淺談煤礦浮選機構造原理與應用設計

戚廣連

（開灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業分公司，河北 唐山 063107）

當前科技的日益快速發展和礦山業中采煤機械化程度的提高，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，同時也大大降低了選煤企業或選煤廠的經濟效益。而煤礦浮選機作為煤泥分選的主要選礦設備工藝之一，在提高煤泥分選率占據著關鍵性的作用。基于此，本文結合筆者實際工作，對我國煤礦浮選機的維護及應用做一闡述，目的是為提高我國煤礦行業的經濟利潤和選煤企業等的經濟效益。

1 煤礦浮選機的作用及構造

目前，我國的煤礦浮選機一般適用于煤炭、礦石加工，金屬制造等相關行業。比如說銅、金、鉛、鎳，除此之外還可用于非金屬方面的選別上；也用于對一些不同礦石的分離選別，比如對煤瑩石和滑石的分離選別。

一般地浮選機的工作是由電動機三角代傳動帶動葉輪旋轉，產生離心作用形成負壓，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，同時細化泡沫，使礦物粘合泡沫之上，浮到礦漿面再形成礦化泡沫。

提及煤礦浮選機的結構裝置，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、電動機、排出礦化泡裝置等幾部分組成。下面我們分別對其構造做進一步的解釋說明。第一部分，承漿槽。從圖中我們看到它有進漿口，以及調節礦漿面的閘門裝置，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。一般地它是由導管進氣管組成，當工作中的葉輪旋轉時，葉輪腔中產生負壓，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力而被很快的拋向定子，進一步使礦漿中的氣泡細化，及消除浮選槽中礦漿流的旋轉運動，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 使用煤礦浮選機的注意事項

煤礦浮選機在我國的選煤作業中有著很重要的地位，所以它在選礦中不容忽視。筆者結合實際對使用煤礦浮選機的注意事項做一簡單概述，僅供參考。一般來說，當浮選機啟動工作后我們的工作人員就不要用手等觸摸旋轉部分；在平時的維護保養中要做到對浮選機定期進行一次仔細的檢查；另外要根據實際情況對那些易損件的使用日期和儲備量，在倉庫內經常儲備全套易損件，以便及時更換易損零件，以縮短停機時間。

同時，在浮洗機使用之前，要做好充分準備，要把準備浮洗的礦石和金屬進過多級粉磨，達到浮洗要求的濃度和細度才行。我們的工作人員還要有技術指導或培訓方面的內容加以鞏固，目的是為了熟練操作。

3 煤礦浮選機的工作原理

圖2是煤礦浮選機簡單地工作原理示意圖。從圖中我們可以看出，當煤礦浮選機工作時，在藥劑和礦粉充分的混合后，才能送入浮選機第一室的槽底，這個時候煤礦浮選機的電動機再啟動，帶動三角帶運動，然后使葉輪旋轉，產生負壓，使進氣管吸收足夠的空氣和礦漿、藥物均勻的混合。這個時候，在葉輪產生離心力作用下，礦漿被充分混合后進入礦化區，在此出現了大量可利用泡沫，把礦粉進一步細化，讓礦粉附著在泡沫上，最后在礦漿面形成礦化泡沫，經過紊流板的作用，使礦化氣泡出現在槽體截面，并不斷向上運動，到達分離區，然后形成泡沫層，適當的調節液面高度，使刮板把有用泡沫刮出。出現在槽底還沒有被礦化的礦粉，就會經過循環孔和上吸口進一步混合，礦化并分離。另外需要注意的是出現在槽底還沒有被吸收的礦漿，會被送入第二室的槽底，重復進行第一室的流程之后，進入到第三室，如此進行周期性的浮選過程，礦漿最終經過最后一室浮選之后，從尾礦箱排除。

4 煤礦浮選機的設計原則

筆者認為，一般地在實際選礦中浮選機要實現高效、節能的效果，就必須符合浮選機的設計原則，現在筆者在實際操作中總結了幾方面的原則，供參考：第一方面浮選機的葉輪要能在較低壓頭的條件下產生大的礦漿流量，保證礦漿循環暢通，礦粒能充分懸浮促使槽底無沉砂。第二方面浮選機的定子應有利于葉輪產生的旋轉礦流變成徑向礦流，形成細微的空氣泡，穩定液面，這樣會防止翻花現象的發生降低耗能。

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

筆者建議，還要注意運輸區的高度，在把礦粒帶到槽內更高區域的同時，提供礦粒和氣泡的上升高度，以增加浮選精度。

5 浮選機自動化控制裝置設計

隨著科技的發展，我國選煤行業中所用的機械攪拌式浮選機工藝已經成為一個時代的過去，但是隨著工礦業的快速發展，我國煤炭分選系統的機械設備、工藝技術等的提高已不能滿足日益發展的需要，這就促使著開發新的浮選工藝。在這方面筆者也嘗試性地開發了浮選機自動化控制裝置方面的設計，具體如下。

在浮選過程自動化中，首先要把握好藥用含量。筆者認為，浮選中加藥量作為一個重要指標，必須有一個明確的比例和數值范圍加多了既浪費浮選藥劑又降低精煤質量，相反會降低精煤產率。其次，要控制好浮選機液高度。浮選機可以裝置液位測量儀表，它可以準確地測出液位高度的微小變化量，另外，筆者認為自動控制浮選機的放料裝置，能始終保持液位的最高位置，保證液位停留在安全范圍內。第三，自動加藥裝置。這個裝置是浮選自動化中的主要應用方向。它的工作原理是浮選設備上的計算機智能裝備根據數字測量模型進行計算得出的藥劑添加數量；這個時候再利用藥劑流量測量表測出實際加藥量，計算機智能自動控制加藥裝置再根據測出的實際加藥量進行加藥。

筆者認為，現在浮選機的自動化裝置主要用于對浮選槽液位的自動調節、充氣量的自動控制和甘油的自動添加等方面上，大型浮選機的控制系統使用高可靠性、高性價比的小型PLC控制系統，同時控制柜上設計有緊急啟動、停止按鈕，這個主要是在自動運行發生故障的情況下使用。現場控制器可以與控制室PLC通訊，以實現集中監控的目的。不管怎么說浮選機自動化主要是通過對浮選參數的自動控制，達到提高浮選效果，節省浮選藥劑，提高浮選精煤產率，從而提高企業經濟效益的目的。

結語

煤礦浮選機的未來發展前景廣闊，無論是生產水泥的企業、生產煤礦的企業，還是石英砂等行業。據不完全統計，目前，國外礦山和煤礦浮選機水平高的國家主要有美國、德國等。而德國的煤礦浮選機在設計、制造及技術性能等方面則居于領先地位。相信在不久的將來我國的浮選機也會出現生機勃勃的局面。

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