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

Héi KHoa häc vµ c«ng nghÖ má viÖt nam ----------------------------------***-------------------------------- B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi Nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng ®Ó tuyÓn than chÊt l−îng xÊu vïng Qu¶ng Ninh C¬ quan chñ qu¶n: Bé C«ng Th−¬ng C¬ quan thùc hiÖn: Héi KH&CN Má ViÖt Nam 6815 24/4/2008 hµ néi – 2008 1 Héi KHoa häc vµ c«ng nghÖ má viÖt nam ----------------------------------***-------------------------------- B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi Nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng ®Ó tuyÓn than chÊt l−îng xÊu vïng Qu¶ng Ninh C¬ quan chñ qu¶n: Bé C«ng Th−¬ng C¬ quan thùc hiÖn: Héi KH&CN Má ViÖt Nam Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. Ph¹m H÷u Giang Hµ Néi, ngµy th¸ng hµ néi - 2008 2 n¨m 2008 Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TS. Ph¹m H÷u Giang TS. NguyÔn Hoµng S¬n ThS. Ph¹m TuÊn ThS. Ph¹m V¨n LuËn ThS. Nh÷ ThÞ Kim Dung ThS. Vò ThÞ Chinh KS. NguyÔn ThÞ Kim TuyÕn KS. Lª ViÖt Hµ KS. Ph¹m Quèc ChÝnh KS. NguyÔn Xu©n HuÊn Nh÷ng c¬ quan phèi hîp 1 2 3 C«ng ty CP Má than Nói BÐo C«ng ty than Vµng Danh C«ng ty TNHH 1 thµnh viªn than U«ng BÝ 3 Môc lôc Sè Danh môc TT Lêi nãi ®Çu 1 2 Ch−¬ng I: T×nh h×nh tuyÓn than b»ng m¸y l¾ng trªn thÕ giíi vµ ViÖt nam 3 1.1. Ph−¬ng ph¸p vµ qu¸ tr×nh tuyÓn than trªn thÕ giíi 4 1.2. Qu¸ tr×nh sö dông m¸y l¾ng ®Ó tuyÓn than trªn thÕ giíi 5 1.3. Qu¸ tr×nh sö dông m¸y l¾ng ®Ó tuyÓn than ë ViÖt Nam 6 Ch−¬ng II: ThiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y l¾ng thÝ nghiÖm 7 2.1. Giíi thiÖu m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng 8 2.2. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn chØ tiªu c«ng nghÖ cña m¸y l¾ng 9 2.3.S¬ ®å c«ng nghÖ tuyÓn than b»ng m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng 2.4. ChÕ t¹o m¸y l¾ng thÝ nghiÖm 10 11 Ch−¬ng III: MÉu thÝ nghiÖm 12 3.1. TÝnh chÊt mÉu than thÝ nghiÖm 13 3.2. §¸nh gi¸ tÝnh kh¶ tuyÓn cña than cÊp h¹t 6-15 mm 14 Ch−¬ng IV: ThÝ nghiÖm tuyÓn than cÊp h¹t 6 – 15 mm 15 4.1. ThÝ nghiÖm chän tÇn sè dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng 16 4.2. ThÝ nghiÖm chän biªn ®é dao ®éng l−íi m¸y l¾ng 17 4.3. ThÝ nghiÖm chän gãc nghiªng mÆt l−íi m¸y l¾ng 18 4.4. ThÝ nghiÖm chän chiÒu cao cöa th¸o ®¸ m¸y l¾ng 19 4.5.ThÝ nghiÖm tuyÓn liªn tôc 20 4.6. ThÝ nghiÖm tuyÓn liªn tôc mÉu than Má Trµng Khª KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 21 4 Trang 5 7 7 9 14 15 15 15 18 19 21 21 22 25 25 30 35 40 45 48 51 Lêi nãi ®Çu Theo quy ho¹ch ph¸t triÓn ngµnh than ViÖt Nam giai ®o¹n 2006 – 2015 cã xÐt triÓn väng ®Õn n¨m 2025 cña TËp ®oµn C«ng nghiÖp Than vµ Kho¸ng s¶n ViÖt Nam TKV cho thÊy: s¶n l−îng than khai th¸c cña toµn ngµnh ®Õn n¨m 2010 lªn tíi gÇn 50 triÖu tÊn vµ n¨m 2025 s¶n l−îng than khai th¸c lªn ®Õn trªn 65 triÖu tÊn. Thùc tÕ s¶n l−îng than khai th¸c c¶ n−íc ®· lªn trªn 40 triÖu tÊn/ n¨m. S¶n l−îng than khai th¸c ngµy mét t¨ng sÏ kÐo theo l−îng than chÊt l−îng xÊu t¨ng theo. HiÖn nay mét sè má nh− Cäc S¸u, M¹o Khª, Nói BÐo §Ìo Nai v.v. ®· x©y dùng c¸c ph©n x−ëng sµng tuyÓn c«ng suÊt tõ 300.000 ®Õn 500.000 tÊn / n¨m ®Ó tuyÓn than chÊt l−îng xÊu. C¸c ph©n x−ëng tuyÓn than t¹i c¸c má ®−îc viÖn Khoa Häc C«ng nghÖ Má thiÕt kÕ vµ x©y dùng gÇn ®©y ®· ¸p dông qu¸ tr×nh tuyÓn tuyÓn huyÒn phï (huyÒn phï tù sinh vµ huyÒn phï manhetit). C¸c ph©n x−ëng tuyÓn nµy ®· gãp phÇn n¨ng cao s¶n l−îng than qua tuyÓn cña c¶ n−íc, ®ång thêi tËn thu ®−îc than s¹ch trong than chÊt l−îng xÊu vµ gãp phÇn gi¶m thiÓu « nhiÔm vÖ m«i tr−êng. Tõ cuèi thÕ kû 20 ®Çu thÕ kû 21, mét sè n−íc ( Céng hoµ Liªn bang §øc, Nam Phi, óc, Trung Quèc v.v.) ®· ¸p dông mét lo¹i thiÕt bÞ míi dïng ®Ó tuyÓn than nghÌo ®ã lµ m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng. Lo¹i m¸y l¾ng nµy cho chi phÝ ®iÖn, n−íc rÊt rÊt thÊp so víi c¸c lo¹i thiÕt bÞ tuyÓn l¾ng vµ tuyÓn huyÒn phï hiÖn nay. MÆt kh¸c thiÕt bÞ tuyÓn nµy l¹i cho hiÖu qu¶ tuyÓn than rÊt cao, thËm chÝ cßn cao h¬n c¶ m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi khi tuyÓn than cì h¹t lín. §Ó xem xÐt kh¶ n¨ng ¸p dông lo¹i thiÕt bÞ míi nµy ®Ó tuyÓn than, ®Ò tµi “Nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng ®Ó tuyÓn than chÊt l−îng xÊu vïng Qu¶ng Ninh” ®−îc ®Æt ra. V× chØ xem xÐt kh¶ n¨ng ¸p dông lo¹i thiÕt bÞ tuyÓn míi nµy trong phßng thÝ nghiÖm, nªn ®èi t−îng chÝnh ®Ó thÝ nghiÖm tuyÓn lµ than cÊp h¹t 6 5 – 15 mm thuéc hai vïng Hßn Gai vµ U«ng BÝ, cô thÓ lµ than Má Nói BÐo vµ than Má Vµng Danh. 6 Ch−¬ng I T×nh h×nh tuyÓn than b»ng m¸y l¾ng trªn thÕ giíi vµ ViÖt Nam 1.1.. Ph−¬ng ph¸p vµ qu¸ tr×nh tuyÓn than trªn thÕ giíi Hiªn nay trªn thÕ giíi, ph−¬ng ph¸p tuyÓn than chñ yÕu ®−îc dïng lµ ph−¬ng ph¸p tuyÓn träng lùc, sau ®ã lµ ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi. Trong ph−¬ng ph¸p tuyÓn träng lùc, hai qu¸ tr×nh tuyÓn ®−îc ¸p dông réng r·i lµ qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï vµ qu¸ tr×nh tuyÓn l¾ng. Ph−¬ng ph¸p tuyÓn träng lùc trong m«i tr−êng n−íc ®−îc ¸p dông nhiÒu h¬n so víi tuyÓn trong m«i tr−êng kh«ng khÝ. Nh×n chung qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï cho chi phÝ s¶n xuÊt lín h¬n qu¸ tr×nh tuyÓn l¾ng, nh−ng qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï l¹i cho hiÖu qu¶ tuyÓn cao h¬n. Th«ng th−êng than thuéc lo¹i khã tuyÓn cÇn sö dông qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï, cßn than dÔ tuyÓn nªn sö dông qu¸ tr×nh tuyÓn l¾ng. KÕt qu¶ so s¸nh c¸c chØ tiªu kinh tÕ gi÷a hai qu¸ tr×nh tuyÓn (tuyÓn l¾ng vµ tuyÓn huyÒn phï) nªu ë b¶ng 1.1. cho thÊy: chi phÝ vèn ®Çu t− khi tuyÓn huyÒn phï lín gÊp 1,36 ®Õn 1,44 lÇn so víi tuyÓn l¾ng vµ chi phÝ s¶n xuÊt lín gÊp 1,51 ®Õn 1,67 lÇn so víi tuyÓn l¾ng. B¶ng 1.1. So s¸nh chi phÝ s¶n xuÊt khi ¸p dông qu¸ tr×nh tuyÓn l¾ng vµ qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï.