剂
,其特点是难溶于水
,
不易分散
,常规直接给药方法不能使药剂均匀地分
散在矿浆中
,使粒度细小而数量巨大的煤粒与数量
较少而且粒径较大的药剂液滴相互碰撞、接触的机会减少
,因此
,只能采用增大药剂使用量的方法来
弥补。
药剂乳化是解决这一难题的一种简单、实际、
有效的方法。所谓药剂乳化是使用专用乳化装置
,
将药剂在少量清水中分散成
2～
10μ
m左右的药滴
,
制成乳浊液
,然后将其加到浮选矿浆入料中和物料
充分混合。由于乳浊液表观呈水性
,因此它在水性
的矿浆中快速、充分、均匀地分散。虽然药剂化学
性质不活泼
,不能与煤粒表面发生化学反应
,但它
和煤都具有较好的疏水性
,微细的药滴首先固着在
煤粒表面
,然后
,再沿煤粒表面展开
,煤粒表面疏
水性越强
,药滴在其表面固着的可能性越大
,固着
速度越快
,则固着强度越高。由于乳化后的药滴直
径变小
,因而极易形成较薄的油膜。从而提高了煤
粒表面的疏水性
,加快了浮选速度
,降低了药剂使
用量
,同时也使浮选效率得到提高。
21
2 药剂乳化原理
药剂乳化效果可用乳化后药剂液滴的表面积增
大来说明。以药剂分散为圆形液滴为例
,当药滴直
径变小时
,药剂液滴的分布面积增大
,经理论算法
计算
,随着药剂液滴直径变小
,药剂与矿浆的接触
面积成百倍地增加。
以
1mL药剂经乳化后的液滴数及其总表面积
来说明
:
若
1mL药剂分散为
N个直径为
D的液滴
,则
液滴数为
:
N=6Ππ
D3
1mL药剂分散为
N个液滴后的总表面积
:
S=
N×π
D2
式中
:
N为液滴总数
,S为
N个液滴的总表面积
,
D
为液滴直径。
34第
4期
2002年
8月 选 煤 技 术
COAL
PREPARATION
TECHNOLOGY No1
4
Aug1
2002当药剂液滴直径为
100μ
m时
,
S=
Nπ
D2
=(
6Ππ
D3
)×π
D2
=6Π
D=60mm2
药剂液滴直径为
1μ
m时
:
S=NπD2
=(
6Ππ
D3
)×π
D2
=6Π
D=
6000mm2
由此可知
,当药剂被乳化
,药剂液滴直径变小
时
,药剂分散的总表面积可增加百倍以上。这为药
剂和矿浆中煤粒的接触创造了良好的条件。实践证
明
,使用乳化装置后
,吨煤药剂耗量可降低
10%
～
30%左右。
3 自动乳化系统
常规的喷射、超声、化学等乳化方法对选煤所
用药剂的处理均存在某种不适应性。浮选生产过程
需要乳化细度高
,调节范围广
,系统简单
,工作可
靠的乳化装置。高剪切混合浮选药剂乳化装置的多
功能性和可靠性为浮选生产提供了较传统设备更为
新颖而有效的混合乳化方法。高剪切混合乳化装置
系统组成见图
1。
图
1
FZR系列浮选药剂自动乳化系统(含加药)原理图4 乳化装置
机械和液压的高速剪切
,高速运动的转子和紧
密配合的定子将药剂吸入
,使药剂每分钟得到几十
万次的剪切
,一次完成药剂的混合、乳化、分散等
处理过程
,乳化细度可达
01
2～
10μ
m,药剂乳化量
为
5～
800LΠ
h。乳化装置传动轴与驱动轴由连轴器
相连(也可加入变频调速器增大调节范围)
,传动
工效通过节流来调整
,适用于连续操作的工艺生产
过程
,乳化过程简单
,能够方便地和矿浆预处理器
及自动控制装置组成浮选自动控制调节系统。
乳化装置有单体式和全自动式等不同组合。单
体式乳化装置仅配有清水、浮选剂入口和乳化液出
口
,调节和控制部分需用户按实际配置。整个系统
由
PLC控制
,根据现场设定的工艺参数
,采集浮
选入料量和浓度后计算出捕收剂、起泡剂和清水的
需用量
,然后输出调节信号
,控制相应的调节阀门
到某一位置
,流量计检测出的各流量值由
PLC采
集处理验算后再行调节各相关阀门。乳化装置、药
剂泵的启、停和压力、温度等参数也纳入
PLC控
制和检测范围
,当药剂桶液位超标
,乳化装置或药
剂泵压力、温度异常时
,PLC发出相应控制信号。
采用德国
SIEMENS
TP-27触摸屏作为人机界面
,
操作方便
,也可与外部网络相互通讯。
(收稿日期
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44第
4期 选 煤 技 术
2002年
8月
25日 ●TechnologyandExperiences
ReplacementandImprovementofMixingTankinModularCoalSmallsWashingPlantYaoYanshengetal(
18)…
ApplicationofInclined-TroughSeparatorinDaluCoalPreparationPlantPiaoJinzheetal(
19)…………………
AnalysisonLoweringAshofCleanCoalatXinghuaCoalPreparationPlantLuLiangenetal(
21)…………………
DiscussiononReutilizationofDiscardsfromCoalWashinginFenghuangshanCoalMineWashery
ZhangJunyanetal(
23)…………………
………………………………………………………………………………………
TheInfluenceofCoarseCoalSlimeonCoalSmallsJiggingWashingSystemandtheMethodtoDealwithIt
LiZhigangetal(
25)………
…………………………………………………………………………………………
Abstract:Thedetrimentalimpactofcoarsecoalslimeonjiggingcoalwashingsystemcanbeeffectivelyeliminatedby
puttingtechnicalrenovationandenhancedproductionmanagementintopractice.
