潮濕細粒煤炭的篩分(fēn)理(lǐ)論回顧

   随着我國(guó)國(guó)民(mín)經濟的迅速發展，對選煤技(jì )術的要求發生了根本性變化，以原煤為(wèi)原料獲取(二次)能(néng)源的要求在不斷地增長(cháng)。而我國(guó)大部分(fēn)礦區(qū)的動力煤具(jù)有(yǒu)水分(fēn)高、粉煤量大、粒度越小(xiǎo)灰分(fēn)越低的特點，适宜于篩選和洗選聯合工(gōng)藝，即篩出的低灰分(fēn)細粒煤直接供應電(diàn)廠等用(yòng)戶，粗粒煤采用(yòng)洗選加工(gōng)，以提高生産(chǎn)率， 降低選煤成本。但是在煤炭開采過程中(zhōng)，由于煤層滲水、井下防塵噴水和管理(lǐ)不善等原因常造成采出的原煤外在水分(fēn)在7%以上，而潮濕細粒煤炭在外在水分(fēn)和粘土成分(fēn)作(zuò)用(yòng)下，互相粘結成團或附着在篩面上，導緻篩分(fēn)效率低下，篩分(fēn)過程惡化。當外在水分(fēn)達 7%—14 % 時進行 6m m 或3mm 篩分(fēn)時，一般振動篩已很(hěn)難完成這種篩分(fēn)任務(wù)。為(wèi)解決潮濕細粒煤炭的幹法深度篩分(fēn)，國(guó)内外對潮濕細粒物(wù)料的幹法篩分(fēn)理(lǐ)論進行了深入而廣泛的研究。

   在潮濕細粒煤炭篩分(fēn)難易程度的評價方面，英國(guó)制定了潮濕細粒原煤幹法篩分(fēn)困難程度的評價方法(石德(dé)明， 1986)，即其困難程度用(yòng)可(kě)處理(lǐ)性指數來衡量。他(tā)們把12 kg , 25— Omm 原煤從振動圓錐卸出的時間(單位為(wèi)s)定為(wèi)可(kě)處理(lǐ)性指數，時間越長(cháng)，可(kě)處理(lǐ)性指數就越大，幹法篩分(fēn)的困難程度也就越大。當指數超過5s 時，用(yòng)普通振動篩進行篩分(fēn)已經很(hěn)困難。并指出可(kě)處理(lǐ)性指數與煤炭粒度組成、 水分(fēn)含量(特别是表面水分(fēn)含量)、泥質(zhì)頁(yè)岩含量、泥化特性曲線(xiàn)有(yǒu)關。

在顆粒透篩理(lǐ)論研究上，早在本世紀40年代， Gaudin 在其《選礦原理(lǐ)》 一書中(zhōng) 就提出了 單 顆粒透 篩概率 理(lǐ)論，同期Targgart也在其《 選礦手冊》 一書中(zhōng)提出了單顆粒的概率篩理(lǐ)論。随着振動篩的出現， 為(wèi)了描述顆粒運動規律， 于 50 年代 Klockhaus 提出物(wù)料平均運動速度公(gōng)式，并經 Kluge 發展，提出了抛射強度Kv = 3.3上限值理(lǐ)論。60年代，瑞典學(xué)者Mogensen 在詳細研究了單顆粒透篩概率理(lǐ)論基礎上提出了概率篩分(fēn)原理(lǐ)，為(wèi)以後研制概率篩奠定了理(lǐ)論基礎(張恩廣， 1990). 70年代，法國(guó)學(xué)者布爾斯特萊因提出了等厚篩分(fēn)原理(lǐ)，為(wèi)後來等厚篩的研制提供了理(lǐ)論基礎(張恩廣， 1990)。 它是通過調整篩面各段的抛射加速度或篩面傾角，使得物(wù)料在入料端有(yǒu)較大的抛射強度和運動速度，促使物(wù)料快速分(fēn)層，而在排料端抛射加速度減小(xiǎo)，排料速度減慢，這樣就增加了細顆粒物(wù)料的透篩機會，通過這樣處理(lǐ)使物(wù)料在沿整個篩面長(cháng)度方向 上， 基本保持厚度一緻或遞減，即等厚。80年代，趙躍民(mín)、陳清如突破中(zhōng)外學(xué)者提出的單顆粒透篩概率理(lǐ)論， 提出了粒群沿篩面長(cháng)度方向上的透篩概率分(fēn)布模型，并發現了潮濕細粒原煤幹法篩分(fēn)時，由于顆粒向的粘附力作(zuò)用(yòng)引起篩分(fēn)分(fēn)配曲線(xiàn)在細粒區(qū)間上出現反常的上翹現象。進入90年代， Beenken 把物(wù)料篩分(fēn)過程劃分(fēn)為(wèi)單顆粒、 薄料層和厚料層三個區(qū)域，提出了各區(qū)域的動力學(xué)模型；V aisberg 等人(1990) 把振動篩面上物(wù)料分(fēn)聚看成瞬間 “ 爆炸”過程，建立了 篩分(fēn)概率模型， 1994 年 Brereton 等( 1994) ①)提出篩分(fēn)機工(gōng)藝參數對篩分(fēn)效果的影響，并提出了評價準則。

① Brereton , T. etal .， 1994 , The  influence  of  screen  feed  rate  and  length  on  per -formance  characteristics。

德(dé)國(guó)海茵·勒曼公(gōng)司自60年代以來經過幾十年的探索，提出了潮濕細粒煤炭弛張篩分(fēn)原理(lǐ) ，它是利用(yòng)篩面交替地實行張緊和松弛，使篩面彎曲 産(chǎn)生很(hěn)大的加速度且引起篩孔變形，物(wù)料被垂直抛起呈跳躍式前進，從而使潮濕細粒物(wù)料得以良好的松散和分(fēn)層，使得幹法深度篩分(fēn)得以 順利進行(石德(dé)明， 1986；施密特， 1980 ； Walenzik ， 1985)。

進入90年代，國(guó)内、外學(xué)者開始探索潮濕細粒物(wù)料的微觀粘附機理(lǐ)及其對篩分(fēn)過程的影響，德(dé)國(guó)學(xué)者 Norgate和Weller ( 1993 ) 在研究潮濕細粒物(wù)料篩分(fēn)過程中(zhōng)，提出粘着細粒物(wù)料篩分(fēn)模型，利用(yòng)模型參數和給礦水分(fēn)含量之間的關系，成功預測了給礦水分(fēn)變化對産(chǎn)品質(zhì)量和鐵礦石幹法篩分(fēn)設備的影響。德(dé)國(guó)學(xué)者Hollinder 和Hoberg (1994)從物(wù)料表面物(wù)理(lǐ)、化學(xué)特性的角度詳細研究了潮濕細粒物(wù)料在表面水分(fēn)作(zuò)用(yòng)下互相粘附的粘附模型，并提出了減小(xiǎo)潮濕細粒物(wù)料之間 互相粘附粘結力的幾種方法。我國(guó)選煤工(gōng)作(zuò)者從大量的潮濕細粒物(wù)料幹法篩分(fēn)實踐中(zhōng)總結出潮濕細粒煤炭低頻大振幅幹法篩分(fēn)的經驗方法(郝鳳印等， 1993)，其理(lǐ)論問題趙躍民(mín)、劉初升進行了進一步深入研究。

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