導語：煤炭浮沉試驗是每個選煤廠煤質檢測的必備試驗之一，可以評定原煤可選性，作為評估煤炭資源經(jīng)濟價值的依據(jù)。本期轉化果平臺推薦的《煤炭自動浮沉裝置研制與應用》，介紹了自動浮沉試驗裝置及其基本原理、創(chuàng)新點和應用效果，可有效避免現(xiàn)有人工浮沉試驗的缺點。應用效果表明，自動浮沉裝置提升了對原煤粒度的適應性，檢測結果精度控制在±1%以內(nèi)，可為煤炭洗選設計確定分選方法、工藝效果評定提供有力支持。歡迎來電垂詢：400-1817-969！
一、煤炭浮沉試驗的技術現(xiàn)狀及改造意義
1.浮沉實驗技術現(xiàn)狀
浮沉實驗是將煤樣用不同密度級的氯化鋅溶液分成不同密度級，并測定各密度級產(chǎn)物的產(chǎn)率和質量特性。
我國自1964年首次頒布煤炭浮沉試驗國家標準以來，歷經(jīng)4次版本修訂與升級，但其浮沉試驗的方法至今一直未變，一直是依靠人工勞作來完成。
煤炭浮沉試驗是每個選煤廠煤質檢測的必備試驗之一，可以評定原煤可選性，作為評估煤炭資源經(jīng)濟價值的依據(jù)，可以了解因煤質變化引起的可選性變化，以便及時采取措施，控制精煤的產(chǎn)率和質量。
檢查和評定分選設備的工藝效果以及選煤廠綜合效率，它能夠及時反映系統(tǒng)生產(chǎn)狀況，指導集控操作參數(shù)調(diào)整，合理控制損失。
2.存在問題
（1）勞動強度大
浮沉試驗主要依靠人工勞作來完成。一方面，試驗中浮物撈完時的提桶作業(yè)，此時沉物覆蓋底層篩網(wǎng)，密度液不易濾除，桶重大大增大，提桶很是費力，當進行到高密度浮沉時，勞動強度更大；另一方面，試驗完成時煤樣必須用水清洗掉殘留的密度液，為了避免水分對稱重的影響，還應進行脫水作業(yè)，該過程大多依靠人工臂力甩水完成。
（2）間歇多
浮沉試驗過程中，為了避免密度液的損失和本級密度液對下級密度液的影響，需要將浮沉樣進行控干，該過程所需時間較多，當需要進行多個密度級浮沉時，間歇自然就多。
（3）安全性低
氯化鋅有腐蝕性，試驗時要避免與皮膚接觸，穿膠鞋，戴口罩、膠皮手套、眼鏡和圍膠皮圍裙等。浮沉試驗過程中浮沉液不可避免濺到皮膚，容易造成灼傷，安全性低，工人容易對該工作產(chǎn)生厭煩心理，不利于提高員工的工作效率，因此建設一個良好安全的試驗環(huán)境很重要。
（4）試驗的準確性低
浮沉試驗標準要求密度液校驗時準確到0.002g/cm3；最小粒度為0.5-1mm時要求分層時間為3-5min；要求撈取深度不得超過100mm；密度液頁面不低于350mm等。以上這些數(shù)據(jù)都是通過操作工個人來判斷，不同的人操作會有差異，必然影響結果的準確性，試驗操作受人為操作影響大。
綜上所述，人工浮沉試驗勞動強度大、間歇多；浮沉液多采用氯化鋅溶液配置，容易灼傷皮膚，安全性低；試驗數(shù)據(jù)受人為操作影響大，準確性低。因此，目前急需設計一種自動浮沉裝置，達到節(jié)工、省時、安全、提高試驗數(shù)據(jù)準確性的目的。
3.自動浮沉裝置替代人工浮沉的意義
（1）提高工作效率，激發(fā)員工主動性和創(chuàng)造力。
（2）極大地降低了浮沉工的勞動強度
把浮沉試驗中最消耗體力的環(huán)節(jié)，由自動化程序的設備代替。大大降低了工人工作勞動強度。
