淺談如何提高淺槽分選效率

周增宏

[摘 要]當(dāng)?shù)V粒群在分選過程中，所處介質(zhì)的密度大于水的密度時(shí)，這就是重介質(zhì)選礦。通常所選用的重介質(zhì)密度是介于被選物料中輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物兩者的密度之間。在重介質(zhì)中，選分過程是按阿基米德浮力原理進(jìn)行，完全屬于靜力作用的過程，此時(shí)，介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和顆粒在介質(zhì)中的沉降規(guī)律，已不是形成分層的主導(dǎo)因素，而重介質(zhì)本身的性質(zhì)（如密度、粘度）卻是對(duì)分選過程起決定性影響。重介質(zhì)有較好的分選效果。目前重介質(zhì)分選工藝在神東已得到了廣泛的推廣應(yīng)用。根據(jù)工作原理，重介質(zhì)分選設(shè)備可分為兩類：一類是在重力場(chǎng)中工作的重介質(zhì)分選機(jī)，通常用于分選塊煤，如刮板分選機(jī)（俗稱淺槽）、斜輪分選機(jī)、立輪分選機(jī)等，特別是刮板分選機(jī)，它的應(yīng)用范圍很廣，特別是對(duì)難選煤素。另一類是在離心力場(chǎng)中工作的重介質(zhì)旋流器，通常用于分選末煤或不分級(jí)煤。在本文里將會(huì)針對(duì)本廠淺槽的規(guī)格型號(hào)，簡單的闡述淺槽的工作原理 、特點(diǎn)以及影響其效率的部分因素。并根據(jù)本廠的淺槽發(fā)現(xiàn)的部分問題，提出改造方法。

[關(guān)鍵詞]淺槽，重介，效率

中圖分類號(hào)：TD454 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）07-0220-02

一、本廠淺槽分選機(jī)的種類、型號(hào)

1.1 本廠淺槽分選機(jī)的種類

重介質(zhì)有較好的分選效果。目前重介質(zhì)分選工藝在選煤界已得到了廣泛的推廣應(yīng)用。根據(jù)工作原理，重介質(zhì)分選設(shè)備可分為兩類：一類是在重力場(chǎng)中工作的重介質(zhì)分選機(jī)，通常用于分選塊煤，如刮板分選機(jī)（俗稱淺槽）、斜輪分選機(jī)、立輪分選機(jī)等；另一類是在離心力場(chǎng)中工作的重介質(zhì)旋流器，通常用于分選末煤或不分級(jí)煤。而重力場(chǎng)中工作的重介分選機(jī)又可細(xì)分，如表1：

重介質(zhì)分選設(shè)備在其發(fā)展過程中有過許多不同的設(shè)計(jì)形式，盡管有些未得到推廣，另一些則廣泛應(yīng)用至今，但各種分選機(jī)都應(yīng)該滿足以下基本技術(shù)要求：

（1）在較寬的密度范圍內(nèi)能精確地分選；

（2）分選區(qū)內(nèi)介質(zhì)的密度穩(wěn)定；

（3）處理能力大，占用廠房空間??；

（4）介質(zhì)循環(huán)量（介煤比）??；

（5）結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，耐磨，運(yùn)行可靠；

（6）分選粒度范圍寬，對(duì)密度組成的變化有良好的適應(yīng)性。

本廠用的是重介質(zhì)分選機(jī)當(dāng)中利用重力場(chǎng)分選的淺槽分選機(jī)，排矸形式為刮板排矸，經(jīng)過分選后能分選出兩種產(chǎn)品，懸浮液的流動(dòng)方向是復(fù)合液流分選機(jī)（水平-上升流）。

1.2 本廠淺槽分選機(jī)的型號(hào)及其部分參數(shù)

廠家：澳大利亞路德維奇LMPE

矸石排料段平段總長2500mm 型號(hào)：DMB6700X1370 介質(zhì)循環(huán)量：1540m3

設(shè)備工作寬度：6700mm 排矸刮板寬度：1200mm 槽體容積/m311.6

分選粒度/mm：13～80 水平流溢流堰高度1265mm 最大排矸量：600T/H

刮板鏈速度/m.s-1：0.4 排矸電動(dòng)機(jī)型號(hào)：AEHB-UCD12 功率/kw：18.5

轉(zhuǎn)速/r.min-1：975 排矸減速機(jī)型號(hào)：MC3RLSF06 速比：87.5947

二、淺槽的工作原理及其特點(diǎn)

