旋流器選煤

第2期No.22005年4月COAL PREPARATION TECHNOLOGYApr.2005文章編號: 1001 -3571 (2005) 02 -0055 -03旋流器選煤申克忠(天地科技股份有限公司唐山分公司，河北唐山063012)摘要:介紹了旋流器的基本工作原理，并對重介質(zhì)旋流器、水介旋流器、煤泥濃縮分級旋流器應用經(jīng)驗進(jìn)行了總結。關(guān)鍵詞:重介旋流器;水介旋流器;濃縮分級旋流器;應用中圖分類(lèi)號: TD942*.7文獻標識碼: A溢流空氣柱煤炭洗選加工是大工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其目的是排除原煤中的灰分、硫分及各種雜質(zhì)，提高煤炭的熱值。煤的洗選是物理加工過(guò)程，除分選外，還要處中心管理相當于選煤量3倍以上的選煤用水。選煤廠(chǎng)大都采用大設備、大廠(chǎng)房，導致投資高、管理困難。若分離維面)內旋流采用旋流器選煤，則可使單位體積的處理量提高幾外旋流十倍，這不僅可以減少設備投資和廠(chǎng)房體積，并且還會(huì )提高洗選精度。目前已有眾多國內外選煤廠(chǎng)采底流口用各種形式的重介旋流器、水介質(zhì)旋流器作為煤炭的主選設備，采用煤泥旋流器精選煤泥、回收煤泥底流和洗水澄清。從目前發(fā)展趨勢看，旋流器在選煤中的應用會(huì )越來(lái)越普遍。選煤工作者應在不斷總結旋圖1旋流器結構示意圉流器應用經(jīng)驗的基礎上，改進(jìn)提高旋流器的工作效式中的一為離心加速度,離心加速度與重力加果，開(kāi)發(fā)更多新型的選煤用旋流器，促進(jìn)我國選煤技術(shù)的發(fā)展。速度之比即離心系數(C =當),也就是相當重力加re1旋流器的基本 結構和工作原理速度的倍數?？梢钥闯?V,值越大,r越小,則C值越旋流器結構簡(jiǎn)單，本身無(wú)運轉部件，是最廉價(jià)大。實(shí)踐證明,在一般旋流器中,C值可達30以上,也的選煤設備，結構示意圖見(jiàn)圖1?？梢哉f(shuō)離心沉降速度一般為重力沉降速度的30倍工作時(shí)物料沿切線(xiàn)人料口進(jìn)入筒體，在旋流器以上。由于旋流器的這個(gè)特性,必然會(huì )加速物料的分內作回轉運動(dòng)，物料處在相當于重力加速度幾十倍選、分級或分離過(guò)程。的離心力場(chǎng)之中，實(shí)現按密度分選或按粒度分級以當循環(huán)介質(zhì)為重液或含有磨細加重質(zhì)時(shí)，循環(huán)及固液分離等工藝過(guò)程。由于離心力的作用，這個(gè)介質(zhì)密度大于1，與重力場(chǎng)一樣遵循阿基米德原過(guò)程比在重力場(chǎng)要快幾十倍。理，低于臨界循環(huán)介質(zhì)密度的顆粒向旋流器中心運顆粒在旋流器中所受的離心力可由下式計算:動(dòng)，由溢流口排出，而大于臨界循環(huán)介質(zhì)密度的顆v,2粒則移向器壁由底流口排出，這就是重介旋流器的F=...1.選煤過(guò)程。若以水為介居涌討加大旋流器溢流管直徑與中國煤化工度至60-180°,在收稿日期: 2004-11 -20作者簡(jiǎn)介:申克忠(1966-)， 男，河北省盧龍縣人，高級旋流YHCNMH G,離心沉降速度低于工程師。1988年畢業(yè)于原東北工業(yè)學(xué)院，現任天地科技股向心流速的顆粒由溢流排出，處于臨界沉降速度的份有限公司唐山分公司設計工程中心主任。聯(lián)系電話(huà):顆粒的去向由其密度確定，低密度顆粒由溢流排0315 - 7759439。第2期選_ 煤支術(shù)2005年4月25日出，高密度顆粒隨底流排出，這就是水介質(zhì)旋流器備給料設備、人料穩壓裝置和密度自動(dòng)控制裝置。的選煤過(guò)程。旋流器安裝除按要求的傾角外，還應特別注意其溢同樣以水為介質(zhì)，但物料為同一密度，則旋流流和底流都應首先進(jìn)人敞開(kāi)的溢流箱和底流箱，而器內的粗顆粒優(yōu)先移至器壁，并由底流口排出，沉后通過(guò)管道進(jìn)入脫介設備，避免形成虹吸現象。