重介旋流器柱錐面處導磁結構位置對煤泥分選的影響

劉漢寶

（山西新景煤業(yè)有限責任公司，山西 陽泉 045000）

關鍵字：重介旋流器；分選密度；電磁線圈；導磁結構

近年來，我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展，各行業(yè)均取得不菲的成績，與此同時，對于環(huán)境保護的要求也越來越高。尤其在我國國民經(jīng)濟基礎中的煤炭行業(yè)，我們需要在滿足工業(yè)需求的同時，對煤炭實行安全生產(chǎn)、深度加工，發(fā)展?jié)崈裘禾考夹g[1-2]。因此，煤炭洗選成為煤炭清潔利用的第一步[3]。國內(nèi)外洗煤廠大多選擇重介旋流器進行煤泥洗選[4-6]，重介旋流器分選煤泥選擇性較強，但能適應大多數(shù)煤種，已得到廣泛的使用[7]。重介旋流器一般有兩產(chǎn)品和三產(chǎn)品之分，國內(nèi)大多使用三產(chǎn)品重介旋流器[4-6]。三產(chǎn)品重介旋流器是通過對重液密度的控制來調(diào)節(jié)旋流器的分選密度，但在正常生產(chǎn)過程中，還得注意中煤矸石的分選，這就使得二者較難得到平衡。因此，本文通過復合力場，即外加導磁結構的形式，探究磁場作用下煤泥分選效果，優(yōu)化導磁結構對重介旋流器分選調(diào)控方法。

1 實驗部分

1.1 試驗煤樣

試驗所選煤樣為-3mm的粗煤泥，其粒級分布如表1所示。

表1 原煤中-3mm粗煤泥的粒度分布

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設備

重介旋流器在實際應用中為大型設備，不適合實驗室，因此，按照實際尺寸對重介旋流器進行縮放，搭建了試驗設備。其裝置圖如圖1所示。

該設備總共有三層，一層為準備區(qū)，裝有煤樣入料及排料口，攪拌桶和渣漿泵。當開啟回料閥后，將試驗煤樣加入攪拌桶攪拌均勻后進行試驗。二層主要是計算機控制系統(tǒng)，用于控制旋流器及整個試驗系統(tǒng)，該層并伴有密度計，用來檢測底、溢流的密度，集料臺主要用于物料緩沖。三層放置旋流器，進行煤泥分選及物料分取。

圖1 試驗裝置示意圖

1.2.2 介質(zhì)分配規(guī)律試驗

介質(zhì)分配試驗的步驟如下：

1.2.3 粗煤泥分選試驗

在上述實驗裝置的攪拌桶中將煤樣與已知配制好濃度的重液混合，攪拌均勻，關閉回流閥。在計算機輸入試驗壓力0.08MPa。線圈及導磁結構已準備就位，煤樣與重液在系統(tǒng)中循環(huán)進行，當運行達到平穩(wěn)后，用不導磁的器皿取樣精煤、尾煤。經(jīng)脫介處理后的精、尾煤烘干后分級、稱重、燒灰，經(jīng)計算后得到不同條件下旋流器底流、溢流產(chǎn)品中灰分隨導磁結構的變化。

2 結果與討論

2.1 介質(zhì)分配試驗結果

圖2 不同磁系布置下的溢流底流密度

從圖2可以看出，在無導磁結構和添加上導磁結構后，溢流介質(zhì)密度都是呈先增加后減小的順序變化，且在電流達到5A時，溢流介質(zhì)密度最大，且無導磁結構和上導磁結構作用下，溢流介質(zhì)密度差別也較明顯；添加下導磁結構后，溢流介質(zhì)密度在試驗電流范圍內(nèi)一直增加。同樣，對于底流介質(zhì)密度，無導磁結構和上導磁結構作用下，底流介質(zhì)密度先減小后增加，當電流達到5A時，底流介質(zhì)密度降到最低，且底流介質(zhì)密度有很明顯的差別；而下導磁結構作用后，底流介質(zhì)密度一直為下降的變化趨勢。這就說明，旋流器外部的導磁結構，會對旋流器內(nèi)底流、溢流中的介質(zhì)產(chǎn)生影響，這樣在帶煤試驗時，煤泥分選密度也會發(fā)生明顯的變化，提高或降低分選效果，為試驗的可行性提供依據(jù)。

