本文關(guān)鍵詞： 破碎解離 流變性 分選預(yù)測 工藝優(yōu)化 效益最大化　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)(北京)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國,煤炭在我國的國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占有極其重要的地位。我國肥煤、焦煤、瘦煤等主要煉焦煤種稀缺,應(yīng)作為戰(zhàn)略資源開發(fā)利用。汾西礦業(yè)煤種多樣、煤質(zhì)多變,使得煤炭的開發(fā)、提質(zhì)、加工、銷售等面臨諸多難題。為提升企業(yè)的市場競爭力,應(yīng)基于礦區(qū)的煤源、煤質(zhì)實(shí)際,制定科學(xué)的開采規(guī)劃、提質(zhì)措施、選配方案、產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益最大化。論文以汾西集團(tuán)煉焦煤為研究對象,對汾西礦業(yè)選煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。通過對汾西礦業(yè)原煤進(jìn)行系統(tǒng)的篩分、浮沉、破碎和磨礦試驗(yàn),掌握各密度級和各粒度級的破碎解離規(guī)律;通過單機(jī)檢查、月綜合資料,確定現(xiàn)有設(shè)備分選效能,建立更精確的分選預(yù)測模型;通過研究懸浮液密度、固體體積濃度和煤泥含量對懸浮液流變特性影響,明確懸浮液稠度系數(shù)和冪律指數(shù)的變化規(guī)律。最終結(jié)合企業(yè)的自身特點(diǎn)提出優(yōu)化分選工藝和選煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的具體方案,以期實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。通過分析和研究,取得主要認(rèn)識如下:(1)考察汾西煤炭對于不同粒度分布模型的適應(yīng)性,其中,原煤粒度分布符合Rosin-Rammler模型,破碎產(chǎn)物的粒度分布符合Gauding-Schuhmann模型。(2)研究了原煤各密度級和粒度級的破碎解離規(guī)律。當(dāng)精煤灰分要求相同時,將50~25mm原煤破碎到-25mm時,精煤產(chǎn)率略有增加;破碎到-13mm時,精煤產(chǎn)率增加約2個百分點(diǎn)。將25~13mm原煤破碎到-13mm,煤和矸石解離較充分,精煤產(chǎn)率增幅約10個百分點(diǎn)。(3)探討了不穩(wěn)定懸浮液粘度的測試方法,提出要根據(jù)粘度隨時間變化的曲線進(jìn)行線性擬合確定懸浮液濃度,以期最大限度消除顆粒沉降產(chǎn)生的測量誤差,避免采用常規(guī)攪拌法引起流態(tài)變化而產(chǎn)生的二次測量誤差。(4)分析了選煤重介質(zhì)懸浮液適合的流體模型,通常條件下可采用假塑性流體模型描述。隨著懸浮液體積濃度的升高,稠度系數(shù)近似線性增加,冪律指數(shù)減小。(5)研究了煤泥含量與稠度系數(shù)和冪律指數(shù)之間的關(guān)系。懸浮液體積濃度一定時,隨著煤泥含量增加,稠度系數(shù)近似線性減小,冪律指數(shù)增大,表明煤泥比磁鐵礦粉具有更好的“潤滑性”。(6)建立了稠度系數(shù)和冪律指數(shù)的計(jì)算公式。當(dāng)密度介于1.45 g?cm-3~1.80g?cm-3、煤泥含量5%-30%時,選煤重介質(zhì)懸浮液的稠度系數(shù)和冪律指數(shù)可分別按近似計(jì)算,相對誤差一般可控制在10%以內(nèi)。(7)重介質(zhì)旋流器一段可能偏差E值為0.045g?cm-3,數(shù)量效率為96.6%,分選效果較好;二段可能偏差E值為0.095g?cm-3,數(shù)量效率為88.83%,分選效果較差。(8)確定了TBS粗煤泥分選過程中,分配曲線的三參數(shù)正態(tài)積分模型,該模型相對傳統(tǒng)的高斯分布模型,可更為精確的預(yù)測TBS分選條件改變時的分選狀況,從而獲得更為準(zhǔn)確的TBS實(shí)際可選性曲線。(9)通過重介質(zhì)旋流器、TBS分選機(jī)和浮選機(jī)三種分選作業(yè)的實(shí)際可選性曲線和可浮性曲線,依據(jù)等基元灰分原則,采用計(jì)算機(jī)尋優(yōu)的方式,得到精煤灰分要求11.0%時,精煤產(chǎn)率可提高約4個百分點(diǎn),經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[Abstract]:China is the world's largest coal production and consumption country, coal occupies an extremely important position in China's national economic and social development in our country. Fat coal, coking coal, lean coal and other major coking coal should be used as a strategy for development and utilization of scarce resources. Fenxi coal mining coal quality varied, diverse, making coal the development, processing, sales and quality, is facing many problems. In order to enhance the market competitiveness of enterprises, should be the source of coal mine, based on the actual coal mining planning, formulate scientific, quality measures, selection, product structure, to maximize the economic benefit of enterprises. The thesis takes Fenxi coking coal group as the research object, carried out study on Optimization of Fenxi mining coal product structure and process. Through the system of Fenxi coal mining and screening, crushing and grinding test, grasp the density level and the granularity of breaking through the single dissociation law; Check monthly comprehensive data, determine the effectiveness of existing equipment sorting, sorting to establish more accurate prediction model; through the study of suspension density, effect of solid concentration and sludge content on rheological