重介質(zhì)旋流器分選工藝參數分析

煤炭加工與綜合利用No.6,200CoAL PROCESSING COMPREHENSIVE UTILIZATION重介質(zhì)旋流器分選工藝參數分析陳開(kāi)玲,石云江,錢(qián)坤(朔州中煤楊澗洗選有限公司,山西朔州036002)摘要:通過(guò)對旋流器內的物料進(jìn)行受力分析,介紹了重介質(zhì)旋流器的分選原理及懸浮液的配置方案;從旋流器結構參數、選前是否脫泥、入料壓力控制及給料方式等方面論述了影響重介質(zhì)旋流器分選效果的因素。關(guān)鍵詞:選煤;重介質(zhì)旋流器;工藝參數;分選效果中圖分類(lèi)號:TD45.7文獻標識碼:A文章編號:10058397(2009)06001103重介質(zhì)旋流器是一種利用離心力場(chǎng)強化礦粒1重介質(zhì)旋流器分選原理在重介質(zhì)中分選的設備,能精確分選密度差值小重介質(zhì)旋流器分選過(guò)程為:物料和懸浮液以的難選和極難選細粒物料。重介質(zhì)旋流器具有體一定壓力沿切線(xiàn)方向給入旋流器,形成強有力的積小、本身無(wú)運動(dòng)部件、處理量大、分選精度旋渦流;液流從入料口開(kāi)始沿旋流器內擘形成高、產(chǎn)品質(zhì)量穩定等特點(diǎn),故應用范圍比較廣個(gè)下降的外螺旋流;在旋流器軸心附近形成一股泛。特別是對難選、極難選原煤以及細粒級較多上升的內螺旋流;由于內螺旋流具有負壓而吸入的氧化煤、高硫煤的分選和脫硫效果顯著(zhù)空氣,在旋流器軸心形成空氣柱;入料中的精煤收稿日期:200-1009隨內螺旋流向上,從溢流口排出,矸石隨外螺旋作者簡(jiǎn)介:陳開(kāi)玲(1983-),男,北京市人,2006年畢業(yè)流向下,從底流口排出。于遼亍工程技術(shù)大學(xué)礦物加工工程系,工學(xué)學(xué)士,期州中煤楊潤空氣柱的形成機理為:由于底流管和溢流洗選有限公司生嚴技術(shù)副經(jīng)理。管直接與大氣連通,進(jìn)入旋流器的兩相流以強烈裝卸、使用困難等問(wèn)題。采用本工藝處理后的煤泥一混煤混合體,可以像普通煤炭一樣裝卸、儲存、運輸、使用,使得煤泥變廢為寶,減少了環(huán)境污染,提高了選煤廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。煤泥破碎攪拌機是上海大屯能源股份有限公司與南京璽華孚電氣有限公司共同研發(fā)的專(zhuān)利產(chǎn)品,專(zhuān)門(mén)用于煤泥與洗混煤、中煤、末矸石的破覺(jué)拌碎攪拌。其工作原理采用的是雙軸臥式強制攪原理,兩根相向旋轉的攪拌軸帶有螺旋攪拌葉片(見(jiàn)圖7),葉片推動(dòng)并攪拌物料,物料從一端進(jìn)圖7煤泥破碎攪拌機葉片結構入,由另一端擠出。兩相鄰螺旋攪拌葉片間均設有犁型破碎齒,以增強對物料的“阻滯”、切割生產(chǎn)發(fā)熱量125-14.6M/kg的煤泥一洗混煤混和破碎作用。因此,煤泥破碎攪拌機兼有較強的合物,水分約10%-15%,可作大屯發(fā)電廠(chǎng)用破碎和攪拌功能,而且能耗低、效率高。煤萬(wàn)元中國煤化工0萬(wàn)t,末矸石65效益分析CNMH效益150~2太300元,因此煤泥在線(xiàn)濕式攪拌回收系統運行成功后,可該廠(chǎng)年增加經(jīng)濟效益約4800萬(wàn)元。12煤炭加工與綜合利用2009年第6期的螺線(xiàn)渦運動(dòng),當切線(xiàn)速度增大到臨界速度時(shí),濃度有關(guān),可用以下公式計算:旋流器各出口產(chǎn)生一定的阻力,形成內部的旋轉G(8,-p,)流場(chǎng),引起軸向負壓,空氣由溢流管和底流管進(jìn)人旋流器,在軸向負壓驅動(dòng)和流體對流傳輸的共式中:C—加重質(zhì)的質(zhì)量,g同作用下逐漸發(fā)展成為貫通的空氣柱。