Thạc Sĩ Xây dựng và áp dụng thử nghiệm một dây chuyền tuyển than trong bã sàng cho các mỏ than vùng quảng ni

Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
6
Mục lục
Nội dung Trang
Lời nói đầu
Ch-ơng 1
Tổng quan về tình hình tuyển than trên thế giới và trong
n-ớc
12
1.1 Tổng quan tình hình công nghệ tuyển than trên thế giới 12
1.1.1 Tình hình áp dụng công nghệ tuyển huyền phù 16
1.1.2 Tình hình áp dụng công nghệ tận thu than khác 19
1.2 Tổng quan thực trạng công nghệ tuyển than ở Việt Nam 22
1.2.1 Thực trạng công nghệ sàng tuyển than ở các nhà máy tuyển than 22
1.2.2
Thực trạng công nghệ sàng tuyển than tại các mỏ than vùng
Quảng Ninh
26
Ch-ơng 2
Xây dựng dây chuyền tuyển than bã sàng Uông Bí bằng công
nghệ huyền phù tang quay
33
2.1
Thuyết minh thiết kế kỹ thuật thi công xây dựng dây chuyền
tuyển than
33
2.1.1 Khảo sát tính chất than bã sàng cấp liệu cho dây chuyền 33
2.1.2 Lựa chọn công suất dây chuyền và chế độ làm việc 37
2.1.3 Lựa chọn thiết bị và các giải pháp công nghệ 38
2.1.4 Tính cân bằng sản phẩm 41
2.1.5 Tính toán thiết bị tuyển chính 41
2.1.6 Cung cấp, xử lý bùn n-ớc 48
2.1.7 Cung cấp điện và thông tin liên lạc 50
2.1.8 Mặt bằng và các giải pháp xây dựng, tổ chức thi công 55
2.1.9 Các giải pháp bảo vệ môi tr-ờng , phòng chống cháy nổ 56
2.1.10 Biên chế lao động trong dây chuyền 56
2.1.10 Công tác đào tạo huấn luyện công nhân vận hành 57
2.2
Đánh giá hiệu quả công nghệ dây chuyền tuyển than bã sàng
các mỏ than Uông Bí bằng công nghệ huyền phù tang quay
60
2.2.1 Đánh giá hoạt động của hệ thống băng tải 60
2.2.2 Đánh giá hoạt động của hệ thống sàng tách cám 62
2.2.3 Đánh giá hoạt động của hệ thống sàng rửa than 63
2.2.4
Đánh giá hiệu quả công nghệ các thiết bị tuyển than bằng huyền
phù tang quay
64
2.2.5
Đánh giá hiệu quả tách dăm gỗ trong than cục bằng công nghệ
huyền phù tang quay
67
2.2.5 Đánh giá hiệu quả làm việc hệ thống thiết bị tuyển từ 70
2.2.6 Đánh giá chung kết quả áp dụng thử nghiệm công nghệ tuyển 71 Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
7
than bã sàng các mỏ Công ty than Uông Bí bằng huyền phù tang
quay
Ch-ơng 3
Phát triển áp dụng công nghệ tuyển than bã sàng bằng huyền
phù kiểu tang quay cho các mỏ than Quảng Ninh
72
3.1
Phát triển áp dụng thử nghiệm công nghệ tuyển huyền phù tang
quay để nâng cao chất l-ợng than tại Công ty than Mạo Khê
72
3.2
Phát triển áp dụng thử nghiệm công nghệ tuyển than bã sàng để
tận thu than tại Công ty than Cọc Sáu
74
3.3
Tổng hợp kết quả áp dụng thử nghiệm tuyển than bã sàng bằng
công nghệ huyền phù kiểu tang quay cho các mỏ than vùng
Quảng Ninh trong giai đoạn 2005-2006
78
Ch-ơng 4
Đánh giá hiệu quả kinh tế dự án xây dựng và áp dụng thử
nghiệm công nghệ tuyển than bã sàng bằng huyền phù tang
quay tại các mỏ than vùng Quảng Ninh
79
Ch-ơng 5
Lộ trình phát triển công nghệ tuyển than bã sàng tại các mỏ
than vùng Quảng Ninh
85
Kết luận và kiến nghị
Lời cảm ơn
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
8
Một số thuật ngữ chuyên ngành tuyển - Định nghiã theo tiêu
chuẩn ISO
1. Năng suất danh nghĩa: Năng suất đ-ợc thể hiện khối l-ợng trong 1 giờ đ-ợc
sử dụng trong các sơ đồ công nghệ để mô tả chung cho một nhà máy.
