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濟價值的依據。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、創新點和應用效果，可有效避免現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，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狀及改造意義
1.浮沉實驗技術現狀
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，并測定各密度級產物的產率和質量特性。
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濟價值的依據，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生產狀況，指導集控操作參數調整，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，此時沉物覆蓋底層篩網，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，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。以上這些數據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；試驗數據受人為操作影響大，準確性低。因此，目前急需設計一種自動浮沉裝置，達到節工、省時、安全、提高試驗數據準確性的目的。
3.自動浮沉裝置替代人工浮沉的意義
（1）提高工作效率，激發員工主動性和創造力。
（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節，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阿基米德原理將煤樣分成不同密度級產品，浮沉機同樣依據這一基本原理，采用合理的機械結構和自動化程序將人工浮沉試驗轉變為機械自動浮沉試驗。
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、循環泵、重液輸送泵、電動排料器、產品收集桶、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，一定密度的重液從重液桶經泵輸送至浮沉桶內，直到液位達到液位計控制液位；
（2）啟動循環泵，利用循環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，實現煤樣按密度分層的目的；
（4）低密度煤樣通過刮料器刮出，經溜槽進入產品收集桶；
（5）收集浮沉桶內的煤樣，依靠自重濾干表面粘附的重液，重液自流到重液桶內循環使用，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新點
1.優化浮沉桶結構，增加了濾網更換的便捷性，杜絕底部積液現象。
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.優化各部件的結構，變產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.優化運轉程序，簡化了運行步驟和邏輯，效率更高。
實現試驗密度級任意可選、任意組合。實現循環攪拌、靜置分層時間任意可調。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狀，運用計算機等技術，實現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，同時在煤炭洗選過程中高效指導生產、評價生產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；達到節省勞動力、省時、安全、數據準確性高的目標。
本裝置可廣泛應用于各個選煤廠、中心化驗室等區域。
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