8—加重質(zhì)的密度,g/cm3;重介質(zhì)旋流器選煤是利用阿基米德原理在離p水的密度,gcm心力場(chǎng)中完成的。離心力場(chǎng)中,質(zhì)量為m的顆粒V,—懸浮液體積,cm3。所受的離心力F為采用磁鐵礦粉作為加重質(zhì)時(shí),體積濃度15%F = m-=v835%,煤泥含量15%-45%聞4。濃度過(guò)大,則懸浮液粘度增大而失去流動(dòng)性,人選物料在懸浮式中:"顆粒的切向速度,m/s;液中不能流動(dòng);濃度過(guò)小,則加重質(zhì)沉降迅速,顆粒的旋轉半徑,m;懸浮液密度不穩定,分選效果變差。重介質(zhì)旋流V—顆粒的體積,m3;器分選時(shí),分選密度一般高于懸浮液密度0.18顆粒的密度,kg/m30.2g/cm3。這是因為在離心力作用下,旋流器內懸浮液給物料的向心托力F為:的懸浮液被濃縮,使分選密度增大。3影響重介質(zhì)旋流器分選效果因數式中:p—懸浮液密度,kg/m3國內外對重介質(zhì)旋流器分選機理的研究表顆粒在懸浮液中半徑為r處所受的合力F明,影響重介質(zhì)旋流器分選精度的因素可分為兩為F=F-Fo =V(8-p)u/r大類(lèi):一是由實(shí)際工藝條件及分選設備本身所決時(shí),F為正值,顆粒被定的生產(chǎn)中不易變動(dòng)的因素,如入料煤質(zhì)特征、旋流器圓筒及圓錐部分的幾何尺寸、人料口的形甩向外螺旋流;當δ<ρ時(shí),F為負值,顆粒被甩向內螺旋流;從而把密度大于介質(zhì)的顆粒和密狀和尺寸、溢流管直徑、錐角、錐比等;二是度小于介質(zhì)的顆粒分開(kāi)。在旋流器中,離心力比定程度上可以調整的因素,包括入口壓力、礦漿料量、入料方式等。重力大幾倍到幾十倍,因而大大加快了分選速3.1器結構參數的影響度,并改善了分選效果。重介質(zhì)旋流器的生產(chǎn)能力主要取決于它的圓2重介質(zhì)旋流器懸浮液配置柱直徑,其計算公式為21懸浮液既要達到要求的密度條件,又要具有Q1=K1,D23定的穩定性,同時(shí)粘度不能過(guò)大。而加重質(zhì)的Q2性質(zhì)直接決定懸浮液的性質(zhì),目前,工業(yè)生產(chǎn)中式中:Q-—旋流器礦漿通過(guò)量,m}/h;采用的加重質(zhì)主要為磁鐵礦。當懸浮液密度一定Q2——旋流器干煤處理量,h時(shí),加重質(zhì)的粒度越粗,懸浮液粘度越低,加重D—旋流器圓筒直徑,m;質(zhì)沉降速度越快,回收越容易,但懸浮液不穩K1—旋流器直徑系數,700~800。定;加重質(zhì)的粒度越細,其沉降速度越慢,懸浮上述公式可近似計算出所選用旋流器的直徑液穩定性越好,但粘度增加,加重質(zhì)回收困難或處理能力,但無(wú)法反映出旋流器結構和工藝參另外,加重質(zhì)的密度越高,懸浮液容積濃度就越數對處理能力的影響。根據波瓦羅夫公式時(shí)可計低,穩定性也越差。重介質(zhì)旋流器要求磁鐵礦中中國煤化工公式如下0.028mm級含量不低于90%。CN MH GPH懸浮液的密度p與加重質(zhì)的密度及其體積式中:Q—礦漿通過(guò)量,m3/h2009年第6期陳開(kāi)玲,等:重介質(zhì)旋流器分選工藝參數分析d——一旋流器溢流口直徑,m;過(guò)小形成不了穩定的空氣柱,懸浮液正常的液態(tài)d—旋流器底流口直徑,m;流受到破壞,分選效果變差。