煤泥重介在全重介工艺中的使用

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【摘　要】主要介绍铁东选煤厂全重介工艺的特点以及新技术煤泥重介工艺的使用效果，并分析了煤泥重介对浮选工艺、浮选精煤脱水的影响，对解决的办法进行了初步的探讨。

【关键词】全重介；煤泥重介；浮选；脱水

0.前言

龙煤集团七台河分公司铁东选煤厂为中央选煤厂，于1990年建成投产，分两个相互为中立的系统。单号采用跳汰主洗、重介再洗、煤泥浮选的工艺流程。双号原采用跳汰——浮选联合工艺。2005年对双号系统进行技术改造，改造后的洗选工艺为无压重介——浮选工艺。其中主选设备为一台大型三产品无压给料旋流器，并增设煤泥重介系统。

1.工艺流程

入洗原煤直接进三产品旋流器，精煤经弧形筛、脱介筛脱介脱水，部分进离心机脱水，得到最终产品上装车仓，中煤、矸石分别经弧形、脱介筛脱介脱水后作为最终产品。精煤脱下筛下水稀介质单独磁选，磁选机尾矿与离心液回收粗煤泥后，筛下水作为浮选入料，中煤、矸石筛下稀介质分别磁选，尾矿经弧形筛截粗后，排至尾煤回收系统。

由于铁东选煤厂采用原煤不脱泥、不分级入洗，原煤中含有部分原生煤泥，在洗选过程中还要产生一部分次生煤泥。为了控制系统中煤泥含量，在系统中增设煤泥重介工艺，将精煤弧形筛下合格介质分流一部分去煤泥介质桶，经煤泥旋流器分选后进磁选机脱泥，以降低介质的粘度。

2.工艺特点

(1)设备大型化，主选设备采用一台大型旋流器。

(2)工艺流程简单可靠，操作的可控性强。

(3)增设的煤泥重介系统，可以有效地控制系统中的煤泥含量，保证介质的稳定性，降低介质的粘度，也有利于降低介质的消耗。

(4)煤泥重介的使用，使重选的分选下限由原来的0.5mm降至0.25mm。

(5)煤泥重介的密度和旋流器的低流口直径可调，从而既保证粗煤泥的灰份，又可充分回收粗煤泥。煤泥旋流器的密度调节是通过精煤磁选机向煤泥桶中补介或向其中补水来实现的，煤泥旋流器的底流器，共分为100mm、175mm和60mm三种。

3.效果

(1)对铁东选煤厂双号改造前后的主要技术指标计算比较得知(表1)：采用三产品重介旋流器分选工艺和煤泥重介工艺后，分选效果明显。

表1改造前后工艺指标对比表

(2)由于增设煤泥重介系统，重选的分选下限为0.25mm，比以前工艺的分选下限0.5mm有所下降，大部分+0.25mm以上的在粗煤泥重介系统中就得到回收。

到旋流器内的深度要低于入料口的平面，至于多深为最佳，则要通过试验进行确定。溢流管如果高于给料平面，工况发生变化时则会造成短路现象，如果溢流管插得太深，则会在其附近形成大面种的湍流现象，影响等密度曲面的分布，同时由于在旋流器中存在一个由下而上的闭环涡流(即聚积在底流口的物料一部分由低流口排出，一部分进入上内旋流向上运动，在上升的过程在再次进行分选)，涡流的一部分会进入溢流管，从而对溢流形成污染。

溢流管与底流管的管口中心线应在旋流器的轴线附近，最少也得保持平行，若有一定的角度，则会使内旋流和外旋流变得不稳定，同时产生的湍流现象较大，对颗粒的分选带很大难度，使旋流器的处理能力和分选效果大在降低。所以要定期对溢流管的磨损进行检查，如果磨损太严重进，要根据情况进行修复。

4.结构的其它影响

4.1其它影响主要有

给料口的有效面积。给料口的有效面积对旋流器的处理能力影响较大，对旋流器的分选效果影响不是很大。旋流器的柱体长度。旋流器的柱体长度对旋流器的处理能力影响几乎不大，仅对旋流器的分选效果有一定的影响，柱体较长，则物料分级时间较长，分级较为完善，所以效果越好。

旋流器内壁的平滑程度。由于部分旋流器是由各部件经过法兰联接而成的，所以在接口处要保持平滑过度，不可出现图3那样的台阶。因为旋转的悬浮液在这里会改变旋向，造成分选效果下降。

图3 出现台阶型接口

4.2工艺特性的影响

工艺特性对重介旋流器分选效果的影响主要有以下几个方面：

4.2.1入料压力

入料压力的变化在某一范围之内会给分选效果带来显著的影响，随着入料压力的增加，旋流器内的离心力场加强，悬浮液的等密度曲面形成较快，颗粒的定位较快，所以分选较为彻底。

如果入料的压力超过某一值时，悬浮液的浓缩作用加强，粘度增加，使得悬浮液中的颗粒受到的阻力增加，颗粒最终难以定位，导致分选效果恶化。另外如果入料压力增加到某一值后，悬浮液在旋流器内的各向速度加快，形成的壁前湍流和内涡流面积增加，使分选坏境变得不稳定。

如果入料的压力低于某一值时，悬浮液在旋流器内形成空气柱达不到一定的负压，内旋流的上升加速度接近或小于其重力加速度，形不成一定的溢流体，同时悬浮液也难以在有效的时间内形成等密度曲面，最终导致无法进行分选。

一般情况下，旋流器的入料管上都加装了压力传感器，在生产实践中要根据物料特性来改变入料压力而达到最佳分行效果。

4.2.2悬浮液的密度

由于旋流器本身具有浓缩作用，导致实际分选密度与分级后悬浮液的密度之间有一定的差距，一般情况下分选密度要比分级后悬浮液高0.2kg/L左右。在现场的生产过程中，也很难使其完全一致，但可能通过改变各项参数来使这—差值尽量接近。所以在实际生产中要求入料的密度要保持稳定，虽然在设计选煤厂时，其粒度的组成基本上为一个定值，但密度变化后的调整需要一个过程，调整次数的频繁给介质造成很大的流失。

另外悬浮液的密度如果太低，进入旋流器后的浓缩的梯度越大，在一定量的前提下就会使等密度曲面不稳定。如果悬浮液的密度太高，其中的颗粒受到的内部阻力越大，形成等密度曲面的时间越长，同样会造成分选效果的下降。

4.2.3悬浮液粒度组成

悬浮液的粒度组成在设计选煤厂时基本上已确定。但对于不同的粒度组成的悬浮液来说，存在如下规律，对于同一分选密度的旋流来说，粒度越小其分选效果越差，粒度越大分选效果越好，当然由于旋流器的结构所限，悬浮液的粒度也不能太大，这样会造成底流口的堵塞。

５.结语

根据以上分析可知影响旋流器的分选效果的因素很多，所以在实际的生产过程中要根据要求进行逐一调整，最终达到生产要求。