重介質(zhì)選煤中懸浮液動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的控制

強(qiáng)鵬翔，汪麗媛

1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇徐州 221116

2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)測(cè)學(xué)院，江蘇徐州 221116

0 引言

重介質(zhì)選煤中，懸浮液的穩(wěn)定性是指懸浮液在分選容器中，各點(diǎn)的密度在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的能力。選煤用的懸浮液屬于粗分散體系。分散的固體粒子本身沒(méi)有保持懸浮液穩(wěn)定狀態(tài)的能力，只有靠借助外來(lái)的能量使分選設(shè)備內(nèi)各點(diǎn)的懸浮液密度達(dá)到一定的均一性，即懸浮液的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

懸浮液在分選機(jī)中能否保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是懸浮液能否用于分選的重要指標(biāo)。其在很大的程度上對(duì)主選設(shè)備的選型、工藝參數(shù)的選擇起決定性的作用。同時(shí)，也直接影響分選的效果。

1 影響懸浮液動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性因素

懸浮液動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性主要取決于懸浮液粒子沉降的速度，其沉降速度越慢懸浮液的穩(wěn)定性越好。一切影響粒子沉降速度的因素都會(huì)影響到懸浮液的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)主要有加重質(zhì)的粒度、加重質(zhì)的密度、懸浮液的密度、雜質(zhì)的影響、其它影響因素。

1.1 加重質(zhì)的粒度

加重質(zhì)的粒度越小，其沉降速度越慢，對(duì)懸浮液的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定越有利，與此同時(shí)懸浮液的粘度也會(huì)相應(yīng)增高。當(dāng)懸浮液粘度過(guò)高時(shí)，會(huì)影響末煤的分選效果，同時(shí)使得加重質(zhì)的制備、凈化回收的費(fèi)用增加，加重質(zhì)的工藝損耗相應(yīng)的也會(huì)增大。

1.2 加重質(zhì)的密度

加重質(zhì)的密度越低，自由沉降速度越小，配制成同一密度懸浮液的固體容積分?jǐn)?shù)也越高，穩(wěn)定性也越好。但懸浮液的粘度增加。實(shí)踐證明，在重力場(chǎng)中選煤時(shí)，懸浮液加重質(zhì)的容積濃度最大不應(yīng)超過(guò)30%。在離心力場(chǎng)中，懸浮液的容積濃度最大不應(yīng)超過(guò)35%。

1.3 懸浮液的密度

同一種加重質(zhì)配置成的懸浮液密度越高，懸浮液的固體容積濃度月高，懸浮液的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性越好，但其粘度也越高。通常在一定的生產(chǎn)過(guò)程中懸浮液的密度是一定的。在使用高密度的懸浮液時(shí)，主要的矛盾是懸浮液的粘度。一般使用加重質(zhì)的密度應(yīng)大于5kg/m，以降低懸浮液的粘度。

1.4 雜質(zhì)的影響

在生產(chǎn)的過(guò)程中，工作懸浮液中不可避免的要混入部分礦泥（包括煤泥）。在一定的條件下能提高懸浮液的穩(wěn)定性，對(duì)改善分選效果是有利的。但過(guò)多雜質(zhì)的帶入，必然使得懸浮液的粘度增加。因此，雜質(zhì)的含量應(yīng)加以控制。我國(guó)廣泛采用的加重質(zhì)為磁鐵礦粉，當(dāng)工作懸浮液的密度在1300～1，500kg/m，懸浮液中的最大含泥量應(yīng)控制在60%～50%。當(dāng)工作懸浮液的密度在1，600～1，800kg/m時(shí)，懸浮液中的最大含泥量應(yīng)控制在40%～20%。工作懸浮液的密度越高，含泥量應(yīng)越少。

1.5 其它因素影響

其它影響因素包括：藥劑、機(jī)械力、電磁力以及水流動(dòng)力等。

2 確保懸浮液動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的方法

2.1 添加藥劑

加重質(zhì)的粒度較細(xì)，表面積很大，懸浮粒子之間易于聚合成粒團(tuán)而沉淀，降低了懸浮液的穩(wěn)定性。為了避免此現(xiàn)象的發(fā)生，往懸浮液中加入部分分散藥劑，如六聚偏磷酸鈉等，但藥劑的價(jià)格較高，不宜用于生產(chǎn)。

2.2 水流動(dòng)力

在煤炭進(jìn)行分選的過(guò)程中，人為的加入介質(zhì)流一方面，為了補(bǔ)充損失的懸浮液，另一方面，迫使懸浮液流動(dòng)，從而減緩懸浮液中加重質(zhì)的沉降速度，進(jìn)而保證懸浮液的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。目前，應(yīng)用較為成熟的有水平介質(zhì)流、上升介質(zhì)流、下降介質(zhì)流。

1）水平介質(zhì)流。水平介質(zhì)流由分選槽的如料口給如。一方面，水平介質(zhì)流用以維持水平分選帶上懸浮液密度的穩(wěn)定性，提高分選的精度。另一方面，水平介質(zhì)流起到水平輸送浮煤的作用。

2）上升介質(zhì)流。上升介質(zhì)流由分選槽的底部給入，其給入的速度并不大，以便在懸浮液中造成微弱的上升介質(zhì)流。它主要是克服加重質(zhì)的重力，從而減緩加重質(zhì)的沉淀速度，上升流的作用不能過(guò)強(qiáng)，否則會(huì)影響沉物的下沉速度，降低了生產(chǎn)效率。嚴(yán)重時(shí)，可使高密度物混入浮煤中，對(duì)分選產(chǎn)生不利的影響。

3）下降介質(zhì)流。下降介質(zhì)流是懸浮液由分選槽底部排出時(shí)形成的，其下降的介質(zhì)流在加速懸浮液中細(xì)粒運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也是的沉物較快的下沉，創(chuàng)造了有利的分選條件。

3 結(jié)論

通過(guò)以上的分析，不難看出，影響重介質(zhì)選煤過(guò)程中，懸浮液動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的因素是來(lái)自多方面的。這主要取決于加重質(zhì)的粒度、密度，以及懸浮液的密度，但在實(shí)踐生產(chǎn)中對(duì)于某種工藝要求，懸浮液本身的性質(zhì)是無(wú)法改變的，因而人們往往通過(guò)改變外因，即懸浮液的水流動(dòng)力性，從而提高懸浮液的穩(wěn)定性。在一臺(tái)分選設(shè)備中，總是同時(shí)采用兩種或多種介質(zhì)流的形式，確保分選過(guò)程中分選密度的穩(wěn)定性，從而保證分選的精度。

[1]煤炭科學(xué)研究總院唐山分院.選煤用重介質(zhì)懸浮液性質(zhì)的研究報(bào)告,1990，3.

[2]謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.