降速度低于向心流速的細顆粒則隨溢流排出，這就(3) 要根據現場(chǎng)具體情況合理選擇重介旋流是濃縮或分級旋流器的工作過(guò)程。器。目前應用的重介旋流器可分為兩大類(lèi)，即有壓分選物料在旋流器內停留時(shí)間很短，一般為人料重介旋流器(圖2)和無(wú)壓給料重介旋流器10s左右或更少。因此，旋流器對相關(guān)因素的變化.(圖3)。有壓給料重介旋流器的人選原煤和循環(huán)介.非常敏感，例如:顆粒的直徑、人料濃度、人料壓質(zhì)同時(shí)由人料口進(jìn)人旋流器，通常采用泵直接人料力、旋流器的結構尺寸等等，都會(huì )影響旋流器的工或由定壓漏斗人料。其特點(diǎn)是:①分選精度高。兩作效果。但是，與所有分選設備一一樣，每種設備都產(chǎn)品重介旋流器的E,值一般為0.03 ~ 0.04,三產(chǎn)有其獨特的工作條件，旋流器的規格、型號不同，品重介旋流器的- -段E。值一般為0.05左右,二段其適應的條件也不同，只要遵循這個(gè)規律，實(shí)際上0. 08左右。②由于物料與重懸浮液同時(shí)進(jìn)人旋流旋流器是最易操作和管理的設備。器，物料進(jìn)入旋流器后立即處于被分選狀態(tài)，因此循環(huán)介質(zhì)所占的比例可以小一些，一般煤和介質(zhì)的2重介旋流器比例為1: 3~1: 4,其單位體積處理量要高于無(wú)壓目前應用的重介旋流器均采用磨細的磁鐵礦粉給料旋流器。③由于用泵將煤與循環(huán)介質(zhì)同時(shí)打人與煤泥水組成的重懸浮液作為介質(zhì)，可在重介旋流旋流器，故泵對煤有一定的過(guò)粉碎作用，若采用定器內實(shí)現1.3 ~ 1. 8kg/L密度級的分選作業(yè)。為使.壓漏斗人料，由于定壓漏斗需設在旋流器上方5m重介旋流器選煤取得最佳效果，至少要考慮如下幾以上的高度，因此車(chē)間廠(chǎng)房要增高。無(wú)壓給料重介點(diǎn):旋流器一般為圓筒形，重懸浮液由簡(jiǎn)底切線(xiàn)壓人，(1)循環(huán)介質(zhì)既要保持一定的穩定性，粘度煤由.上部中心進(jìn)入，低密度物由底部中心管排出，又不能太高，一般認為底流與溢流懸浮液密度差為高密度物經(jīng)上部切線(xiàn)口排出，或接二段旋流器。物0.3 ~0.5kg/L為宜。穩定性差的重懸浮液，在旋料是靠重懸浮液回轉時(shí)在中心形成的真空軸心的負流器內磁鐵礦粉會(huì )貼向器壁而不能形成有效的分選壓作用進(jìn)入的，因此采用無(wú)壓給料重介旋流器的處密度層，往往不出精煤，或精煤量很少，絕大部分理量不如有壓給料旋流器大，而且介質(zhì)循環(huán)量也比精煤損失到尾煤中。如果重懸浮液粘度過(guò)大，導致較高，一般為1:5~1:6,特別是當旋流器直徑加顆粒沉降阻力加大，也不能實(shí)現有效分選。要保持大時(shí)，此問(wèn)題更加明顯。同時(shí)，因物料進(jìn)人旋流器合適的重懸浮液的穩定性，應從兩方面人手:一是后即面臨高密度物排出口，極易產(chǎn)生短路問(wèn)題，因使用磨細的磁鐵礦粉，二是使重懸浮液中有一定量此無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器選煤，中煤帶精煤量有可的煤泥。對兩產(chǎn)品重介旋流器而言，介質(zhì)中磁鐵礦能偏大。但無(wú)壓給料重介旋流器也具有很多優(yōu)點(diǎn):粉粒度<0.045mm級應占50% ~70%;三產(chǎn)品重①可以避免入料的過(guò)粉碎問(wèn)題。②從分選過(guò)程看，介旋流器，因二段重懸浮液密度由一段決定，因精煤和矸石(對三產(chǎn)品而言)分選時(shí)間長(cháng)，更容此，粒度可以稍粗一些，< 0.045mm級含量占易保證精煤和矸石的質(zhì)量。③比較適宜易碎煤和不40% ~50%。重懸浮液中的煤泥含量要保持一定的.脫泥原煤的分選。比例，當重懸浮液密度為1.4kg/L時(shí)，煤泥含量要大一些，一般為50%左右;而高密度重懸浮液，入料m精煤如1. 