洗煤工艺制造技术

在改进颗粒加速和加强分离效率的特殊设计的重介质旋流器中精选细颗粒煤。原始煤进料先筛分以移出细煤颗粒。然后粗颗粒部分被分成干净煤、中级煤和选矿渣。中级煤被粉碎并和该细部分一起精选。该细部分在逆流旋流器回路中脱矿泥，然后在重介质旋流器中被按不同粒度规格分成多份。该重介质含窄粒度分布的超细磁铁颗粒，窄粒度分布有助于分离和改进磁铁回收。磁铁从每一分离的部分中分别回收。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请为申请日为1993年4月14日、申请号为93104238.0的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术一般是关于洗煤工艺领域，具体地说是关于由细煤粉中除去选矿渣，如含硫矿物。在美国和全世界，煤是广泛地，但有限地用作发电厂的燃料。但是，当燃烧时，煤可以发出大量影响环境的污物。1990年净化空气条例修正案列举了环境关系，提出以对煤在1995年生效的，每百万BTU(千瓦/小时)产生1.14千克(2.5磅)二氧化硫的新限制，而在2000年生效的，每百万BTU产生0.55千克(1.2磅)二氧化硫的限制。目前燃烧高硫煤的公用事业单位或选择转用低硫煤，或选用洗涤烟道气以除去二氧化硫。洗涤二氧化硫需要大量投资并且运行昂贵。对许多公用事业单位，由于由远距离煤源运煤的运费以及与为适应不同燃烧性质煤而要改建厂房相关的投资，使转用低硫煤成为非常昂贵。许多发电厂目前储存大量高硫煤。因此有必要改进在燃烧前由这种煤中清除硫，以便它们可以有效地使用而不产生过量污染物。煤的精选是指由原煤中除去非煤物料以产生相当清洁的煤产品。原煤是由高纯煤物料和非煤物料组成。在煤中的非煤物料一般是指灰，通常包括黄铁矿、泥土和其它铝硅酸盐物料。大量这种灰物料存在在燃烧过程中会产生问题，如结渣和堵塞。在原煤中硫以二种形式存在，有机硫和无机硫。有机硫是化学结合成为煤体部分。无机硫是全硫而不是化学结合在煤基体中。黄矿硫是无机硫的主要形式。硫酸盐硫是与成灰物料相关的无机硫的另一种形式。物理精选仅有效地除去无机硫。精选煤的方法有多种，但一般使用重介质分离、簸析法或泡沫浮选而由非煤物料中分离清洁煤。由于通用性、高效率以及易于操作，重介质分离或许是优选的分离方法。在重介质分离中，将原煤引入具有介于煤和非煤物料之间比重的介质中。重介质可以是均匀的液体，但经常是由水和磁性颗粒，诸如铁磁性颗粒，组成。磁铁是常用的磁性颗粒。分离可以在重介质浴或罐中、或在旋流器中进行。当使用旋流器，则煤一般作为溢流产品移出，而选矿渣成为底流产品。在分离煤和选矿渣以后，有利于由煤和由选矿渣中回收磁性颗粒以便再使用。原煤料，通常认为是普通煤，是三种组成即有机物料、石头和黄铁矿的混合物。在原煤中，有些颗粒脱离，意味着它们构成相对纯的成份。另一些颗粒是固定的，意味着这些颗粒含有三种组成中的二个或多个固定在一起。这些固定的颗粒称为中级煤。每一种原煤成份具有特征的比重。为了说明，有机物料的比重为约1.25，石头比重为约2.85，而黄铁矿比重约5.0。原煤料含有有许多比重的颗粒，因为三种单独组分和固定在一起的组合组份的比重不同。因为重介质精选对大粒度煤料颗粒，大于约0.5mm粒度的那些有效，因此一般它不用于较小粒度的煤颗粒。在这方面，对小颗粒煤料分离效率是不满意的。因此，小煤粒往往弃去。由非煤物料中分离煤的改进方法是将原料压碎或粉碎原料以便在中级煤中分出高纯煤和非煤物料。一般来说，原煤料的平均粒度愈小，则分出更多的煤和非煤物料，组成中级煤的颗粒百分率就降低，可以回收更多的煤产品。压碎和磨碎煤料以在中级煤中分出与非煤物料一起固定的煤的方法没有实际应用，因为没有一种有效由非煤物料中分离煤的处理细粉方法。因此，中级煤料或被划作清洁煤从而在燃料中引入黄铁矿或其它无用矿物或被算作选矿渣造成不希望有的煤损失。但是粉碎一种完全的煤料是昂贵的而且工业上是不实际的。粉碎的费用是大的，因而将要求减少成本。如上所述，为了由中级煤中回收煤以产生高纯煤产品，必需粉碎中级煤，然后由选矿渣中分离煤。