高梯度磁选机在细粒煤脱硫的发展与应用.docx

高梯度磁选机在细粒煤脱硫的发展与应用feigeoer摘要：介绍了高梯度磁选分离技术，阐述了煤炭磁选脱硫机理，对煤炭磁选技术的发展进行了全面的回顾，且总结了细粒煤高梯度磁选效果的诸因素，指出了展开高梯度磁选技术研究的经济价值。关键词：高梯度磁选脱硫细煤粒ApplicationandDevelopemntontheFineCoalPre-combustionDesulphurizationtechnologybyHGMSAbstract:introducetheHGMStechnology,andthemachanismofcoaldesuiphurizationbyHGMS.ThenvariouseffectfactorsaresummarizedbasedonthegeneralreviewsofcoaldesulphrizationtechnologydevelopmentbyHGMS.ItpointsouttheeconomicvalueofreseachingHGMStechnologyKeywords:high-gradientmagneticseparationdesulphrizationfinecoal为了减少煤烟气中的SO2的排放量，目前采取的方法有燃前加工脱硫，燃中灰渣固硫和燃后烟气脱硫三大类。其中后两者均属于末端治理，且投资和运行成较高，而燃前脱硫是污染尚未产生之前就进行治理，不仅能够提高煤炭的利用率，还能大减轻煤中的硫分对后续工序设备的腐蚀，从而延长设备的使用寿命并降低生产成本，从根本上解决烟气污染总是。燃前脱硫技术包括物理脱硫与生物脱硫虽然可以同时脱出煤中的无机硫和有机硫,但存在着生产工艺复杂，生产周期长和易产生二次污染等问题，短期内难以实现真正的工业化。而物理脱硫一般只能脱出煤中的无机硫，也是目前唯一大规模应用的燃前脱硫技术。细粒煤高梯度磁选是一种新型的燃前脱硫技术，其能耗底，工艺简单，且环保经济，因而在20世纪以来广受人们的关注口】。1高梯度磁选技术简介高梯度磁选技术可以处理粒度为微米级的微细粒，弱，顺磁性物料是微细粒选矿的重要方法之一，它的应用范围目前已超过磁选分离的传统对象一碇性物料，并且扩到在医学界和废水治理领域。HGMS技术在近年得到重视和发展的原因，一方面是资源趋紧缺和环境污染的日益严重。已越来越引起了人们的关注，而HGMS技术不产生三废污染而且可以节约能源和其它资源，另一方面作为一种分离技术，它还具有以下突出的特点。1 .物料流速快，阻力小，处理量大。2 .设备占地面积小，操作费用低。3 .能脱除的物质种类多，效率高。4 .设备耐高温，高压，耐酸，碱。高梯度碇选分离是一种物理过程，物料在磁场中因受到不同磁力，重力，流体粘滞力的联合作用而达到分离目的，其中磁力是主导力，而重力和流体粘滞力与磁力相竞争的力如处理的物料是微细粒时竞争力中还要考虑颗粒间的力，它包括磁吸引力，双电层力和库化力等。2细粒煤磁选脱硫的基本原理煤中的硫分按其存在的形态可分为有机硫和无机硫两大类,其中有机硫主要以硫化矿物如黄铁矿，同时还夹杂着少量的硫酸盐，通常以晶粒状态夹杂在煤中，约占总硫量的60%70%,有机硫是指与煤的有机结构相结合的硫，约占总硫量3040%。纯煤主要含C,属逆磁性物质，而煤系黄铁矿及部分灰分矿物是顺磁性物质。这正符合HGMS技术使用的条件。3高梯度磁选脱硫的研究现状。3.1 湿法高梯度磁选脱硫煤粉湿法高梯度磁选脱硫技术是一物理选煤新技术，属燃前脱硫的范筹，其基本原理是利用煤（逆磁性）和煤系黄铁矿及其它灰分矿物质（顺磁性，弱磁性）磁性差异，在具有强大磁场力的分选空间中实现炭与煤系黄铁矿和部分矿物质的分离，从而达到脱硫，脱灰的目的。近些年来广泛运用SLoN-IOo（1.7T）周期式脉动高梯度磁选机，进行了燃煤湿法磁选脱硫，脱灰试验。