2.1 淺槽的工作原理

重介質(zhì)分選機(jī)是根據(jù)阿基米得原理，將被分選原煤在一定密度的懸浮液中按密度差異進(jìn)行分層和分離的設(shè)備。其工藝過程是：經(jīng)預(yù)先篩分后的原煤（一般大于13mm或6mm而小于這個(gè)個(gè)下限時(shí)應(yīng)采用重介旋流器）進(jìn)入充滿重介質(zhì)懸浮液的槽體中進(jìn)行分選。懸浮液的密度自動(dòng)調(diào)節(jié)。密度小于懸浮液的物料（精煤）浮至液面，在水平流的作用下，隨排料口的溢流排出；密度大于懸浮液的物料（矸石和高灰分煤）沉至槽底，由排矸刮板、立輪或斜輪提升到排料口排出，從而得到兩種不同密度的產(chǎn)品。所不同的是，刮板分選機(jī)利用上升流，而立輪和斜輪分選機(jī)則是利用下降流來維持懸浮液的穩(wěn)定。

重介質(zhì)淺槽分選機(jī)內(nèi)懸浮液通過兩個(gè)部位給入分選槽體內(nèi)。從下部給入的為上升流，通過帶孔的底板進(jìn)入槽內(nèi)，可以使其分散均勻。上升流的作用是保持懸浮液穩(wěn)定、均勻，同時(shí)有分散入料的作用。從側(cè)面給入的為水平流，通過布料箱的反擊和限制，可以使水平流全寬、均勻的進(jìn)入分選槽內(nèi)。水平流的作用是保持槽體上部的懸浮液密度穩(wěn)定，同時(shí)形成由入料端向排料端的水平介質(zhì)流，對(duì)上浮精煤起運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/p>

當(dāng)入料原煤進(jìn)入分選槽后，在調(diào)節(jié)擋板的作用下全部浸入懸浮液中。此時(shí)在浮力的作用下開始出現(xiàn)分層。精煤等低密度物浮在上層，矸石等高密度物下沉到槽子底部。在下沉的過程中，與矸石混雜的低密度物由于上升流的作用而充分分散后，繼續(xù)上浮。

在水平流的作用下，浮在懸浮液上部的低密度物由排料溢流口排出成為精煤產(chǎn)品。在刮板的作用下，沉到槽底的高密度物由機(jī)頭溜槽排出成為矸石產(chǎn)品。從而完成原煤的分選過程，如圖1：

2.2 淺槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.2.1 淺槽的結(jié)構(gòu)

重介刮板分選機(jī)主要由槽體、排矸刮板及其驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。

槽體是鋼外殼的槽式結(jié)構(gòu)，槽底鋪設(shè)一層帶孔的耐磨襯板，底板外并列6個(gè)介質(zhì)漏斗提供上升介質(zhì)流，以免介質(zhì)在槽體內(nèi)沉淀。入料端一側(cè)設(shè)有水平介質(zhì)槽，由9個(gè)介質(zhì)管道提供水平流，以保證物料層向排料方向運(yùn)行速度并維持液面高度，槽體內(nèi)兩側(cè)下部各有一條為刮板鏈導(dǎo)向的軌道。

排矸刮板由驅(qū)動(dòng)裝置、頭輪組、隨動(dòng)輪組、尾輪組、刮板鏈組成。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)及傳動(dòng)鏈組成，用于驅(qū)動(dòng)排矸刮板將沉入底部的高密度物提升至排料口排出。頭輪軸采用滾動(dòng)軸承支撐，阻力小、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，隨動(dòng)軸和尾輪組分別用軸承固定在槽體側(cè)板上，為防止刮板鏈垂度過大，尾部還設(shè)有螺旋拉緊裝置。

三、影響淺槽效率的部分因素

3.1 原煤入料粒度

雖然物料在分選機(jī)中的分層過程主要取決于它的密度，但是它的分層速度卻是物料粒度及物料與介質(zhì)密度差的函數(shù)，粒度越大，密度差越大，物料的分層速度快，粒度小，物料的分層速度越慢。因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中往往有一部分細(xì)粒級(jí)煤在分選機(jī)中來不及分層就排出，降低了分選效率。其中入料煤泥的增多最能影響其效率，同時(shí)帶介嚴(yán)重，影響介質(zhì)回收。

