Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lưới chuyển động để tuyển than chất lượng xấu vùng quảng ninh

1 Hội KHoa học và công nghệ mỏ việt nam *** Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lới chuyển động để tuyển than chất lợng xấu vùng Quảng Ninh Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan thực hiện: Hội KH&CN Mỏ Việt Nam 6815 24/4/2008 hà nội 2008 2 Hội KHoa học và công nghệ mỏ việt nam *** Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lới chuyển động để tuyển than chất lợng xấu vùng Quảng Ninh Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan thực hiện: Hội KH&CN Mỏ Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: TS. Phạm Hữu Giang Hà Nội, ngày tháng năm 2008 hà nội - 2008 3 Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn 1 TS. Ph¹m H÷u Giang 2 TS. NguyÔn Hoµng S¬n 3 ThS. Ph¹m TuÊn 4 ThS. Ph¹m V¨n LuËn 5 ThS. Nh÷ ThÞ Kim Dung 6 ThS. Vò ThÞ Chinh 7 KS. NguyÔn ThÞ Kim TuyÕn 8 KS. Lª ViÖt Hµ 9 KS. Ph¹m Quèc ChÝnh 10 KS. NguyÔn Xu©n HuÊn Nh÷ng c¬ quan phèi hîp 1 C«ng ty CP Má than Nói BÐo 2 C«ng ty than Vµng Danh 3 C«ng ty TNHH 1 thµnh viªn than U«ng BÝ 4 Mục lục Số TT Danh mục Trang 1 Lời nói đầu 5 2 Chơng I: Tình hình tuyển than bằng máy lắng trên thế giới và Việt nam 7 3 1.1. Phơng pháp và quá trình tuyển than trên thế giới 7 4 1.2. Quá trình sử dụng máy lắng để tuyển than trên thế giới 9 5 1.3. Quá trình sử dụng máy lắng để tuyển than ở Việt Nam 14 6 Chơng II: Thiết kế chế tạo máy lắng thí nghiệm 15 7 2.1. Giới thiệu máy lắng lới chuyển động 15 8 2.2. Các yếu tố ảnh hởng đến chỉ tiêu công nghệ của máy lắng 15 9 2.3.Sơ đồ công nghệ tuyển than bằng máy lắng lới chuyển động 18 10 2.4. Chế tạo máy lắng thí nghiệm 19 11 Chơng III: Mẫu thí nghiệm 21 12 3.1. Tính chất mẫu than thí nghiệm 21 13 3.2. Đánh giá tính khả tuyển của than cấp hạt 6-15 mm 22 14 Chơng IV: Thí nghiệm tuyển than cấp hạt 6 15 mm 25 15 4.1. Thí nghiệm chọn tần số dao động của lới máy lắng 25 16 4.2. Thí nghiệm chọn biên độ dao động lới máy lắng 30 17 4.3. Thí nghiệm chọn góc nghiêng mặt lới máy lắng 35 18 4.4. Thí nghiệm chọn chiều cao cửa tháo đá máy lắng 40 19 4.5.Thí nghiệm tuyển liên tục 45 20 4.6. Thí nghiệm tuyển liên tục mẫu than Mỏ Tràng Khê 48 21 Kết luận và kiến nghị 51 5 Lời nói đầu Theo quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam giai đoạn 2006 2015 có xét triển vọng đến năm 2025 của Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam TKV cho thấy: sản lợng than khai thác của toàn ngành đến năm 2010 lên tới gần 50 triệu tấn và năm 2025 sản lợng than khai thác lên đến trên 65 triệu tấn. Thực tế sản lợng than khai thác cả nớc đã lên trên 40 triệu tấn/ năm. Sản lợng than khai thác ngày một tăng sẽ kéo theo lợng than chất lợng xấu tăng theo. Hiện nay một số mỏ nh Cọc Sáu, Mạo Khê, Núi Béo Đèo Nai v.v. đã xây dựng các phân xởng sàng tuyển công suất từ 300.000 đến 500.000 tấn / năm để