引言

灰分、硫分、水分等是精煤產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo).中國(guó)洗精煤水分偏高,平均為12.5%,難以達(dá)到國(guó)家規(guī)定總精煤水分10%以下的要求.浮選精煤的含水量在總精煤產(chǎn)品水分中所占的比例平均45%,最高達(dá)到60%,因此解決好浮選精煤脫水問(wèn)題是降低產(chǎn)品水分的關(guān)鍵.浮選精煤傳統(tǒng)的脫水工藝設(shè)備是真空過(guò)濾機(jī),即以真空為動(dòng)力造成壓力差,進(jìn)行固液分離.但真空泵產(chǎn)生的真空壓力差最高只能達(dá)到60kPa,實(shí)際過(guò)濾表面的壓力差則更低,一般小于20kPa,所以真空過(guò)濾機(jī)存在脫水效率低、濾餅水分高、能耗大的問(wèn)題.尤其處理細(xì)而粘的物料時(shí),過(guò)濾脫水則更為困難.因此,研制新型快速精煤壓濾機(jī)與脫水工藝非常必要。

1壓濾機(jī)強(qiáng)化物料脫水的機(jī)理

1.1采用高壓強(qiáng)的流體靜壓力作為去飽和力

采用高壓強(qiáng)的流體靜壓力,盡量縮小濾餅孔隙率,降低濾餅孔隙的飽和度,排出游離水和部分空隙水,有限度地獲取濾餅的低含水量（如現(xiàn)在使用的尾礦板框壓濾機(jī),完全是利用料漿流體靜壓力來(lái)脫水）.但是,如濾餅的飽和程度逐漸接近濾餅的一定剩余飽和度時(shí),盡管提高流體施加靜力,濾餅孔隙率變化較小,濾餅含水量降低得不明顯,脫水效果受到限制。

1.2采用二維變向剪切壓力壓榨作為去飽和力

單一地施加流體靜壓力,會(huì)使濾餅中顆粒互相形成拱橋結(jié)構(gòu),造成了定型空隙.這種拱橋內(nèi)定型空隙難以用一維單向靜壓力破橋壓縮空隙.如果用二維的變向剪切力,從二維方向破壞顆粒拱橋,改變拱橋的幾何結(jié)構(gòu)和重新排列濾餅顆粒布序狀態(tài),從而可以改變?yōu)V餅的孔隙率.帶有隔膜的廂式壓濾機(jī),設(shè)有壓榨機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓榨脫水,當(dāng)濾餅呈半固體狀,剩余水分還較大時(shí),由于隔膜膨脹施加的壓力使濾餅內(nèi)部驟然產(chǎn)生一個(gè)和外壓力相等的水力壓力,它均勻地分布在整個(gè)濾餅內(nèi),擠出粒間的液體,從而使濾餅孔隙率降低,可大大降低濾餅的含水量.但是,還有相當(dāng)數(shù)量流體仍存于新建立的拱橋空隙結(jié)構(gòu)內(nèi),這部分空隙水,用上述兩種方式無(wú)法分離出來(lái).

1.3采用壓縮空氣強(qiáng)氣流風(fēng)吹濾餅

用強(qiáng)氣壓流穿透濾餅內(nèi)層,由表及里地逐漸穿流濾餅顆粒新形成的空隙,以此運(yùn)載顆粒間的空隙水.在此過(guò)程中,一方面,強(qiáng)氣流所運(yùn)載水分受空隙中新毛細(xì)管壓力所控制;另一方面,則由氣源所提供的氣壓流的強(qiáng)度所制約。當(dāng)氣流壓力超過(guò)毛細(xì)孔的最大毛細(xì)壓力時(shí),氣流開(kāi)始強(qiáng)制載走空隙中的水分,此壓力為臨界壓力.它與濾餅的空隙率和顆粒大小有關(guān)。

外界提供的氣流壓力超過(guò)臨界壓力后,濾餅的孔隙率及飽和度開(kāi)始下降,其下降的速度隨外界氣流壓力與毛細(xì)管壓力之間的差值而變化的.一般認(rèn)為,上述的差值決定了強(qiáng)氣流帶走剩余水分后的最終水分多少.差值越大,載運(yùn)水分越多.

綜上所述,在過(guò)濾壓力問(wèn)題上,采用高壓流體靜壓力和隔膜壓榨壓力以及壓縮空氣強(qiáng)氣壓流,以此帶走接近于新飽和狀態(tài)下的濾餅顆粒空隙中的剩余水分,設(shè)計(jì)滿足此要求的精煤壓濾機(jī)與脫水工藝方法,可大幅度降低浮選精煤的最終水分.

2結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）采用大梁中間無(wú)支腿——徹底解決濾餅、濾液二次混污現(xiàn)象;

2）采用超高分子量聚乙烯板——重量輕、壽命長(zhǎng)、耐腐蝕、不老化;

3）采用雙排獨(dú)立進(jìn)氣結(jié)構(gòu)——濾餅整面上水分均勻,利于卸餅;

4）采用高強(qiáng)度雙面隔膜——可進(jìn)行擠壓脫水,降低水分,同時(shí)利于卸餅,杜絕噴料現(xiàn)象.壓榨板部件是壓濾機(jī)的主要過(guò)濾元件,它由壓濾板、壓榨隔膜板、濾布、濾液管等組成：

壓濾板是采用分子量在150萬(wàn)以上的超高分子量聚乙烯壓塑而成.入料孔置于中央,兩側(cè)與把手連接,使壓榨板與把手成為一體.壓榨板上端左右兩側(cè)設(shè)有高壓風(fēng)進(jìn)風(fēng)管,而實(shí)現(xiàn)隔膜壓榨擠壓脫水.壓榨隔膜由裝有尼龍骨架的橡膠板制成,具有彈性、韌性和耐酸、耐堿、耐熱、耐有機(jī)溶劑的性能。

結(jié)論

1)精煤壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特:采用獨(dú)立進(jìn)氣結(jié)構(gòu),氣道不堵塞,易維護(hù);濾板結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)帶有高強(qiáng)度雙面隔膜,可實(shí)現(xiàn)高壓強(qiáng)流體進(jìn)料、強(qiáng)氣流風(fēng)吹濾餅和隔膜壓榨擠壓濾餅脫水,增加了脫水功能,且濾布?jí)勖L(zhǎng),不噴料,濾餅脫落率高。

2)壓濾脫水工藝設(shè)計(jì)合理、可靠.采用自流與風(fēng)壓給料,克服因精礦濃度低且含有大量泡沫導(dǎo)致泵壓給料的困難,脫水過(guò)程采用PC程序自動(dòng)控制,運(yùn)行可靠,配置合理,調(diào)節(jié)靈活。

3)脫水工藝指標(biāo)先進(jìn).濾餅水分可達(dá)到18%～22%,與相同處理能力的圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)相比,濾餅水分可降低6%～10%,濾餅脫落率提高30%～40%,節(jié)電可達(dá)60%～70%,且濾液出清水,可直接作循環(huán)水,減少了細(xì)泥在系統(tǒng)中循環(huán),有利于改善浮選和過(guò)濾效果.具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.為我國(guó)選煤廠解決浮選精煤脫水難問(wèn)題,提供了一個(gè)成功的新方法。

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