重介質(zhì)旋流器系統(tǒng)對(duì)煤泥性質(zhì)的影響分析

張 凱

（華陽集團(tuán)新景公司洗煤廠， 山西 陽泉 045000）

0 引言

選煤廠為對(duì)原煤進(jìn)行再加工場(chǎng)所。近年來，隨著煤礦綜采工作面機(jī)械化開采程度的增加，對(duì)原煤的破壞較為嚴(yán)重，使得原煤在洗選過程中會(huì)產(chǎn)生高泥煤泥水，從而選煤廠對(duì)洗選設(shè)備對(duì)煤泥水的處理能力和效果提出了更高的要求。同時(shí)，煤泥水處理環(huán)節(jié)為選煤廠生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其也是選煤廠設(shè)計(jì)的主要參考和依據(jù)[1]。本文將針對(duì)選煤廠煤泥水處理環(huán)節(jié)中不同重介質(zhì)旋流系統(tǒng)對(duì)最終所得煤泥產(chǎn)品的影響展開研究，為今后選煤廠的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理提供一定的借鑒。

1 旋流器概述

旋流器的工作原理為在離心力的作用下，將待分選物料密度的不同達(dá)到分選的效果。簡(jiǎn)單的旋流器主要包括進(jìn)料管、溢流管、柱段、錐段以及底流口等。本文主要對(duì)有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流的區(qū)別及其對(duì)處理后所得煤泥的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。其中，確定有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的型號(hào)為MA1150；無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的型號(hào)為GDMC1400-000AP。

1.1 MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器

MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器與一般旋流器的基本結(jié)構(gòu)類似，主要包括入料頭、中間管以及底流口等。該型重介質(zhì)旋流器的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

MA1150 型重介質(zhì)旋流器可提升旋流器的處理能力，而且正方形的入料口徑形狀可很大程度上減少磁粉和礦粉的損失；其溢流口采用渦旋的方式，可降低其后期的維修成本，并便于生產(chǎn)作業(yè)人員觀察；同時(shí)，采用外接式的溢流口也可解決傳統(tǒng)重介質(zhì)旋流器在溢流口物料堆積的問題[2]。此外，該型重介質(zhì)旋流器極大地提升了分選精度，尤其是在分選粒度上有較大的突破。

1.2 GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器

無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是將兩個(gè)有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器通過串聯(lián)的方式進(jìn)行連接而組成的設(shè)備。該型重介質(zhì)旋流器的主要技術(shù)參數(shù)如表2 所示。

表2 GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器可實(shí)現(xiàn)高密度排矸操作，而且其排矸精度和處理能力得到顯著提高；此外，該型設(shè)備筒體以15°的錐角進(jìn)行安裝，可實(shí)現(xiàn)快速的排矸，而且排矸過程中也減少對(duì)設(shè)備部件的磨損，間接的延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本文重點(diǎn)對(duì)上述兩種重介質(zhì)旋流器在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)原煤進(jìn)行分選操作后所得煤泥的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。因此，分別在相關(guān)設(shè)備的選煤廠進(jìn)行試驗(yàn)。

1）原煤樣本的選擇：本次試驗(yàn)所采用的原煤均是按照GB/T 477—2008 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采樣。從對(duì)原煤煤質(zhì)分析可知，在MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選中所加入原煤的硬度大，其中塊矸的含量較大，而且原煤呈現(xiàn)比較容易破碎的性質(zhì)；而對(duì)于GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選中所加入原煤煤質(zhì)相對(duì)均勻，直徑粒度也分散比較均勻，總的來講其硬度較大呈現(xiàn)不容易破碎的性質(zhì)[3-5]。

2）旋流器產(chǎn)品樣本選擇：針對(duì)兩種重介質(zhì)旋流器的工作原理，有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在其脫介篩的管道上采集樣品，包括輕產(chǎn)物、中間產(chǎn)物和重產(chǎn)物；而無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在其集料箱上采集樣品，包括輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物。

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，在兩個(gè)選煤廠中按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范分別開展原煤篩分、浮沉、原煤泥化的相關(guān)試驗(yàn)；同時(shí)，還對(duì)重介質(zhì)旋流器的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

在試驗(yàn)過程中對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，尤其是對(duì)生產(chǎn)參數(shù)和最終煤泥的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。兩類重介質(zhì)旋流器在實(shí)際分選過程中的關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)如表3 所示。

表3 重介質(zhì)旋流器生產(chǎn)參數(shù)

結(jié)合表3 中兩類重介質(zhì)旋流器的生產(chǎn)參數(shù)和對(duì)采樣分析，總結(jié)得出兩種重介質(zhì)旋流器對(duì)煤泥性質(zhì)的影響，主要從原煤的泥化特性和次生煤泥性質(zhì)兩個(gè)方面進(jìn)行分析，具體總結(jié)如下：

結(jié)合所實(shí)時(shí)生產(chǎn)中所采集的數(shù)據(jù)，得出重介質(zhì)對(duì)應(yīng)的泥化特性曲線如圖1、圖2 所示。

圖1 MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器泥化特性曲線

圖2 GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器泥化特性曲線

如圖1 所示，原煤在遇水后20 s 內(nèi)快速泥化并形成煤泥，在20～60 s 內(nèi)僅產(chǎn)生少量的煤泥。而且，在快速泥化階段20 s 所泥化的比例為6.47%。

如圖2 所示，原煤在遇水20 s 后快速泥化并形成煤泥，在20～40 s 的時(shí)間內(nèi)僅形成少量的煤泥；而后在40～60 s 內(nèi)形成較多的煤泥。

兩種重介質(zhì)旋流器對(duì)應(yīng)最終原煤煤泥及其次生煤泥量的對(duì)比如表4 所示。

表4 重介質(zhì)旋流器對(duì)原煤煤泥量和次生煤泥量的對(duì)比

同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)應(yīng)最終-0.5 mm 的比例最大可達(dá)96.87%，也就是說該型重介質(zhì)旋流器原煤泥化嚴(yán)重；但是，MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)應(yīng)最終-0.5 mm 的比例僅為18.19%。

對(duì)于次生煤泥而言，MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器所產(chǎn)生的次生煤泥量?jī)H為0.95%，而GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器所產(chǎn)生的次生煤泥量為5.24%。

綜上，MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)煤泥性質(zhì)的影響較GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器小。

3 結(jié)論

選煤廠為對(duì)原煤進(jìn)行分選的關(guān)鍵場(chǎng)所，而對(duì)其中煤泥水處理為選煤廠的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。實(shí)踐表明，重介質(zhì)旋流器對(duì)選煤廠所產(chǎn)生煤泥的性質(zhì)有一定程度的影響。本文重點(diǎn)對(duì)MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)煤泥性質(zhì)開展試驗(yàn)研究，總結(jié)如下：

1）GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)應(yīng)最終-0.5 mm 的比例最大可達(dá)96.87%，MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器對(duì)應(yīng)最終-0.5 mm 的比例僅為18.19%。

2）MA1150 型有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器所產(chǎn)生的次生煤泥量?jī)H為0.95%，而GDMC1400-000AP 型無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器所產(chǎn)生的次生煤泥量為5.24%。