(1) Chi phÝ M¸y l¾ng Batac (%) Xiclon huyÒn phï M¸y tuyÓn huyÒn (%) phï bÓ vµ xiclon (%) Vèn ®Çu t− 100,0 136,0 144,0 Vèn s¶n xuÊt 100,0 151,0 167,0 ViÖc chän qu¸ tr×nh tuyÓn nµo kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo tÝnh chÊt than ®−a tuyÓn (tÝnh kh¶ tuyÓn, ®é tro than c¸c cÊp h¹t, thµnh phÇn ®é h¹t 7 v.v.) mµ cßn phô thuéc vµo yªu cÇu chÊt l−îng than s¹ch cña c¸c hé tiªu thô chñ yÕu, phô thuéc vµo chiÕn l−îc s¶n phÈm, h¹ tÇng c¬ së, sù phøc t¹p cña qu¸ tr×nh vµ mét phÇn kh«ng nhá lµ sù −a chuéng c¸c c«ng nghÖ quen biÕt. Do vËy c¸c ph−¬ng ph¸p vµ qu¸ tr×nh tuyÓn than trong c¸c x−ëng tuyÓn cña c¸c n−íc lµ rÊt ®a d¹ng. C¸c ph−¬ng ph¸p vµ qu¸ tr×nh tuyÓn cña mét sè n−íc s¶n xuÊt than lín trªn thÕ giíi ®−îc thÓ hiÖn trong sè liÖu b¶ng 1.2. vµ h×nh 1.1. Tû lÖ c¸c ph−¬ng ph¸p tuyÓn vµ qu¸ tr×nh tuyÓn ®−îc tÝnh theo khèi l−îng than ®−a vµo tuyÓn trung b×nh cña mét sè n−íc s¶n xuÊt than lín trªn thÕ giíi (Trung Quèc, Mü, Ên §é, Nam Phi, Australia, Cana®a, In®onªxia vµ Anh). Bang 1.2: Ph©n bè c¸c qu¸ tr×nh tuyÓn theo n¨ng su©t l¾p ®Æt t¹i mét sè n−íc s¶n xuÊt than chÝnh % (sè liªu n¨m 2000) Qu¸ tr×nh tuyÓn Tæng Trung céng Quèc Mü Xiclon HP 28,4 23,0 19,6 28,5 35,9 55,8 42,9 33,2 10,2 BÓ HP 20,9 - 26,3 16,1 44,4 11,3 22,6 6,6 35,3 M¸y l¾ng 19,6 59,0 5,6 40,1 0,5 13,9 2,6 46,1 15,2 M¸ng xo¾n 9,0 - 11,9 1,0 17,4 8,5 3,3 11,5 1,9 TuyÓn næi 13,6 14,0 20,3 11,1 1,8 9,4 9,5 - 12,1 Xiclon n−íc 4,1 1,8 8,2 2,3 - 1,1 19,2 2,6 2,3 Bµn ®·i 2,9 - 7,1 - - - - - - Lo¹i kh¸c 1,6 2,2 1,1 Ên §é Nam Phi 0,9 - 8 Aust- Cana- In®« ralia Nªxia - §a - - Anh 21,9 Xiclon huyền phù Bể huyền phù 28.4% 20.9% Loại khác 1.6% 2.9% Bàn đãi 19.6% Máy lắng 13.6% 9% Xiclon 4.1% nước Tuyển nổi Máng xoắn H×nh 1.1 : Ph©n bè qu¸ tr×nh c«ng nghÓ theo c«ng suÊt l¾p ®Æt thiªt bÞ tuyÓn t¹i 9 nø¬c s¶n xuÊt than chÝnh trªn thÕ giíi NhËn xÐt : Theo sè liÖu b¶ng 1.2 vµ h×nh 1.1 cho thÊy: - Trung Quèc lµ n−íc sö dông qu¸ tr×nh tuyÓn l¾ng nhiÒu nhÊt chiÕm 59 %, tiÕp ®ã lµ In®«nªxia 46,1 % vµ Ên ®é 40,1 %; - Nam phi lµ n−íc sö dông qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï nhiÒu nhÊt chiÕm 80,3 %, tiÕp ®ã lµ Australia 67,1 % vµ Canada 65,5 %; - Mü lµ n−íc sö dông ph−¬ng ph¸p tuyÓn næi nhiÒu nhÊt chiÕm 20,3 %; - C¸c thiÕt bÞ tuyÓn nh−: m¸ng xo¾n, xo¸y lèc n−íc, bµn ®·i chiÕm tû lÖ nhá, mç lo¹i d−íi 10 %. 1.2. Qu¸ tr×nh sö dông m¸y l¾ng tuyÓn than trªn thÕ giíi M¸y l¾ng lµ kiÓu m¸y x−a nhÊt ®−îc sö dông ®Ó tuyÓn kho¸ng s¶n. Khi tuyÓn than thiÕt bÞ m¸y l¾ng cho hiÖu qu¶ tuyÓn cao nhÊt tr−íc khi xuÊt hiÖn qu¸ tr×nh tuyÓn trong m«i tr−êng nÆng. Khëi ®Çu cña m¸y l¾ng lµ m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng dïng ®Ó tuyÓn quÆng (chñ yÕu lµ tuyÓn röa quÆng mangan) sau ®ã m¸y ®−îc dïng ®Ó tuyÓn than vµo cuèi thÕ kØ 19. Ngay sau ®ã m¸y 9 ®−îc thay thÕ b»ng m¸y l¾ng l−íi cè ®Þnh tuyÓn thñ c«ng cã dao ®éng cña dßng n−íc do pittong chuyÓn ®éng, m¸y ®−îc ghi nhËn ®Çu tiªn ë Saxony vµo kho¶ng n¨m 1840. M¸y lắng liªn tục đầu tiªn thiết kế riªng để tuyển than được BÐrard s¸ng chế năm 1848 đ¸nh dấu sự khởi đầu của việc tuyển than bằng m¸y lắng hiện đại. Chuyển động lắng được tạo ra bằng một pittong chuyÓn ®éng liªn tôc. Kho¶ng n¨m 1870, m¸y l¾ng Humbol lµ mét trong nh÷ng thiÕt kÕ m¸y l¾ng pittong ®−îc sö dông réng r·i h¬n c¶. M¸y nµy cã mét sè bé phËn kiÓm tra hiÖu qu¶ tuyÓn. N−íc ®−îc cÊp vµo d−íi l−íi liªn tôc lµm t¨ng dßng n−íc lªn vµ gØam dßng n−íc xuèng, ®ång thêi m¸y cã sö dông