大型旋流器在選煤廠中的實(shí)際應(yīng)用

摘 要：本文介紹了3GDMC1400/1000A型無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器的結(jié)構(gòu)組成、分選原理和特點(diǎn)，并闡述了在賀西礦選煤廠工藝流程中具體應(yīng)用，體現(xiàn)了大型旋流器在生產(chǎn)實(shí)踐中的工藝特點(diǎn)和效率。

關(guān)鍵詞：3GDMC1400/1000A大型旋流器；分選原理；實(shí)際應(yīng)用；分選效果

汾西礦業(yè)集團(tuán)公司賀西煤礦選煤廠隸屬于汾西礦業(yè)集團(tuán)公司賀西煤礦，于2005年10月建成試生產(chǎn)，設(shè)計(jì)處理能力為200萬(wàn)噸/年，采用重介-浮選聯(lián)合生產(chǎn)工藝，經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，2009年入洗原煤量達(dá)到220萬(wàn)噸，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，賀西礦選煤廠經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)運(yùn)行以其先進(jìn)的設(shè)計(jì)、高效的分選，簡(jiǎn)化的操作獲得了良好的生產(chǎn)效果，給企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，賀西礦選煤廠由此在2008年被中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)為全國(guó)“優(yōu)質(zhì)高效選煤廠”，選煤廠使用的為建廠時(shí)世界最大的旋流器3GDMC1400/1000A無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器，該設(shè)備是大型、高效、簡(jiǎn)化全重介質(zhì)選煤工藝與設(shè)備項(xiàng)目的核心分選設(shè)備，由于該設(shè)備的洗選流程簡(jiǎn)單，處理量大，分選精度高，操作方便、投資少、加工費(fèi)用低等特點(diǎn)，十分適于大型選煤廠的使用。

1 無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器的結(jié)構(gòu)及分選原理

1.1 組成結(jié)構(gòu)

3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器由兩個(gè)產(chǎn)品旋流器組合而成。一段旋流器為圓筒型，二段旋流器為圓筒錐型，一段由分選室、給煤管、給介管、溢流管、底流管等組成，二段由分選室、入料管、溢流管、底流口、在線密度調(diào)節(jié)器組成，無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器可分選不脫泥的從易選煤到難選和極難選煤的所有煤種，大大地簡(jiǎn)化了重介質(zhì)旋流器選煤工藝，獲得了較好的技術(shù)指標(biāo)。

1.2 結(jié)構(gòu)示意圖：

圖1 3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)圖

1.3 技術(shù)參數(shù)

3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主要技術(shù)參數(shù)如表1。

1.4 旋流器的分選原理

合格介質(zhì)經(jīng)筒體外壁沿切線方向以一定的工作壓力給入旋流器內(nèi)，當(dāng)入選原煤被小部分懸浮液帶著由上端中央入料管給入后，在介質(zhì)旋轉(zhuǎn)流的強(qiáng)大離心力作用下，由中央向四壁按密度分層，密度高的重物料迅速到達(dá)器壁，在外層介質(zhì)流的推動(dòng)下，從給料端近處向底流口排出，由中間密度物組成的產(chǎn)物，在離底流口不遠(yuǎn)處形成一個(gè)不斷置換的平衡阻擋層，使低于和接近分選密度的物料無(wú)力穿透阻擋層而導(dǎo)入內(nèi)螺旋流，并經(jīng)溢流管排出。從底流口排除的中煤及矸石混合物在一段旋流器的余壓下進(jìn)入二段旋流器內(nèi)，由于加重質(zhì)顆粒在離心力及外旋流的推擠作用下，沿圓筒壁的給煤方向移動(dòng)，產(chǎn)生濃縮作用，同時(shí)也有分選作用，使進(jìn)入二段旋流器的懸浮液密度升高，自然提高二段分選密度，從而有效對(duì)重產(chǎn)物進(jìn)行再分選。

2 選煤廠的全重介工藝流程及特點(diǎn)

