发布时间 : 星期四 文章关于重介质选煤的几个问题 唐山郭德更新完毕开始阅读
一、 DSM型重介质旋流器结构参数与分选效果的关系
重介质旋流器的结构参数包括：旋流器的圆柱直径、给矿口的形状和尺寸、溢流口直径、底流口直径、圆柱部分长度、溢流管插入深度、旋流器的锥角和锥比等。
圆锥形重介质旋流器的结构参数几乎标准化了，各国生产厂家出于不同考虑只是略有区别。旋流器入料口直径df、溢流口直径do和底流口直径du与旋流器直径D的关系，大体上是D:df0.25：0.4：0.3。圆锥形重介质旋流器历史较长，研究较多。 1、重介质旋流器的圆柱直径
圆锥形重介质旋流器的直径是标定旋流器规格和生产能力的主要尺寸，适用于下面的经验公式：
:do:du=1：
Q1?(700~800)D2.5 （1-1） Q2?200D2.0 （1-2）
式中：Q1—给入旋流器的悬浮液流量，m/h；Q2—给入旋流器的原煤量，t/h；D—旋流器的直径，
3
m。
公式(1-1)中的煤与悬浮液的给入比可取(吨煤)：2.5~5m的悬浮液。原煤和悬浮液混合后用泵给入旋流器，煤和悬浮液之比应取(吨煤)3~5m的悬浮液较适宜，以免发生堵泵事故。最终直径的确定应同时满足上述两项要求。
重介质旋流器的直径也是决定旋流器其它参数的重要因素，对旋流器的入选上限和有效分选下限有直接影响。可见，在选择、确定重介质旋流器的直径时，必须根据所要处理的原煤数量、性质和要求进行权衡。
例如Ф850mm的旋流器在产品样本中标注处理能力Q=100~180t/h，但由经验公式计算出的额定处理能力约在144.5t/h左右，恰好是产品样本标注取值范围的中值。但是这一数值要受到旋流器的锥比及入料煤密度组成的制约。一般两产品旋流器选煤时锥比在0.5~0.8范围内选用。锥比不同时，底流、溢流量分配的比例也不同。当入料中高密度物含量多时，锥比取大值，反之取值可偏小。固定锥比情况下，如果原煤密度组成发生变化或用户对产品灰分要求发生变化，旋流器的底、溢流量也发生相应改变。变化过大，锥比则不能适应，势必影响旋流器的分选效果或处理能力。所以在重介质旋流器选型时一定要充分重视入料的密度组成和产品灰分对锥比及处理能力的影响。下面举例进一步说明这个问题。
例如：内蒙某选煤厂年设计处理能力150万吨，入选煤种为主焦煤和1/3焦煤，但煤质比较特殊，轻、重产物比例严重倒置是其特点。见表1-1。
表1-1 50~0.5mm原煤浮沉组成
密度级 Kg/L -1.30
入选原煤 γ % 2.30
Ad % 4.19 9.83 16.49 26.15 37.76 52.47 69.07 30.52
浮物累计 γ % 2.30 29.51 50.86 62.02 74.45 80.65 100.00
Ad % 4.19 9.39 12.37 14.85 18.68 21.28 30.52
沉物累计 γ % 100.00 97.70 70.49 49.14 37.98 25.55 19.34
Ad % 30.52 31.14 39.37 49.31 56.12 65.04 69.07
3
3
1.30~1.40 27.21 1.40~1.50 21.35 1.50~1.60 11.16 1.60~1.80 12.42 1.80~2.00 6.21 +2.00 合计
19.34 100.00
由表1-1可知，—1.40g/cm3密度级浮物累计产率不足30%；1.40~1.80g/cm3中间密度物含量达45%；+1.80g/cm3沉物累计产率大于25%。如果采用两产品重介质旋流器分选工艺，常规方法是第一段旋流器出精煤，第二段旋流器再分选出中煤和矸石。鉴于本厂轻、重产品比例严重倒置，第一段旋流器底流产物（中煤和矸石）的产率高达70%以上，即使将第一段旋流器的锥比取最大（0.8或0.85），根据前面的经验公式初步估算，旋流器的处理能力至少比设备额定能力减少一半。这样第一段旋流器就必须选用多台或选用大直径的，经济上不合算。因此设计时应第一段先排矸，第二段再分选出精煤和中煤。第一段旋流器底流产物（矸石）的产率大约为25%，使旋流器的处理能力得到充分发挥。
