水力分級旋流器在雙鴨山選煤廠的應用

趙恩亮

摘 要：水力分級旋流器是一種利用流體壓力產生旋轉運動的裝置，可用于使存在密度差的兩相或多相進行分離。利用水力分級旋流器在煤泥水浮選之前進行處理，減少粗煤泥進入浮選系統，從而降低粗煤泥的損失和浮選系統的壓力。

關鍵詞：水力分級旋流器；粗煤泥；分級濃縮

1 概述

雙鴨山礦業集團選煤廠1958年建成投產，通過幾次技術改造，形成了現在重介+浮選、尾煤壓濾回收的工藝流程。近年，選煤廠從實際生產中發現煤泥的含量越來越大，粗煤泥容易尾礦中，導致產品的損失。為保證洗煤生產的進一步合理，對工藝流程進行改造完善：煤泥水進入浮選之前進行水力分級旋流器的處理，以便降低粗煤泥的損失和浮選系統的壓力。

2 水力分級旋流器的結構與工作原理

2.1 水力分級旋流器的結構

水力旋流器主要由圓筒體和圓錐體兩部分組成。圓筒體的一側沿切線裝有給礦管，中心有溢流口，可將溢流直接引出器外。圓錐體底部有底流口，供排出沉物。旋流器多用鑄鐵制成，也有用鑄鋼、鑄鋁、合金和聚氨酯制的。為防止磨損，內部須襯以耐磨的橡膠、鑄石、碳化硅和硬質陶瓷等。易磨損的給礦口附近的圓筒部分和沉砂口附近的圓錐體，制成可拆卸更換的。（圖1）

圖1

2.2 水力分級旋流器原理

一種利用流體壓力產生旋轉運動的裝置。當料漿以一定的速度進入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回轉運動。由于所受的離心力不同，料漿中的固體粗顆粒所受的離心力大，能夠克服水力阻力向器壁運動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動，細而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做回轉運動。在后續給料的推動下，料漿繼續向下和回轉運動，于是粗顆粒繼續向周邊濃集，而細小顆粒則停留在中心區域，顆粒粒徑由中心向器壁越來越大，形成分層排列。隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小，在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內層料漿不得不改變方向，轉而向上運動，形成內旋流，自溢流管排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續沿器壁螺旋向下運動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉物。

3 水力分級旋流器的實際中的應用

水力旋流器在選礦工業中主要用于分級、分選、濃縮和脫泥。水力旋流器無運動部件，構造簡單；單位容積的生產能力較大，占面積小；分級效率高（可達80%～90%），分級粒度細；造價低，材料消耗少。

下面數據為選煤廠實際生產過程中的檢測數據統計（見表1）。

實際的生產過程中，煤泥水通過水力旋流器處理后，粗煤泥由底流口排出經弧形篩，篩下與溢流直接進行浮選，篩上進入離心機脫水。通過數據可以看出：經過水力分級旋流器的處理，粗煤泥絕大部分進入底流，濃縮后的底流保證了截粗弧形篩的入料，同時降低了粗煤泥進入浮選系統，減少了產品損失。

4 水力分級旋流器在實際生產中遇到的問題

4.1 底流口直徑的選擇

水力分級旋流器底流口的大小直接影響底流濃度的大小。直徑過大，截粗弧形篩容易跑水，造成產品水分指標的影響；直徑過小，旋流器底流的濃度過大，造成旋流器堵塞，不能正常工作，通過嚴格的數據計算和實際應用中合理調節來保證水力分級旋流器的使用。

4.2 入料性質的不穩定

生產系統中煤泥含量的多少以及粗煤泥含量的多少直接影響水力分級旋流器的應用效果，這樣就要求進一步加強煤質分析的及時準確和相關設備的完好狀態。

4.3 易損部件的更換

由于煤泥水長時間的摩擦，旋流器的整體易磨損，尤其是錐體部分和底流口，長期更換勞動強度較大，從而要選擇耐磨、輕便以及強度夠的材質的旋流器。

5 水力分級旋流器發展前景

水力旋流器發展趨勢：（1）結構形式多樣化；（2）應用范圍擴大化；（3）結構材質耐磨化；（4）技術控制自動化。

6 結束語

隨著我國潔凈煤技術的推進，煤泥水處理在選煤中的地位將越來越重要，利用離心力場強化分選過程的高效旋流分選設備，水力分級旋流器由于獨特的優勢也將得到更為廣泛的應用。總之，我們從實際應用出發，進一步在安全生產過程中進行創新與改革，更好地達到最佳工藝效果之目的。