精煤水力旋流器分級效果研究

石瑩麗，張智應(yīng)，李海燕，武士通

（山西中陽鋼鐵有限公司技術(shù)中心，山西 呂梁 033400）

1 精煤水力旋流器工作原理介紹

洗煤廠中精煤水力旋流器組的底流和溢流分別為粗煤泥分選系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)入料，其分級效果對于精煤產(chǎn)率有很大影響。為了研究精煤水力旋流器分級處理能力，為洗煤工藝設(shè)備的改進提供理論數(shù)據(jù)，利用實驗手段對洗煤廠一工段的精煤水力旋流器組的入料和產(chǎn)物（底流和溢流）物料粒度特性進行了實驗研究。

原煤破碎到-50 mm后經(jīng)三產(chǎn)品重介旋流器分選，一段溢流部分經(jīng)精煤脫介篩處理，脫介篩一段和二段篩下物分別經(jīng)磁選機、離心機處理，尾礦和離心液進入精煤磁尾桶，再由精煤磁尾泵打入精煤水力旋流器組進行處理。精煤水力旋流器組的溢流去浮選，底流經(jīng)精煤高頻篩加水處理，篩上物成為精煤產(chǎn)品。水力旋流器分級處理能力對精煤的產(chǎn)率有較大的影響。若水力旋流器的分級處理能力較差，大部分高灰細泥物料會進入底流，造成底流灰分偏高，這部分高灰細泥物料在后續(xù)的精煤高頻篩上無法得到分選，就會導(dǎo)致精煤高頻篩上最終產(chǎn)品灰分偏高，降低了精煤產(chǎn)率。

水力旋流器的工作原理是不同粒級的顆粒受離心沉降的作用，大顆粒較重，被拋向器壁并旋轉(zhuǎn)向下，從旋流器底部排除，而小顆粒較輕，旋轉(zhuǎn)到一定程度后隨二次上旋渦流，從旋流器的溢流管排出，這樣就實現(xiàn)了混合液的分級。我廠洗煤使用NTX×350×8精煤水力旋流器組，入料粒度為0～3 mm，分級粒度要求為0.25 mm，即-0.25 mm的物料溢流去浮選，+0.25 mm的物料底流進入高頻篩。為了研究洗煤廠水力旋流器組的分級處理能力，利用振篩機和標準篩進行旋流器組入料、底流、溢流的粒度分布測定，利用TGA701熱重分析儀進行旋流器組入料、底流、物料的各粒級灰分測定。

2 實驗方法

2月12日洗煤一工段混洗沈家峁煤與暖泉煤（1∶1）。同一時間段，從精煤水力旋流器組的入料、底流、溢流處分別取煤試樣，充分烘干備用。

根據(jù)《MT 58—1993煤粉篩分試驗方法》，入料、底流、溢流的篩分實驗采用干法篩分，扣除+3 mm的物料，篩分物料取200 g，篩分粒級包括0.500 mm、0.250 mm、0.125 mm、0.075 mm以及0.045 mm，記錄篩分后各粒級質(zhì)量。

經(jīng)研磨制成分析試樣，利用TGA701熱重分析儀進行煤試樣灰分的測定。每種分析試樣平行測定3次，取平均值。

根據(jù)《MT/T 738—1997選煤廠水力分級設(shè)備工藝效果評定方法》計算底流、溢流產(chǎn)率以及底流各粒級分配率。

3 實驗結(jié)果

1）利用TGA701熱重分析儀測定入料、底流、溢流的灰分數(shù)據(jù)，結(jié)果見下頁表1。

表1 入料、底流、溢流的灰分數(shù)據(jù)%

2）入料、底流、溢流篩分實驗結(jié)果分別見下頁表2、表3、表4。

表2 入料篩分實驗結(jié)果

表3 底流篩分實驗結(jié)果

表4 溢流篩分實驗結(jié)果

3）根據(jù)入料、底流、溢流各粒級產(chǎn)率，按格氏公式法計算，得到入料一定量的情況下，底流產(chǎn)率和溢流產(chǎn)率數(shù)據(jù)，見表5。底流產(chǎn)率計算如下：

表5 產(chǎn)率計算表

溢流產(chǎn)率計算如下：

4）根據(jù)底流、溢流各粒級產(chǎn)率和底流、溢流產(chǎn)率，得到計算入料產(chǎn)率，進而得出底流各粒級分配率，見表6。

表6 計算入料粒度組成和分配率計算

4 結(jié)果討論

1）由表1可知，精煤水力旋流器組的入料灰分為12.53%，經(jīng)水力旋流器組處理后，底流灰分偏高（高達19.50%），進而造成精煤高頻篩上產(chǎn)品灰分偏高；溢流灰分（13.60%）比入料略高。

2）由表2、表3、表4可知，精煤水力旋流器組的入料、底流、溢流粒度組成基本一致，其中主導(dǎo)粒度級為+0.250 mm，含量（質(zhì)量分數(shù)）分別為67.47%、73.40%、74.12%，灰分分別為7.41%、8.31%、7.64%，粗粒級含量大且灰分較小。入料、底流、溢流中-0.250 mm粒度級灰分分別為29.88%、44.58%、33.80%，可見底流中-0.025 mm粒度級的灰分較高，這就是造成底流灰分偏高的主要原因。這部分物料經(jīng)后續(xù)的精煤高頻篩處理只能降低2%～3%的灰分，仍然無法達到精煤灰分的合格值（9.3%～10.3%）。由《MT/T 738—1997選煤廠水力分級設(shè)備工藝效果評定方法》可知，通過粒度S95（以溢流物中95%的量通過標準篩孔的大?。﹣肀硎?，精煤水力旋流器組的規(guī)定通過粒度為0.250 mm，即溢流產(chǎn)物中-0.250 mm的產(chǎn)率應(yīng)≥95%，而實驗所得水力旋流器溢流產(chǎn)物中-0.250 mm的產(chǎn)率僅為25.88%，與理論相差較大，可見水力旋流器的分級效果較差。

3）由表5、表6可知，在入料量一定的情況下，水力旋流器組底流和溢流的產(chǎn)率分別為61.30%、38.70%，且底流各粒級的分配率都達60%以上，其中-0.250 mm的各粒級分配率更高（高達63%），說明入料中63%的細粒級物料進入底流，造成底流物料灰分較高。

5 結(jié)論

1）通過對精煤水力旋流器組入料、底流、溢流物料粒度特性研究，得出入料、底流、溢流粒度組成基本一致，主導(dǎo)粒度都為+0.250 mm，含量（質(zhì)量分數(shù)）分別為67.47%、73.40%、74.12%，灰分分別為7.41%、8.31%、7.64%，粗粒級含量大且灰分較小。底流中-0.025 mm粒度級的灰分較高（高達44.58%），這是造成底流灰分較高（高達19.50%）的主要原因。

2）入料一定量的情況下，底流和溢流的產(chǎn)率分別為61.30%、38.70%，底流中-0.250 mm的各粒級分配率都高達63%以上，說明入料中63%以上的細粒級物料進入底流，造成底流物料灰分較高。實驗數(shù)據(jù)充分說明，此旋流器的分級效果較差。