賀西礦選煤廠采用全重介加浮選的工藝，破碎后的原煤由原煤入廠皮帶運(yùn)至302刮板機(jī)潤(rùn)濕，原煤潤(rùn)濕好后給入303重介質(zhì)旋流器，我廠采用3GDMC1400/1000A級(jí)重介質(zhì)旋流器，根據(jù)采用的選煤設(shè)備允許的入料粒度≤80mm，在無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器內(nèi)一次性分選出精煤、中煤、矸石三種產(chǎn)品，精煤由精煤分配箱收集后，運(yùn)輸?shù)骄好摻榛⌒魏Y進(jìn)行一次脫介，精煤脫介弧形篩篩上物進(jìn)入精煤脫介篩進(jìn)行二次脫介并脫水、脫泥和分級(jí)，精煤脫介篩下末精煤進(jìn)入末精煤離心機(jī)進(jìn)行二次脫水，經(jīng)二次脫水后的末精煤和精煤脫介篩上的塊精煤一起進(jìn)入精煤產(chǎn)品皮帶；中煤由中煤集料箱收集后，運(yùn)輸?shù)街忻好摻榛⌒魏Y進(jìn)行一次脫介，中煤脫介弧形篩篩上物進(jìn)入中煤脫介篩進(jìn)行二次脫介并脫水、脫泥和分級(jí)，采用3LG3648型脫介篩，中煤脫介篩下末中煤進(jìn)入末中煤離心機(jī)進(jìn)行二次脫水，經(jīng)二次脫水后的末中煤和中煤脫介篩上的塊中煤一起進(jìn)入中煤產(chǎn)品皮帶；矸石由矸石集料箱收集后，運(yùn)輸?shù)巾肥摻榛⌒魏Y進(jìn)行一次脫介，矸石脫介弧形篩篩上物進(jìn)入矸石脫介篩上進(jìn)行第二次脫介、脫水和脫泥，其產(chǎn)品進(jìn)入矸石產(chǎn)品皮帶。

3 3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的實(shí)際應(yīng)用

3.1 旋流器在生產(chǎn)中的效果

賀西礦選煤廠的3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器目前使用效果良好，在日常生產(chǎn)中一段分選密度為1530g/l，合格介質(zhì)入料壓力為0.25mpa，煤泥含量45%-55%，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)得出以下結(jié)果，如表2：

3.2 大型旋流器在生產(chǎn)運(yùn)行中的實(shí)際應(yīng)用

在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，賀西礦選煤廠3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選出的產(chǎn)品出現(xiàn)了精煤產(chǎn)品質(zhì)量合格，中煤精損也合格但矸石帶煤有所超標(biāo)，當(dāng)時(shí)的分選密度為1500g/l，煤泥含量為45%-55%之間，磁性物含量在500g/l左右，分選壓力0.23-0.26MPa在生產(chǎn)過(guò)程中矸石帶煤（-1.80）一直徘徊在1.5%-3.0%之間，但上級(jí)考核中要求矸石帶煤1.0%以下，針對(duì)以上實(shí)際問(wèn)題根據(jù)旋流器的結(jié)構(gòu)和分選特點(diǎn)對(duì)3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行了一些參數(shù)及結(jié)構(gòu)調(diào)整，具體如下：

3.2.1 利用二段在線調(diào)節(jié)器，將二段的伸縮內(nèi)筒全部插入，調(diào)節(jié)二段的分選參數(shù)，矸石帶煤減少。

表3

3.2.2 將3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的二段底流口由原來(lái)的300mm換成280mm。

表4

3.2.3 將介質(zhì)的循環(huán)量（調(diào)節(jié)刮板潤(rùn)濕閥門）適當(dāng)降低，介質(zhì)入料壓力有0.23Mpa增加到0.25Mpa，降低合格介質(zhì)懸浮液中的煤泥量，由原來(lái)的45.0%-50.0%降低到40.0%以下，經(jīng)過(guò)最終調(diào)節(jié)，得到了以下結(jié)果，如表5：

