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兩種常見重介質(zhì)旋流器分選工藝分析對比

　　為實現(xiàn)煤炭資源的清潔生產(chǎn)、響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，洗選加工成為煤炭資源利用過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的跳汰分選工藝相比較，重介分選精度高、易于實現(xiàn)自動化控制的優(yōu)勢為它在煤炭行業(yè)中的推廣應(yīng)用奠定了扎實的基礎(chǔ)。目前，在重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)方面，以唐山國華和威海海王為代表的企業(yè)，自主研制開發(fā)了一系列大直徑的重介質(zhì)旋流器，某些技術(shù)指標(biāo)已達到或超過世界先進水平。分選設(shè)備的發(fā)展在有力地提高選煤效率的同時，還促進了選煤工藝的更新，逐步發(fā)展出針對性強、靈活多變的分選工藝。

　　1、重介質(zhì)旋流器分選工藝分類

　　重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)多樣化，根據(jù)其不同的結(jié)構(gòu)特點分別發(fā)展出了不同的分選工藝。按照分選產(chǎn)品的數(shù)目可分為兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器; 根據(jù)其機體結(jié)構(gòu)和形狀分為圓錐形和圓筒型兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、雙圓筒串聯(lián)型、圓筒型與圓錐型串聯(lián)的三產(chǎn)品旋流器; 根據(jù)分選入料的給料方式又可以分為有壓和無壓2 種。旋流器結(jié)構(gòu)的多樣化使其分選工藝多樣化，能夠針對不同的來煤特性和產(chǎn)品需求，靈活地將分級入洗、來煤脫泥、粗煤泥回收和浮選等工藝與重介質(zhì)旋流器工藝進行優(yōu)化組合，從而達到最高的經(jīng)濟效益。

　　(1) 不脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝

　　當(dāng)原煤中煤泥含量較低且不需要分級入選時，可選擇無壓三產(chǎn)品分選工藝。其特點是懸浮液與煤分開給入旋流器內(nèi)，即懸浮液用泵或定壓箱壓入旋流器中形成漩渦，而煤靠自重給入，并被卷進漩渦流內(nèi)進行分選。原煤帶入的煤泥與磨細(xì)的磁鐵礦粉構(gòu)成的重懸浮液作為分選介質(zhì)。由于采用無壓給料，因此其給料壓力要小于有壓給料方式。而給料壓力的大小決定著重懸浮液在旋流器中的流轉(zhuǎn)速度和密度場分布，進而影響旋流器的分選效率和精度。由于二段的重懸浮液由一段濃縮產(chǎn)生，較低的給料壓力將會削弱一段的濃縮作用，使得二段的實際分選密度小于理論值。

　　眾所周知對于混合粒度入洗，評價分選效果好壞的可能偏差值是加權(quán)后的結(jié)果。它并不代表混合物中的每一個粒級都具有相同的分選精度。可能偏差值隨著粒度的降低而增大。所以在無壓三產(chǎn)品分選工藝中，細(xì)粒級物料沒有得到很好的分選。因此作為其延伸配套工藝，煤泥重介質(zhì)旋流器分選粗煤泥得到應(yīng)用。

　　煤泥重介工藝的入料來源主要是精煤脫介篩篩下水及合格介質(zhì)的分流。它利用前置重介質(zhì)旋流器在分選的同時產(chǎn)生的分級濃縮作用而得到的細(xì)粒、低密度介質(zhì)，在小直徑的煤泥重介質(zhì)旋流器中對粗煤泥進行分選。其分選后的精煤產(chǎn)品經(jīng)過磁選、脫泥、脫水后與重介精煤和浮選精煤混合。煤泥重介工藝的添加可以有效地對粗煤泥進行分選，而對產(chǎn)品后續(xù)的脫泥處理則可以甩掉部分高灰細(xì)泥，從而達到降低整體精煤灰分、提高產(chǎn)率的目的。