同時(shí)還有一點(diǎn)，既箱體的容積濃度，也叫懸浮液的結(jié)構(gòu)化。它也是影響淺槽分選效率的重要因素之一，由于它本身產(chǎn)生的原因，我把它歸到了入料粒度一欄，沒有單列。當(dāng)容積濃度太高時(shí)，懸浮液粘度變大，將會(huì)結(jié)構(gòu)化，起不到分選效果。而容積濃度太低時(shí)，加重質(zhì)顆粒沉降速度過快，也導(dǎo)致懸浮液在密度方面，失去作為分選介質(zhì)的作用。據(jù)研究，重介質(zhì)選礦所川懸浮液的容積濃度，不應(yīng)小于10，即作為分選介質(zhì)時(shí)，懸浮液固體容積濃度的下限值lx大于10。

一般塊煤重介質(zhì)分選下限為13mm。當(dāng)分選密度較小如δp<1450kg/m3時(shí)，懸浮液的粘度較小，重介質(zhì)分選下限可以降至8mm（甚至6mm）。當(dāng)分選密度較高時(shí)，例如當(dāng)δp>1600kg/m3，重介質(zhì)懸浮液固體濃度高，結(jié)構(gòu)化明顯，靜止粘度較高，以致一些較細(xì)的顆粒即便是矸石，也只浮在重介質(zhì)的表面上。所以細(xì)粒級(jí)物料在塊煤分選機(jī)中得不到有效的分選，大部分進(jìn)入精煤，污染精煤質(zhì)量。因此，在這方面考慮塊煤分選系統(tǒng)中預(yù)先有效地脫除細(xì)粒級(jí)也是非常必要的

3.2 水平流和上升流的流量大小

因懸浮液密度是決定分選機(jī)實(shí)際分選密度的最主要指標(biāo)。上升介質(zhì)流過大（如表面出現(xiàn)“翻花”現(xiàn)象）則會(huì)影響重產(chǎn)物的下沉，過小則會(huì)出現(xiàn)分選槽內(nèi)介質(zhì)明顯分層，兩者都會(huì)降低分選效果。水平流過小則輕產(chǎn)物流動(dòng)緩慢，影響分選機(jī)的處理能力，過大則會(huì)縮短物料的有效分選時(shí)間，降低分選精度。

所以分選帶各處的密度應(yīng)保持穩(wěn)定。密度偏離規(guī)定范圍，影響產(chǎn)品質(zhì)量，并增大礦物的損失。所以運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)不宜過快，流動(dòng)速度不宜過快，避免渦流破壞分選帶介質(zhì)密度穩(wěn)定。所以操作過程中，上升流和水平流的調(diào)整要合理，確保按穩(wěn)定的密度分選。

3.3 淺槽結(jié)構(gòu)方面

a.物料在分選槽中完成分層過程，合理選擇長寬比。分選槽是分選機(jī)的重要部件，其長度必須保證物料有足夠的分層時(shí)間，寬度盡量滿足入選物料上限的要求。因此正確安排長寬比，結(jié)構(gòu)在滿足分選質(zhì)量前提下，最大限度使物料粒級(jí)加寬，簡化工藝系統(tǒng)。

b.機(jī)械部分的影響，如頻繁的故障，刮板上的眼孔的大小都會(huì)影響其生產(chǎn)效率。

c.能迅速排出選后產(chǎn)品。其它條件相同時(shí)，迅速排出產(chǎn)品，則分選機(jī)生產(chǎn)能力大。

四、改進(jìn)措施

針對(duì)影響淺槽分選效率的因素以及我廠淺槽遇到的相關(guān)問題，提出了改進(jìn)措施。由于目前淺槽工藝方面的更新改進(jìn)已舉步維艱，所以本文將主要以淺槽結(jié)構(gòu)等方面考慮，以降低故障維修率為目的，從而減少故障停車，減少維修時(shí)間最終達(dá)到提高淺槽生產(chǎn)效率。

4.1 從入洗粒度方面

既然已經(jīng)知道粒度可以影響分選效率，我們叫要解決它。但現(xiàn)行卻沒有什么很有效的辦法。我們只能從入洗源頭入手，可以采取以下兩種方法。

a.現(xiàn)在每個(gè)廠的原煤倉基本是兩個(gè)，可以通過倉下崗位工觀察哪個(gè)倉的粒度大，那個(gè)粒度小，合理調(diào)配給煤機(jī)。

b.給篩分車間的原煤篩準(zhǔn)備大小粒度不同的篩板，通過礦上綜采的信息，適當(dāng)?shù)母鼡Q，來調(diào)整入洗粒度。

c.通過篩分車間崗位司機(jī)，注意原煤篩的入篩量，入篩量不應(yīng)超過原煤篩的篩分能力。

d.通過綜采的信息或篩分崗位司機(jī)的觀察，來看原煤的水分（通俗講，煤濕不濕），如果外表水分較大，就要及時(shí)清理原煤篩板。防止由于原煤篩板堵塞，導(dǎo)致入洗粒度下降，影響淺槽分選效果。