如果中级煤不再处理以进一步回收煤，则在中级煤中的大量可用的煤与非煤物料一起弃去。因此，要最大地回收清洁煤产品，主要的是要开发一种设计成处理小粒度原煤料的精选方法。1982年12月21日公布的Rich的美国专利4364822描述了一种煤清洗方法，该方法包括二级旋流器分离，它产生三种产品，清洁煤、选矿渣和中级煤。然后粉碎中级煤并与原煤料一起再循环通经旋流器。但是Rich特别指出，基于有回收磁颗粒的问题，他摆脱使用磁颗粒的重介质方法。1975年9月30日公布的Irons的美国专利3908912描述了一种方法，根据这方法，选矿渣在高密度时最初就分离掉，接着通过较低密度的分离以产生清洁煤和中级煤。然后粉碎中级煤以进一步清洗。但是在Irons的专利中，在最初高密度分离前由煤料中不能分离出小颗粒煤，这导致在清洁煤产品中有另外的选矿渣。再有，Irons揭示了旋流器分离小煤粉是无效的，因为颗粒常常错位。这样，Irons指出，在浮选后要使用二次旋流以消除煤中的选矿渣。已进行了许多尝试以清洗细颗粒煤，有各种不同的结果。在重介质旋流中，当煤料颗粒变小分离效率就降。特别是，当煤料粒度小于约0.5mm时，清洗煤料相当困难。当煤料颗粒变小时，精选后由重介质中回收磁颗粒也更困难。因而需要一种有效的方法以精选小于约0.5mm粒度的煤料颗粒，其分离效率是足以使煤产品具有所要求的规格。洗煤过程的分离效率常常通过已知的概率曲线作为分配曲线来说明。这些曲线描述了在原料中的给定颗粒是归向洗净的煤而不是废渣的概率。分配曲线的垂直部分的斜率测量值是分离的或然误差，或Ep。分离曲线的中心部分愈垂直则分离愈有效，而或然误差愈小。为了避免与清洗小粒度颗粒相关的困难，许多用于处理细煤颗粒方法在精选(一般是指脱除矿泥)以前弃去低于限值粒度的颗粒。脱除矿泥在惯例上是基于精选方法的限制。例如，1974年2月26日公布的、Miller等人的美国专利3794162，公开了一种用于低到150目(0.105mm)颗粒的一种重介质精选方法。将小于150目的颗粒在精选以前通过重介质旋流分选。1981年8月4日公布的美国专利4282088公开了一种方法，其中小于0.1mm的颗粒在旋流分选器中分离出来，并在精选以前通过重介质旋流器弃去。当全部低于0.1mm或0.105mm粒度的颗粒都除去，则小煤颗粒的纯煤和固定在小的中级煤颗粒中的纯煤也都除去。用筛选或筛分脱除矿泥的能力是限于所用的筛和粗筛的结构。筛选或筛分大量低于约150目粒度的物料是不实际的。基于不同颗粒沉降速度来分离颗粒的分级旋流器已用于分类煤原料，但对于0.015mm煤料的粒度分类是无效的。丢弃的只是在原煤料中最小的煤颗粒，而在0.015mm等级的或更小的颗粒上出现了重要问题。小于这种粒度的颗粒主要是要丢弃的渣。在旋流器设计中不太注意的一个参数是进料口的大小，通过该口煤料进入旋流器。在题为“水力旋流器的大小”的一文中(Krebbs Engincers1976)Arterburn指出，进料口的面积往往是在旋流器料室面积的6％～8％之间。进料口直径的改良并没有确定是改进分级旋流器分离能力的因素。按逆流线路安置的多级分级旋流器已用于淀粉的分级。1981年8月11日公布的Best的美国专利4282232描述了一种主要为洗淀粉而设计的一种逆流旋流器回路。就专利技术人所知，在洗煤工业中分级旋流器的逆流布置还没有人实施过，而且没有用于分离0.015mm和更小等级的颗粒。在煤工业中曾经尝试通过改进精选工艺而排除脱除矿泥的必要步骤。例如，1989年2月7日公告的，Miller的美国专利4802976公开了一种方法，其中，使用泡沫浮选法回收重介质旋流器的小于28目(0.59本文档来自技高网...

【技术保护点】
用重介质分离法分离固体颗粒的方法，其中重介质包括水和磁性颗粒，而且至少约６０％的该磁性颗粒的粒度约为２～１０微米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯K金迪格，
申请(专利权)人：詹尼塞斯研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]