Fenpat lµm líp ®Öm ®Ó tuyÓn than c¸m mïn. N¨m 1892 F. Baum cã sö dông khÝ nÐn thay cho pittong ®ã lµ mét sè ph¸t triÓn mang tÝnh c¸ch m¹ng. Chu k× Baum cho phÐp xö lý ®−îc c©p h¹t réng h¬n trong cïng mét m¸y l¾ng vµ cho hiÖu qu¶ tuyÓn cao h¬n so víi c¸c m¸y l¾ng pittong. M¸y l¾ng Baum lµ lo¹i m¸y l¾ng buång khÝ bªn h«ng, mÆc dï m¸y cã nhiÒu −u ®iÓm so víi m¸y l¾ng pittong xong ¸p lùc khÝ Ðp ph©n bè kh«ng ®Òu trªn toµn bé l−íi, ®ång thêi n¨ng suÊt riªng cña m¸y vµ diÖn tÝch cã Ých thÊp, nªn nöa cuèi cña thÕ kû 20 m¸y ®−îc thay thÕ b»ng m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi. §Ó kh¾c phôc nh÷ng nh−îc ®iÓm cña m¸y l¾ng buång khÝ bªn h«ng, vµo nh÷ng n¨m 1960 ®· ph¸t triÓn m¸y l¾ng lo¹i buång khÝ d−íi l−íi (Batac) m¸y nµy cho c¸c chØ tiªu h¬n h¼n so víi m¸y l¾ng buång khÝ bªn h«ng (Baum). M¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi ®Çu tiªn sö dông van phèi khÝ d¹ng n»m ngang- van quay, cuèi nh÷ng n¨m thuéc thÕ kû 20 xuÊt hiÖn lo¹i van d¹ng ®øng – pittong. H×nh d¹ng m¸y l¾ng Batac cuèi thÕ kû 20 cho ë h×nh 1.2. CÊu tróc của m¸y lắng Batac kh¸c so víi m¸y l¾ng Baum chủ yếu lµ vÞ trÝ ®Æt buång khÝ. ë m¸y l¾ng Baum buång khÝ ®Æt c¹nh m¸y vµ ch¹y dµi theo theo chiÒu dµi l−íi, cßn m¸y l¾ng Batac buång khÝ ®Æt d−íi l−íi. 10 H×nh 1.2: H×nh d¹ng m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi Batac CÊu t¹o của m¸y l¾ng Batac ®· khắc phục được nhiều hạn chế của m¸y lắng Baum, đã lµ tèc ®é dßng n−íc ®i lªn trªn mÆt l−íi ®−îc ph©n bè ®Òu trªn toµn bé diÖn tÝch l−íi. −u ®iÓm cña m¸y l¾ng Batac so víi m¸y l¾ng Baum ë c¸c ®iÓm sau: - Toµn bé bÒ réng cña m¸y l¾ng ®−îc sö dông trong qu¸ tr×nh ph©n chia; - VÒ lý thuyÕt kh«ng cã giíi h¹n chiÒu réng cho m¸y l¾ng Batac. HiÖn nay chiÒu réng l−íi cña m¸y l¾ng Batac cã chiÒu réng ®Õn 7m (trong khi ®ã chiÒu r«ng tèi ®a cña m¸y l¾ng Baum kh«ng v−ît qu¸ 2,5- 3 m; - ThÓ tÝch n−íc cÇn cho m¸y l¾ng Batac Ýt h¬n so víi m¸y l¾ng Baum 10%. 11 - Yªu cÇu vÒ thÓ tÝch khÝ ®Ó vËn hành m¸y l¾ng Batac Ýt h¬n m¸y l¾ng Baum cïng kiÓu kho¶ng 10%. KÕt qu¶ so s¸nh kÜ thuËt cña hai lo¹i m¸y l¾ng cho ë b¶ng 1.3. B¶ng 1.3. So s¸nh m¸y l¾ng Batac víi m¸y l¾ng Baum cïng n¨ng suÊt ChØ tiªu Baum Batac 2 - 150 mm 2 - 150 mm 600 t/h 600 t/h Sè l−îng m¸y 2 1 DiÖn tÝch l¾ng 18 m2 18 m2 DiÖn tÝch sö dông 75% 100% HÖ sè träng l−îng 1,00 0,56 HÖ sè thÓ tÝch 1,00 0,43 2 1 Yªu cÇu thÓ tÝch khÝ 160 m3/h 145 m3/h Yªu cÇu l−îng n−íc 1500 m3/h 1350 m3/h Cì h¹t cÊp liÖu N¨ng suÊt c©p liÖu Sè l−îng ®éng c¬ dÉn ®éng Khi tuyÓn than ë c¸c cì h¹t kh¸c nhau sÏ cho ®é kh«ng hoµn h¶o kh¸c nhau. §é h¹t than ®−a tuyÓn cµng nhá, ®é kh«ng hoµn h¶o khi tuyÓn cµng lín, cã nghÜa lµ khi tuyÓn than cÊp h¹t cµng nhá sai sè khi ph©n chia cµng lín (®é lÉn lén khi ph©n chia cµng cao). KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ ®é kh«ng hoµn h¶o cña m¸y khi tuyÓn c¸c lo¹i than cì h¹t kh¸c nhau cho ë b¶ng 1.4. B¶ng 1.4. C¸c th«ng sè vËn hµnh vµ hiÖu qu¶ cña m¸y l¾ng Batac Th«ng sè Than côc 150 – 10 mm Than trung gian 50 – 8 mm Than c¸m 10 – 0,5 mm Than mïn 3 – 0,1 mm TÇn sè ®Ëp m¹ch lÇn/phót Biªn ®é dao ®éng (mm) 45 - 55 50 - 60 