重介質(zhì)旋流器分選效果的影響因素分析

賴木收

（中鋼礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司）

目前，在煤炭經(jīng)濟(jì)前景過(guò)窄的情況下，精煤的低產(chǎn)率和原材料的高成本是影響精煤加工成本的直接因素。為促使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)出滿足行業(yè)實(shí)際需要的精煤，從而提高其整體經(jīng)濟(jì)收益，增加在全球資源保護(hù)大環(huán)境下的生存發(fā)展能力，通過(guò)重介質(zhì)旋流器進(jìn)行精確合理控制工藝參數(shù)，可確保產(chǎn)出的精煤質(zhì)量符合工業(yè)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且意義重大。

1 重介質(zhì)旋流器選煤原理及特性

1.1 重介質(zhì)旋流器原理

重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，內(nèi)外部無(wú)運(yùn)動(dòng)零件（圖1），以外部操作參數(shù)和自身結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到最佳分選精度。在選煤過(guò)程中，重介質(zhì)懸浮液和入選原煤在給料口被加壓，一部分在入料口處沿旋流器內(nèi)壁形成下降外螺旋流；另一部分進(jìn)入旋流器內(nèi)部，在旋流器圓通段中部形成旋渦流［1］。由于內(nèi)螺旋流具有一定負(fù)壓，與空氣作用形成空氣柱，在旋流器軸心附近形成上升內(nèi)螺旋流［2］。矸石在液流的外螺旋流帶動(dòng)下，從旋流器的底流口排出，入料精煤在內(nèi)螺旋流帶動(dòng)作用下，向下掉落從溢流口排出，兩者通過(guò)不同作用力進(jìn)行分離，加快入料原煤的分選速率，提升分選效果［3］。

1.2 重介質(zhì)旋流器在選煤方面的特性

（1）選煤工藝多樣化。根據(jù)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的不同需求以及原料煤特點(diǎn)，對(duì)煤泥進(jìn)行重介、脫泥、浮選和回收，使重介質(zhì)旋流器與其更加靈活地組合，得到低投入高產(chǎn)出的效果。不同種類(lèi)煤種通過(guò)重介質(zhì)旋流器以不同工藝分選，最終都會(huì)取得較為精確的分選效果［4］。

（2）重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)多樣化。以分選產(chǎn)品數(shù)量為標(biāo)準(zhǔn)，分為三產(chǎn)品和兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；以分選物料的給入方式為標(biāo)準(zhǔn)，分為有壓和無(wú)壓重介質(zhì)旋流器。

2 重介質(zhì)旋流器分選效果的影響因素

2.1 入料煤的特性

重介質(zhì)旋流器具有容積小，系統(tǒng)封閉的特點(diǎn)。以入料原煤在重介質(zhì)兩產(chǎn)品旋流器的作業(yè)情況為例，兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器有2個(gè)出口和1個(gè)入口，給入的原煤在進(jìn)入口的瞬間體積流量等于其在排出口的瞬間體積流量。對(duì)于溢流口和底流口的原煤排量分配，在一定的條件下兩者基本固定。但是，當(dāng)入選原煤的密度組成發(fā)生一定組合的改變時(shí)，由于重介質(zhì)旋流器受到底流口排放量的限制，使得原煤在溢流口處的固體排出量相對(duì)減少，所以將重介質(zhì)和部分中等密度顆粒沿溢流口方向一起向外排出。該操作提升了重介質(zhì)旋流器在實(shí)際操作中的分選密度，這與重介質(zhì)旋流器分選密度的浮動(dòng)和入選原煤密度的改變有緊密聯(lián)系。

2.2 旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）入料口的形式和直徑。重介質(zhì)旋流器入口采用漸開(kāi)線或螺旋線式，如果入料口的尺寸超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，則旋流器會(huì)因重產(chǎn)物的排除能力超出自身的處理能力而使分選效率降低；反之，則會(huì)使物料粒度的上限有所下降。因此，在旋流器的分選過(guò)程中，入料口的形式和直徑都是不可忽視的一部分［5］。

（2）重介質(zhì)旋流器直徑。選擇合適的重介質(zhì)旋流器直徑，應(yīng)以選礦廠對(duì)各煤種的處理能力為基準(zhǔn)，煤種分選的離心力和礦漿體積通過(guò)量應(yīng)是相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而從其底流口處得到待分離的重產(chǎn)物。特別需要注意的是，大直徑的旋流器雖然在入選物料的分選效率方面有較大改進(jìn)，但會(huì)浪費(fèi)一些物料。據(jù)此總結(jié)出了一些規(guī)律：增加旋流器圓筒段高度，能夠使其總長(zhǎng)度和總?cè)莘e變化，在一定范圍內(nèi)利于物料的分選；反之，則會(huì)因入料過(guò)多造成短路，影響選礦廠的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 重介質(zhì)懸浮液的穩(wěn)定性