2. Năng suất thiết kế: Tốc độ cấp liệu đ-ợc xác định dựa trên quy mô và thời
gian chất tải khác nhau mà tại đó các hạng mục thiết bị phải hoạt động liên
tục theo các thông số bảo hành.
3. Năng suất thiết kế cực đại: Tốc độ cấp liệu v-ợt quá giới hạn, các hạng mục
thiết bị sẽ chỉ chấp nhận trong một thời gian ngắn không nhất thiết phải đáp
ứng các thông số bảo hành.
4. Tuyển than: Quá trình cơ học, vật lý tác động vào than phân ly thành các
sản phẩm có ích và sản phẩm thải.
5. Tính khả tuyển than: Khả năng cải thiện chất l-ợng của than thông qua các
quá trình tuyển.
6. Phân tích chìm nổi than: Quá trình phân chia mẫu thành các phần có tỷ
trọng khác nhau, tỷ lệ các phần đ-ợc thể hiện bằng phần trăm so với tổng
mẫu và t-ơng ứng với độ tro của từng cấp tỷ trọng.
7. Đ-ờng cong khả tuyển: Các đ-ờng cong đ-ợc vẽ minh họa các kết quả phân
tích chìm nổi cho phép xác định thu hoạch theo lý thuyết các sản phẩm nổi
và chìm.
8. Sơ đồ công nghệ: Sơ đồ cơ bản chỉ ra các b-ớc hoạt động chính trong nhà
máy, h-ớng chuyển động của các dòng vật liệu giữa các b-ớc và các sản
phẩm cuối cùng.
9. Sơ đồ thiết bị: Sơ đồ đ-ợc thể hiện bằng ký hiệu của các thiết bị trong các
b-ớc hoạt động khác nhau trong nhà máy tuyển than.
10. Sơ đồ bùn n-ớc: Sơ đồ chỉ ra số l-ợng n-ớc trong từng khâu công nghệ của
nhà máy.
11. Phân tích thành phần độ hạt: Quá trình phân chia mẫu thành các phần theo
cỡ hạt, tỷ lệ từng phần đ-ợc thể hiện bằng phần trăm trên tổng số khối
l-ợng mẫu.
12. Máy tuyển huyền phù: Thiết bị dùng để tuyển tách nâng cao chất l-ợng
than đáp ứng yêu cầu th-ơng mại bằng môi tr-ờng huyền phù. Sự phân ly
có thể d-ới tác dụng của lực trọng lực hoặc lực ly tâm.
13. Môi tr-ờng huyền phù - huyền phù nặng: Hỗn hợp 2 pha rắn và lỏng trong
đó có sự lơ lửng các hạt chất rắn có tỷ trọng cao, chúng có thể đ-ợc sử dụng
trong công nghiệp hoặc trong phòng thí nghiệm để phân chia than thành các
phần với các tỷ trọng khác nhau.
14. Máy tuyển đãi lắng: Thiết bị tuyển dùng mạch đập của n-ớc hoặc khí để
phân ly vật liệu vào tuyển thành các lớp có tỉ trọng khác nhau, từ đó có thể
tách đ-ợc khoáng vật có ích và phần thải dựa vào các lớp có tỉ trọng khác
nhau đó.
15. Tỷ trọng phân chia: Tỷ trọng t-ơng ứng với giá trị 50 % trên đ-ờng cong
phân phối Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
9
16. Thu hoạch lý thuyết: Thu hoạch đ-ợc tính dựa trên đ-ờng cong khả tuyển
ứng với một giá trị độ tro xác định
17. Độ lẫn bẩn: Phần vật liệu có tỷ trọng thấp hơn tỷ trọng phân chia trong sản
phẩm nặng hoặc phần vật liệu có tỷ trọng cao hơn tỷ trọng phân chia trong
sản phẩm nhẹ.
