三产品重介质旋流器选煤技术的发展及其应用

三产品重介质旋流器选煤技术的发展及其应用

于洋

于洋（开滦集团东欢坨矿业分公司选煤厂，河北唐山063000）

摘要：阐述了三产品重介质旋流器的工作原理、结构、主要特点以及结构参数对选煤效果的影响，说明了3NWX型无压给料三产品旋流器选煤技术的优越性，并指出今后应建立优化旋流器结构参数的数学模型。

关键词：三产品重介质旋流器；工作原理；特点；结构参数

1重介质旋流器选煤技术的现状

我国从20世纪80年代开始研制有压和无压给料三产品重介质旋流器，在鸡西杏花选煤厂建成了分选<85mm粒级不脱泥原煤、单系统处理能力达18Mt/a的生产线，实现了二段分选密度在线调节，并应用三产品重介质旋流器在分选的同时自身对加重质具有分级、浓缩特性而产生的细粒介质，使部分粗粒煤泥在煤泥重介质旋流器中得到分选，其有效分选下限达到0.1mm。

1.1重介质旋流器选煤技术在我国的新发展。“九五”攻关课题的研究成功，使我国重介质选煤技术进入国际先进水平行列。但以大型无压给料三产品重介质旋流器为主选设备的简化重介质选煤工艺系统方面，还存在需进一步解决的问题。为了进一步提高重介质旋流器选煤的分选精度和经济性，使先进、高效的重介质旋流器选煤技术得到更广泛的推广，在“九五”攻关成果的基础上，针对存在的上述问题进行攻关。

1.2重介质旋流器选煤新工艺的研究。该课题攻关总体目标是在“九五”期间“大型高效全重介选煤简化流程新工艺及设备”攻关项目已取得的成果基础上，研究开发需解决的关键技术，对该成果进行全面完善、提高、配套，实现：（1）大型高效无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺系统优化集配，全部粗煤泥入重介质旋流器分选；（2）主要分选设备——大型无压给料三产品重介质旋流器结构参数和工艺参数择优并降低介质泵动力消耗；（3）配套关键设备具有高效、高可靠性并与大型主选设备配套；（4）研究开发小于0.1mm极细煤泥分选回收工艺及设备；（5）重介质旋流器分选过程自动测控及系统自动化水平迈上新台阶，使重介质旋流器选煤实现高效率、低成本、高效益。与国际上典型重介质选煤流程相比，减少基建投资50%~60%，加工费用降低30%~40%，且课题完成后可配套组成处理能力达18~20Mt/a的单生产系统，为大型选煤厂建设和技术改造提供高效、高可靠性成套重介质旋流器选煤新工艺和装备。

23NWX-1200/850型无压给料三产品重介质旋流器

重介质旋流器已成为相当成熟的选煤设备，两产品、三产品重介质旋流器都已系列化、大型化，特别是三产品重介质旋流器入料粒度上限可达80~100mm，分选深度可达0.15mm，最大单机处理量可达350t/h以上，重介质旋流器的相关配套设备和耐磨材料也已系列化，并且相当成熟。下面以3NWX型无压给料三产品重介质旋流器为例，介绍重介质旋流器的工作原理、主要特点和结构参数。

2.1重介质旋流器选煤技术特点。（1）3NWX型无压给料三产品重介质旋流器工作原理。重介质旋流器是利用重介质悬浮液使物料在离心力场中实现按密度分选的设备。旋流器本身无运动部件，靠重介质入料压力实现介质切线进入一段筒体，而入选原煤则在筒体上端靠旋流器中间的空气柱的真空吸气作用和自重进入。在旋流器内回转运动的重介悬浮液中物料在离心力作用下很快得到分选，高密度物料随浓缩后的悬浮液进入二段分选，而低密度的精煤在一段旋流器内螺旋流带动下经中心管排出。二段分选中，可以在线调节中心管插入深度，控制分选密度，从而得到更高质量的产品。（2）主要特点。3NWX型无压给料三产品重介质旋流器是重力选煤效率最高的一种设备，它的显著特点有：a.分选效率高，分选密度调节范围宽、对各种煤质适应性强、易实现全过程自动监控，特别是对难选~极难选煤的分选效率大于95%；b.理量大。3NWX1200/850型旋流器生产能力可达300~350ｔ/ｈ，且结构简单，维护方便；c.产品质量好而稳定，旋流器分选密度可实现在线调节，密度自控调节灵敏、可靠、精度高；d.工艺系统简单，实现单一低密度悬浮液一次分选出精煤、混煤（中煤）和矸石三产品，不设预先脱泥、分级作业，技术改造工程量少、生产费用低、投资省；e.原料煤采用无压给料方式，减少了系统中次生煤泥量，为后续煤泥浮选及回收环节减轻负荷，同时，输送管道和渣浆泵的磨损程度也大为减小，节约生产成本。

2.2旋流器结构参数对分选效果影响。重介质旋流器的圆柱直径是标定旋流器规格和生产能力的主要参数，也是决定其它参数的重要因数。中心溢流管的直径和长度的变化，对质量和产量的影响很大。底流口直径和锥比对分选效率和产品质量影响也较大。锥比的大小与旋流器直径、入选物料性质、介质性质等因素有关。旋流器结构各个参数是相互联系的，又具有其独立性。重介质旋流器分选密度和效果的好坏受很多因数影响，目前，数学模型尚未完全建立，只能根据经验和现场实际情况慢慢调试来得到最佳参数，旋流器的入料口、各溢流管或出料口的形状、大小、插入深度应是今后的研究重点。

2.3跳汰、重介选煤三产品污染指标的分析。通过跳汰与重介选煤三产品污染指标见表1。

表1跳汰、重介选煤三产品污染指标

2.4重介质旋流器选煤新工艺的特点及用途。（1）工艺流程简化，原煤一次性给入旋流器即可分选出合格的精煤、中煤、矸石三种产品，分选效率达93%以上，适用于易选到极难选原煤，与重介选、跳汰重介配合选等工艺相比，设备投资、基建费用和生产成本可降低20%~30%。（2）脱介系统简单，最大限度地提高弧形筛的脱介量；取消脱介筛合格介质段，使脱介筛长度减小到3m。因设备和占用空间的减少，节省了建厂投资，更大程度地提高了脱介系统效率，且便于操作。（3）易于实现煤泥重介分选。借助于一段旋流器的浓缩、分级作用，其中较细的加重质随同精煤一起由一段旋流器的溢流口排出，因此精煤弧形筛下悬浮液主要成分是经粗选的精煤泥的细粒度加重质。

结语

煤炭目前仍然是我国的主要能源，在能源出口中也占相当大的比例。为提高煤炭工业的竞争力和保护环境，应该加强洁净煤技术的研究和推广应用。就技术而言，重介质旋流器选煤技术会得到更大的发展，优化设备的结构参数，是提高选煤效率和经济效益的重要途径。3NWX型无压给料三产品重介质旋流器具有分选精度高、对原煤适应性强、易于实现自动控制等优点的重介质选煤技术在“九五”期间取得了突破性进展，以大型无压给料三产品重介质旋流器为主选设备的简化重介质选煤工艺已经得到了较大范围的推广，使我国重介质选煤技术进入国际先进水平行列。

参考文献

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[2]张雅珊.重介质旋流器结构参数调整与分选效果的研究[J].选煤技术，2003（2）：14-16.

[3]薛维东.无压给料三产品重介质旋流器[J].煤炭科学技术，2001（4）：4-6.