（3）工作安全性更高
避免了浮沉過程中，工人直接接觸腐蝕性藥劑的操作，安全性更高。
（4）檢測結果更準確
浮沉過程完全由自動化程序控制，降低了人為操作因素的影響，使檢測結果更為精確。
二、自動浮沉裝置的工作原理
煤樣浮沉試驗是依據(jù)阿基米德原理將煤樣分成不同密度級產(chǎn)品，浮沉機同樣依據(jù)這一基本原理，采用合理的機械結構和自動化程序將人工浮沉試驗轉變?yōu)闄C械自動浮沉試驗。
1.浮沉裝置結構示意圖
浮沉裝置主要結構包括浮沉桶、刮料器、液位計、循環(huán)泵、重液輸送泵、電動排料器、產(chǎn)品收集桶、重液桶、步進電機、支架等（如下圖所示）。
2.浮沉裝置運行步驟
（1）將準備好的煤炭樣品放入浮沉桶內(nèi)，一定密度的重液從重液桶經(jīng)泵輸送至浮沉桶內(nèi)，直到液位達到液位計控制液位；
（2）啟動循環(huán)泵，利用循環(huán)泵噴射水流的沖擊力攪散沉積在浮沉桶下部的煤樣，按煤樣粒度設定好靜置時間；
（3）高密度煤樣沉在浮沉桶底部，低密度煤樣浮于浮沉桶液面上部，實現(xiàn)煤樣按密度分層的目的；
（4）低密度煤樣通過刮料器刮出，經(jīng)溜槽進入產(chǎn)品收集桶；
（5）收集浮沉桶內(nèi)的煤樣，依靠自重濾干表面粘附的重液，重液自流到重液桶內(nèi)循環(huán)使用，至此完成一個密度級分離運行過程；
（6）步進電機驅動浮沉桶轉動一定角度，到下一個產(chǎn)品收集桶上方，進行下一個密度級浮沉試驗，重復步驟（1）-（5）；
（7）最終沉物通過打開電動排料器進入沉物收集桶。
整個試驗按設定好的程序不間斷進行，進一步縮短了試驗時間，降低了勞動強度和人工消耗，避免試驗誤差。
三、自動浮沉裝置的關鍵創(chuàng)新點
1.優(yōu)化浮沉桶結構，增加了濾網(wǎng)更換的便捷性，杜絕底部積液現(xiàn)象。
2.在重液輸送過程中，合理利用輸送重液的水力作用將煤樣松散，有利于低密度煤快速上浮，避免煤樣積壓、結塊難浮等問題。
3.優(yōu)化各部件的結構，變產(chǎn)品收集桶轉動接料為浮沉桶轉動排料，使之運轉更順暢，占地面積更小。
4.優(yōu)化運轉程序，簡化了運行步驟和邏輯，效率更高。
實現(xiàn)試驗密度級任意可選、任意組合。實現(xiàn)循環(huán)攪拌、靜置分層時間任意可調(diào)。增加自動/手動一鍵切換、一鍵復位、急停等。
四、自動浮沉裝置的應用效果
針對人工浮沉試驗現(xiàn)狀，運用計算機等技術，實現(xiàn)浮沉試驗替代人工試驗，解決長期以來日常人工浮沉試驗效率低、勞動強度大、準確性受限等諸多問題，運用自動化方式對煤炭洗選設計確定分選方法、工藝流程和設備要求等方面提供有力的技術依據(jù)，同時在煤炭洗選過程中高效指導生產(chǎn)、評價生產(chǎn)效果起到積極重要作用。
本浮沉裝置提升了對原煤粒度的適應性，檢測結果精度控制在±1%以內(nèi)；達到節(jié)省勞動力、省時、安全、數(shù)據(jù)準確性高的目標。
本裝置可廣泛應用于各個選煤廠、中心化驗室等區(qū)域。
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