Keywords:coarsecoalslime,coalwashingbyjiggingprocess,impact-resolvingmethod
ApplicationofSecondaryVibrationIsolationTechnologyinCoalPreparationPlantAnZhiruetal(
26)……………
SomeExperiencesinLoweringMediumConsumptionatMatouCoalPreparationPlantGaoShishuang(
28)………
ApplicationofTYSF150-AMicrovoidFilterinLinhuanCoalPreparationPlantLiuYietal(
30)…………………
ApplicationoftheConceptionConcerningContentofMaterialwithδ
±
01
1inProductionPractice
FuShouping(
32)…………………
……………………………………………………………………………………………
Abstract:Inevaluationofrawcoalwashability,theevaluationofthatcannotbeonlyconductedbytheobtainedcont2
entofmaterialwithδ
±
01
1inrawcoalfeed.Thisshouldbedonewiththeprincipleof“
makingaconcreteanalysisof
aconcretecondition”
andtheresultobtainedinsuchwaymustbeprovedwithhelpofexperienceformulaandthenre2
visedtoensurecorrectevaluationofrawcoalwashability.
Keywords:evaluationofrawcoalwashability,contentofmaterialwithδ
±
01
1,experienceformula
TechnicalRenovationofXiezhuangCollieryWasheryandEffectivenessAchievedYangBoetal(
33)………………
ApplicationofClockPendulumFormCakeRemovalDevicesinDiscVacuumFilterZhuHongweietal(
35)
RenovationofFlotationSystemandAnalysisonItsPerformanceObtainedWangJunetal(
36)……………………
ReformationofCoalProcessingSysteminYungangCoalMineWasheryZhaoYujieetal(
38)……………………
●DesignandProductionManagementofWashery
InitialAnalysisonDesign,ConstructionandProductionManagementofCollieryPowerCoalWashery
JiangWeiqingetal(
40)……………
………………………………………………………………………………………
CalculationofSub-FlowRateofDenseMediumSuspensionNiuJiyuanetal(
41)………………………………
Abstract:Anotherformulaforcalculationsub-flowrateofdensemediumsuspensionisderivedbasedtheprincipleof
balanceofnon-magneticmaterialincirculatingmedium.
Keywords:sub-flowrate,balanceofnon-magneticmaterialincirculatingmedium
●PlantDesign
AutomationEmulsionofFZRFlotationReagentandReagentaddingSystemSongYanxinetal(
43)………………
Abstract:Flotationprocessisamajormethodoffinecoaltreatment,whiletreatmentofflotationreagentsisanotable
problem,becausereagenttreatmentdeterminesreagentconsumptionandflotationperformance.Fordealingwiththis
problem,flotationreagentsmustbetreatedforemulsion.Theemulsifiedreagentoffersbetterperformancessuchasfa2
vorabledispersepropertyincreasingattachmentareawithcoalslimeandincreasingtheareaoftheplacewherereagent
contactswithfineparticles,thatwillmakeasignificantcontributiontoreducingreagentconsumptionandimproving
flotationperformance.
Keywords:coalflotation,reagent,emulsion,complexflotationautomation
StudyonDensityAutomaticControlSystemofDenseMediumLiCunweietal(
45)………………………………
ResearchonAutomaticControlofSuperhugeJiggingMachineandItsApplicationGuoWencangetal(
47)………
AnInitialAnalysisonAutomaticControlSystemofCoalFlotationProcessingParametersLiXu(
49)………………
●NewTechniqueandMaterial
ARevolutionofWear-ResistantPipeLineWangYueetal(
52)…………………………………………………
●Survey
TheFourLargestCoalPreparationPlantsintheWorldHanYun(
53)……………………………………………