重介旋流器柱錐面處導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)位置對(duì)煤泥分選的影響

劉漢寶

（山西新景煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

關(guān)鍵字：重介旋流器；分選密度；電磁線(xiàn)圈；導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，各行業(yè)均取得不菲的成績(jī)，與此同時(shí)，對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越高。尤其在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)中的煤炭行業(yè)，我們需要在滿(mǎn)足工業(yè)需求的同時(shí)，對(duì)煤炭實(shí)行安全生產(chǎn)、深度加工，發(fā)展?jié)崈裘禾考夹g(shù)[1-2]。因此，煤炭洗選成為煤炭清潔利用的第一步[3]。國(guó)內(nèi)外洗煤廠大多選擇重介旋流器進(jìn)行煤泥洗選[4-6]，重介旋流器分選煤泥選擇性較強(qiáng)，但能適應(yīng)大多數(shù)煤種，已得到廣泛的使用[7]。重介旋流器一般有兩產(chǎn)品和三產(chǎn)品之分，國(guó)內(nèi)大多使用三產(chǎn)品重介旋流器[4-6]。三產(chǎn)品重介旋流器是通過(guò)對(duì)重液密度的控制來(lái)調(diào)節(jié)旋流器的分選密度，但在正常生產(chǎn)過(guò)程中，還得注意中煤矸石的分選，這就使得二者較難得到平衡。因此，本文通過(guò)復(fù)合力場(chǎng)，即外加導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的形式，探究磁場(chǎng)作用下煤泥分選效果，優(yōu)化導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)對(duì)重介旋流器分選調(diào)控方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)煤樣

試驗(yàn)所選煤樣為-3mm的粗煤泥，其粒級(jí)分布如表1所示。

表1 原煤中-3mm粗煤泥的粒度分布

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)備

重介旋流器在實(shí)際應(yīng)用中為大型設(shè)備，不適合實(shí)驗(yàn)室，因此，按照實(shí)際尺寸對(duì)重介旋流器進(jìn)行縮放，搭建了試驗(yàn)設(shè)備。其裝置圖如圖1所示。

該設(shè)備總共有三層，一層為準(zhǔn)備區(qū)，裝有煤樣入料及排料口，攪拌桶和渣漿泵。當(dāng)開(kāi)啟回料閥后，將試驗(yàn)煤樣加入攪拌桶攪拌均勻后進(jìn)行試驗(yàn)。二層主要是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，用于控制旋流器及整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)，該層并伴有密度計(jì)，用來(lái)檢測(cè)底、溢流的密度，集料臺(tái)主要用于物料緩沖。三層放置旋流器，進(jìn)行煤泥分選及物料分取。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

1.2.2 介質(zhì)分配規(guī)律試驗(yàn)

介質(zhì)分配試驗(yàn)的步驟如下：

1.2.3 粗煤泥分選試驗(yàn)

在上述實(shí)驗(yàn)裝置的攪拌桶中將煤樣與已知配制好濃度的重液混合，攪拌均勻，關(guān)閉回流閥。在計(jì)算機(jī)輸入試驗(yàn)壓力0.08MPa。線(xiàn)圈及導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)已準(zhǔn)備就位，煤樣與重液在系統(tǒng)中循環(huán)進(jìn)行，當(dāng)運(yùn)行達(dá)到平穩(wěn)后，用不導(dǎo)磁的器皿取樣精煤、尾煤。經(jīng)脫介處理后的精、尾煤烘干后分級(jí)、稱(chēng)重、燒灰，經(jīng)計(jì)算后得到不同條件下旋流器底流、溢流產(chǎn)品中灰分隨導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 介質(zhì)分配試驗(yàn)結(jié)果

圖2 不同磁系布置下的溢流底流密度

從圖2可以看出，在無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)和添加上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)后，溢流介質(zhì)密度都是呈先增加后減小的順序變化，且在電流達(dá)到5A時(shí)，溢流介質(zhì)密度最大，且無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)和上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，溢流介質(zhì)密度差別也較明顯；添加下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)后，溢流介質(zhì)密度在試驗(yàn)電流范圍內(nèi)一直增加。同樣，對(duì)于底流介質(zhì)密度，無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)和上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，底流介質(zhì)密度先減小后增加，當(dāng)電流達(dá)到5A時(shí)，底流介質(zhì)密度降到最低，且底流介質(zhì)密度有很明顯的差別；而下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用后，底流介質(zhì)密度一直為下降的變化趨勢(shì)。這就說(shuō)明，旋流器外部的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)旋流器內(nèi)底流、溢流中的介質(zhì)產(chǎn)生影響，這樣在帶煤試驗(yàn)時(shí)，煤泥分選密度也會(huì)發(fā)生明顯的變化，提高或降低分選效果，為試驗(yàn)的可行性提供依據(jù)。

2.2 粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)下粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果

圖3 無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)下粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果

