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重介旋流器精煤帶矸問題8種解決方案

　　因具有生產(chǎn)工藝簡化、操作管理方便、分選精度高、基建投資低等特點，無壓三產(chǎn)品重介旋流器在國內(nèi)選煤廠中應(yīng)用越來越廣泛，但精煤帶矸問題也越來越突出，給企業(yè)的管理和效益帶來了較大影響。論文從無壓三產(chǎn)品重介旋流器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)和影響分選效果的因素入手，并結(jié)合具體生產(chǎn)實踐對精煤帶矸問題進行剖析和探討。

　　1 無壓三產(chǎn)品重介旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)

　　無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器由圓筒型一段旋流器和圓筒圓錐型二段旋流器并式串聯(lián)組成。一段圓筒型旋流器內(nèi)密度場均勻，對重懸浮液的密度變化反應(yīng)遲鈍，有利于提高分選精度。二段旋流器采用圓筒圓錐型，有利于增加兩段的實際分選密度差，同時滿足生產(chǎn)低灰精煤和排棄純矸石的需要。

　　2 精煤帶矸問題因素分析及解決措施

　　2.1 旋流器一、二段結(jié)構(gòu)參數(shù)

　　一、二段旋流器圓柱直徑（D1、D2）是標(biāo)定旋流器規(guī)格和生產(chǎn)能力的主要尺寸，對旋流器的循環(huán)量（Q1）、處理量（Q2）和物料在旋流器中受到的離心力（F1）起決定性作用。選型時一般根據(jù)處理量確定一段直徑D1和二段直徑，特殊情況下，二段旋流器直徑還要根據(jù)原煤中矸石和中煤的含量來確定，當(dāng)入選原煤中的中煤和矸石含量不小于55%時，一、二段旋流器的直徑要綜合調(diào)整。因三產(chǎn)品重介旋流器一段要為二段提供足夠的分選懸浮液量，其懸浮液循環(huán)量基本上等于或稍高于兩臺兩產(chǎn)品旋流器的循環(huán)量的總和。

　　如工藝選型時合格介質(zhì)泵的流量不能滿足無壓三產(chǎn)品重介旋流器的總循環(huán)量要求或者入料量超過旋流器的處理量，就會造成介質(zhì)和煤不能在旋流器中充分分離，矸石不能穿越臨界面，很容易通過溢流口混入精煤中，造成精煤帶矸。解決方法就是按照總循環(huán)量要求進行選泵，且選型時要根據(jù)煤質(zhì)情況進行一、二段旋流器直徑的選取。

　　2.2入料口和一、二段連接管的形狀和尺寸因素

　　入料口和一、二段連接管的形狀和入料流線對分選效果的影響不大。入料口的尺寸對分選效果有一定影響，過大影響給料流線，過小則影響入料上限，且易發(fā)生堵卡和增加入口阻力。一、二段連接管的直徑也是造成精煤帶矸問題的一個因素，如果過小，且原煤中大塊、條形矸石含量較大，或原煤中的臟雜物如木塊、棉屑較多，很易造成一、二段連接管發(fā)生堵卡現(xiàn)象，以致本該進入二段的矸石不能順利進入二段，隨精煤從一段溢流口排出，最終混入精煤。解決措施是根據(jù)煤質(zhì)情況，在遵從旋流器一、二段連接管大小選取原則的基礎(chǔ)上，選取合理的一、二段連接管尺寸。

　　2.3 一、二段溢流口直徑因素

　　旋流器溢流口的直徑過大或過小都是不利的，直徑增大時使得旋流器內(nèi)相同半徑處的軸向零速半徑增大，溢流口的流量也增加，精煤產(chǎn)量提高。但是，過大時精煤質(zhì)量變壞。反之精煤出量減少，精煤質(zhì)量可提高。在一定的入料壓力下，溢流口直徑可以在（0.32-0.5）D1范圍內(nèi)選取。

　　對于精煤帶矸來說，主要影響因素在于一段旋流器的溢流口。隨著溢流口的增大，軸向零速半徑增大。由于軸向零速線正是精煤和中煤、矸石的分界線，如果溢流口過大，就會造成部分矸石在溢流口處未完全分離而隨著精煤一塊從溢流口排出，造成精煤帶矸，所以要根據(jù)溢流口直徑的選取原則和煤質(zhì)情況適當(dāng)選取和調(diào)整一段溢流口。一般來講，易選煤旋流器溢流口直徑可選大一些，難選煤溢流口直徑可適當(dāng)小一些。