55 - 75 70 - 100 200 - 100 80 - 30 30 - 15 20 - 5 0,11 0,13 0,14 0,17 Sai sè c¬ giíi 12 Vµo n¨m 1986, m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom ®−îc Florl vµ Heintges m« t¶ lÇn ®Çu. Cuèi thÕ kû 20 ®Çu thÕ kû 21 m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng ®−îc ¸p dông ë nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi nh− Céng hoµ Liªn bang §øc, Trung Quèc, Nam phi, óc. Cì h¹t than ®−a tuyÓn cña m¸y l¾ng Rom cã thÓ ®¹t ®Õn 350 - 400 mm. M¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom hoµn toµn kh¸c m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng tr−íc kia vÒ nguyªn t¾c dao ®éng cña l−íi. Ngoµi kh¶ n¨ng tuyÓn ®−îc than cã cì h¹t lín, m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng cßn cã øu ®iÓm lµ chi phÝ n−íc vµ chi phÝ ®iÖn n¨ng thÊp rÊt nhiÒu so víi m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi lo¹i Batac. Sè liÖu b¶ng 1.5 cho kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ tÝnh n¨ng thiªt bÞ tuyÓn m¸y l¾ng Rom ë mét sè nhµ m¸y thuéc Ên §é vµ Trung Quèc. B¶ng 1.5. HiÖu qu¶ cña m¸y l¾ng Rom Tû träng ph©n tuyÓn dp §é lÖch ®−êng cong ph©n phèi Ep Sai sè c¬ giíi Bina - Ên §é 2,00 0,10 0,10 Bina 1,95 0,10 0,105 Bina 1,95 0,07 0,074 Kargali - Ên §é 1,905 0,0825 0,091 Kargali 1,87 0,095 0,11 Fushun – Trung Quèc 1,77 0,0705 0,092 Nhµ m¸y I NhËn xÐt: Tõ thùc tÕ ¸p dông m¸y l¾ng Rom ë mét sè n−íc trªn thÕ giíi rót ra c¸c nhËn xÐt sau: m¸y l¾ng Rom lµm viÖc tèt ë tû träng ph©n tuyÓn tõ 1,7 ®Õn 2,0; ®é lÖch ®−êng cong ph©n phèi lín h¬n so víi c¸c thiÕt bÞ tuyÓn huyÒn phï; sai sè c¬ giíi I cña m¸y l¾ng khi tuyÓn than cÊp h¹t lín rÊt thÊp, thËm chÝ cßn thÊp h¬n c¶ so víi m¸y l¾ng Batac (sai sè c¬ giíi cña m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi Batac cho ë b¶ng 1.4 cã I = 0,11 – 0,17 tuú theo cì h¹t); khi ¸p dông m¸y l¾ng Rom cho s¬ ®å c«ng nghÖ ®¬n gi¶n h¬n so víi m¸y l¾ng khÝ 13 Ðp nh−: bá ®−îc sµng khö n−íc ®¸ vµ than s¹ch, kh«ng cã m¸y nÐn khÝ vµ c¸c thiÕt bÞ ®i kÌm; so víi qu¸ tr×nh tuyÓn huyÒn phï cßn bá ®−îc nhiÒu thiÕt bÞ nh−: b¬m huyÒn phï lo·ng vµ huyÒn phï chuÈn, sµng röa huyÒn phï ®¸ vµ than, m¸y tuyÓn tõ, bé phËn pha chÕ huyÒn phï v.v); chi phÝ n−íc rÊt Ýt (kh«ng ®¸ng kÓ), chi phÝ ®iÖn thÊp; chi phÝ vèn ®Çu t− x©y dùng c¬ b¶n vµ thiÕt bÞ thÊp h¬n tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ kh¸c; ®èi víi than cã tÝnh kh¶ tuyÓn trung b×nh khi sö dông m¸y l¾ng Rom ®Ó tuyÓn cho hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt so víi tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ tuyÓn kh¸c. 1.3. Qu¸ tr×nh sö dông m¸y l¾ng ®Ó tuyÓn than ë ViÖt Nam M¸y l¾ng ®−îc sö dông ®Ó tuyÓn than ë ViÖt Nam cã ngay tõ khi ViÖt Nam x©y dùng x−ëng tuyÓn ¸p dông c¬ giíi ho¸, ®ã lµ X−ëng TuyÓn than I Cöa ¤ng. X−ëng tuyÓn than I Cöa ¤ng ®−îc x©y dùng vµo n¨m 1924 do h·ng Bruxele cña Ph¸p x©y dùng. M¸y l¾ng ®−îc sö dông ®Ó tuyÓn than lµ m¸y l¾ng pittong. §Õn n¨m 1962 toµn bé d©y chuyÒn tuyÓn than b»ng m¸y l¾ng pittong ®−îc thay thÕ b»ng m¸ng röa. X−ëng tuyÓn than II Cöa ¤ng ®−îc x©y dùng vµ ®−a vµo sö dông tõ n¨m 1980 do Ba lan thiÕt kÕ x©y