2.2 粗煤泥分選試驗結果

2.2.1 無導磁結構下粗煤泥分選試驗結果

圖3 無導磁結構下粗煤泥分選試驗結果

從圖3可以看出，隨著電流強度的增加，精煤灰分呈增大的趨勢，當電流強度達到5A時，+1mm粒度的煤樣精煤灰分有所輕微降低，1～0.125mm的煤樣精煤灰分仍增加；當電流強度變化時，+1-0.25mm煤樣尾煤灰分表現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，當電流達到5A時，尾煤灰分達到最大，粒級為0.25～0.125mm的煤樣尾煤灰分隨電流的增加而減小。這說明，無導磁結構時，電流強度逐漸升高時，旋流器內(nèi)溢流介質(zhì)灰分增加，底流介質(zhì)灰分先增大后減小。當電流達到5A時，粒度為0.5～0.125mm的煤樣尾煤灰分降低，與此同時，其他粒級煤樣的精、尾煤灰分均升高，即旋流器分選密度升高。

2.2.2 上導磁結構作用下粗煤泥分選試驗

圖4 上導磁結構下粗煤泥分選試驗結果

從圖4可以看出，施加上導磁結構后，精煤灰分隨電流變化呈先增加后降低的趨勢，當電流達到5A～10A時，粒級為0.25～0.125mm的煤樣精煤灰分持續(xù)增加，0.5～0.25mm粒級的煤樣精煤灰分變化不太大，+1～0.5mm粒級的煤樣精煤灰分先升高后降低。對于尾煤灰分，上導磁結構作用下，各粒級煤樣變化趨勢一致。尾煤灰分隨電流強度呈先減小后增加又減小的趨勢，當電流為處于0～2.5A時，各粒級煤樣尾煤灰分均減小，電流為2.5～5A時，各粒級煤樣尾煤灰分都增大，電流達到5A～10A時，各粒級的尾煤灰分均又降低。由此可見，上導磁結構作用下，電流強度增加，精煤灰分先降低后升高，尾煤灰分先降低后增加又減小。電流強度為0～0.25A時，精、尾煤灰分均較低，旋流器的分選效果不佳；當電流強度大于5A后，精煤灰分隨變化不明顯，但尾煤灰分發(fā)生了明顯的降低，分選效果更低。

2.2.3 下導磁結構作用下粗煤泥分選試驗

圖5 下導磁結構下粗煤泥分選試驗結果

從圖5可以看出，添加下導磁結構后，隨著電流強度的增加，各粒級煤樣的精煤灰分均呈增加趨勢；當電流達到7.5A后，+1mm粒級的煤樣精煤灰分降低。對于尾煤灰分，隨著電流強度增加，尾煤灰分呈先減小后增加又減小的趨勢；對于0.25～0.125mm的煤樣，電流在2.5～5A時，尾煤灰分增加不明顯，當電流大于5A后，尾煤灰分迅速減小。因此，下導磁結果作用下，隨著電流強度的增加，各粒級煤樣精煤灰分升高，尾煤灰分先減小后增加有減小。電流達到5A時，個粒級煤樣精煤灰分增加，尾煤灰分也增加，分選效果不佳。

2.2.4 導磁結構的影響

通過上述試驗結果，選擇電流為5A時，探討無電流、無導磁結構以及上、下導磁結構作用下，各粒級煤樣精、尾煤灰分的變化情況，具體試驗結果見圖6。

從圖6可以看出，電流為5A時，比較上導磁結構和無導磁結構，+1～0.25mm粒級的煤樣精煤灰分呈增加趨勢，0.25～0.125mm粒級的煤樣精煤灰分降低；但各粒級煤樣的尾煤灰分均升高。下導磁結構作用下，精煤灰分變化不明顯，尾煤灰分降低。即電流達到5A，上導磁結構較無導磁結構，精煤灰分明顯增加，除粒級1-0.5mm煤樣尾煤灰分略有降低，其他各粒級煤樣尾煤灰分均升高，分選密度有所提升。

圖6 電流5A時的精、尾煤灰分變化

3 結 論

本文主要利用外加導磁結構作用于旋流器柱錐面，當電流強度變化時，通過介質(zhì)分配規(guī)律及粗煤泥分選試驗，探究旋流器分選密度提升或降低的試驗條件。通過導磁結構作用下的介質(zhì)分配試驗結果表明：上導磁結構較無導磁結構，溢流介質(zhì)密度會降低，底流密度升高；導磁結構作用下粗煤泥分選試驗結果表明：當電流5A時，上導磁結構較無導磁結構，精、尾煤灰分升高，分選密度提高。