大型旋流器在選煤廠中的實際應用

摘 要：本文介紹了3GDMC1400/1000A型無壓三產品重介旋流器的結構組成、分選原理和特點，并闡述了在賀西礦選煤廠工藝流程中具體應用，體現了大型旋流器在生產實踐中的工藝特點和效率。

關鍵詞：3GDMC1400/1000A大型旋流器；分選原理；實際應用；分選效果

汾西礦業集團公司賀西煤礦選煤廠隸屬于汾西礦業集團公司賀西煤礦，于2005年10月建成試生產，設計處理能力為200萬噸/年，采用重介-浮選聯合生產工藝，經過幾年的生產運轉，2009年入洗原煤量達到220萬噸，生產實現了自動化，賀西礦選煤廠經過幾年的生產運行以其先進的設計、高效的分選，簡化的操作獲得了良好的生產效果，給企業帶來了可觀的經濟效益，賀西礦選煤廠由此在2008年被中國煤炭工業協會評為全國“優質高效選煤廠”，選煤廠使用的為建廠時世界最大的旋流器3GDMC1400/1000A無壓三產品旋流器，該設備是大型、高效、簡化全重介質選煤工藝與設備項目的核心分選設備，由于該設備的洗選流程簡單，處理量大，分選精度高，操作方便、投資少、加工費用低等特點，十分適于大型選煤廠的使用。

1 無壓三產品旋流器的結構及分選原理

1.1 組成結構

3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器由兩個產品旋流器組合而成。一段旋流器為圓筒型，二段旋流器為圓筒錐型，一段由分選室、給煤管、給介管、溢流管、底流管等組成，二段由分選室、入料管、溢流管、底流口、在線密度調節器組成，無壓給料三產品重介質旋流器可分選不脫泥的從易選煤到難選和極難選煤的所有煤種，大大地簡化了重介質旋流器選煤工藝，獲得了較好的技術指標。

1.2 結構示意圖：

圖1 3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器結構圖

1.3 技術參數

3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器主要技術參數如表1。

1.4 旋流器的分選原理

合格介質經筒體外壁沿切線方向以一定的工作壓力給入旋流器內，當入選原煤被小部分懸浮液帶著由上端中央入料管給入后，在介質旋轉流的強大離心力作用下，由中央向四壁按密度分層，密度高的重物料迅速到達器壁，在外層介質流的推動下，從給料端近處向底流口排出，由中間密度物組成的產物，在離底流口不遠處形成一個不斷置換的平衡阻擋層，使低于和接近分選密度的物料無力穿透阻擋層而導入內螺旋流，并經溢流管排出。從底流口排除的中煤及矸石混合物在一段旋流器的余壓下進入二段旋流器內，由于加重質顆粒在離心力及外旋流的推擠作用下，沿圓筒壁的給煤方向移動，產生濃縮作用，同時也有分選作用，使進入二段旋流器的懸浮液密度升高，自然提高二段分選密度，從而有效對重產物進行再分選。

2 選煤廠的全重介工藝流程及特點

賀西礦選煤廠采用全重介加浮選的工藝，破碎后的原煤由原煤入廠皮帶運至302刮板機潤濕，原煤潤濕好后給入303重介質旋流器，我廠采用3GDMC1400/1000A級重介質旋流器，根據采用的選煤設備允許的入料粒度≤80mm，在無壓給料三產品重介旋流器內一次性分選出精煤、中煤、矸石三種產品，精煤由精煤分配箱收集后，運輸到精煤脫介弧形篩進行一次脫介，精煤脫介弧形篩篩上物進入精煤脫介篩進行二次脫介并脫水、脫泥和分級，精煤脫介篩下末精煤進入末精煤離心機進行二次脫水，經二次脫水后的末精煤和精煤脫介篩上的塊精煤一起進入精煤產品皮帶；中煤由中煤集料箱收集后，運輸到中煤脫介弧形篩進行一次脫介，中煤脫介弧形篩篩上物進入中煤脫介篩進行二次脫介并脫水、脫泥和分級，采用3LG3648型脫介篩，中煤脫介篩下末中煤進入末中煤離心機進行二次脫水，經二次脫水后的末中煤和中煤脫介篩上的塊中煤一起進入中煤產品皮帶；矸石由矸石集料箱收集后，運輸到矸石脫介弧形篩進行一次脫介，矸石脫介弧形篩篩上物進入矸石脫介篩上進行第二次脫介、脫水和脫泥，其產品進入矸石產品皮帶。