e.容積濃度方面的考慮，錦界則占有一定得優(yōu)勢(shì)。錦界廠在設(shè)計(jì)時(shí)，合介在由淺槽經(jīng)脫介篩到合介桶段，設(shè)有分流閥門（分到稀介桶）。這樣可以一直打開分流，尋求進(jìn)入容積濃度的煤泥及其他物質(zhì)含量與分流出去的合介達(dá)到一個(gè)平衡，使容積濃度達(dá)到一個(gè)比較合適的狀態(tài)，降低懸浮液結(jié)構(gòu)化的形成，從而提高分選效率。

4.2 從介質(zhì)流方面

介質(zhì)流，可以說是目前控制直接影響淺槽效率因素中最直接的一點(diǎn)。所以在日常生產(chǎn)中觀察淺槽的上升流及水平流的情況是非常重要的。未加煤時(shí)，水平流若暢通應(yīng)在溢流口處有明顯溢流現(xiàn)象，加料后物料應(yīng)正常向前行走，不應(yīng)在原地打轉(zhuǎn)，若出現(xiàn)此情況，一般為水平流閥門關(guān)的太小，或水平流布料箱有阻塞現(xiàn)象。為此，應(yīng)定期檢查和清洗水平管和布料箱。另外合格介質(zhì)桶液位低也會(huì)限制水平流流量。

不帶料時(shí)，上升流應(yīng)有氣泡翻出，并有不明顯的翻花為宜。若無此現(xiàn)象，可懷疑上升流管有阻塞或布流板孔阻塞問題，應(yīng)盡快進(jìn)行清理。上升流太大，會(huì)在槽內(nèi)翻花，造成煤流不暢。當(dāng)給料量太大或煤質(zhì)有大的變化時(shí)，可適當(dāng)調(diào)大上升流。

上升流和水平流阻塞時(shí)，一般多為介質(zhì)中混有塊煤；而塊煤進(jìn)入系統(tǒng)的途徑多為下列幾種：雜物進(jìn)入；固定篩或脫介篩篩板損壞；磁選機(jī)入料箱阻塞，塊煤返流進(jìn)入磁選精礦槽。當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，一般為第2種情況居多，故檢查篩板工作至關(guān)重要。

最后要控制上升流和水平流，要盡量使懸浮液達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)。

4.3 淺槽結(jié)構(gòu)方面

a.使用中存在的問題

（1）鏈速過高，整個(gè)導(dǎo)軌，鏈條，鏈輪等運(yùn)轉(zhuǎn)件磨損過快，節(jié)距變長后易出現(xiàn)脫鏈、跳鏈故障，使用周期短，配件投入高。同時(shí)，刮板在刮除槽內(nèi)沉物的同時(shí)，懸浮液帶走量較高，槽內(nèi)懸浮液的擾動(dòng)劇烈，造成強(qiáng)渦流，影響分選。

（2）鏈板脫介孔直徑為12，孔徑小且分布不合理，隨沉物帶走的懸浮液得不到及時(shí)脫除，大量介質(zhì)刮出分選槽進(jìn)入介質(zhì)凈化回收系統(tǒng)，增加了密度控制系統(tǒng)操作的難度。

（3）矸石上升行程短，大量懸浮液還沒有來得及從脫介孔漏出，變隨沉物進(jìn)入矸石脫介篩，增大了介質(zhì)凈化回收的工作量，也增加了介耗。

（4）部分煤懸浮在懸浮液中層，導(dǎo)致出料堵塞，出料不暢。或出現(xiàn)精煤帶矸現(xiàn)象。

b.改進(jìn)方法

（1）經(jīng)過觀察，本廠的驅(qū)動(dòng)鏈齒為19個(gè)，從網(wǎng)上的資料上了解到，有的為降低鏈速，將驅(qū)動(dòng)鏈輪的齒數(shù)由19個(gè)降為13個(gè)。但我廠的減速機(jī)的速比較大，所以經(jīng)過計(jì)算鏈速大約為0.4m/s左右。如用減少齒輪的方法，鏈速則會(huì)降得太低，影響排矸量。經(jīng)過考慮，是否可以在電機(jī)上加一個(gè)變頻器，讓鏈速可以根據(jù)淺槽矸石量自動(dòng)調(diào)節(jié)鏈速。這樣既解決了槽中懸浮液的強(qiáng)漩渦流現(xiàn)象，又改善了分選效果，減輕了運(yùn)轉(zhuǎn)件的磨損程度，還間接的提高了脫介效果。