再如我国引进的澳大利亚某模块选煤厂采用有压入料两产品重介质旋流器（Ф1150mm）分选-13 mm原煤，原要求精煤灰分13%，这时小时处理能力约600t。后因市场需求变化，改为生产灰分为11%的精煤，降低了分选密度，旋流器溢流量减少，底流量增大，旋流器原锥比不能适应，致使不能正常分选。该厂只得将处理能力减小到不足400t/h，以确保分选效果。 2、旋流器圆柱长度的影响
旋流器的长度和容积取决于旋流器的圆柱尺寸，是保证入选物料在旋流器内有足够滞留时间的重要参数。圆锥形重介质旋流器的试验表明：圆筒段的长度H在某一范围内的增大，旋流器的总容积和总长度都增加，能够提高被选物料的实际分离密度，在—定范围内对分选有利，分选效果也相应得以改善。过短会造成液流的不稳定，增加入料短路进入溢流现象，使轻产物质量变坏，使选煤效率降低。但是，圆柱过长也会使分选效果变坏。
因此，正确地选择旋流器的圆柱长度的原则是：根据用途及被选物料的性质和对产品质量的要求来定。一般为20锥角的圆柱圆锥形重介质旋流器的圆柱长度为(0.6~0.7)D范围。对大于20锥角的圆柱圆锥形旋流器的圆柱长度在(0.7~2)D范围内选取。直径大的靠小值选取；直径小的靠大值选取。 3、重介质旋流器的溢流口直径
溢流口直径的大小通常与底流口保持一定比例关系，在其他条件不变的情况下，溢流口直径增大, 使旋流器内相同半径处的轴向速度增大，轴向零速半径也增大，使被选物料的实际分离密度也增大，溢流口的流量也增加，精煤产量提高。但是，过大时，精煤质量变差。反之，精煤出量减少，精煤质量可提高，使部分原本应进入溢流的轻颗粒取道底流口排出。溢流口直径应保持在适当范围内,过大或过小都可能使可能偏差增大, 影响分选效果。
旋流器的溢流口直径在0.4D左右范围较宜，也可在(0.32~0.5) D范围内选取。对易选原煤旋流器的溢流口直径可取大些；对难选原煤溢流口直径可适当小一些。 4、旋流器溢流管长（插入深度）和旋流器溢流管壁厚的影响
重介质旋流器内液流速度场的测定表明，溢流管长度的变化，对切向速度无明显影响，但对精煤质量和分选精度有较大的影响。溢流管增长时，使溢流管下端至锥体下部的距离缩短，促使被选物料的实际分离密度增大，精煤产量增加，精煤灰分也相应提高。一般可在(0.8~1.0)L范围内选用为宜（L为圆柱长）。 适当增加溢流管壁厚，可提高圆柱部分的切线速度，使分选精度提高，过大地增加溢流管壁厚，将使旋流器重量增加，容积减小，对分选效果不利。 5、旋流器底流口直径的影响
底流口直径的大小，对处理能力、分选产品的精度及效率影响较大。减小底流口直径,旋流器内悬浮液的浓缩作用增强,提高实际分选密度。底流口密度也相应增大，精煤产品增多。但是，底流口直径过小时，下沉物料不能畅通外排，造成挤压分离，分选效果变坏，严重时造成旋流器底流口堵塞。底流口直径与入料中重产物(矸石或中煤)的比例有关。底流口增大，在相同条件下会降低实际分选密度，精煤产率降低。因此，选择重介质旋流器底流口直径时，要根据入选原煤性质，考虑加重质持性。当入选难选煤或中煤再选时，底流口直径要比入选易选煤的小。反之，可取大一点。一般可在(0.24~0.32)D范围选取。另外，还要考虑到底流口直径du＞3d。d为入料中最大粒度直径。
圆锥型旋流器的底流排放物的最大量可按下式计算（锥比按最大值0.8计算）：
0
0
Q排?0.405??底?Q/?入
式中：Q排—底流口最大排料量，t/h；?底—底流物料平均真密度，t/m；?入—旋流器入料平均真
3
密度，t/m；Q—旋流器正常处理能力，t/h。
3
计算式验证：表1-2列举了部分圆锥旋流器的处理能力。原煤真密度取1.50g/cm，底流排放物的真密度取2.00g/cm。以表中直径700mm的旋流器计算，其最大底流排放量约为52.92t/h，此计算结果与表中的54t/h量基本接近。
