淺談介質粒度對重介分選的影響

李樹軍

(晉城礦業(yè)集團有限責任公司成莊礦洗選廠，山西 晉城 048000)

重介質分選工藝是當今煤炭洗選加工行業(yè)中應用最為廣泛的一種分選手段，分選精度高，適用范圍廣，便于操控，工藝流程相對簡單等是其突出的優(yōu)點。其中的分選媒介—重介質，是該洗選加工方法的核心因素，因此，選用何種物質作為分選媒介也成為重介質分選工藝的關鍵課題之一。

1 重介質的條件及分類

1．1 可用做重介質的加重質必須滿足的條件

1)理化性質穩(wěn)定，可適用于大多數常態(tài)環(huán)境，特別是能抗擊洗選過程中各種理化條件下的侵蝕、腐蝕、摩擦、碰撞、浸泡的損害。

2)密度較大，一般應不小于3．5 g/cm3(或3．5 g/mL)。

3)可研磨性好，粒度可達到－100網目以下。4)可回收復用，且回收工藝簡單，成本低廉。5)在水中懸浮性好，懸浮液性質穩(wěn)定、均衡。6)對人及自然環(huán)境無害。

1．2 重介質的分類

重介選煤通常所用的重介質有兩類：重液和重懸浮液。

1)重液是各種可溶性的高密度鹽類的水溶液(如氯化鋅、氯化鈣等)或某些高密度的有機液體(如苯、三溴甲烷、四氯化碳等)，雖然重液有長時間保持其他物理性質穩(wěn)定的優(yōu)點，但由于它們價格高，不易回收，腐蝕性強且多數有毒，所以工業(yè)上很少采用。

2)重懸浮液是用磨得很細的高密度的固體(如磁鐵礦、重晶石、沙、黃土、浮選尾礦等)微粒與水配制成的懸浮狀態(tài)的兩相流體，所用的固體微粒稱為加重質，水稱為加重劑。由于重懸浮液價格便宜，無毒無腐蝕性，特別是用磁鐵礦粉與水配制的重懸浮液，加重質容易回收，配制的懸浮液密度范圍較寬。所以目前在選煤工業(yè)上得到廣泛的應用。

選煤用的重懸浮液既要達到要求的懸浮液的密度，又要使懸浮液有一定的穩(wěn)定性，同時還要具備較好的流動性(即黏度不能過高)。而其中加重質的性質將直接決定懸浮液的性質，當懸浮液密度一定時，加重質的粒度越粗，則懸浮液黏度越低，加重質沉降速度越快，回收越容易，但懸浮液越不穩(wěn)定;反之，加重質的粒度越細，加重質沉降速度越慢，懸浮液穩(wěn)定性越好，但黏度增加，加重質回收困難。另外，加重質的密度越高，懸浮液容積濃度越低，穩(wěn)定性也越差，因此，加重質的性質對于重介質分選來說至關重要，值得進一步對其各項理化性質進行探討和研究。而這其中，重介質粒度對分選工藝影響至關重要。

2 重介質粒度對分選工藝的影響

加重質的粒度大小決定了它在水中沉降速度的快慢，也代表著懸浮液的穩(wěn)定性。因此，懸浮液的穩(wěn)定性和黏度是隨加重質顆粒平均直徑的減小而增加，而懸浮液的穩(wěn)定性和黏度對實際分選影響巨大。

這一特性在成莊洗選廠末煤車間投產初期得到了充分的印證。當時，即1999年末煤車間投產時，采用與塊煤重介一樣的磁鐵礦粉(－200網目)，其各項性能指標見表1。

表1 －200網目磁鐵礦粉性能指標

但在實際生產中，卻發(fā)生了嚴重“跑煤”現象，生產無法正常進行，具體的各項生產數據見表2。

表2 －200網目洗選時產品質量、產率

經過相當一段時間的調試、分析，在逐一否定了煤質、水質、分選比重、處理量、重介旋流器入料壓力、混料桶固液比、重介旋流器錐比、傾角、溢流管長度、尾錐長度等諸多因素后，確定了問題原因是由于磁鐵礦粉細度不夠，導致懸浮液穩(wěn)定性下降。再經重介旋流器的濃縮分級作用，懸浮液穩(wěn)定性和均衡性進一步惡化，使分選過程變得極不穩(wěn)定，從而導致嚴重“跑煤”。該車間工藝流程示意圖圖見圖1。

圖1 末煤重介旋流器+螺旋分選機洗選工藝流程圖

為驗證這一分析，采用球磨機進行磨介，僅僅在系統(tǒng)中引流出一部分介質進行磨細、循環(huán)、再磨細、再循環(huán)，之后生產大為改觀，磨介系統(tǒng)圖見圖2。因此，采用了－325網目磁鐵礦粉配制重懸浮液，該磁鐵礦粉的性能參數見表3。

經過對介質細度的改善，整個生產系統(tǒng)很快趨于正常，產品質量也隨之大為改善，不僅保證了精煤的灰分要求，而且大幅度提升了精煤產率，更換介質后的產品、產率數據見表4。

表3 －325網目磁鐵礦粉性能指標

表4 －325網目洗選時產品質量、產率

圖2 磨介系統(tǒng)示意圖

3 效果

通過生產實踐，對比前后兩種介質的使用效果，特別是在末原煤性質、灰分基本一致，生產工藝流程、設備性能參數及各項洗選工藝設定參數不變的情況下，僅改變了重介質的細度(由原來的－200網目改為現在的－325網目，而其它性能指標基本不變)，產品質量和實際產率發(fā)生了大的改變。而且，由于不再“跑煤”，整個生產系統(tǒng)得到了衡定，提升了系統(tǒng)處理能力，由剛開始只能帶載300～350 t/h，提升到現在的500～550 t/h，最終達產甚至略超設計能力(600 t/h)。

以上這些變化和各項數據的對比說明：重介質的粒度在重介質分選中的影響巨大，特別是在末煤重介旋流器生產工藝中的作用非常重要。同時，這一生產實踐也為今后的末煤重介分選領域中，提供了值得借鑒的案例和進一步探究的課題。