重介質(zhì)旋流器和無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在選煤工藝中的應(yīng)用及相關(guān)

1、 重介質(zhì)旋流器和無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在選煤工藝中的應(yīng)用及相關(guān)趙賀 石凱杰 趙祥 劉攀 郝海洋 徐聲 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院及效果的好壞對(duì)整個(gè)選煤工藝產(chǎn)生較大的影響，甚至決定全廠的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)隨著國家對(duì)企業(yè)節(jié)能減排要求的提高，選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)良性閉路循環(huán)。2. 重介質(zhì)旋流器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)簡單，本身無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，是最廉價(jià)的選煤設(shè)備，結(jié)構(gòu)示意圖（如下圖所示）：工作時(shí)原煤和懸浮液的混合物，以一定的壓力，由給料管沿切線方向給入旋流器圓筒部分，形成強(qiáng)大的旋流，在重介質(zhì)旋流器內(nèi)部強(qiáng)烈的圓周運(yùn)動(dòng)下，沿旋流器內(nèi)壁形成一個(gè)向下的外螺旋流，同時(shí)在旋流器軸心形成一個(gè)向上的內(nèi)螺旋流，

2、軸心為空氣柱（如圖所示）。物料處在相當(dāng)于重力加速度的幾十倍的離心力場之中實(shí)現(xiàn)按密度分選，高密度物料隨外螺旋流下降至低流口排出，低密度物隨內(nèi)螺旋流物料經(jīng)溢流管進(jìn)入溢流室，從切線方向的溢流口排出，這樣就將請(qǐng)產(chǎn)物精煤與重產(chǎn)物矸石分開。實(shí)踐證明，在一般旋流器中C 可達(dá)30以上，也可以說離心沉降速度一般為重力沉降速度的30倍以上，由于旋流器的這個(gè)特性，必然會(huì)加速物料的分選，分級(jí)或分離過程，從而提高生產(chǎn)效率。3. 無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器目前應(yīng)用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器普遍采用磨細(xì)的磁鐵礦粉與煤泥水組成的重懸浮液作為介質(zhì)。在第一段旋流器參數(shù)已經(jīng)確定的條件下，以調(diào)節(jié)懸浮液密度為主要調(diào)節(jié)因素。在正常的情況下只要改

3、變?nèi)肓蠎腋∫旱拿芏群透鼡Q第二段低流口直徑即可達(dá)到所需要分選密度的調(diào)整范圍（第一段為1.351.65g/cm3，第二段為1.802.20g/cm3），為使無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤取得最佳分選效果需要考慮以下幾點(diǎn)：（1）循環(huán)介質(zhì)既要保持一定的穩(wěn)定性，黏度又不能太高，一般認(rèn)為兩段的有效分選密度差值以0.30.6g/cm3為宜。穩(wěn)定性差的懸浮液在旋流器內(nèi)磁鐵礦粉會(huì)貼向器壁而不能形成有效分選密度層，往往不出精煤或精煤量很少，絕大部分精煤損失到尾煤中，如果重懸浮液黏度1. 概述隨著社會(huì)的發(fā)展煤礦生產(chǎn)中采煤化、機(jī)械化程度不斷提高，開采深度的加大，使原煤質(zhì)量逐漸變差，細(xì)粒和超細(xì)粒煤泥在原煤中所占比例逐漸增大

4、。同時(shí)國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，因此煤炭用戶對(duì)煤的質(zhì)量要求越來越高，對(duì)洗煤廠的加工要求越來越高。為了滿足社會(huì)和用戶的要求，無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)選煤將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的跳汰選煤工藝。磁鐵礦粉是重介質(zhì)選煤中不可缺少的原料，因此磁鐵礦粉的質(zhì)量要求與管理控制將對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到關(guān)鍵的作用。選煤工藝中煤泥水的處理和煤炭的洗選密切相關(guān)，煤泥水的處理系統(tǒng)成為全廠最復(fù)雜、投資最大的、管理最困難的一部分，而這一部分的完善程度、管理水平顆粒在旋流器中所受的離心力可由下式計(jì)算：- 大，導(dǎo)致顆粒沉降阻力加大，也不能實(shí)現(xiàn)有效分選。要保持合適的重懸浮液的穩(wěn)定性，應(yīng)從兩個(gè)方面入手:一是使用磨細(xì)的磁鐵礦粉，二是使重懸浮液中有

5、一定量的煤泥。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器因二段重懸浮液密度有一段決定，因此磁鐵礦粉的粒度可以稍微粗一些，0. 045mm 級(jí)含量占85%以上，重懸浮液中煤泥含量要保持一定的比例，當(dāng)重懸浮液密度為1.4 g/cm3時(shí)，煤泥含量要大一些，一般為50%左右，而高密度重懸浮液如1.8 g /cm3煤泥含量要小一些，為20%左右，因此在使用重介質(zhì)旋流器選不脫泥原煤時(shí)，則應(yīng)考慮重懸浮液的排泥問題。（2）合理應(yīng)用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，重要的是入料、介質(zhì)循環(huán)量和介質(zhì)密度的穩(wěn)定。因此要配備給料設(shè)備和密度自動(dòng)控制裝置，旋流器的安裝角度一般在10°左右。（3）要根據(jù)現(xiàn)場和選煤廠的生產(chǎn)能力合理地選擇無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋

