淺析無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器選型策略

云南省恩洪煤礦計(jì)量檢測(cè)站 云南省曲靖市 655005

摘要：我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó)，而煤炭在一次能源消費(fèi)中一直占到60%-70%，是我國(guó)使用最多的資源，清潔能源消費(fèi)是國(guó)策之一。因此，適用于分選難選煤的高效無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在我國(guó)獲得了空前、廣泛的應(yīng)用。本文論述了無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的工作原理，對(duì)其工藝特性進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，探討了煤廠進(jìn)行無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選型的依據(jù)和步驟。

關(guān)鍵詞：三產(chǎn)品重介旋流器；無壓入料；設(shè)備選型

引言

由于國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，煤炭是我國(guó)使用最多的能源，在能源消費(fèi)中一直占到60%-70%，在亞洲金融危機(jī)期間仍高達(dá)近63%，在煤炭產(chǎn)業(yè)極不景氣的今天仍達(dá)62.50%。以1998年國(guó)家潔凈煤科技示范項(xiàng)目-三產(chǎn)品重介旋流器選煤在盤江煤電公司老屋基選煤廠的應(yīng)用成功為契機(jī)，重介選煤在中國(guó)如同雨后春筍，得到了迅猛的發(fā)展，各種經(jīng)濟(jì)成分實(shí)體、各行業(yè)，紛紛進(jìn)入選煤行業(yè)，推動(dòng)中國(guó)潔凈煤事業(yè)的空前發(fā)展，為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型、升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著重介旋流器不斷向大型化發(fā)展，無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的選煤技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單、處理能力大、分選效率高的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得到了迅速發(fā)展，分選粒度下限不斷上升，對(duì)于難選煤或極難選煤的分選效果越來越好，很好的切合了中國(guó)煤炭可選性偏難的的客觀實(shí)際，使得無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器被選煤行業(yè)普遍使用，成為首選、主流、新興的選煤工藝。

1 無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器選煤技術(shù)的特點(diǎn)

無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器串聯(lián)組裝形成的機(jī)械。新中國(guó)經(jīng)歷了近60年的以跳汰選煤為主要工藝的工業(yè)生產(chǎn)歷程，跳汰選煤工藝已根深蒂固扎根于選煤人的頭腦中，與傳統(tǒng)的跳汰機(jī)選煤工藝明顯不同，工藝與跳汰比是明顯的倒置的、逆向的。無壓三產(chǎn)品重介選煤工藝是：第一段是主要的分選（分離）階段，利用低密度懸浮液實(shí)現(xiàn)分選，選出精煤和再選入料，由于懸浮液濃縮的結(jié)果為第二段再選準(zhǔn)備了高密度懸浮液，分選初中煤和矸石兩種產(chǎn)品。

1.1 工作原理

無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本身無運(yùn)動(dòng)部件，是目前重力選煤方法中處理能力最大、最為有效的處理極難選煤、分選效率最高的一種選煤設(shè)備。它是利用自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)與外部操作參數(shù)的靈活配合來實(shí)現(xiàn)最佳分選精度。

在無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選過程中，先將煤泥、水和磁鐵礦加重質(zhì)合成為重懸浮液，重懸浮液通過中心給料方式經(jīng)入料管給入一段旋流器中內(nèi)旋流，在強(qiáng)大的離心力及外旋流的作用之下，物料和懸浮液在入口形成強(qiáng)有力的旋渦流。此時(shí)，在離心力的作用下，把密度大于介質(zhì)的顆粒和密度小于介質(zhì)的顆粒分開，小于分選密度的物料會(huì)向中心聚集，而小于分選密度的物料就會(huì)留在中心漩渦流之后，跟隨外旋流經(jīng)果一段底流口到達(dá)至二段旋流器。故此，三產(chǎn)品重介旋流器能夠做到在單一的低密度重懸浮液條件之下實(shí)現(xiàn)在線調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確分選出精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品。無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖1 無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)示意圖

1.2無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器所具有的特性

無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的分選原理為：在密度場(chǎng)內(nèi)通過大于自身重力幾十倍甚至高達(dá)幾百倍離心力場(chǎng)實(shí)現(xiàn)選煤（煤矸分離）的分選機(jī)，為了達(dá)到底流及溢流懸浮液具有更大的密度差值，進(jìn)而達(dá)到更高的分選密度要求，旋流器Ⅰ段設(shè)計(jì)成圓筒型、Ⅱ段設(shè)計(jì)成圓錐型。其工藝具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一為分選的效率相對(duì)高，在各種各樣的重力選煤方法之中重介質(zhì)旋流器的分選的效果是最為理想的。其次是入料的最值較高，因?yàn)槲锪鲜峭ㄟ^無壓方式給入至旋流器之中的，入選物料的最值同有壓入料旋流器相比，不受介質(zhì)泵流口徑限制，能增加物料人選上限。再次，無壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選粒度范圍寬，適應(yīng)范圍廣，且易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，極大的降低了選煤司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度、弱化了選煤司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)積累要素，擺脫了選煤廠效益掌握在有經(jīng)驗(yàn)的選煤司機(jī)手中的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)歷史局面，便于管理。

