干法重介质流化床多元加重质流化特性与低质煤高效分选

摘要

煤炭气固流态化干法分选是干旱缺水及高寒地区细粒煤分选提质、矿物加工以及固废资源化的重要途径,工业应用潜力大.目前,用于分选的流化床已有较多研究,其基础理论研究也较为深入,研究领域包括流化床的形成、流化床空气动力学以及流化床流动模型与模拟等,但干法重介质流化床的低密度分选技术和密度调节范围仍待完善.加重质的合理选择对干法重介质流化床选煤具有重要意义,其与流化床干法选煤系统的净化回收流程、分选机的操作参数及分选效果密切相关.采用干法重介质流化床对二元加重质单一组分、窄粒级、宽粒级以及三元加重质在流化床中的流化特性进行研究,对比分析磁铁矿粉、硼铁矿粉流化特性、膨胀率与粒度的关系.试验结果表明,磁铁矿粉和硼铁矿粉均能达到良好的流化状态.随加重质粒度的减小,起始流化气速显著降低,膨胀性能逐渐增强.与150～ 125 μm硼铁矿粉和74～45 μm磁铁矿粉混合相比,125 ～ 74 μm硼铁矿粉与74～45 μm磁铁矿粉混合后的床层压降波动较大.300～74 μm粒级硼铁矿粉与74～45 μm粒级磁铁矿粉在9种不同质量配比下,床层压降均无明显波动.随加重质粒度的减小,膨胀性能逐渐增强;窄粒级二元加重质混合均匀程度随硼铁矿粉含量的增加而提高;宽粒级二元加重质混合时,稳定流化后的流化曲线随细粒级的增多而波动加剧,难以形成稳定的分选环境;随着煤粉含量增加,三元加重质的流化效果逐渐变差.为保证流化床床层密度较好的均匀稳定性,三元加重质中煤粉含量不宜超过15％.