6、流器的型號(hào)。無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器一般一段為圓筒形（如圖）重懸浮液由筒底切線壓入，煤由上部中心進(jìn)入低密度物由底部中心管排出，高密度物由二段旋流旋流器物料靠重懸浮液回轉(zhuǎn)時(shí)在中心形成的真空軸心負(fù)壓作用進(jìn)入的。無壓給料三產(chǎn)品旋流器具有：可以避免入料的過粉碎問題；從分選過程來看，精煤和矸石分選時(shí)間長，更容易保證精煤和矸石的質(zhì)量；比較適宜易碎煤和不脫泥原煤的分選；簡化了工藝流程，減少了廠房和方便了生產(chǎn)管理。但是重介質(zhì)循環(huán)量大，一般為1：51：6，特別是循環(huán)加大時(shí)，因此介質(zhì)的管理和煤泥水的處理關(guān)系著整個(gè)選煤廠的效益。4. 重介質(zhì)的管理和煤泥水的處理（1）重介質(zhì)懸浮液中的磁鐵礦粉由磁鐵礦破碎研磨后加工生成的

7、，化學(xué)方程式為F e 3O 4其中F e O =31%，F(xiàn)e 3O 4=69%，相對(duì)密度4.95.2g/cm3，硬度5.56。用于旋流器分選的磁鐵礦粉粒度0.045mm 級(jí)含量占85%以上，采用重介質(zhì)旋流器的選煤工藝的選煤廠應(yīng)設(shè)有磁鐵礦粉儲(chǔ)存庫，其有效容量視市場及運(yùn)輸條件確定，分選噸煤的磁鐵礦粉技術(shù)耗量應(yīng)符合下列規(guī)定：0.8kg/t，混煤、末煤2.0kg/t。介耗高低是重介質(zhì)選煤廠的一項(xiàng)重要技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，直接影響選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。影響介耗高低的主要因素有介質(zhì)質(zhì)量、管理損失、技術(shù)損失。管理損失比較直觀，主要包括：杜絕計(jì)量上的誤差；杜絕儲(chǔ)量損失；嚴(yán)防弧形篩，篩子跑粗對(duì)磁選機(jī)造成堵塞；嚴(yán)防大塊煤和雜質(zhì)

8、進(jìn)入主介泵造成排料事故及介質(zhì)流失。重介質(zhì)系統(tǒng)有壓給料，管道的磨損嚴(yán)重，必須對(duì)管道進(jìn)行周期性的更換杜絕跑冒低漏。技術(shù)損失主要包括：磁鐵礦粉的添加方式；重介懸浮液的固相體積濃度；弧形篩、脫介篩的脫介效果；磁選機(jī)的分選效果；分流的調(diào)節(jié)。（2）選煤廠中煤泥水要實(shí)現(xiàn)煤泥廠內(nèi)部回收，洗水閉路循環(huán)必須具有完善合理的工藝系統(tǒng)，并選用適宜的設(shè)備。完善的煤泥水工藝系統(tǒng)有不同情況，就煤泥的精選加工工藝來說必須包括兩大塊：一是精選工藝，二是產(chǎn)品脫水工藝。相應(yīng)配套設(shè)備必須有精選設(shè)備（浮選機(jī)精選，煤泥螺旋分選機(jī)精選等）和脫水設(shè)備（精煤加工過濾機(jī)或真空過濾機(jī)等脫水，尾煤采用壓濾機(jī)脫水）。粗細(xì)煤泥分別回收工藝也必須包括兩大塊：粗煤泥回收脫水設(shè)備（高頻篩、電磁振動(dòng)篩或者粗煤泥離心機(jī)等）和細(xì)煤泥回收脫水設(shè)備（壓濾機(jī)等）。根據(jù)不同情況在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)計(jì)煤泥水系統(tǒng)，同時(shí)還要保證系統(tǒng)的合理性即一是系統(tǒng)的效率性，減短固體顆粒在水中浸泡的時(shí)間，以減輕物料在加工過程中因多次泥化給后續(xù)處理設(shè)備帶來的不利影響，二是系統(tǒng)的適應(yīng)性，一方面對(duì)煤泥量和煤泥的沉降特性相適應(yīng)，另一方面對(duì)煤泥水系統(tǒng)在異常情況下造成大量范圍波動(dòng)的情況相適應(yīng)。滿足以上條件后，還必須確保設(shè)備選型時(shí)要結(jié)合煤泥