tuyển than chất lợng xấu. Các phân xởng tuyển than tại các mỏ đợc viện Khoa Học Công nghệ Mỏ thiết kế và xây dựng gần đây đã áp dụng quá trình tuyển tuyển huyền phù (huyền phù tự sinh và huyền phù manhetit). Các phân xởng tuyển này đã góp phần năng cao sản lợng than qua tuyển của cả nớc, đồng thời tận thu đợc than sạch trong than chất lợng xấu và góp phần giảm thiểu ô nhiễm vệ môi trờng. Từ cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, một số nớc ( Cộng hoà Liên bang Đức, Nam Phi, úc, Trung Quốc v.v.) đã áp dụng một loại thiết bị mới dùng để tuyển than nghèo đó là máy lắng lới chuyển động. Loại máy lắng này cho chi phí điện, nớc rất rất thấp so với các loại thiết bị tuyển lắng và tuyển huyền phù hiện nay. Mặt khác thiết bị tuyển này lại cho hiệu quả tuyển than rất cao, thậm chí còn cao hơn cả máy lắng buồng khí dới lới khi tuyển than cỡ hạt lớn. Để xem xét khả năng áp dụng loại thiết bị mới này để tuyển than, đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lới chuyển động để tuyển than chất lợng xấu vùng Quảng Ninh đợc đặt ra. Vì chỉ xem xét khả năng áp dụng loại thiết bị tuyển mới này trong phòng thí nghiệm, nên đối tợng chính để thí nghiệm tuyển là than cấp hạt 6 6 – 15 mm thuéc hai vïng Hßn Gai vµ U«ng BÝ, cô thÓ lµ than Má Nói BÐo vµ than Má Vµng Danh. 7 Chơng I Tình hình tuyển than bằng máy lắng trên thế giới và Việt Nam 1.1 Phơng pháp và quá trình tuyển than trên thế giới Hiên nay trên thế giới, phơng pháp tuyển than chủ yếu đợc dùng là phơng pháp tuyển trọng lực, sau đó là phơng pháp tuyển nổi. Trong phơng pháp tuyển trọng lực, hai quá trình tuyển đợc áp dụng rộng rãi là quá trình tuyển huyền phù và quá trình tuyển lắng. Phơng pháp tuyển trọng lực trong môi trờng nớc đợc áp dụng nhiều hơn so với tuyển trong môi trờng không khí. Nhìn chung quá trình tuyển huyền phù cho chi phí sản xuất lớn hơn quá trình tuyển lắng, nhng quá trình tuyển huyền phù lại cho hiệu quả tuyển cao hơn. Thông thờng than thuộc loại khó tuyển cần sử dụng quá trình tuyển huyền phù, còn than dễ tuyển nên sử dụng quá trình tuyển lắng. Kết quả so sánh các chỉ tiêu kinh tế giữa hai quá trình tuyển (tuyển lắng và tuyển huyền phù) nêu ở bảng 1.1. cho thấy: chi phí vốn đầu t khi tuyển huyền phù lớn gấp 1,36 đến 1,44 lần so với tuyển lắng và chi phí sản xuất lớn gấp 1,51 đến 1,67 lần so với tuyển lắng. Bảng 1.1. So sánh chi phí sản xuất khi áp dụng quá trình tuyển lắng và quá trình tuyển huyền phù.(1) Chi phí Máy lắng Batac (%) Xiclon huyền phù (%) Máy tuyển huyền phù bể và xiclon (%) Vốn đầu t 100,0 136,0 144,0 Vốn sản xuất 100,0 151,0 167,0 Việc chọn quá trình tuyển nào không những phụ thuộc vào tính chất than đa tuyển (tính khả tuyển, độ tro than các cấp hạt, thành phần độ hạt 8 v.v.) mà còn phụ thuộc vào yêu cầu chất lợng than sạch của các hộ tiêu thụ chủ yếu, phụ thuộc vào chiến lợc sản phẩm, hạ tầng cơ sở, sự phức tạp của quá trình và một phần