表1-2 二产品旋流器处理能力 旋流器直径，mm 锥角，
o
3
3
700 20 50~05 104 54
600 20 40~0.5 68 36
500 20 25~0.5 45 27
360 20 6~0.5 25 13
入料粒度，
最大处理能力（干煤量），t/h 底流最大排放量（干煤量），t/h
6、重介质旋流器的锥比
底流口直径与溢流口直径的对应关系,是影响旋流器分选效果的重要参数。通常把这种对应关系
dduo称为重介质旋流器的锥比。重介质旋流器的锥比的大小，对旋流器的工作指标和对工作悬浮液及其固体含量在旋流器底流和溢流中的分配数量关系影响很大。可用经验公式表示： k(
（1-3）式中 d—旋流器底流口直径；d—旋流器溢流口直径；Q—旋流器底流量；Q—旋流器溢流量；kdu3Qu)?doQo
uouo—系数，可取1.1。
同一密度工作悬浮液进入旋流器后，锥比不同，形成的分选密度不同。锥比越小，分选密度越高；反之，越低。锥比的大小对轻产品和重产品的灰分、工作悬浮液及固体在底流和溢流中的分配量关系很大。
若想得到高灰分的重产品，也就是重产品排出量减少，轻产品排出量增加，即Qu减小，Qo增大，也就是Qu（1）减小dQo减小，这时则需dudo减小。要达到dudo减小有四个途径：
u即减小底流口直径。这时分选密度增大，重产品量减小，轻产品量增加。如果du过小，重产
物不能及时排出，造成挤压，分选效果变坏，严重时则造成底流口堵塞。du减小是有限制的，必须大于入
料中最大颗粒直径的3倍。底流口的改变会改变旋流器的处理能力，对三产品旋流器来说，改变二段旋流器的锥比同时也影响整个旋流器的处理能力。 （2）增加do即溢流口的直径。对制造好的旋流器生产中改变起来有困难。
和d，使du（3）同时调整doudo合理减小。这一点同样有困难。一般是根据生产中积累的经验，逐步
改进两个直径的大小，得到理想的轻重产物灰分，在旋流器更换时采用。
（4）增加溢流管插入筒体长度，提高实际分选密度，增加中煤出量，提高矸石的灰分。但这种调节幅度较小。
因此，确定旋流器的锥比时，首先应考虑入选原煤的性质、工作悬浮液的流变特性等。当入选原煤属于难选煤时，锥比宜选小一点。反之，锥比宜大一点。一般在重介质选煤时，其锥比在0.5~0.8范围内选用。在工业生产中，旋流器底流口或溢流口被磨损后，造成锥比变化，若不及时更换，其分选效果将显著下降。生产经验证明：旋流器底流口和溢流口直径，由于磨损而增大的部分不能超过原来直径的3％，最好在2％以下。
在不同锥比dudo下，前苏联得出了分选密度?dudo 0.66 ? 与工作悬浮液?之间存在以下经验关系，仅供参考：
????=1.42?-0.51 =1.48?-0.48 =1.56?-0.54 =1.91?-0.83 0.50 0.38 0.33
7、DSM型旋流器的操作
（1）溢流管中悬浮液和煤的比例控制要合适
如果进入溢流的悬浮液太少，一部分精煤会进入底流，在底流口太大而且入口压力又太小的旋流器中这个问题很常见。
溢流中悬浮液与煤的体积之比应大于2.5。可通过溢流采样检查，采样为位于弧形筛上部给料箱排出的矿浆，要保证采样的代表性，应在给料流全断面上多点采样。用下式计算悬浮液与煤的最小比率：
R?式中 MMm?c?Mc?
cm—采样悬浮液的质量；M—煤的质量（+0.5mm部分）；从采样得到的矿浆中减去煤的
质量便可得出悬浮液的质量；?c—煤的密度；?—悬浮液的密度。
如采取了有代表性的45kg矿浆，筛分后得到10kg粒度+0.5mm的煤。煤和悬浮液的密度分别为1.40g/cm和1.60g/cm。则[（45-10）/10][1.4/1.6]=3.1，这是可以接受的。如果比值小于2.5，则应加大循环悬浮液量或减少给料量。
同时，还要保证进入旋流器的悬浮液有2/3进入溢流（体积）。可通过溢流和底流弧形筛筛下悬浮液
3
3
?u??f的密度来计算。公式为：???u??o
式中 ?u—底流悬浮液密度；?f—给入悬浮液密度；?o—溢流悬浮液密度。