淺談煤礦浮選機(jī)構(gòu)造原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)

戚廣連

（開灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業(yè)分公司，河北 唐山 063107）

當(dāng)前科技的日益快速發(fā)展和礦山業(yè)中采煤機(jī)械化程度的提高，諸多采煤或選煤廠的原煤煤泥含量也越來越高，這就直接降低了礦石資源的回收利用率，同時(shí)也大大降低了選煤企業(yè)或選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。而煤礦浮選機(jī)作為煤泥分選的主要選礦設(shè)備工藝之一，在提高煤泥分選率占據(jù)著關(guān)鍵性的作用?；诖?，本文結(jié)合筆者實(shí)際工作，對(duì)我國(guó)煤礦浮選機(jī)的維護(hù)及應(yīng)用做一闡述，目的是為提高我國(guó)煤礦行業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)和選煤企業(yè)等的經(jīng)濟(jì)效益。

1 煤礦浮選機(jī)的作用及構(gòu)造

目前，我國(guó)的煤礦浮選機(jī)一般適用于煤炭、礦石加工，金屬制造等相關(guān)行業(yè)。比如說銅、金、鉛、鎳，除此之外還可用于非金屬方面的選別上；也用于對(duì)一些不同礦石的分離選別，比如對(duì)煤瑩石和滑石的分離選別。

一般地浮選機(jī)的工作是由電動(dòng)機(jī)三角代傳動(dòng)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心作用形成負(fù)壓，另一方面吸入充足的空氣與礦漿混合，一方面攪拌礦漿與藥物混合，同時(shí)細(xì)化泡沫，使礦物粘合泡沫之上，浮到礦漿面再形成礦化泡沫。

提及煤礦浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)裝置，從左圖中我們可以清楚地看到：它是由承漿槽、充氣裝置、攪拌裝置、電動(dòng)機(jī)、排出礦化泡裝置等幾部分組成。下面我們分別對(duì)其構(gòu)造做進(jìn)一步的解釋說明。第一部分，承漿槽。從圖中我們看到它有進(jìn)漿口，以及調(diào)節(jié)礦漿面的閘門裝置，它主要由用鋼板焊成的槽體和鋼板與圓鋼焊成的閘門組成。第二部分，充氣裝置。一般地它是由導(dǎo)管進(jìn)氣管組成，當(dāng)工作中的葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪腔中產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣通過中空的泵管吸入，并彌散在礦漿中形成氣泡群，這種帶有大量氣泡的礦漿由葉輪的旋轉(zhuǎn)力而被很快的拋向定子，進(jìn)一步使礦漿中的氣泡細(xì)化，及消除浮選槽中礦漿流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，造成大量垂直上升的微泡，為浮選過程提供必要的條件。第三部分，攪拌裝置。它的作用主要是防止礦砂在槽體沉淀，它主要由皮帶輪、葉輪、垂直軸等組成，葉輪是由耐磨橡膠制成的。

圖1

圖2

2 使用煤礦浮選機(jī)的注意事項(xiàng)

煤礦浮選機(jī)在我國(guó)的選煤作業(yè)中有著很重要的地位，所以它在選礦中不容忽視。筆者結(jié)合實(shí)際對(duì)使用煤礦浮選機(jī)的注意事項(xiàng)做一簡(jiǎn)單概述，僅供參考。一般來說，當(dāng)浮選機(jī)啟動(dòng)工作后我們的工作人員就不要用手等觸摸旋轉(zhuǎn)部分；在平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)中要做到對(duì)浮選機(jī)定期進(jìn)行一次仔細(xì)的檢查；另外要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)那些易損件的使用日期和儲(chǔ)備量，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)經(jīng)常儲(chǔ)備全套易損件，以便及時(shí)更換易損零件，以縮短停機(jī)時(shí)間。

同時(shí)，在浮洗機(jī)使用之前，要做好充分準(zhǔn)備，要把準(zhǔn)備浮洗的礦石和金屬進(jìn)過多級(jí)粉磨，達(dá)到浮洗要求的濃度和細(xì)度才行。我們的工作人員還要有技術(shù)指導(dǎo)或培訓(xùn)方面的內(nèi)容加以鞏固，目的是為了熟練操作。

3 煤礦浮選機(jī)的工作原理

圖2是煤礦浮選機(jī)簡(jiǎn)單地工作原理示意圖。從圖中我們可以看出，當(dāng)煤礦浮選機(jī)工作時(shí)，在藥劑和礦粉充分的混合后，才能送入浮選機(jī)第一室的槽底，這個(gè)時(shí)候煤礦浮選機(jī)的電動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)，帶動(dòng)三角帶運(yùn)動(dòng)，然后使葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生負(fù)壓，使進(jìn)氣管吸收足夠的空氣和礦漿、藥物均勻的混合。這個(gè)時(shí)候，在葉輪產(chǎn)生離心力作用下，礦漿被充分混合后進(jìn)入礦化區(qū)，在此出現(xiàn)了大量可利用泡沫，把礦粉進(jìn)一步細(xì)化，讓礦粉附著在泡沫上，最后在礦漿面形成礦化泡沫，經(jīng)過紊流板的作用，使礦化氣泡出現(xiàn)在槽體截面，并不斷向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)分離區(qū)，然后形成泡沫層，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)液面高度，使刮板把有用泡沫刮出。出現(xiàn)在槽底還沒有被礦化的礦粉，就會(huì)經(jīng)過循環(huán)孔和上吸口進(jìn)一步混合，礦化并分離。另外需要注意的是出現(xiàn)在槽底還沒有被吸收的礦漿，會(huì)被送入第二室的槽底，重復(fù)進(jìn)行第一室的流程之后，進(jìn)入到第三室，如此進(jìn)行周期性的浮選過程，礦漿最終經(jīng)過最后一室浮選之后，從尾礦箱排除。