表5

由上表可以看出在對(duì)旋流器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后矸石帶煤得到了理想的結(jié)果，由以上問(wèn)題可以說(shuō)明3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在實(shí)際操作中靈活、簡(jiǎn)單，可以達(dá)到良好的效果。

根據(jù)大型旋流器在賀西礦選煤廠生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用總結(jié)出以下影響旋流器工作的幾個(gè)因素：

（1）重介質(zhì)懸浮液的性質(zhì)

重介質(zhì)懸浮液對(duì)旋流器的分選至關(guān)重要，在賀西礦選煤廠調(diào)整矸石帶煤的過(guò)程中將重介質(zhì)懸浮液中的煤泥含量降低到40.0%以下，對(duì)達(dá)到指標(biāo)起到了重要的作用，在實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)為了提高矸石灰分降低矸石帶煤量有專門使用較粗的磁鐵粉，加大懸浮液的濃縮度，提高溢流口和底流口的密度差，但粒度過(guò)粗會(huì)影響到懸浮液的的穩(wěn)定性導(dǎo)致旋流器的分選精度降低，所在生產(chǎn)中要是懸浮液中添加一定量的煤泥或粘土增加懸浮液的穩(wěn)定性，提高分選精度，在實(shí)際生產(chǎn)中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定重介質(zhì)懸浮液的性質(zhì)，達(dá)到生產(chǎn)中的目的。

（2）旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)

旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分選效果有很主要的作用，底流口直徑與入料中重產(chǎn)物（矸石或中煤）的比例有關(guān)。增大底流口，在相同條件下會(huì)降低實(shí)際分選密度，精煤產(chǎn)率相應(yīng)降低。底流口減小則會(huì)相應(yīng)提高實(shí)際分選密度。所以底流口的直徑大小將直接改變旋流器的分選效果。

溢流口直徑通常與底流口直徑保持一定比例關(guān)系。在其他條件不變的情況下，溢流口直徑縮小會(huì)降低實(shí)際分選密度，使部分原本應(yīng)進(jìn)入溢流的輕顆粒從底流口排出。在實(shí)際生產(chǎn)中選擇旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)要根據(jù)實(shí)際需要確定。

（3）重介質(zhì)入料口的壓力

重介口的入料壓力能使旋流器內(nèi)產(chǎn)生足夠的離心力，使密度高于分選密度的重顆粒能進(jìn)入底流。增加入料口壓力將增大旋流器內(nèi)旋流器內(nèi)產(chǎn)生的離心力，提高細(xì)粒重產(chǎn)物在底流中的回收率，但是也增強(qiáng)了懸浮液在旋流器中的濃縮。同時(shí)，由于入口壓力增加，旋流器的礦漿通過(guò)量隨之加大，從而減少了礦漿在旋流器內(nèi)的停留時(shí)間，增大了溢流排出量，導(dǎo)致實(shí)際分選密度略有提高。

（4）原煤性質(zhì)對(duì)旋流器的影響

重介質(zhì)旋流器是一個(gè)封閉的相對(duì)容積很小的分選容器，底流口和溢流口排量的分配，在一定條件下是基本固定的，但當(dāng)入選原煤的密度組成發(fā)生變化時(shí)，例如高密度物含量增加，那么要求底流固體排量增加，溢流固體排出量相對(duì)減少，但底流口的排放能力有限，因而會(huì)將一部分中間密度的煤顆粒和重介質(zhì)擠向溢流口排出，使實(shí)際分選密度提高。因此入選原煤密度組成的變化會(huì)引起旋流器分選密度的波動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由賀西礦選煤廠在3GDMC1400/1000A無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的實(shí)際應(yīng)用中可以得出，大型旋流器的成功研制和在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，可以簡(jiǎn)化工藝流程、操作簡(jiǎn)單、分選效率高，占地面積小，節(jié)約投資，是未來(lái)選煤的首選方法，將為我國(guó)的全重介選煤工藝做出貢獻(xiàn)。