properties of suspensions, clear suspension consistency coefficient and power-law index variation. Finally combined with enterprise's own characteristics put forward specific solutions for optimal separation process and preparation of product structure, in order to maximize the efficiency of enterprises. Through analysis and research, obtained the main results are as follows: (1) study for Fenxi coal with different particle size distribution in the adaptability of the model, with the Rosin-Rammler model of coal particle size distribution, particle size distribution is broken with the Gauding-Schuhmann model. (2) to study the broken the dissociation rules of coal each density and particle size. When the coal ash requirement is the same, the 50~25mm coal crushing to -25mm, coal production rate increased slightly broken; To -13mm, the coal yield increased by about 2 percentage points. The 25~13mm coal crushing to -13mm, dissociation of coal and gangue is sufficient, the yield of clean coal is an increase of about 10 percentage points. (3) discussed the test method of unstable suspension viscosity, put forward according to the change of viscosity with time curve in the linear fitting to determine the suspension the concentration, in order to maximize the elimination of measuring error settlement of particles, to avoid the use of two measurement error caused by conventional mixing flow change generated. (4) analyzed the fluid model of coal preparation of heavy medium suspension suitable, usually under the condition of using pseudo plastic fluid models. With increasing suspension concentration the consistency coefficient, linear increase, power-law index decreased. (5) to study the relationship between coal content and consistency coefficient and power exponent. The volume of the suspension concentration, with the increase of slime content, consistency coefficient The approximate linear decrease, the power-law index increased, suggesting that slime magnetite powder has better than "lubricating". (6) the calculation formula of the density coefficient and the power-law index is established. When the density is between 1.45 G? Cm-3~1.80g? Cm-3, 5%-30% coal slime, heavy medium suspension consistency coefficient and power the law of index respectively according to the approximate calculation, the relative error can be controlled within 10%. (7) h.m.cyclones a possible deviation E = 0.045g? Cm-3, the number of efficiency is 96.6%, good separation effect; two possible deviation E value was 0.095g? Cm-3, the number of effective rate was 88.83%, the separation effect is poor. (8) to determine the TBS of coarse coal slime separation process, the three parameter distribution curve of normal distribution model of the integral model, Gauss model is relatively traditional, more separation conditions change when the precise prediction of TBS separation conditions, to obtain a more accurate curve TBS (optional. 9) by heavy medium cyclone, the actual Washability Curve of TBS separator and flotation machine three kinds of sorting operations and floatability curve, on the basis of elementary ash principle, using computer optimization technique, from coal ash 11%, coal yield can be increased by about 4 percentage points, the economic benefit is remarkable.

【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD94

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本文編號：1514217