dùng. Trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ cã sö dông hai m¸y l¾ng tuyÓn chÝnh vµ mét m¸y l¾ng tuyÓn vÐt ®Ó tuyÓn than cÊp h¹t 6 (0) – 35 mm, m¸y l¾ng thuéc lo¹i m¸y l¾ng bªn h«ng. §Õn n¨m 1988 x−ëng ®−îc Australia c¶i t¹o, trong ®ã ba m¸y l¾ng ®Òu tuyÓn chÝnh víi cì h¹t than ®−a tuyÓn 0 – 100 mm, m¸y l¾ng vÉn thuéc lo¹i buång khÝ bªn h«ng. §Õn n¨m 2005 ba m¸y l¾ng ®−îc thay thÕ b»ng ba m¸y l¾ng buång khÝ d−íi l−íi cña NhËt. §iÓm næi bËt cña ba m¸y l¾ng cña NhËt lµ thay thÕ van phèi khi d¹ng quay b»ng van phèi khÝ dang pittong ®øng. X−ëng tuyÓn than Nam CÇu Tr¾ng ®−îc x©y dùng vµ ®i vµo ho¹t ®éng tõ n¨m 1995. Trong s¬ ®å c«ng nghÖ cã sö dông mét m¸y l¾ng lo¹i buång khÝ bªn h«ng. M¸y dïng ®Ó tuyÓn than cì h¹t 0 – 50 mm. HiÖn nay m¸y l¾ng x−ëng tuyÓn than Cöa ¤ng II vµ X−ëng tuyÓn Nam CÇu Tr¾ng ®ãng vai trß chñ yÕu ®Ó tuyÓn than vïng Cöa ¤ng vµ Hßn Gai. 14 Ch−¬ng II ThiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y l¾ng thÝ nghiÖm 2.1. Giíi thiÖu m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng M¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom ®−îc giíi thiÖu ë h×nh 2.1 H×nh 2.1. H×nh ¶nh m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom M¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng gåm cã thïng m¸y 1, bªn trong thïng m¸y cã l¾p khung l−íi 2 vµ l−íi 3. Hai gÇu trßn vËn chuyÓn ®¸ 4 vµ vËn chuyÓn than 5, m¸ng cÊp liÖu 6 vµ bé phËn truyÒn ®éng thñy lùc 7 ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng cho khung l−íi 2 chuyÓn ®éng quanh trôc cè ®Þnh 8. Guång 9 cã t¸c dông ®iÒu chØnh tèc ®é th¸o ®¸ vµo guång th¸o ®¸ 4. 2.2. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn chØ tiªu c«ng nghÖ cña m¸y l¾ng 2.2.1. Nhãm c¸c yÕu tè thuéc vÒ than ®Çu C¸c yÕu tè thuéc vÒ than ®Çu bao gåm: n¨ng suÊt than cÊp liÖu, ®é h¹t than ®−a tuyÓn, tÝnh kh¶ tuyÓn cña than. 15 N¨ng suÊt cÊp liÖu æn ®Þnh lµ yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi mçi lo¹i m¸y l¾ng, trong ®ã m¸y l¾ng Rom còng vËy. Khi tèc ®é cÊp liÖu lín qu¸ møc, chiÒu dµy líp vËt liÖu trªn l−íi lín. NÕu tèc ®é th¸o ®¸ kh«ng thay ®æi, ®¸ sÏ dÔ ®i vµo than s¹ch, dÉn ®Õn ®é tro than s¹ch t¨ng lªn. Khi tèc ®é cÊp liÖu gi¶m chiÒu dÇy líp vËt liÖu trªn mÆt l−íi gi¶m, than s¹ch dÔ ®i vµo ®¸ th¶i. NÕu tèc ®é cÊp liÖu gi¶m nhiÒu, líp ®Öm trªn mÆt l−íi kh«ng h×nh thµnh sÏ lµm gi¶m hiÖu qu¶ ph©n tÇng theo khèi l−îng riªng, nªn hiÖu qu¶ tuyÓn gi¶m nhanh. §èi víi m¸y l¾ng Rom yªu cÇu tèc ®é cÊp liÖu ph¶i ®Òu lµ rÊt quan träng, khi mµ chiÒu réng cöa th¸o ®¸ cè ®Þnh. Than nguyªn khai cÇn ®−îc ph©n cÊp tr−íc khi tuyÓn, khi hµm l−îng h¹t d−íi cì lÉn vµo than ®−a tuyÓn cµng nhiÒu, hiÖu qu¶ tuyÓn than cña thiÕt bÞ cµng gi¶m. Nguyªn nh©n chÝnh lµ sù tÝch tô c¸c h¹t d−íi cì vµo líp dÖm sÏ lµm ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é dao ®éng cña dßng n−íc, ®ång thêi nã lµm gi¶m tèc ®é di chuyÓn cña líp ®Öm. C¸c h¹t than d−íi cì sÏ dÔ ®i vµo ®¸ th¶i. Theo c¸c tµi liÖu kh¶o s¸t cho thÊy than cã thu ho¹ch cÊp tû träng tõ 1,7 ®Õn 2,0 cµng Ýt kÕt qu¶ tuyÓn cµng cao. Së dÜ khi thu ho¹ch cÊp tû träng tõ 1,7 ®Õn 2,0 thÊp, cã nghÜa