không nhỏ là sự a chuộng các công nghệ quen biết. Do vậy các phơng pháp và quá trình tuyển than trong các xởng tuyển của các nớc là rất đa dạng. Các phơng pháp và quá trình tuyển của một số nớc sản xuất than lớn trên thế giới đợc thể hiện trong số liệu bảng 1.2. và hình 1.1. Tỷ lệ các phơng pháp tuyển và quá trình tuyển đợc tính theo khối lợng than đa vào tuyển trung bình của một số nớc sản xuất than lớn trên thế giới (Trung Quốc, Mỹ, ấn Độ, Nam Phi, Australia, Canađa, Inđonêxia và Anh). Bang 1.2: Phân bố các quá trình tuyển theo năng suât lắp đặt tại một số nớc sản xuất than chính % (số liêu năm 2000) Quá trình tuyển Tổng cộng Trung Quốc Mỹ ấn Độ Nam Phi Aust- ralia Cana- Đa Inđô Nêxia Anh Xiclon HP 28,4 23,0 19,6 28,5 35,9 55,8 42,9 33,2 10,2 Bể HP 20,9 - 26,3 16,1 44,4 11,3 22,6 6,6 35,3 Máy lắng 19,6 59,0 5,6 40,1 0,5 13,9 2,6 46,1 15,2 Máng xoắn 9,0 - 11,9 1,0 17,4 8,5 3,3 11,5 1,9 Tuyển nổi 13,6 14,0 20,3 11,1 1,8 9,4 9,5 - 12,1 Xiclon nớc 4,1 1,8 8,2 2,3 - 1,1 19,2 2,6 2,3 Bàn đãi 2,9 - 7,1 - - - - - - Loại khác 1,6 2,2 1,1 0,9 - - - - 21,9 9 9% 19.6% 20.9% 28.4% 13.6% 4.1% 2.9% 1.6% Xiclon huyn phự B huyn phự Mỏy lng Mỏng xon Tuyn ni Xiclon nc Bn ói Loi khỏc Hình 1.1 : Phân bố quá trình công nghể theo công suất lắp đặt thiêt bị tuyển tại 9 nứơc sản xuất than chính trên thế giới Nhận xét : Theo số liệu bảng 1.2 và hình 1.1 cho thấy: - Trung Quốc là nớc sử dụng quá trình tuyển lắng nhiều nhất chiếm 59 %, tiếp đó là Inđônêxia 46,1 % và ấn độ 40,1 %; - Nam phi là nớc sử dụng quá trình tuyển huyền phù nhiều nhất chiếm 80,3 %, tiếp đó là Australia 67,1 % và Canada 65,5 %; - Mỹ là nớc sử dụng phơng pháp tuyển nổi nhiều nhất chiếm 20,3 %; - Các thiết bị tuyển nh: máng xoắn, xoáy lốc nớc, bàn đãi chiếm tỷ lệ nhỏ, mỗ loại dới 10 %. 1.2. Quá trình sử dụng máy lắng tuyển than trên thế giới Máy lắng là kiểu máy xa nhất đợc sử dụng để tuyển khoáng sản. Khi tuyển than thiết bị máy lắng cho hiệu quả tuyển cao nhất trớc khi xuất hiện quá trình tuyển trong môi trờng nặng. Khởi đầu của máy lắng là máy lắng lới chuyển động dùng để tuyển quặng (chủ yếu là tuyển rửa quặng mangan) sau đó máy đợc dùng để tuyển than vào cuối thế kỉ 19. Ngay sau đó máy 10 đợc thay thế bằng máy lắng lới cố định tuyển thủ công có dao động của dòng nớc do pittong chuyển động, máy đợc ghi nhận đầu tiên ở Saxony vào khoảng năm 1840. Máy lng liên tc u tiên thit k riêng tuyn than c Bérard sáng ch nm 1848 ánh du s khi u ca vic tuyn than bng máy lng hin i. Chuyn ng lng c to ra bng mt pittong chuyển động liên tục. Khoảng năm 1870, máy lắng Humbol là một trong những thiết kế máy lắng pittong đợc sử dụng rộng rãi hơn cả. Máy này có một số bộ phận kiểm tra hiệu quả tuyển. Nớc đợc cấp vào dới lới liên tục làm tăng dòng nớc lên và gỉam dòng nớc xuống, đồng thời máy có sử dụng Fenpat làm lớp đệm để tuyển than cám mùn. Năm 1892 F. Baum có sử dụng khí nén thay cho pittong đó là một