重介質旋流器選煤工藝的應用與研究

王潔

摘 要：煤炭的洗選加工主要是脫硫脫塵，是開發潔凈煤技術的首要環節，為協調自然環境與經濟生產的關系可采用重介質旋流器選擇煤炭，本文將結合旋流器選煤原理，討論煤料選擇、壓力調整、參數完善、選前脫泥、穩定懸浮液等應用要點，為節約煤炭資源，規范行業發展提供參考意見。

關鍵詞：重介質;旋流器;選煤工藝

重介質旋流器選煤是新時期背景下行業衍生出的新型選煤技術，為我國煤炭開采提供了新方向。煤化洗煤設備的應用能夠實現對資源的高效利用，踐行環保理念。而使用重介質旋流器選煤后，資源利用率增加，能夠優化煤炭管理效果，緩解資源緊張問題。

1 重介質旋流器選煤性質

改革開放以來，我國煤炭行業開采一直呈現“粗放”狀態，引發了嚴峻的環境污染問題。為貫徹落實國家環保政策，近幾年煤炭行業開始重視產品的清潔利用，選煤屬于煤炭加工方法的一種，具有清潔、高效、經濟等特點。還有利于資源的利用。重介質旋流器選煤可按照煤炭密度進行分層選擇，具有良好精準度，選煤效果好。目前常見的重介質選煤機器有：傾輪分選設備、淺槽重介質分選設備、重介質旋流器、重介質流化床等等。本文討論重介質旋流器發展前景較好，其機械結構為：入料管、溢流管、基礎框架、底流口共同組成，機械運作時，原料與懸浮液受到旋流力場的影響，產生內螺旋流與外螺旋流，再通過溢流管和底流口排出。因為煤和矸石密度大小不同，所以其在旋流器中受到的離心力作用也有差異，密度小的礦石受力后向旋流器中心移動并向上旋轉排出。礦石受力可按照F=K1（Hd3/D）（δ-Δ）g計算，H=入料壓頭，d=礦石顆粒的直徑，δ=顆粒密度，△=懸浮液密度[1]。

2 重介質旋流器選煤工藝的應用要點

2.1 合理選擇煤料

重介質旋流器當中的底流口與溢流口可通過煤和礦石，但是其通過能力有限度，容量和寬度都不能無限調節。所以入料煤性質要保證在合理范圍內，確保選煤效果良好。一旦煤料性能出現大幅度變化，選煤效果勢必會受到影響。例如：底流口排量增加，溢流口排量就會減少，密度較高的矸石或夾矸煤也會從溢流口排出，降低選煤質量。另外，煤料粒度直徑較大會造成底流口堵塞，因此要合理控制煤料的粒度，選擇直徑適中的重介質旋流器。

2.2 調整入口壓力

合理調整給料的入口壓力是實現重介質選煤的關鍵，在壓力作用下，離心力產生，然后按照密度大小區分礦石與煤炭。通常來說，入口壓力越高對應產生的離心力越大，選煤效率越高，但是一旦壓力過大就會加快設備損耗，降低經濟效益。同樣，壓力過小則選煤質量低。因此需要適當調節入口壓力，保證精準分選效果。首先，技術人員在應用重介質旋流器之前，要檢查好混料桶懸浮液的位置，液位要保持在混料桶3/5處，一旦液位過低，入口壓力就不穩定，影響選煤質量。在給料時，如果用泵給料，可以適當調節泵轉速，保持入口壓力穩定。觀察物料流管是否通暢，如果出現煤塊堵塞要及時清理。關緊壓風機，避免氣體驟然進入重介質旋流器。

2.3 完善設備參數

旋流器結構參數對選煤質量可起到直接影響，例如：增加圓筒段高度，可以提高煤料分選效果，如果圓筒段過低，就會造成大量雜質通過溢流口。如果旋流器直徑較大，入料壓力與入料量也會隨之增加。由于煤炭應用方向不同，所以不同類型的選煤廠對于原煤的要求也不相同。為了滿足差異化要求，就需要對重介質旋流器的參數進行調節，結合實際要求來完善結構數值，確保選煤效果良好。例如：在可控范圍內盡量提高圓筒高度，降低雜質外溢的風險，確保分選質量。按照分選要求適當縮小底流口，加快精煤產出速度。

2.4 選前脫泥

從實際選煤過程中來看，煤料的粒度組成具有波動性，這對于重介質分選會造成一定干擾。例如：焦煤選煤企業對于精煤質量控制十分精密，煤料粒度變化會直接影響到懸浮液應用時的效果，嚴重時還會給企業帶來巨大經濟風險。而采用選前脫泥能夠減少粒度變化。選前脫泥能夠降低原生煤泥與浮沉煤泥的含量。經過脫泥處理后的煤料粒度波動較小，分流量降低，甚至可以達到無分流。提高了生產管理效率，對經濟效益增長起到輔助作用。選前脫泥時篩孔大小要適中，而且不能將煤泥完全脫去，脫泥率保持在70-80%之間即可。

2.5 穩定懸浮液性質

懸浮液是重介質旋流器運作時的重要輔助物質，懸浮液密度可直接決定煤料的分選密度，為確保旋流器順利運作，需要添加性質穩定的懸浮液，并在此基礎上對介質的分流量采取適當調整。合理控制介質中非磁性物的含量。例如：原煤中往往會摻雜一部分密度較高的物質，影響了選煤的清潔度，對此就需要在旋流器中添加懸浮液，穩定重介質選煤工作，提高選煤效率及質量[2]。

3 結論

綜上所述，隨著行業發展，我國重介質旋流器選煤工藝已經可以實現成熟應用，但是受到材料、操作等因素影響，旋流器仍有出現故障的風險。為提高機械設備的安全性，需要我們加快對重介質旋流器工藝的研究，重視整體應用流程，提高選煤安全性，在促進行業發展的基礎上踐行環保理念。

參考文獻：

[1]趙陽，袁紹國.大直徑有壓兩產品重介質旋流器分選下限的探討[J].煤炭加工與綜合利用，2017（09）：42-45.

[2]郭秀軍.無壓給料三產品重介質旋流器的節能優化設計實踐[J].煤炭技術，2016，35（09）：296-298.