H—旋流器入口壓力,10Pa;研究表明,旋流器本身對入料壓力的要求g—重力加速度,m/s32是C1=0.08DH=9-11D0.1D+式中:H——定壓高度,m。C2=0039+ga20.793.4給料方式重介質(zhì)旋流器的入料方式可分為周邊有壓入式中:D—旋流器直徑,m;料和中心無(wú)壓入料兩種。旋流器圓錐錐角(1)在無(wú)壓入料方式下,原料煤從旋流器頂3.2選前脫泥與否部中心給入。進(jìn)入旋流器的重顆粒在離心力作用煤泥進(jìn)入懸浮液系統后易成團,在分選槽內下穿越“零速包絡(luò )面(LZV)”形成外螺旋流,來(lái)不及分散就混入浮煤中排出;此外,這些煤泥而輕顆粒本身密度就低于“零速包絡(luò )面”處的密若進(jìn)入懸浮液系統,會(huì )使懸浮液中的煤泥含量增度,所以留在“零速包絡(luò )面”內隨內螺旋流移多,懸浮液粘度增大。因此選前脫泥工藝具有分動(dòng)。這一過(guò)程基本只有重顆粒的單向運動(dòng),避免選精度和效率高,懸浮液中非磁性物(煤泥)含量了重、輕礦?；ハ嘟诲e穿越“零速包絡(luò )面”,相少,易脫介,介耗低等優(yōu)點(diǎn);但其缺點(diǎn)是需增加設備和基建投資,工藝布置相對復雜,生產(chǎn)成互干擾,有利于提高分選效率和分選精度。(2)在有壓人料方式條件下,原料煤與懸浮本高。液混合后由泵給入旋流器。開(kāi)始時(shí),輕、重顆粒選前不脫泥工藝減少了脫泥篩和再分級篩,在“零速包絡(luò )面”內外均勻分布;隨著(zhù)顆粒下簡(jiǎn)化了工藝,布置緊湊,縮減了廠(chǎng)房和設備投資行,內部的重礦粒在離心力作用下穿過(guò)“零速包及生產(chǎn)成本,工藝簡(jiǎn)捷,操作方便;其缺點(diǎn)是對絡(luò )面”向外螺旋流移動(dòng);而外部的輕顆粒在離心分選精度,尤其是對細粒級物料的分選精度會(huì )造力作用下穿越“零速包絡(luò )面”向內螺旋流移動(dòng),成一定影響形成了重、輕顆粒交錯穿越“零速包絡(luò )面”,相懸浮液中允許的煤泥含量除與懸浮液本身的互干擾的現象。密度有關(guān)外,還與磁鐵粉的細度和物料的粒度相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),在低密度分選條件下,懸浮液允4總結許的煤泥含量較高,一般不必選前脫泥。根據國隨著(zhù)采煤機械化程度提髙、開(kāi)采深度加深外資料和國內的生產(chǎn)實(shí)踐,原煤潤濕脫泥的用水原煤質(zhì)量變差,細粒物料所占比例相對增加,煤量以原煤中煤泥含量噸位乘10,或以要求脫除的的可選性變差。對于這些煤炭的分選,重介質(zhì)旋煤泥噸位乘10的水量與煤混合進(jìn)行脫泥的效果流器的優(yōu)點(diǎn)將得到充分體現,這一工藝也將成為今后選煤發(fā)展的主要方向。3.3入料壓力控制根據波瓦羅夫公式,旋流器的礦漿通過(guò)量與參考文獻:給料壓力關(guān)系為:Q1/Q2=√PP2。即對一個(gè)給1]曹驍姆,顧伯勤旋流器內空氣柱形成與發(fā)展及其對分定參數的旋流器而言,適當提高入口壓力能提高離的影響[門(mén)].流體機械,2009,137(1):28-33礦漿處理能力;同時(shí)也可看出,其最佳工況點(diǎn)要2郁風(fēng)印,等,選煤手冊(工藝與設備)[M,北京:媒求是,人口壓力與礦漿入料量為對應關(guān)系(Q2∝業(yè)出版社,1993.[3]P),即每一礦漿入料量只對應一個(gè)最佳的入料壓中國煤化工窺器M].北京:冶力。壓力過(guò)大增大了能耗,加大設備磨損,提高CNMHG[4]兩議小類(lèi)丁m[M].北京:民族出了次生煤泥量,導致懸浮液密度不易控制;壓力版社,2003