số phát triển mang tính cách mạng. Chu kì Baum cho phép xử lý đ ợc câp hạt rộng hơn trong cùng một máy lắng và cho hiệu quả tuyển cao hơn so với các máy lắng pittong. Máy lắng Baum là loại máy lắng buồng khí bên hông, mặc dù máy có nhiều u điểm so với máy lắng pittong xong áp lực khí ép phân bố không đều trên toàn bộ lới, đồng thời năng suất riêng của máy và diện tích có ích thấp, nên nửa cuối của thế kỷ 20 máy đợc thay thế bằng máy lắng buồng khí dới lới. Để khắc phục những nhợc điểm của máy lắng buồng khí bên hông, vào những năm 1960 đã phát triển máy lắng loại buồng khí dới lới (Batac) máy này cho các chỉ tiêu hơn hẳn so với máy lắng buồng khí bên hông (Baum). Máy lắng buồng khí dới lới đầu tiên sử dụng van phối khí dạng nằm ngang- van quay, cuối những năm thuộc thế kỷ 20 xuất hiện loại van dạng đứng pittong. Hình dạng máy lắng Batac cuối thế kỷ 20 cho ở hình 1.2. Cấu trúc ca máy lng Batac khác so với máy lắng Baum ch yu là vị trí đặt buồng khí. ở máy lắng Baum buồng khí đặt cạnh máy và chạy dài theo theo chiều dài lới, còn máy lắng Batac buồng khí đặt dới lới. [...]... dựng Máy lắng đợc sử dụng để tuyển than là máy lắng pittong Đến năm 1962 toàn bộ dây chuyền tuyển than bằng máy lắng pittong đợc thay thế bằng máng rửa Xởng tuyển than II Cửa Ông đợc xây dựng và đa vào sử dụng từ năm 1980 do Ba lan thiết kế xây dựng Trong dây chuyền công nghệ có sử dụng hai máy lắng tuyển chính và một máy lắng tuyển vét để tuyển than cấp hạt 6 (0) 35 mm, máy lắng thuộc loại máy lắng. .. một máy lắng loại buồng khí bên hông Máy dùng để tuyển than cỡ hạt 0 50 mm Hiện nay máy lắng xởng tuyển than Cửa Ông II và Xởng tuyển Nam Cầu Trắng đóng vai trò chủ yếu để tuyển than vùng Cửa Ông và Hòn Gai 14 Chơng II Thiết kế chế tạo máy lắng thí nghiệm 2.1 Giới thiệu máy lắng lới chuyển động Máy lắng lới chuyển động Rom đợc giới thiệu ở hình 2.1 Hình 2.1 Hình ảnh máy lắng lới chuyển động Rom Máy lắng. .. thiết bị khác; đối với than có tính khả tuyển trung bình khi sử dụng máy lắng Rom để tuyển cho hiệu quả kinh tế cao nhất so với tất cả các quá trình và thiết bị tuyển khác 1.3 Quá trình sử dụng máy lắng để tuyển than ở Việt Nam Máy lắng đợc sử dụng để tuyển than ở Việt Nam có ngay từ khi Việt Nam xây dựng xởng tuyển áp dụng cơ giới hoá, đó là Xởng Tuyển than I Cửa Ông Xởng tuyển than I Cửa Ông đợc xây... 1986, máy lắng lới chuyển động Rom đợc Florl và Heintges mô tả lần đầu Cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 máy lắng lới chuyển động đợc áp dụng ở nhiều nớc trên thế giới nh Cộng hoà Liên bang Đức, Trung Quốc, Nam phi, úc Cỡ hạt than đa tuyển của máy lắng Rom có thể đạt đến 350 - 400 mm Máy lắng lới chuyển động Rom hoàn toàn khác máy lắng lới chuyển động trớc kia về nguyên tắc dao động của lới Ngoài khả năng tuyển. .. biên độ dao động của dòng nớc trong máy lắng lới chuyển động còn quyết định đến tốc độ di chuyển của vật liệu theo chiều dọc của