從圖3可以看出，隨著電流強(qiáng)度的增加，精煤灰分呈增大的趨勢(shì)，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到5A時(shí)，+1mm粒度的煤樣精煤灰分有所輕微降低，1～0.125mm的煤樣精煤灰分仍增加；當(dāng)電流強(qiáng)度變化時(shí)，+1-0.25mm煤樣尾煤灰分表現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)電流達(dá)到5A時(shí)，尾煤灰分達(dá)到最大，粒級(jí)為0.25～0.125mm的煤樣尾煤灰分隨電流的增加而減小。這說(shuō)明，無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)時(shí)，電流強(qiáng)度逐漸升高時(shí)，旋流器內(nèi)溢流介質(zhì)灰分增加，底流介質(zhì)灰分先增大后減小。當(dāng)電流達(dá)到5A時(shí)，粒度為0.5～0.125mm的煤樣尾煤灰分降低，與此同時(shí)，其他粒級(jí)煤樣的精、尾煤灰分均升高，即旋流器分選密度升高。

2.2.2 上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下粗煤泥分選試驗(yàn)

圖4 上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)下粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果

從圖4可以看出，施加上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)后，精煤灰分隨電流變化呈先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)電流達(dá)到5A～10A時(shí)，粒級(jí)為0.25～0.125mm的煤樣精煤灰分持續(xù)增加，0.5～0.25mm粒級(jí)的煤樣精煤灰分變化不太大，+1～0.5mm粒級(jí)的煤樣精煤灰分先升高后降低。對(duì)于尾煤灰分，上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，各粒級(jí)煤樣變化趨勢(shì)一致。尾煤灰分隨電流強(qiáng)度呈先減小后增加又減小的趨勢(shì)，當(dāng)電流為處于0～2.5A時(shí)，各粒級(jí)煤樣尾煤灰分均減小，電流為2.5～5A時(shí)，各粒級(jí)煤樣尾煤灰分都增大，電流達(dá)到5A～10A時(shí)，各粒級(jí)的尾煤灰分均又降低。由此可見(jiàn)，上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，電流強(qiáng)度增加，精煤灰分先降低后升高，尾煤灰分先降低后增加又減小。電流強(qiáng)度為0～0.25A時(shí)，精、尾煤灰分均較低，旋流器的分選效果不佳；當(dāng)電流強(qiáng)度大于5A后，精煤灰分隨變化不明顯，但尾煤灰分發(fā)生了明顯的降低，分選效果更低。

2.2.3 下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下粗煤泥分選試驗(yàn)

圖5 下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)下粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果

從圖5可以看出，添加下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)后，隨著電流強(qiáng)度的增加，各粒級(jí)煤樣的精煤灰分均呈增加趨勢(shì)；當(dāng)電流達(dá)到7.5A后，+1mm粒級(jí)的煤樣精煤灰分降低。對(duì)于尾煤灰分，隨著電流強(qiáng)度增加，尾煤灰分呈先減小后增加又減小的趨勢(shì)；對(duì)于0.25～0.125mm的煤樣，電流在2.5～5A時(shí)，尾煤灰分增加不明顯，當(dāng)電流大于5A后，尾煤灰分迅速減小。因此，下導(dǎo)磁結(jié)果作用下，隨著電流強(qiáng)度的增加，各粒級(jí)煤樣精煤灰分升高，尾煤灰分先減小后增加有減小。電流達(dá)到5A時(shí)，個(gè)粒級(jí)煤樣精煤灰分增加，尾煤灰分也增加，分選效果不佳。

2.2.4 導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的影響

通過(guò)上述試驗(yàn)結(jié)果，選擇電流為5A時(shí)，探討無(wú)電流、無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)以及上、下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，各粒級(jí)煤樣精、尾煤灰分的變化情況，具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

從圖6可以看出，電流為5A時(shí)，比較上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)和無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，+1～0.25mm粒級(jí)的煤樣精煤灰分呈增加趨勢(shì)，0.25～0.125mm粒級(jí)的煤樣精煤灰分降低；但各粒級(jí)煤樣的尾煤灰分均升高。下導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下，精煤灰分變化不明顯，尾煤灰分降低。即電流達(dá)到5A，上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)較無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，精煤灰分明顯增加，除粒級(jí)1-0.5mm煤樣尾煤灰分略有降低，其他各粒級(jí)煤樣尾煤灰分均升高，分選密度有所提升。

圖6 電流5A時(shí)的精、尾煤灰分變化

3 結(jié) 論

本文主要利用外加導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用于旋流器柱錐面，當(dāng)電流強(qiáng)度變化時(shí)，通過(guò)介質(zhì)分配規(guī)律及粗煤泥分選試驗(yàn)，探究旋流器分選密度提升或降低的試驗(yàn)條件。通過(guò)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下的介質(zhì)分配試驗(yàn)結(jié)果表明：上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)較無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，溢流介質(zhì)密度會(huì)降低，底流密度升高；導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)作用下粗煤泥分選試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)電流5A時(shí)，上導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)較無(wú)導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，精、尾煤灰分升高，分選密度提高。