重介質(zhì)懸浮液是否穩(wěn)定取決于重介質(zhì)旋流器的穩(wěn)定性和質(zhì)量。理論上，將重介質(zhì)的濃縮度處理得越小越好，而在選廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，除了以往使用粒度較細(xì)的磁鐵礦粉并保持煤泥在循環(huán)介質(zhì)體系中的方法，也可加入一些天然或人工合成的穩(wěn)定劑或少量黏土使分選效果達(dá)到理想指標(biāo)。

3 重介質(zhì)旋流器的分選技術(shù)

使難選煤達(dá)到理想分選效果的分選技術(shù)如下。

（1）改善原煤可選性技術(shù)［6］。通過(guò)將灰分低、可選性為易選的優(yōu)質(zhì)煤與可選性相對(duì)較差的內(nèi)調(diào)煤混合，一并進(jìn)入配煤入洗步驟，再通過(guò)合理利用高、低灰煤炭資源，使優(yōu)質(zhì)煤在該階段起到“引子煤”的作用。由此可知，入選原煤可選性可以發(fā)生改變，難選煤和極難選煤會(huì)過(guò)渡為中等可選煤和較難選煤，原煤可選性得到大幅改善，有助于提高難選煤的分選效果。

（2）煤均質(zhì)均量給煤技術(shù)［7］。在開(kāi)始作業(yè)前，將倒閘控制箱加裝在原設(shè)備上，組裝成由變頻器遙控開(kāi)關(guān)的2臺(tái)給煤機(jī)，接著在內(nèi)部將以往模式更改為變頻給煤模式，目的在于均質(zhì)化配煤。隨后，根據(jù)鑄石光滑和摩擦力較小的特點(diǎn)，將一部分鑄石鋪在給煤漏斗的溜槽處，避免原煤堵倉(cāng)，保證原煤順利下滑。第三步，將接近開(kāi)關(guān)應(yīng)用于皮帶或刮板機(jī)頭落煤溜槽的防堵裝置中，一旦發(fā)現(xiàn)皮帶或刮板機(jī)頭溜槽內(nèi)堵煤，防堵裝置的接近開(kāi)關(guān)立即開(kāi)啟，可使原煤一線連鎖的所有設(shè)備立即停止，防止皮帶或刮板機(jī)頭堆積大量原煤而影響正常的洗煤操作。

（3）介質(zhì)懸浮液黏度值穩(wěn)定技術(shù)［8-10］。通過(guò)溢流堰高度可調(diào)的濃縮旋流器組、TBS干擾床分選機(jī)、精煤泥離心機(jī)以及三質(zhì)體電磁振動(dòng)篩等設(shè)備，可使粗煤泥精煤的質(zhì)量、重介質(zhì)選煤分選效果和原煤處理量均得到大幅提升，也可減少重介質(zhì)懸浮液的介耗和黏度。在該技術(shù)中，如果改變?cè)旱目蛇x性，能夠?qū)⒎诌x機(jī)器優(yōu)化為可調(diào)式溢流堰，使其適應(yīng)南方煤質(zhì)的多變性。

（4）介質(zhì)添加技術(shù)［11-12］。在重介質(zhì)正常生產(chǎn)過(guò)程中，介質(zhì)添加在重介質(zhì)懸浮液的穩(wěn)定程度方面起到了至關(guān)重要的作用，也為旋流器對(duì)物料的分選提供了有力保證。

（5）煤泥水澄清處理技術(shù)［13-15］。①通過(guò)分析濃縮池和沉淀塔處理煤泥水的運(yùn)行方式，將運(yùn)行方式由并聯(lián)改為串聯(lián)，既可改善循環(huán)水水質(zhì)，又杜絕了“壓耙”事故的發(fā)生，進(jìn)而達(dá)到實(shí)現(xiàn)濃縮池底流連續(xù)排放的目的；②以“攔”與“消”相輔相成的方式對(duì)濃縮池表層漂浮的泡沫進(jìn)行物理灑水消泡，將循環(huán)水濃度控制在0.5 g/L以下，改善水質(zhì)及清水洗煤的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）重介質(zhì)旋流器分選效果的影響因素主要包括入料煤的特性、旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、重介質(zhì)懸浮液的穩(wěn)定性。

（2）使難選煤達(dá)到理想分選效果的分選技術(shù)主要包括改善原煤可選性技術(shù)、煤均質(zhì)均量給煤技術(shù)、介質(zhì)懸浮液黏度值穩(wěn)定技術(shù)、介質(zhì)添加技術(shù)、煤泥水澄清處理技術(shù)。