2無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器選型

事物的特殊性決定不同的煤礦礦區(qū)的原煤特性是不同的。具體問題具體分析，不同的煤礦礦區(qū)的原煤所選用的選煤工藝、工藝系統(tǒng)也是不同的，因此產(chǎn)生了無壓人料三產(chǎn)品重介旋流器選型的問題。

對(duì)于重介旋流器選煤工藝，旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，尤其是旋流器的直徑對(duì)分選效果的影響很大，是首要參數(shù)。換言之，旋流器的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)由旋流器的直徑所決定，以及入料上限、分選下限、分選精度等最終決定其處理能力的其他性能參數(shù)。對(duì)應(yīng)于某一個(gè)最低的礦漿體積通過量，在滿足分選離心力的要求下，使要分離的重產(chǎn)物從底流口排出。需要注意的是，選擇直徑較大的旋流器雖然可以改善分選效率，但卻可能造成浪費(fèi)，致使輔助設(shè)備能力閑置、電耗增高。

其次，對(duì)于無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器而言，旋流器入口壓力是影響分選效果的主要因素之一。一般情況下來說，重介質(zhì)的入口壓力其一定要能夠保證旋流器內(nèi)最后出現(xiàn)的離心力情況，只有當(dāng)密度高于分選密度的重顆粒時(shí)，才能保證其可以順利的達(dá)到底流。以為內(nèi)一旦其入口的壓力沒有達(dá)到預(yù)期的要求，那就會(huì)導(dǎo)致液流的不穩(wěn)定問題，同時(shí)還出現(xiàn)惡意分流的情況，最終出現(xiàn)了精煤錯(cuò)置（配）入矸石的問題，造成精煤損失。

再次，對(duì)選型要格外加以考慮。選型的考慮內(nèi)容主要針對(duì)的就是泵的流量、壓力這兩個(gè)方面。我們來對(duì)無壓給料進(jìn)行分析，其主要的特點(diǎn)就是能夠?qū)γ旱慕o入進(jìn)行處理，一般情況下都是由旋流器一端給入，在此基礎(chǔ)上重懸浮液沿切線方向高速給入（方法是選擇旋流器的另一端位置）。

所以，旋流器給料泵的合理選擇顯得尤為重要，其必須是合理且科學(xué)的。具體選型步驟如下：

2.1進(jìn)行入選原煤性質(zhì)分析

無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器是一個(gè)封閉的、相對(duì)容積較小的分選容器。與兩產(chǎn)品旋流器相比，在高密度物的含量上升情況之下，底流固體的排出量也隨之而上升，溢流固體的排出量則成反比，排出量下降，提升了實(shí)際分選的密度。故此，投入的原煤密度構(gòu)成發(fā)生變化就會(huì)使旋流器分選密度出現(xiàn)波動(dòng)，最終導(dǎo)致了綜合分選效率下降。對(duì)此，在進(jìn)行三產(chǎn)品重介旋流器選型之前，先要選取有代表性的入選原煤進(jìn)行篩分浮沉試驗(yàn)，并在試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上繪制入選原煤可選性的曲線（H-R曲線或M曲線），并據(jù)資料預(yù)測(cè)各項(xiàng)產(chǎn)率、質(zhì)量指標(biāo)，務(wù)必使得到的精煤灰分的精煤理論產(chǎn)率同理論分選密度盡可能準(zhǔn)確。

2.2進(jìn)行必要的分選效果試驗(yàn)

根據(jù)入選原煤性質(zhì)分析結(jié)果，借鑒前人經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的試驗(yàn)無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器，然后進(jìn)行分選效果試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來評(píng)定所選重介旋流器的工藝效果和驗(yàn)證選型。

2.3最后，評(píng)定工藝效果指標(biāo)并進(jìn)行調(diào)試

根據(jù)旋流器人料各密度級(jí)試驗(yàn)資料和三產(chǎn)品密度組成，可計(jì)算得到第一段和第二段產(chǎn)品分配率和并繪制分配曲線，分析分配曲線的相關(guān)參數(shù)，可計(jì)算得到旋流器的性能指標(biāo)Ep，根據(jù)Ep值來對(duì)三產(chǎn)品重介旋流器的分選效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且還能夠從分配曲線的現(xiàn)象圖的陡緩程度來推斷分選效果的好壞，找出偏離的原因，對(duì)癥下藥，消除變異因素。例如曲線形狀偏離實(shí)際分選密度的程度相對(duì)較小，則證明分選的效果比較理想。

評(píng)定工藝效果后需要根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)試，需要注意的是，