　　2.4 底流口直徑因素

　　底流口尺寸對分選產(chǎn)品的精度及效率影響較大。當(dāng)?shù)琢骺诳s小時，被選物料的實際分離密度明顯增大，底流口密度也相應(yīng)增大，精煤產(chǎn)品增多，從而有可能造成矸石混入精煤，也容易發(fā)生大塊矸石堵塞底流口事故，從而造成事故型精煤帶矸問題。因此，選擇旋流器底流口直徑時，當(dāng)入選原煤為難選或中等可選時，底流口直徑可以選小一點，當(dāng)入選易洗煤時，底流口直徑可以選大一點。底流口直徑一般在（0.24-0.32）D范圍內(nèi)選取。

　　2.5 一段圓柱長度因素

　　圓柱段長度是保證入選物料在旋流器內(nèi)有足夠滯留時間的重要參數(shù)。其在某一范圍內(nèi)的增長，能夠提高被選物料的實際分離密度，選煤效果也得到改善，無壓三產(chǎn)品重介旋流器一段圓柱段的長度應(yīng)該在2D1左右。

　　如果一段圓柱段長度小于物料和懸浮液切向速度達到一致的長度要求，就會造成精煤帶矸問題的出現(xiàn)。適當(dāng)增加一段旋流器筒體長度等于增加物料在旋流器中的分選時間和分選空間，是解決精煤帶矸問題的有效途徑。但是，一段旋流器筒體的增長必然要求入料壓力和循環(huán)量隨之增加，造成功耗增大。因此，在原煤中煤泥含量較大時，要讓進人旋流器的原料煤充分潤濕，防止煤與矸石互相包裹，出現(xiàn)打團現(xiàn)象，這是防止精煤帶矸的關(guān)鍵。實際生產(chǎn)中常用的辦法是在旋流器入料漏斗中增加和旋流器一段旋向一致的合格介質(zhì)環(huán)形潤濕管，起到預(yù)分選和提前潤濕作用，效果上等于增加了一段筒體長度，能夠有效防止精煤帶矸。

　　2.6 一段旋流器的安裝角度因素

　　一段安裝角度一般在15°-35°之間選取。由于一段圓筒形旋流器的重產(chǎn)物排料口在筒體上端，精煤和中煤、矸石在圓筒下部實現(xiàn)分離，這樣中煤和矸石必須隨旋流器內(nèi)的外螺旋向上移動，到達一段旋流器的頂部完全實現(xiàn)分離。如果安裝角度過大，中煤、矸石向上運動所需要的推力就越大，如果向上的推力不足夠大就會造成矸石滯留在旋流器筒體下部，落入溢流口，混入精煤，造成精煤帶矸。解決的方法就是適當(dāng)減小一段旋流器的安裝角度。

　　2.7 入料壓頭

　　入料壓頭是保證礦粒在旋流器內(nèi)有效分選的重要因素。隨著入料壓力的增加，離心力場加強，懸浮液等密度面形成較快，顆粒定位較快，分選徹底。由于二段旋流器的壓力是一段的余壓，約為一段入料壓力的1/2，所以入料壓力選取時，應(yīng)兼顧二段旋流器的壓力選取。如果入料壓力過小，矸石在一段旋流器向上的推力不夠，就會造成矸石滯留在旋流器筒體下部，落入溢流口，混入精煤，造成精煤帶矸。解決的方法就是適當(dāng)增加旋流器的入料壓力。

　　2.8 懸浮液的密度

　　合適的懸浮液密度是實現(xiàn)精煤、中煤和矸石有效分選的先決條件。分選懸浮液密度值確定后，保持循環(huán)懸浮液密度的穩(wěn)定是保證選煤質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵。分選密度一般應(yīng)控制在±5kg以內(nèi)為宜，因此懸浮液密度自動測量和控制非常重要。如果密度選擇過高，就會使重產(chǎn)物矸石混入精煤，精煤帶矸，解決的辦法就是根據(jù)煤質(zhì)情況確定產(chǎn)品的分選密度，選擇合適的懸浮液密度，并保持懸浮液的穩(wěn)定。

　　3 結(jié)語

　　在實際生產(chǎn)中，不同選煤廠的煤質(zhì)、旋流器的使用情況各有特點，造成精煤帶矸問題的原因也千差萬別。但是只要對旋流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和影響旋流器分選效果的外部因素有深入了解，就能找到問題的癥結(jié)所在，做到對癥下藥。