lới máy lắng Tần số dao động của lới máy lắng phụ thuộc vào cỡ hạt than đa tuyển Thực tế tuyển bằng máy lắng Rom của các xởng tuyển cho thấy khi tuyển than cỡ hạt 40 350 mm, tần số dao động của lới máy lắng từ 38 đến 43 lần/ phút Tần số dao động của lới máy lắng tăng sẽ... tuyển nhỏ (tỷ trọng phân tuyển ở máy lắng lới chuyển động thích hợp ở tỷ trọng 1,7 - 2,0) nên than thuộc loại dễ tuyển Than càng dễ tuyển, hiệu quả tuyển của các thiết bị tuyển lắng nói chung và máy lắng Rom nói riêng đều tăng 2.2.2 Nhóm các yếu tố thuộc về cấu tạo của máy Nhóm các yếu tố thuộc về cấu tạo của máy bao gồm: Biên độ và tần số dao động của lới máy lắng, diện tích và chiều dài lới máy lắng, ... (1) khi một xởng tuyển than đang hoạt động, nếu lắp thêm máy lắng lới chuyển động Rom vào giai đoạn đầu sẽ giảm chi phí sản xuất của xởng tuyển ít nhất là 25 % Hình 2.1 Sơ đồ tuyển than tại mỏ 18 2.4 chế tạo Máy lắng thí nghiệm Do kinh phí có hạn, nên nội dung chính của đề tài là tuyển than cấp hạt 6 13 (15) mm độ tro cao trên máy lắng lới chuyển động Để có thể thiết kế, chế tạo máy lắng thí nghiệm,... trên 77 %.; - Mẫu than Mỏ Núi Béo thuộc loại than có tính khả tuyển dễ tuyển trung bình tuyển; - Mẫu than Mỏ Vàng Danh thuộc loại than có tính khả tuyển khó tuyển - rất khó tuyển; - Hai mẫu than thí nghiệm đặc trng cho hai vùng thuộc Quảng Ninh, hai loại than này có tính khả tuyển khác nhau, đồng thời tỷ trọng chung của than thuộc hai mẫu cũng rất khác nhau Nh vậy kết quả thí nghiệm tuyển hai loại mẫu... của máy lắng Batac có chiều rộng đến 7m (trong khi đó chiều rông tối đa của máy lắng Baum không vợt quá 2,5- 3 m; - Thể tích nớc cần cho máy lắng Batac ít hơn so với máy lắng Baum 10% 11 - Yêu cầu về thể tích khí để vận hnh máy lắng Batac ít hơn máy lắng Baum cùng kiểu khoảng 10% Kết quả so sánh kĩ thuật của hai loại máy lắng cho ở bảng 1.3 Bảng 1.3 So sánh máy lắng Batac với máy lắng Baum cùng năng. .. khả tuyển than cấp hạt 6 15 mm Mỏ Núi Béo 24 Hình 3.2: Đờng cong khả tuyển than cấp hạt 6 15 mm Mỏ Vàng Danh Từ số liệu các bảng 3.1; 3.2 và các hình 3.1; 3.2, lập đợc số liệu bảng 3.3 Bảng 3.3: Đánh giá tính khả tuyển mẫu than nghiên cứu Dựa vào phần than trung gian Loại than Dựa vào phần tỷ trọng lân cận Tính khả tuyển ( r 0,1) Tính khả tuyển 9,69 Than Núi T% Trung bình tuyển 4,7 Dễ tuyển . đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lới chuyển động để tuyển than chất lợng xấu vùng Quảng Ninh đợc đặt ra. Vì chỉ xem xét khả năng áp dụng loại thiết bị tuyển mới này trong phòng. *** Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng máy lắng lới chuyển động để tuyển than chất lợng xấu vùng Quảng Ninh Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Cơ quan. quả tuyển than rất cao, thậm chí còn cao hơn cả máy lắng buồng khí dới lới khi tuyển than cỡ hạt lớn. Để xem xét khả năng áp dụng loại thiết bị mới này để tuyển than, đề tài Nghiên cứu khả năng