18. Hiệu suất sàng: Tỷ lệ phần trăm khối l-ợng cỡ hạt nhỏ hơn lỗ l-ới sàng lọt
qua sàng và khối l-ợng cỡ hạt nhỏ hơn lỗ l-ới sàng có trong vật liệu cấp vào sàng.Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
10
Mở đầu
Theo Tổng sơ đồ và chiến l-ợc phát triển ngành than, nhu cầu tiêu thụ than
trong n-ớc và xuất khẩu hàng năm tăng từ 10 - 15 %. Năm 2006 sản l-ợng than
nguyên khai của Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt dự kiến đạt 35 triệu
tấn. Trong đó, than nguyên khai của các mỏ than vùng Quảng Ninh đạt 33 triệu tấn.
Hiện tại vùng Quảng Ninh có 4 nhà máy tuyển than là Cửa Ông, Hòn Gai,
Vàng Danh và Mạo Khê, tổng công suất của các nhà máy tuyển chỉ đạt đ-ợc 12 triệu
tấn than nguyên khai, chỉ đáp ứng đ-ợc khoảng 30% sản l-ợng than nguyên khai của
toàn ngành nên phần lớn than nguyên khai sau khi khai thác đều đ-ợc sàng tuyển chế
biến tại các mỏ than.
Công nghệ sàng tuyển than tại các mỏ hầu hết là sàng khô tách cám từ than
nguyên khai, loại bỏ bớt đá thải tại mỏ. Sản phẩm lọt sàng sau khi sàng khô tại mỏ
hoặc trở thành than nguyên khai cung cấp cho nhà máy tuyển than hoặc là than thành
phẩm đ-a đi tiêu thụ trực tiếp cho các hộ sử dụng, sản phẩm trên sàng là than don xô
bã sàng đ-ợc nhặt tay than cục hoặc nhặt đá thải sau đó đ-ợc đ-a đi nghiền trộn với
than cám tốt để tiêu thụ, hoặc đổ đống riêng trên bãi thải bã sàng chờ xử lý chế biến
trong t-ơng lai. Công nghệ tuyển chế biến chủ yếu là nhặt tay thủ công nên các mỏ
th-ờng phải tổ chức nhặt tay, sàng đi sàng lại nhiều lần làm tăng chi phí sản xuất, vỡ
vụn than cục nhất là đối với loại than bã sàng cấp hạt nhỏ. Do nhu cầu tiêu thụ than tốt
ngày càng cao, l-ợng than tốt hiện có không đủ cung cấp cho pha trộn nên than don
xô bã sàng tồn đọng tại các bãi thải ngày càng nhiều làm giảm hiệu quả sản xuất khai
thác của các mỏ.
Các số liệu thống kê của các mỏ đã cho thấy hầu hết các mỏ đều còn tồn đọng
khối l-ợng lớn than bã sàng tại các bãi thải, trữ l-ợng lên tới hơn hàng triệu tấn, ngoài
ra hàng năm các mỏ tiếp tục bổ sung hàng trăm ngàn tấn vào các bãi thải bã sàng. Vấn
đề tồn tại trong việc xử lý chế biến than bã sàng đã gây nhiều khó khăn cho các mỏ
trong việc quản lý sản l-ợng và chất l-ợng than tiêu thụ, quản lý qui hoạch bãi thải bã
sàng, quản lý khai thác tận thu than trong bãi thải bã sàng. Khối l-ợng than trong bã
sàng bãi thải sẽ ngày càng gia tăng nếu các mỏ không có giải pháp công nghệ phù hợp
để xử lý thu hồi than sạch trong than don xô bã sàng.
Để đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững trong khai thác và sử dụng than vấn đề
cần thiết đ-ợc đặt ra cho lĩnh vực tuyển than là hoàn thiện, cơ giới hoá đồng bộ công Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
11
nghệ tuyển chế biến để nâng cao năng lực sản xuất, nâng cao chất l-ợng và giá trị sản
phẩm, tận thu tài nguyên và giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng cho các mỏ than vùng
Quảng Ninh.