lµ thu ho¹ch cÊp tû träng l©n cËn víi tû träng ph©n tuyÓn nhá (tû träng ph©n tuyÓn ë m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng thÝch hîp ë tû träng 1,7 - 2,0) nªn than thuéc lo¹i dÔ tuyÓn. Than cµng dÔ tuyÓn, hiÖu qu¶ tuyÓn cña c¸c thiÕt bÞ tuyÓn l¾ng nãi chung vµ m¸y l¾ng Rom nãi riªng ®Òu t¨ng. 2.2.2. Nhãm c¸c yÕu tè thuéc vÒ cÊu t¹o cña m¸y Nhãm c¸c yÕu tè thuéc vÒ cÊu t¹o cña m¸y bao gåm: Biªn ®é vµ tÇn sè dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng, diÖn tÝch vµ chiÒu dµi l−íi m¸y l¾ng, gãc nghiªng mÆt l−íi, chiÒu cao ng−ìng trµn vµ tèc ®é th¸o ®¸ qua cöa th¸o. Biªn ®é dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng trong m¸y l¾ng Rom kh«ng cè ®Þnh theo chiÒu däc l−íi m¸y l¾ng mµ gi¶m dÇn vÒ cöa th¸o s¶n phÈm. V× vËy tèc ®é di chuyÓn cña vËt liÖu theo chiÒu däc l−íi vµ theo chiÒu dÇy cña vËt liÖu chËm dÇn theo chiÒu däc l−íi. Biªn ®é dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng phô 16 thuéc vµo cì h¹t than ®−a tuyÓn. §èi víi m¸y l¾ng pittong hoÆc khÝ Ðp biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc chØ ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é ph©n tÇng theo khèi l−îng riªng vµ ®é h¹t trªn mÆt l−íi, cßn tèc ®é di chuyÓn cña vËt liÖu theo chiÒu däc l−íi l¹i phô thuéc vµo tèc ®é dßng n−íc ngang, cã nghÜa lµ phô thuéc vµo chi phÝ n−íc tuyÓn. Biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc trong m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng phô thuéc vµo b¸n kÝnh quay vµ gãc quay cña khung l−íi. Kh¸c víi m¸y l¾ng pittong vµ m¸y l¾ng khÝ Ðp, biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc trong m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng cßn quyÕt ®Þnh ®Õn tèc ®é di chuyÓn cña vËt liÖu theo chiÒu däc cña l−íi m¸y l¾ng. TÇn sè dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng phô thuéc vµo cì h¹t than ®−a tuyÓn. Thùc tÕ tuyÓn b»ng m¸y l¾ng Rom cña c¸c x−ëng tuyÓn cho thÊy khi tuyÓn than cì h¹t 40 – 350 mm, tÇn sè dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng tõ 38 ®Õn 43 lÇn/ phót.. TÇn sè dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng t¨ng sÏ lµm t¨ng sè lÇn t¸c dông cña dßng n−íc vµo vËt liÖu, lµm t¨ng tèc ®é ph©n ly gi÷a than vµ ®¸ còng nh− lµm t¨ng tèc ®é di chuyÓn cña than vµ ®¸ theo ph−¬ng däc l−íi, tõ ®ã sÏ lµm gi¶m thêi gian l¾ng. ChiÒu dµi l−íi m¸y l¾ng cã ¶nh h−ëng râ rÖt ®Õn kÕt qu¶ tuyÓn v× nã liªn quan ®Õn thêi gian l¾ng cña vËt liÖu. Khi chiÒu dµi buång l−íi ®ñ dµi ®Ó hiÖu qu¶ tuyÓn cao nhÊt (thêi gian l¾ng tèi −u), nÕu t¨ng diÖn tÝch l¾ng sÏ dÉn ®Õn t¨ng n¨ng suÊt m¸y l¾ng. Gãc nghiªng mÆt l−«i cã ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é di chuyÓn cña vËt liÖu trªn mÆt l−íi. Gãc nghiªng mÆt l−íi t¨ng sÏ lµm t¨ng tèc ®é di chuyÓn cña vËt liÖu trªn mÆt l−íi dÉn ®Õn lµm t¨ng n¨ng suÊt cña m¸y l¾ng ®ång thêi còng lµm gi¶m hiÖu qu¶ tuyÓn. ChiÒu cao ng−ìng trµn t¨ng sÏ lµm t¨ng chiÒu cao cöa th¸o ®¸, do ®ã sÏ lµm t¨ng n¨ng suÊt th¸o ®¸, dÉn ®Õn lµm gi¶m ®é tro ®¸ vµ ®é tro than s¹ch. Tèc ®é th¸o ®¸ phô thuéc vµo chiÒu cao cöa th¸o ®¸ vµ phô thuéc vµo tèc ®é quay cña quång th¸o ®¸. 