在大量的试验中，系统考察了磁通密度，煤粉粒度，煤浆流量，脉冲次数和漂洗时间等因素对磁选效果的影响程度，在热量产率为91.38%时，脱硫率和脱灰率分别达到40.80%,52.62%;在热量产率为74.88%时，脱硫率和脱灰率分别达到56.34%,62.97%。SLON-100脉动高梯度磁选机是一种高效强磁选设备，它利用高电流产生的高磁通量和微细聚磁介质产生的强磁场梯度，而在分选腔内产生了强大的磁场力1刃。可在磁力，脉动流体力和重力的综合力场中有效富集细粒弱磁性物料。该机采用水内冷，大电流，低电压的励磁系系统，并在磁系下部配有脉动机构。其冲程，冲次和背景磁通量可在较大范围内连续无级调节，具有磁通密度高富集比大，对弱磁性物质同收率高，分选空间大，聚磁介质堵塞以及分选精度高等优点。3.2 干法高梯度磁选脱硫19871988年，在国内首次开展了干法煤粉磁选脱硫的试验研究，并于1989年4月通过鉴定。试验结果表明：在磁场强度为0.650.75T,100120目煤粉脱硫最高可达70%左右，生产费用约7.5元/1煤左右（当时价格）该项研究采用的是周期式高梯度磁选机，在实验室里作的是中型试验。11这同时也是目前我国唯一的细细粒煤干法高梯度磁选试验。随着技术的不断发展，近年来干式磁选也渐渐得到试验与运用。如青岛建筑工程学院采用的XCG-II型辐式磁选机，对查庄原煤和青岛热电煤进行了干式磁选试验。但通过了一系列试验的数据分析证明，干式磁选法在细粒煤脱硫上还不能与湿法磁选相比。3.3 3影响脱硫效果的因素我们一般用脱硫率来评价高梯度磁选法对细粒煤脱硫效果。从目前有关的数据来看，脱硫率和脱灰率与精煤的同收率密切相关。保持较高的脱硫率和脱灰率往往也会造成影响到精煤回收率。其中影响脱硫率有因素主要有：煤粉的粒度，磁场强度，磁介质填充率，分选时间（煤浆的流量）等，湿法磁选影响因素包括矿浆浓度等。大量的实验证明，黄铁矿的单体解离度对分选效果影响更大，因此，煤粉的粒度因保持黄铁矿达到充分的单体解离为宜，但也并非粒度越细越好，对于不同的煤种，和分选条件，存在一最佳粒度范围对应着最高的的脱硫率。磁场强度增大，相应的脱硫率和脱灰率也增大，相对来说，脱灰率增长会更快一些，但是存在一饱和磁场强度，当磁选机的磁场达到这一饱和值时，再增大磁场强度，脱硫量变化会很缓慢，同样，分选时间加长，脱硫率也会随着相应增加。磁介质的填充率对脱硫率影响不是很大，但是增大填充率可以增加脱灰的效果。除此之外，煤浆浓度的影响不是很大，目前较高的浓度在30%左右，微粉煤干法高梯度磁选法效果要低于湿法磁选,其主要原因是因为干法磁选易造成粉煤粘结成团从而降低了分选效率。4磁选技术的不足高梯度磁选技术在问世之初就被国外有关专家预言在1995年后磁选脱硫必将商业化，到2000年磁法将是燃煤脱硫的主要工艺之一，但是，直到目前，虽然实验室研究开展得比较广泛与深入，但真正的工业性研究却并未大量出现，究其原因在于：由于黄铁矿的磁性较弱和煤的结构组成的复杂性,现有的高梯度磁选机并不适用于低磁化系数煤和黄铁矿的分离。2目前我们的实验大多数休用的是周期式磁选设备，但学不能满足工业化的连续生产的要求。缺乏洁净，高效，经济的选前黄铁矿表面磁性强化技术。就湿法高梯度磁选而言，煤浆浓度仍然偏低，而干法磁选总是会存在微细煤粉粘结成团的现象，二者目前的处理量很低，满足不了大型工业化的要求。参考文献1焦红光，丁连征，陈清如.细粒煤高梯度磁选脱硫技术的发展与思考J。中国矿业，2007,16(6)：79-81.2曾凡，胡永平,矿物加工颗粒学M。中国矿业大学出版社，283-284.3朱申红，朱复海，煤粉湿法高梯度磁选脱硫、脱灰的试验研究J。青岛理工大学学报，2006,27(3)：14-18.4周平，郭绍安，国外高梯度磁选发展J.昆明工学院学报，1994,19(5)：115-120.5郑建中，细粒煤脱硫一一煤及伴生矿物的磁化率及高梯度磁选煤脱硫的研究D.北京：中国矿业大学1993.