Để giải quyết vấn đề này, Bộ Khoa học & Công nghệ đã giao cho Viện Khoa
học công nghệ Mỏ thực hiện Dự án SXTN: “Xây dựng và áp dụng thử nghiệm một
dây chuyền công nghệ tuyển than trong bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh
bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay" nhằm hoàn thiện công nghệ sàng tuyển
chế biến than, đồng thời thông qua kết quả của Dự án sẽ làm cơ sở áp dụng để xử lý
vấn đề tồn đọng than bã sàng, tận thu tài nguyên, phục hồi, hoàn nguyên môi tr-ờng
cho các mỏ than vùng Quảng Ninh.
Để thực hiện đ-ợc mục tiêu trên, Dự án đã tập trung nghiên cứu giải quyết
các nội dung chính sau:
- Tổng quan thực trạng công nghệ sàng tuyển than trên thế giới và ở Việt Nam.
- Phân tích lựa chọn công nghệ tuyển than trong bã sàng cho các mỏ vùng
Quảng Ninh.
- Thiết kế xây dựng và lắp đặt một dây chuyền tuyển than bã sàng
- áp dụng thử nghiệm công nghệ tuyển than bã sàng cho một mỏ cụ thể, lựa
chọn các thông số kỹ thuật công nghệ, phân tích hiệu quả kinh tế
- Triển khai nhân rộng kết quả áp dụng thực nghiệm cho các mỏ than vùng
Quảng Ninh.
Dự án đ-ợc tiến hành nghiên cứu trên cơ sở sử dụng tổng hợp các ph-ơng
pháp:
- Thu thập tài liệu, số liệu.
- Lấy mẫu, khảo sát thực tế sản xuất.
- Thí nghiệm và thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, bán công nghiệp. áp
dụng thử nghiệm qui mô công nghiệp.
- Phân tích, tính toán và so sánh. Báo cáo tổng kết dự án SXTN cấp Nhà n-ớc: Xây dựng và áp dụng thử nghiêm một dây chuyền tuyển than trong
bã sàng cho các mỏ than vùng Quảng Ninh bằng công nghệ huyền phù kiểu tang quay
Viện Khoa học Công nghệ Mỏ Phòng Công nghệ than sạch
12
ch-ơng 1
tổng quan tình hình áp dụng công nghệ tuyển than trên
thế giới và trong n-ớc
1.1 Tổng quan về tình hình áp dụng các ph-ơng pháp tuyển trong các nhà máy
tuyển than trên thế giới.
Từ giữa thế kỷ 20 cùng với sự phát triển công nghiệp hoá, cơ giới hoá trong
khai thác than, chất l-ợng than nguyên khai ngày càng giảm, tỉ lệ đá kẹp trong than
nguyên khai cao, than càng trở lên khó tuyển đòi hỏi công nghệ tuyển than cũng thay
đổi và phát triển thích ứng với yêu cầu của sản xuất và thị tr-ờng. Từ đó các ph-ơng
pháp tuyển hiện đại lần l-ợt đ-ợc nghiên cứu và áp dụng cho sản xuất nh- tuyển than
trên máy lắng khí ép, tuyển than trong huyền phù nặng, tuyển than trong xoáy lốc
huyền phù, tuyển than bằng ph-ơng pháp tuyển nổi, tuyển điện .thay thế cho tuyển
than trên bàn đãi, máng rửa và máy lắng pítông. Các thế hệ máy tuyển ngày càng đ-ợc
cải tiến tự động hoá nhằm nâng cao năng suất, nâng cao chất l-ợng sản phẩm và nâng
cao hệ số thu hồi than sạch.
Từ khi xuất hiện ph-ơng pháp tuyển than trong môi tr-ờng huyền phù nặng, số
nhà máy tuyển và tỉ lệ than qua tuyển bằng ph-ơng pháp này ngày một gia tăng. Các
số liệu đ-ợc trình bày trong bảng 1.1.1 đến 1.1.4