不同破碎方式下重选中煤破碎效果研究

摘要

生产冶金焦炭的基础煤种是肥煤和主焦煤，然而即使是我国这样的煤炭大国，随着炼焦煤的逐步消耗，冶金焦炭生产原料将逐步短缺，所以较多的专家学者将目光投向肥焦煤洗选过程中的中煤，希望通过中煤的二次分选回收一部分精煤。基于中煤自身特点，中煤二次分选首先面临的是如何高效解离释放出部分精煤，同时避免破碎解离过程中的过粉碎问题。本文针对山西焦煤西山煤电集团公司马兰矿区的炼焦中煤开展了不同破碎方式下中煤破碎效果的试验研究。
　　通过对该中煤进行粒度分析及密度分析发现，中煤煤泥含量较少，在探究不同破碎方式下重选中煤破碎效果研究试验中可以不考虑该部分。除煤泥外，中煤各个粒级分布相对来说比较均匀，低密度及高密度级产率均很低，中煤产品主要集中在中间密度级。在精煤灰分为12.00％的情况下，理论产率约为7.00%，δ±0.1含量约为80%，属于极难选煤。
　　本文从不同的破碎粒度上限、不同的运转频率、不同的入料粒度、入料粒度的均衡性及中煤含水率等方面分别研究了以冲击力破碎及挤压力破碎为主的两种破碎方式下中煤的破碎效果。主要的研究结论如下：
　　（1）相对于挤压力破碎，冲击力破碎中煤产品粒度较细和规则、分形维数及圆形度更接近于“1”、比表面积及孔容较大。破碎上限从3mm下降到1mm，破碎产品中-0.5mm粒级产率显著增加，但是破碎上限为1mm时，冲击破碎中煤产品-0.5mm粒级产率接近60.00%，挤压力破碎中煤产品-0.5mm粒级产率不到40.00%。不同破碎上限破碎产品中，+0.5mm及-0.5mm粒级浮物累计曲线几乎重合，说明即使破碎上限下降到了1mm，该中煤仍然没有得到有效解离，但是冲击力破碎的解离明显优于挤压力破碎的解离。随着破碎上限下降，两种破碎设备的单位功耗都增加，但是冲击力破碎的单位功耗远大于挤压力破碎。
　　（2）随着频率增加，对于以冲击力破碎为主的锤式破碎机，其破碎产品浮物累计产率增加；对于以挤压力破碎为主的辊式破碎机破碎产品，其浮物累计产率几乎没有变化。说明较高频率运转有利于以冲击力破碎实现中煤解离，但频率升高，设备功耗增加，而对挤压力破碎为主的中煤解离没有影响，但可以提高破碎处理量。同时随着频率增加，冲击力破碎设备的单位功耗降低，挤压力破碎设备的单位功耗变化不大。
　　（3）当入料粒度不同时，以冲击力破碎为主的锤式破碎产品的粒度分布几乎一致；对于以挤压力破碎为主的辊式破碎产物的粒度分布也比较接近，但是与全粒级50-0mm中煤入料的破碎产品相比，+0.5mm粒级含量较多，-0.5mm各个粒级含量均有所下降。
　　（4）入料粒度的均衡性对以冲击力破碎为主的锤式破碎机的破碎效果影响不大，说明锤式破碎机对入料粒度具有较好的适应性。但是对以挤压力破碎为主的辊式破碎效果具有较大影响，说明辊式破碎机对入料粒度的适应性较差，粒度分布不均匀时，破碎产品的粒度偏粗，过粉碎率降低。
　　（5）中煤含水时，对于以冲击力破碎为主的锤式破碎产品在产率分布上，1-0.5mm及-0.074mm粒级产率有所增长，其它粒级产率变化不大，浮物累计产率相差不大，不过筛网很容易堵塞，处理量变小，对于以挤压力破碎为主的辊式破碎产品，1-0.5mm粒级产率含量增加，-0.5mm粒级含量减少，潮湿物料明显影响了中煤的破碎解离，解离效果恶化。
　　（6）针对两种破碎方式下该重选中煤的破碎特点，探索比较了不同破碎工艺的破碎效果。最后提出，第一段用锤式破碎机，第二段为辊式破碎机，旋流器闭路分级的两段式破碎工艺，该工艺可实现在破碎产品中+0.5mm含量为53.02%的情况下，释放出理论灰分为12.00%，理论产率为20.14%的精煤。

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1绪论

1.1研究背景（Background）

1.2课题研究的意义（Research Significance of the Subject）

2文献综述

2.1 中煤再选的研究现状（ Research Status of Middlings Reclearing）

2.2中煤煤岩组分的解离（The Liberation of Middlings Macerals）

2.3煤的机械性质（The Mechanical Properties of Coal）

2.4破碎方式的研究（The Research of Comminuting Process）

2.5破碎设备的研究（The Research of Comminuting Equipment）

2.6本章小结（Summary）

3中煤性质及试验设备

3.1 工业分析及矿物组成分析（Industrial Analysis and Mineral Composition Analysis）

3.2中煤的粒度组成（Size Distribution of Middling Coal）

3.3中煤的密度组成（Density Distribution of Middling Coal）

3.4试验仪器及试剂（Experimental Facilities and Medicaments）

3.5本章小结（Summary）

4重选中煤锤式破碎试验

4.1 不同破碎上限的中煤锤式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Crushing by Hammer Crusher）

4.2 不同运转频率的中煤锤式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Operating Frequency by Hammer Crusher）

4.3 不同入料粒度的中煤锤式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Feeding Particle Size by Hammer Crusher）

4.4入料粒度均衡性对中煤锤式破碎的影响（The Effect of Feed

4.5 潮湿重选中煤锤式破碎试验（ Experiments of Watery Middlings by Hammer Crusher）

4.6本章小结（Summary）

5重选中煤辊式破碎试验

5.1 不同破碎上限的中煤辊式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Crushing by Roll Crusher）

5.2 不同运转频率的中煤辊式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Operating Frequency by Roll Crusher）

5.3 不同入料粒度的中煤辊式破碎试验（ Experiments of Middlings in Different Feeding Particle Size by Roll Crusher）

5.4入料粒度均衡性对中煤辊式破碎的影响（The Effect of Feed Proportionality on Roll Crusher）

5.5 潮湿重选中煤辊式破碎试验（ Experiments of Watery Middlings by Roll Crusher）

5.6本章小结（Summary）

6 不同破碎方式下破碎效果对比及破碎工艺探索

6.1 破碎产品粒度特性（ The Size Charaeteristie of Crushing Product）

6.2 破碎产品表面积及微孔特性（ The Surface Area and Micropore Characteristic of Crushing Product）

6.3 破碎产品形状特性（The Shape Characteristic of Crushing Product）

6.4 破碎产品解离度差异及分析（ The Difference of Crushing Product on Libertation and Analysis of Reason）

6.5 破碎过程的能耗差异及分析（ The Difference of Crushing Product on Energy Consumption and Analysis of Reason）

6.6 中煤破碎工艺探索（Exploration of Crushing Process of Coal Middlings）

6.7本章小结（Summary）

7结论与展望

7.1 主要结论（Main Conclusions）

7.2 工作展望（Prospects）

参考文献

作者简历

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