無壓給料三產品重介旋流器分選技術探究

陸關偉

摘 要：本文介紹了重介質旋流器工作原理，分析了無壓給料三產品重介質旋流器分選精度影響因素，并明確了現階段可選旋流器的產品參數，為原煤加工設備采購人員提供參考。

關鍵詞：重介旋流器；分選原理；影響要素

一、重介質旋流器工作原理

重介質旋流器的設備結構如圖1所示，在重介質旋流器分選過程中，物料及懸浮液在壓力作用下沿切線方向進入旋流器，從而形成強有力的漩渦流；液流則從投料口進入沿旋流器內壁形成向下旋轉的外螺旋流；在旋流器軸心周圍形成向上的內螺旋流；由于內螺旋流的負壓作用吸入空氣，在旋流器軸心位置形成空氣柱；入料種的精煤隨內旋流向上而出，從溢流口排出，矸石則隨著外螺旋流向下從低流口排出[1]。

二、無壓給料三產品重介質旋流器分選精度影響因素

影響重介質旋流器分選精度的因素分為兩大類，其一是由工藝及分選設備所決定的生產中的確定因素，如入料煤質特征、旋流器入口形狀、直徑大小等；其二是可變因素，如入口壓力、礦漿入料、入料方式等等。

1.入料煤質特性

重介質旋流器的參數不可變，設備內部也沒有動力裝置，在設備內部原煤的密度組成是可變的，設備會在選料中將密度中等的顆粒及重介質從溢流口排出，升高分選密度，引起旋流器密度波動，結果會降低分選效率。

2.旋流器的結構參數

重介質旋流器直徑選擇要滿足處理能力要求，對應的是最低礦漿體積通過量，要滿足分選離心力要求，使分離重產物從低流口排出。如果無計劃的增大旋流器直徑則可能造成原煤資源浪費。增大旋流器圓筒段的高度，增大了旋流器的總容積，一定程度上有利于分選效率提升。底流口直徑與入料重中產物的比例有關。增大底流口在相同條件下降低分選密度，精煤的產力會有所降低。底流口減小則會提升實際分選密度，溢流口直徑與底流口直徑要保持相應比例。其他條件固定，溢流口直徑越小，分選密度越低，使將要溢流的輕顆粒從底流口排出。

3.重介質懸浮液的穩定性

重介質懸浮液的穩定性極大影響重介質旋流器分選效率和質量，重懸浮液在旋流器內的濃度會影響分選效率，磁鐵礦粉顆粒過粗會發生過分濃縮，因此重介質懸浮液的濃度越小越好[2]。

4.循環介質質量

重介質旋流器容積較小，重介質與煤在其中停留時間基本相同，為保證效率必須保證液固比，重介質旋流器循環介質相對較大。不同直徑、密度的原煤，循環介質量一般在噸原煤3倍左右，對于三產品重介質旋流器而言，循環介質量可能超出上限。

5.重介質入口壓力

重介質入口壓力使旋流器內產生離心力，使高密度重顆粒進入底流。增大入口壓力會增大重介質旋流器的離心力，提升細粒重產物在底流中的回收率，同時也增強了懸浮液在旋流器內的濃縮。由于增加了入口壓力，旋流器礦漿通過量增大，從而降低了礦漿在旋流器內的時間，增大了溢流排出量，導致分選密度上升[3]。

三、無壓給料三產品重介質旋流器的選擇

（一）產品規格

現階段無壓給料三產品重介質旋流器由3GDMC以及3NWX兩個系列，工業生產中應用一段直徑1m以上的大型三產品旋流器，3GDMC系列占9成以上因此重點介紹3GDMC，其規格如表1所示。在實際選用過程中根據無壓給料三產品重介質旋流器分選精度影響因素以及產品參數進行選擇。

（二）工藝特點

1.分選精度高。根據表1可看出，我國各原煤加工企業常用的3GDMC設備無論是何種型號，直徑大小都能夠保持較高的分選精度，同時筆者閱讀相關文獻了解到，3GDMC設備的分選精度已經達到國外量產品脫泥分級入選重介質旋流器的分選精度，已達主流水平。

2.設備可以以單一低密度重介質懸浮液中，只需以此操作即可高精度分選出質量合格的精煤、中煤以及矸石，極大的節省了高密度重介質懸浮液的制備、循環、回收工作耗時，提升了分選效率；同時可以應用低密度重介質懸浮液對高密度煤塊進行分選，簡化了分選流程，使不同密度的分選過程變得簡便，降低設備內外耗損，以及介質用量及能源消耗。

3.旋流器的分選顆粒直徑跨度大，由表1 可以看出，上限可達1米，分選下限至0.3毫米，甚至在我國國華科技的努力下，將分選下限降低至0.075毫米。應用旋流器分級濃縮原理，將輕物料帶出的重介質旋流液進行分流，進入直徑更小的旋流器當中進行分選，從而減少人員投入的同時，進一步降低分選顆粒直徑。

總結

綜上，現階段市面可選重介旋流器型號、種類多樣，因此要充分了解生產需求，根據影響因素及產品參數選擇分選效率高、質量高、性價比高的分選設備，以此高效利用原煤資源，創造更大價值。

參考文獻

[1]張秀梅，郭德，李志強.無壓給料三產品重介質旋流器結構參數的計算[J].煤炭科學技術，2017（11）：184+216-219.

[2]魏華.龐龐塔選煤廠分選工藝設計[J].煤炭工程，2017（9）.

[3]戚忠生，葛家君.平溝選煤廠重介技改及精細管理實踐[J].科技經濟導刊，2018，v.26；No.646（20）：39-41.