17 2.3. S¬ ®å c«ng nghÖ tuyÓn than b»ng m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng M¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom ®−îc ¸p dông ë mét sè n−íc hiÖn nay víi hai vai trß chÝnh: - TuyÓn than cì h¹t 40 -350 (400) mm t¹i c¸c má víi s¬ ®å cho ë h×nh 2.1. Trong s¬ ®å nµy than cÊp h¹t 0- 40 mm ®ñ tiªu chuÈn ®Ó tiªu thô cho nhiÖt ®iÖn hoÆc c¸c hé d©n dông; - TuyÓn s¬ bé ë c¸c x−ëng tuyÓn nh»m lo¹i bá phÇn lín ®Êt ®¸ cã trong than cÊp liÖu. Theo (1) khi mét x−ëng tuyÓn than ®ang ho¹t ®éng, nÕu l¾p thªm m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng Rom vµo giai ®o¹n ®Çu sÏ gi¶m chi phÝ s¶n xuÊt cña x−ëng tuyÓn Ýt nhÊt lµ 25 %. H×nh 2.1. S¬ ®å tuyÓn than t¹i má 18 2.4. chÕ t¹o M¸y l¾ng thÝ nghiÖm Do kinh phÝ cã h¹n, nªn néi dung chÝnh cña ®Ò tµi lµ tuyÓn than cÊp h¹t 6 – 13 (15) mm ®é tro cao trªn m¸y l¾ng l−íi chuyÓn ®éng. §Ó cã thÓ thiÕt kÕ, chÕ t¹o m¸y l¾ng thÝ nghiÖm, cÇn quan t©m ®Õn c¸c th«ng sè chÝnh cña m¸y nh− sau: biªn ®é vµ chu kú dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng, gãc nghiªng mÆt l−íi vµ thêi gian l¾ng. §Ó x¸c ®Þnh biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc tèi −u, ®· tiÕn hµnh thÝ nghiÖm l¾ng trong èng l¾ng mÉu than cÊp h¹t 6 – 15 mm cã ®é tro 37 % thuéc x−ëng tuyÓn than Cöa ¤ng. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc tèi −u cho ë b¶ng 2.1. Biªn ®é dao ®éng dßng n−íc thay ®æi lµ 4; 6; 8; 10; 12 mm víi thêi gian l¾ng 3 phót. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu x¸c ®Þnh ®−îc biªn ®é dao ®éng cña dßng n−íc tèi −u lµ 10 mm. Dùa vµo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®· thiÕt kÕ biªn ®é dao ®éng cña l−íi m¸y l¾ng thay ®æi tõ 0- 50mm. B¶ng 2.1. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm trªn èng l¾ng Biªn ®é dao ®éng mm 4 6 Tªn s¶n phÈm Thu ho¹ch % §é tro % Than s¹ch 1 19,89 25,56 Than s¹ch 2 29,20 27,98 Trung gian 24,78 33,66 §¸ 26,13 59,63 Céng 100,00 37,18 Than s¹ch 1 20,02 5,73 Than s¹ch 2 22,28 18,27 Trung gian 21,14 24,85 §¸ 36,56 75,68 Céng 100,00 37,92 19 8 10 12 Than s¹ch 1 17,69 5,29 Than s¹ch 2 20,88 14,38 Trung gian 24,08 24,58 §¸ 37,35 74,75 Céng 100,00 37,78 Than s¹ch 1 18,03 4,00 Than s¹ch 2 22,78 10,39 Trung gian 25,73 25,52 §¸ 33,46 79,74 Céng 100,00 36,34 Than s¹ch 1 15,34 6,93 Than s¹ch 2 21,66 12,82 Trung gian 27,84 32,38 §¸ 35,16 74,33 Céng 100,00 38,99 §Ó cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc chu kú l¾ng, ®· chän ®éng c¬ cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é quay v« cÊp. §Ó ®iÒu chØnh gãc nghiªng mÆt l−íi ®· thiÕt kÕ c¬ cÊu ®iÒu chØnh l−íi víi gãc nghiªng thay ®æi tõ 0 – 200 Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ c¸c tÝnh to¸n ®· thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ra m¸y l¾ng l−íi H×nh ¶nh m¸y l¾ng thiÕt kÕ cho ë h×nh 2.2 vµ 2.3. Th«ng sè kü thuËt Gi¸ trÞ N¨ng suÊt m¸y: kg 750 – 800 DiÖn tÝch l−íi: m2 0,15 Cì h¹t ®−a tuyÓn: mm 6 – 15 Biªn ®é dao ®éng cña l−íi: mm 0 – 50 TÇn sè dao ®éng cña l−íi : L/Ph 0 – 500 Gãc nghiªng cña l−íi : ®é 0 - 20 ChiÒu réng cöa th¸o: mm 0- 50 C«ng suÊt ®éng c¬: W 2 * 250 20