三產品干擾床分選試驗研究

蘇 芮

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦選煤廠，山西 古交 030205）

0 引言

煤炭作為我國的主要能源之一，其在未來很長時間內的主導地位不容易被改變。煤炭主要以燃燒為主，在燃燒過程中會產生的有害氣體和粉塵等均會對環(huán)境造成污染，對公民身體健康造成影響。因此，對煤炭進行洗選加工是非常必要的；尤其是最近幾年隨著工作面機械化采煤能力的提升，原煤中的中細粒、粗煤泥的含量越發(fā)增多，對其洗選再加工的要求越來越高。干擾床作為與螺旋分選機、重介質旋流器同等地位的分選設備，其主要適用于對易選、可選粗煤泥的分選，而對于難選粗煤泥分選的效果不理想[1]。本文將針對難選粗煤泥為例，為提升干擾床對其分選效果通過開展分選試驗和數值模擬等手段，為后續(xù)干擾床的結構優(yōu)化改進設計提供支撐。

1 分選試驗準備

重點對三產品分選系統進行研究，并對其入料特性進行分析，為后續(xù)三產品干擾床的分選試驗奠定基礎。

1.1 三產品干擾分選系統概述

本文所研究的三產品干擾床分選系統的具體結構，如圖1 所示。

圖1 三產品干擾床分選系統結構圖

如圖1 所示，三產品干擾床分選系統分為給料分系統、分選機主體部分和產品處理分系統。主體部分為三產品分選系統的核心，主要包括由分選腔主體結構、底流閥、溢流閥以及給水結構等組成。待分選的物料分別通過一段分選機墻體、二段分選腔進行分選處理后最終通過溢流排放口進行溢流。三產品干擾床分選系統主要通過管道閥門對其水泵的流量進行控制，通過轉子流量計對管道的流量進行監(jiān)測[2]。

1.2 待分選物料性質

待分選原煤中所含的粗煤泥的粒度大小等級大致可以分為5 個等級，具體如表1 所示。待分選原煤中的平均灰分比為26.83%。

表1 待分選原煤粗煤泥粒度大小比例及灰分值

2 三產品干擾床分選試驗研究

結合多年的時間經驗，本三產品干擾床對粗煤泥粒度為1.0～0.25 mm 大小范圍之內的原煤的分選效果最好。對于三產品干擾床而言，內筒和外筒的流量是影響最終分選效果的只要因素。其中，內筒流量主要指的是圖1 中的一段上升水流的流量，外筒流量主要指的是圖1 中的二段上升水流的流量。

本次試驗分別對一段上升水流量為1.5、1.8、2.0 m3/h，二段上升水流量為1.5、2.0、2.5 m3/h 時對應的底流產率和灰分比進行對比。試驗采用控制變量的原則進行。

2.1 外筒流量對分選效果的影響

當內筒流量為恒定時，對不同外筒流量對應的一段底流、二段底流以及溢流產品的產率和產品的灰分比進行對比。對所得的試驗數據進行統計，并形成如圖2 所示的變化曲線。

圖2 外筒流量對三產品干擾床分選效果的影響

當內筒流量為1.5 m3/h 時，從整體上分析：隨著外筒流量的增加對應所得最終產品的產率和灰分均明顯增加。其中，隨著外筒流量的增加對應二段底流產率減小，而二段灰分比稍微增加；也就是說，隨著外筒流量的增加可在一定程度上提升二段的分選效果。隨著外筒流量的增加對應一段底流的產率和灰分處于相近狀態(tài)[3]。

當內筒流量為1.8 m3/h 時，從整體上分析：隨著外筒流量的增加對應所得最終產品的產率和灰分均明顯增加；其中，其對應的灰分比大于內筒流量為1.5 m3/h 的情況，產率小于內筒流量為1.5 m3/h 的情況。同樣二段和一段的產率與灰分比隨外筒流量的變化趨勢與內筒流量為1.5 m3/h 相近，且在各階段灰分比均大于內筒流量為1.5 m3/h 的情況，產率小于內筒流量為1.5 m3/h 的情況。

當內筒流量為2.0 m3/h 時，對應溢流、二段和一段的產率和灰分比之間的關系與內筒流量為1.8 m3/h和1.5 m3/h 時的變化規(guī)律一致。

2.2 內筒流量對分選效果的影響

當外筒流量為恒定時，對不同內筒流量對應的一段底流、二段底流以及溢流產品的產率和產品的灰分比進行對比[4]。對所得的試驗數據進行統計，并形成如圖3 所示的變化曲線。

圖3 內筒流量對三產品干擾床分選效果的影響

如圖3 所示，當外筒流量為1.5 m3/h 時，隨著內筒流量的增加對應溢流口產品的產率和灰分比均呈現減小的變化趨勢，但是減小的幅度非常小可以忽略不計。因此，可以得出溢流口產品的產率和灰分比主要受到外筒流量的影響。隨著內筒流量的增加對應二段底流口產品的產率和灰分比均呈現增大的變化趨勢；而對于一段底流而言，隨著內筒流量的增加對應其產率減低，對應其灰分比增大。

當外筒流量為2 m3/h 時，隨著內筒流量的增加，對應溢流口產品的產率減小，灰分比呈現小幅增大的變化趨勢。也就是說，當外筒流量較大時其會對溢流口產品的灰分比這一指標造成不規(guī)律的影響，從而對二段的分選造成不利的影響。而對于二段底流口的產率和灰分比而言，與外筒流量為1.5 m3/h 時的變化趨勢一致且均優(yōu)于外筒流量為1.5 m3/h 時的情況。對于一段底流口的產率和灰分比而言，與外筒流量為1.5 m3/h時的變化趨勢一致且均低于外筒流量為1.5 m3/h 時的情況；也就是說，三產品干擾床外筒流量變化會對內筒造成一定的影響[5]。

當外筒流量為2.5 m3/h 時，隨著內筒流量的增加，對應溢流口產品的產率和灰分比均呈現為增加的變化趨勢；導致上述現象的主要原因為當外筒流量較大時，使得給料中密度較小的物流直接變?yōu)橐缌鳌τ诙魏鸵欢慰诋a率和灰分比隨著內筒流量的變化趨勢與傳統干擾床一致。

3 結語

干擾床為對原煤進行洗選加工的設備之一，其主要適用于可選、易選粗煤泥的分選，對于難選粗煤泥的分選效果不理想。本文重點對三產品干擾床的分選展開試驗研究，重點對外筒流量和內筒流量對分選效果的影響機理展開對比，并總結如下：

1）當內筒流量為1.5 m3/h，外筒流量為2.5 m3/h時，對應三產品干擾床的分選效果最好。

2）對于三產品干擾床溢流產率和灰分這一指標，其主要受到外筒流量影響；

3）對于三產產品干擾床二段底流產率和灰分之一指標，其同時受到內筒和外筒流量的影響；

4）對于三產產品干擾床一段底流產率和灰分之一指標，其主要受到內筒流量的影響。