　　(2) 脫泥有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝

　　隨著采煤機械化程度的不斷提高以及原煤入選比例的增加，入選的煤泥量逐漸提高。而隨著原煤性質(zhì)的變化，煤炭資源逐漸呈現(xiàn)出“細(xì)、貧、雜、難”的特點，原煤可選性將急劇下降。而相對于無壓給料，采用有壓方式給料的分選方法，由于入料壓力的差異，分選效率特別是在相對較低的粒級的選別精度更高。該工藝的特點是被選物料和懸浮液預(yù)先混合后，用泵或定壓箱壓入旋流器內(nèi)，旋流器的工作壓力取決于給料壓力的大小。此工藝一般適用于脫泥入洗，能夠有效地減小重介系統(tǒng)中介質(zhì)的損失。由于脫泥屬于一種分級行為，在此基礎(chǔ)上該工藝流程還可以和處理較大粒度的重介質(zhì)分選工藝相結(jié)合。譬如在我國煤炭資源中儲量相對較少的無煙煤，根據(jù)其用途以13mm為界: +13mm主要用于化肥、合成氨以及陶瓷等領(lǐng)域，-13mm則用于高爐噴吹。由于2種產(chǎn)品的灰分要求不盡相同，因此為得到最大的經(jīng)濟效益需要進行分級入選，這時需要采用重介質(zhì)分選機與有壓三產(chǎn)品旋流器相結(jié)合的分選工藝。對于接近重介質(zhì)旋流器分選下限的粗煤泥部分，具有多種分選回收設(shè)備以及分選工藝組合。分選回收設(shè)備包括了干擾床分選機(TBS)、螺旋分選機、高頻篩等。由于此類設(shè)備僅得到2種產(chǎn)品，因此對于粗煤泥部分的可選性要求相對較高，但其在較窄粒級范圍內(nèi)均具有較高的分選精度，可以使得分選下限達到0.25mm 甚至更低，因此降低了后續(xù)浮選環(huán)節(jié)的壓力。而對于細(xì)粒級煤泥的分選，浮選柱相對于浮選機有著更大的優(yōu)勢。

　　2、2種分選工藝的分析比較

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　　2種工藝各有其所適合的煤質(zhì)，原生煤泥含量是影響工藝選擇的主要因素。相比較而言，脫泥有壓入洗方法在工藝組合方面具有較高的靈活性，特別是在粗煤泥處理方面有多種選擇; 前者要求來料中原生煤泥的含量相對較低，否則會對后續(xù)的煤泥重介環(huán)節(jié)造成較大壓力，同時介質(zhì)損耗會相應(yīng)變大;分選精度方面在不考慮設(shè)備因素的前提下，有壓給料方式的精度要高，但較大的給料壓力會加劇物料對旋流器內(nèi)壁的磨損。

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　　2種分選工藝的主體部分由于來料性質(zhì)清楚，同時考慮到分選過程中次生煤泥產(chǎn)生，故重懸浮液性質(zhì)的確定較為容易，能夠保證重懸浮液具有較高的穩(wěn)定性和流變性，使分選效果均衡。但對于前者的延伸配套工藝煤泥重介系統(tǒng)而言，由于與大型重介質(zhì)旋流器共用一套介質(zhì)系統(tǒng)，在簡化分選工藝的同時也帶來了分選系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題: 旋流器分級濃縮產(chǎn)生的細(xì)粒介質(zhì)的粒度不易控制，這導(dǎo)致后者懸浮液流變性不穩(wěn)定，影響其分選效果的穩(wěn)定。

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　　我國大型重介質(zhì)旋流器分選系統(tǒng)的自動化控制已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。對比于2 種分選工藝的延伸配套工藝，干擾床分選機已經(jīng)實現(xiàn)了自動控制，但是煤泥重介旋流器的自動控制還鮮有報道，從現(xiàn)場的角度來講，實現(xiàn)自動化的案例較少。究其原因在于煤泥重介的來料來自于前置重介系統(tǒng)的精煤篩篩下合介分流，經(jīng)入料桶泵送到小直徑旋流器中。由于加重質(zhì)粒度分布、煤泥含量、粗煤泥組成等來料基本性質(zhì)上資料缺乏，導(dǎo)致在調(diào)解給料壓力、懸浮液性質(zhì)調(diào)整、旋流器結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的困難。