（2）把刮板脫介孔增大為￠16，工藝上增強(qiáng)了刮板的脫節(jié)效果，使沉物所帶走的懸浮液能夠較早的在槽體脫介段完成脫除。

4.4 淺槽運(yùn)行過程中的遇到的部分問題與解決辦法

運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備難免會(huì)發(fā)生一些故障，為了能夠更好的生產(chǎn)，我們就要對(duì)故障進(jìn)行快速的應(yīng)急處理，采取合理的處理方法，減少事故的影響時(shí)間。

淺槽的一般故障及處理方法做簡單的總結(jié)，如下：

①開車或開車運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，皮帶打滑?？赡芊诌x槽底、刮板有異物卡壓；刮板刮底板耐磨襯板；刮板鏈與滑道嚙合不好；停車檢修。開車前要加強(qiáng)設(shè)備的檢查，開車過程中要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的巡視工作，發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)處理，以免事故的惡化。

②電機(jī)損壞：電機(jī)燒毀，更換。應(yīng)當(dāng)定期對(duì)電機(jī)檢修，定期對(duì)電機(jī)軸承加油，保證使用電壓穩(wěn)定，加強(qiáng)供電保護(hù)。

③減速機(jī)損壞：減速機(jī)打開檢查，修理。減速機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行檢修，軸承定期加油，軸承損壞需及時(shí)更換；機(jī)箱內(nèi)要按時(shí)加油、換油，保證油量充足，油質(zhì)清潔；傳動(dòng)齒輪磨損嚴(yán)重，要及時(shí)更換。

④軸承過熱：軸承過熱有以下幾種可能：油質(zhì)不良，換油；油量不足，向軸承內(nèi)注油；軸承過度磨損，修理、更換；軸瓦過緊，進(jìn)行調(diào)整；供油管堵塞，檢修或更換。

⑤頭輪組、隨動(dòng)輪組、尾輪組、滑道磨損。磨損嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換。使用的介質(zhì)是磁鐵礦，對(duì)設(shè)備的磨損比較嚴(yán)重。在生產(chǎn)的過程中司機(jī)應(yīng)加強(qiáng)巡視，同時(shí)，鉗工應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修工作。

⑥刮板鏈斷裂：刮板鏈磨損嚴(yán)重，應(yīng)定期檢查，及時(shí)更換；刮板鏈過松，垂度過大，刮橫梁，導(dǎo)致鏈條疲勞斷裂，應(yīng)調(diào)節(jié)鏈條松緊；刮板鏈與滑道嚙合不好，鏈條拉斷，檢查滑道、鏈條有無變形，同時(shí)調(diào)節(jié)鏈條松緊；刮板刮底板耐磨襯板，將底板與耐磨襯板聯(lián)接的沉頭螺栓擰緊，如若襯板磨損嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換；還有可能是刮板鏈本身質(zhì)量有問題，做備件時(shí)要選擇好廠家進(jìn)貨。

⑦刮板鏈錯(cuò)牙走斜及刮板彎曲：松開尾部螺旋拉緊裝置，調(diào)整后再拉緊，并要保證兩側(cè)刮板鏈張緊度一致；對(duì)于彎曲的刮板應(yīng)及時(shí)更換。

⑧大塊異物卡堵刮板：停車，取出異物后再開車。

⑨箱體漏：應(yīng)及時(shí)處理，否則將耗費(fèi)磁介質(zhì)，影響分選效果；同時(shí)影響廠房清潔。

為了減少事故的發(fā)生，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)設(shè)備日常的巡視檢查工作，每日對(duì)刮板螺栓正常檢查、緊固；新更換的傳動(dòng)輪片應(yīng)進(jìn)行螺栓防松處理，進(jìn)行正常的緊固，防止因輪片松，導(dǎo)致鏈條拉斷事故；做好計(jì)劃性檢修工作，掌握各個(gè)零件的更換周期，及時(shí)對(duì)磨損嚴(yán)重的、到周期的零件進(jìn)行更換

參考文獻(xiàn)

[1] 選煤廠機(jī)械設(shè)備安裝使用與維護(hù).

[2] 選煤機(jī)械.

[3] 重介質(zhì)分選設(shè)備與常見故障處理操作規(guī)程.

[4] 中馬村礦對(duì)MZC-16型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的改進(jìn).