8kg/L時(shí)，煤泥含量要小一些，為20%左右。因此，在使用重介旋流器再選跳汰機精煤或中煤時(shí)15s中煤應特別注意重懸浮液中的煤泥問(wèn)題。使用重介旋流中國煤化工器選不脫泥原煤時(shí)，則應考慮重懸浮液的排泥問(wèn)THCNMHG題。(a)兩產(chǎn)品.(b)三產(chǎn)品(2)合理應用重介旋流器，重要的是人料、圖2有壓給料重介旋流器人料壓力、介質(zhì)循環(huán)量和介質(zhì)密度穩定，因此要配56第2期申克忠:旋流器選煤.2005年4月25日運轉時(shí)調節溢流管的插人深度(調節范圍一般為介質(zhì)原煤旋流器直徑的1/10)，加大底流口和降低溢流管的插人深度可以使分選密度降低。精煤一V號樣煤一T4煤泥濃縮(分級)旋流器水力旋流器用于煤泥水的濃縮或分級，早在上(a) 兩產(chǎn)品.(b)三產(chǎn)品圖3無(wú)壓給料重介旋流器世紀四五十年代就已經(jīng)開(kāi)始，已積累了豐富的經(jīng)驗。目前應用的濃縮(分級)水力旋流器有φ10 ~3水介旋流器800mm等多種規格。-般規律是旋流器直徑越小、水介旋流器是以水為介質(zhì)的選煤用旋流器，其入料壓力越大、錐體角度越小、溢流口與底流口直特點(diǎn)是錐體角度比較大，普遍使用的為90°，為了徑比越小，其分級粒度越小。濃縮(分級)旋流強化分選作用，還采用復錐體(120°、 80°、 20°組器的技術(shù)規格- -般為:合)和圓弧錐體等。水介旋流器的錐比(即溢流D, = (0.2 ~ 0.4)D口與底流口直徑之比)較大，通常為4以上。其D, = (0.4 ~ 1.0)D。D,/D。=3~ 4溢流管可以上下調節，在一定范圍內可改變分選密度。水介旋流器的結構形式還有繼續探討的余地，a = 20°或15°就日前幾種型式的水介旋流器看，雙弧錐體水介旋式中:D為旋流器直徑;Dr為旋流器人料口直流器的分選效果更佳。水介旋流器結構見(jiàn)圖4。徑;D。為旋流器溢流口直徑;D。為旋流器底流口直徑。r事在使用水力旋流器進(jìn)行煤泥水濃縮與分級時(shí)應H→溢流→溢流1◆溢流入料→日入料◆H入料◆注意如下幾點(diǎn):(1) 要確保穩定的人料壓力。人料口處線(xiàn)速中甲度為5 ~6m/s，人料壓力為0.1 ~0. 1SMPa，過(guò)高底流會(huì )影響旋流器的壽命。(2)旋流器的直徑以150~350mm為宜。a.90°單錐型b.復錐型c.雙弧型(3)人料濃度不宜過(guò)大，一般情況下不要超圖4水介旋流器結構示意圖由于水介旋流器基于水力作用的分選機理，雖過(guò)200g/L,否則不僅易堵塞，而且影響分級效果。然在運轉過(guò)程中錐體底部積存的高濃度煤泥也起到(4)采用旋流器進(jìn)行煤泥的濃縮和分級，其重介質(zhì)的分選作用(故有人稱(chēng)之為自生介質(zhì)旋流底流濃度可以達到300~1 000g/L，用煤泥篩脫水器)，但其分選效果比重介旋流器要差一些( E?；厥?，但溢流中仍有少量極細煤泥，必須與濃縮池值為0.06~0.09)。但水介旋流器卻有工藝簡(jiǎn)單的配合，并添加絮凝劑才能得到澄清清水。優(yōu)點(diǎn)，常用于易選煤的精選、粗煤泥精選和脫除煤(5) 靠近旋流器底流口1/3處的錐體磨損較泥中黃鐵礦的選煤工藝。嚴重，應采用分段設計或另選用高性能耐磨材質(zhì)。水介旋流器的使用應注意以下幾點(diǎn):5結語(yǔ)(1)人料恒定、人料壓力穩定是水介旋流器正常工作的先決條件。固液比一般為1: 4~1: 6,旋流器技術(shù)的發(fā)展和在選煤中日益廣泛的應不能太大。為保持人料壓力穩定，煤水混合桶的液用，為我國選煤技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻。完全可以位一定要保持恒定。相信，隨著(zhù)優(yōu)質(zhì)耐磨材料的成功開(kāi)發(fā)，旋流器選煤(2)正常工作時(shí)，旋流器可以不作調節，若技術(shù)必將得到快速發(fā)展和廣泛應用，在我國選煤事需變動(dòng)分選密度時(shí)，可改變底流口大小，也可以在業(yè)中中國煤化工*YHCNMHG插1