4 煤礦浮選機(jī)的設(shè)計(jì)原則

筆者認(rèn)為，一般地在實(shí)際選礦中浮選機(jī)要實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的效果，就必須符合浮選機(jī)的設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)在筆者在實(shí)際操作中總結(jié)了幾方面的原則，供參考：第一方面浮選機(jī)的葉輪要能在較低壓頭的條件下產(chǎn)生大的礦漿流量，保證礦漿循環(huán)暢通，礦粒能充分懸浮促使槽底無沉砂。第二方面浮選機(jī)的定子應(yīng)有利于葉輪產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)礦流變成徑向礦流，形成細(xì)微的空氣泡，穩(wěn)定液面，這樣會(huì)防止翻花現(xiàn)象的發(fā)生降低耗能。

第三方面要保證浮選機(jī)浮選槽內(nèi)能沖入足量的空氣，保證槽內(nèi)有足夠的氣-液分選界面，增加礦粒與氣泡碰撞，接觸和粘附的機(jī)會(huì)。

筆者建議，還要注意運(yùn)輸區(qū)的高度，在把礦粒帶到槽內(nèi)更高區(qū)域的同時(shí)，提供礦粒和氣泡的上升高度，以增加浮選精度。

5 浮選機(jī)自動(dòng)化控制裝置設(shè)計(jì)

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)選煤行業(yè)中所用的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)工藝已經(jīng)成為一個(gè)時(shí)代的過去，但是隨著工礦業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)煤炭分選系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備、工藝技術(shù)等的提高已不能滿足日益發(fā)展的需要，這就促使著開發(fā)新的浮選工藝。在這方面筆者也嘗試性地開發(fā)了浮選機(jī)自動(dòng)化控制裝置方面的設(shè)計(jì)，具體如下。

在浮選過程自動(dòng)化中，首先要把握好藥用含量。筆者認(rèn)為，浮選中加藥量作為一個(gè)重要指標(biāo)，必須有一個(gè)明確的比例和數(shù)值范圍加多了既浪費(fèi)浮選藥劑又降低精煤質(zhì)量，相反會(huì)降低精煤產(chǎn)率。其次，要控制好浮選機(jī)液高度。浮選機(jī)可以裝置液位測(cè)量?jī)x表，它可以準(zhǔn)確地測(cè)出液位高度的微小變化量，另外，筆者認(rèn)為自動(dòng)控制浮選機(jī)的放料裝置，能始終保持液位的最高位置，保證液位停留在安全范圍內(nèi)。第三，自動(dòng)加藥裝置。這個(gè)裝置是浮選自動(dòng)化中的主要應(yīng)用方向。它的工作原理是浮選設(shè)備上的計(jì)算機(jī)智能裝備根據(jù)數(shù)字測(cè)量模型進(jìn)行計(jì)算得出的藥劑添加數(shù)量；這個(gè)時(shí)候再利用藥劑流量測(cè)量表測(cè)出實(shí)際加藥量，計(jì)算機(jī)智能自動(dòng)控制加藥裝置再根據(jù)測(cè)出的實(shí)際加藥量進(jìn)行加藥。

筆者認(rèn)為，現(xiàn)在浮選機(jī)的自動(dòng)化裝置主要用于對(duì)浮選槽液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)、充氣量的自動(dòng)控制和甘油的自動(dòng)添加等方面上，大型浮選機(jī)的控制系統(tǒng)使用高可靠性、高性價(jià)比的小型PLC控制系統(tǒng)，同時(shí)控制柜上設(shè)計(jì)有緊急啟動(dòng)、停止按鈕，這個(gè)主要是在自動(dòng)運(yùn)行發(fā)生故障的情況下使用?，F(xiàn)場(chǎng)控制器可以與控制室PLC通訊，以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的目的。不管怎么說浮選機(jī)自動(dòng)化主要是通過對(duì)浮選參數(shù)的自動(dòng)控制，達(dá)到提高浮選效果，節(jié)省浮選藥劑，提高浮選精煤產(chǎn)率，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

結(jié)語

煤礦浮選機(jī)的未來發(fā)展前景廣闊，無論是生產(chǎn)水泥的企業(yè)、生產(chǎn)煤礦的企業(yè)，還是石英砂等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，國(guó)外礦山和煤礦浮選機(jī)水平高的國(guó)家主要有美國(guó)、德國(guó)等。而德國(guó)的煤礦浮選機(jī)在設(shè)計(jì)、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位。相信在不久的將來我國(guó)的浮選機(jī)也會(huì)出現(xiàn)生機(jī)勃勃的局面。

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