3 3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器的實際應用

3.1 旋流器在生產中的效果

賀西礦選煤廠的3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器目前使用效果良好，在日常生產中一段分選密度為1530g/l，合格介質入料壓力為0.25mpa，煤泥含量45%-55%，根據對現場單機進行試驗得出以下結果，如表2：

3.2 大型旋流器在生產運行中的實際應用

在生產運行過程中，賀西礦選煤廠3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器分選出的產品出現了精煤產品質量合格，中煤精損也合格但矸石帶煤有所超標，當時的分選密度為1500g/l，煤泥含量為45%-55%之間，磁性物含量在500g/l左右，分選壓力0.23-0.26MPa在生產過程中矸石帶煤（-1.80）一直徘徊在1.5%-3.0%之間，但上級考核中要求矸石帶煤1.0%以下，針對以上實際問題根據旋流器的結構和分選特點對3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器進行了一些參數及結構調整，具體如下：

3.2.1 利用二段在線調節器，將二段的伸縮內筒全部插入，調節二段的分選參數，矸石帶煤減少。

表3

3.2.2 將3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器的二段底流口由原來的300mm換成280mm。

表4

3.2.3 將介質的循環量（調節刮板潤濕閥門）適當降低，介質入料壓力有0.23Mpa增加到0.25Mpa，降低合格介質懸浮液中的煤泥量，由原來的45.0%-50.0%降低到40.0%以下，經過最終調節，得到了以下結果，如表5：

表5

由上表可以看出在對旋流器的參數進行調整后矸石帶煤得到了理想的結果，由以上問題可以說明3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器在實際操作中靈活、簡單，可以達到良好的效果。

根據大型旋流器在賀西礦選煤廠生產中的實際應用總結出以下影響旋流器工作的幾個因素：

（1）重介質懸浮液的性質

重介質懸浮液對旋流器的分選至關重要，在賀西礦選煤廠調整矸石帶煤的過程中將重介質懸浮液中的煤泥含量降低到40.0%以下，對達到指標起到了重要的作用，在實際生產中有時為了提高矸石灰分降低矸石帶煤量有專門使用較粗的磁鐵粉，加大懸浮液的濃縮度，提高溢流口和底流口的密度差，但粒度過粗會影響到懸浮液的的穩定性導致旋流器的分選精度降低，所在生產中要是懸浮液中添加一定量的煤泥或粘土增加懸浮液的穩定性，提高分選精度，在實際生產中要根據現場情況確定重介質懸浮液的性質，達到生產中的目的。

（2）旋流器的結構參數

旋流器的結構參數對分選效果有很主要的作用，底流口直徑與入料中重產物（矸石或中煤）的比例有關。增大底流口，在相同條件下會降低實際分選密度，精煤產率相應降低。底流口減小則會相應提高實際分選密度。所以底流口的直徑大小將直接改變旋流器的分選效果。

溢流口直徑通常與底流口直徑保持一定比例關系。在其他條件不變的情況下，溢流口直徑縮小會降低實際分選密度，使部分原本應進入溢流的輕顆粒從底流口排出。在實際生產中選擇旋流器的結構參數要根據實際需要確定。

（3）重介質入料口的壓力

重介口的入料壓力能使旋流器內產生足夠的離心力，使密度高于分選密度的重顆粒能進入底流。增加入料口壓力將增大旋流器內旋流器內產生的離心力，提高細粒重產物在底流中的回收率，但是也增強了懸浮液在旋流器中的濃縮。同時，由于入口壓力增加，旋流器的礦漿通過量隨之加大，從而減少了礦漿在旋流器內的停留時間，增大了溢流排出量，導致實際分選密度略有提高。

（4）原煤性質對旋流器的影響

重介質旋流器是一個封閉的相對容積很小的分選容器，底流口和溢流口排量的分配，在一定條件下是基本固定的，但當入選原煤的密度組成發生變化時，例如高密度物含量增加，那么要求底流固體排量增加，溢流固體排出量相對減少，但底流口的排放能力有限，因而會將一部分中間密度的煤顆粒和重介質擠向溢流口排出，使實際分選密度提高。因此入選原煤密度組成的變化會引起旋流器分選密度的波動。

4 結束語

由賀西礦選煤廠在3GDMC1400/1000A無壓給料三產品重介質旋流器的實際應用中可以得出，大型旋流器的成功研制和在生產中的實際應用，可以簡化工藝流程、操作簡單、分選效率高，占地面積小，節約投資，是未來選煤的首選方法，將為我國的全重介選煤工藝做出貢獻。