重介質選煤中懸浮液動態穩定性的控制

強鵬翔，汪麗媛

1.中國礦業大學化工學院，江蘇徐州 221116

2.中國礦業大學環測學院，江蘇徐州 221116

0 引言

重介質選煤中，懸浮液的穩定性是指懸浮液在分選容器中，各點的密度在一定時間內保持相對穩定的能力。選煤用的懸浮液屬于粗分散體系。分散的固體粒子本身沒有保持懸浮液穩定狀態的能力，只有靠借助外來的能量使分選設備內各點的懸浮液密度達到一定的均一性，即懸浮液的動態穩定性。

懸浮液在分選機中能否保持動態穩定性是懸浮液能否用于分選的重要指標。其在很大的程度上對主選設備的選型、工藝參數的選擇起決定性的作用。同時，也直接影響分選的效果。

1 影響懸浮液動態穩定性因素

懸浮液動態的穩定性主要取決于懸浮液粒子沉降的速度，其沉降速度越慢懸浮液的穩定性越好。一切影響粒子沉降速度的因素都會影響到懸浮液的動態穩定性。一般來說主要有加重質的粒度、加重質的密度、懸浮液的密度、雜質的影響、其它影響因素。

1.1 加重質的粒度

加重質的粒度越小，其沉降速度越慢，對懸浮液的動態穩定越有利，與此同時懸浮液的粘度也會相應增高。當懸浮液粘度過高時，會影響末煤的分選效果，同時使得加重質的制備、凈化回收的費用增加，加重質的工藝損耗相應的也會增大。

1.2 加重質的密度

加重質的密度越低，自由沉降速度越小，配制成同一密度懸浮液的固體容積分數也越高，穩定性也越好。但懸浮液的粘度增加。實踐證明，在重力場中選煤時，懸浮液加重質的容積濃度最大不應超過30%。在離心力場中，懸浮液的容積濃度最大不應超過35%。

1.3 懸浮液的密度

同一種加重質配置成的懸浮液密度越高，懸浮液的固體容積濃度月高，懸浮液的動態穩定性越好，但其粘度也越高。通常在一定的生產過程中懸浮液的密度是一定的。在使用高密度的懸浮液時，主要的矛盾是懸浮液的粘度。一般使用加重質的密度應大于5kg/m，以降低懸浮液的粘度。

1.4 雜質的影響

在生產的過程中，工作懸浮液中不可避免的要混入部分礦泥（包括煤泥）。在一定的條件下能提高懸浮液的穩定性，對改善分選效果是有利的。但過多雜質的帶入，必然使得懸浮液的粘度增加。因此，雜質的含量應加以控制。我國廣泛采用的加重質為磁鐵礦粉，當工作懸浮液的密度在1300～1，500kg/m，懸浮液中的最大含泥量應控制在60%～50%。當工作懸浮液的密度在1，600～1，800kg/m時，懸浮液中的最大含泥量應控制在40%～20%。工作懸浮液的密度越高，含泥量應越少。

1.5 其它因素影響

其它影響因素包括：藥劑、機械力、電磁力以及水流動力等。

2 確保懸浮液動態穩定性的方法

2.1 添加藥劑

加重質的粒度較細，表面積很大，懸浮粒子之間易于聚合成粒團而沉淀，降低了懸浮液的穩定性。為了避免此現象的發生，往懸浮液中加入部分分散藥劑，如六聚偏磷酸鈉等，但藥劑的價格較高，不宜用于生產。

2.2 水流動力

在煤炭進行分選的過程中，人為的加入介質流一方面，為了補充損失的懸浮液，另一方面，迫使懸浮液流動，從而減緩懸浮液中加重質的沉降速度，進而保證懸浮液的動態穩定性。目前，應用較為成熟的有水平介質流、上升介質流、下降介質流。

1）水平介質流。水平介質流由分選槽的如料口給如。一方面，水平介質流用以維持水平分選帶上懸浮液密度的穩定性，提高分選的精度。另一方面，水平介質流起到水平輸送浮煤的作用。

2）上升介質流。上升介質流由分選槽的底部給入，其給入的速度并不大，以便在懸浮液中造成微弱的上升介質流。它主要是克服加重質的重力，從而減緩加重質的沉淀速度，上升流的作用不能過強，否則會影響沉物的下沉速度，降低了生產效率。嚴重時，可使高密度物混入浮煤中，對分選產生不利的影響。

3）下降介質流。下降介質流是懸浮液由分選槽底部排出時形成的，其下降的介質流在加速懸浮液中細粒運動的同時，也是的沉物較快的下沉，創造了有利的分選條件。

3 結論

通過以上的分析，不難看出，影響重介質選煤過程中，懸浮液動態穩定性的因素是來自多方面的。這主要取決于加重質的粒度、密度，以及懸浮液的密度，但在實踐生產中對于某種工藝要求，懸浮液本身的性質是無法改變的，因而人們往往通過改變外因，即懸浮液的水流動力性，從而提高懸浮液的穩定性。在一臺分選設備中，總是同時采用兩種或多種介質流的形式，確保分選過程中分選密度的穩定性，從而保證分選的精度。

[1]煤炭科學研究總院唐山分院.選煤用重介質懸浮液性質的研究報告,1990，3.

[2]謝廣元.選礦學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2001.