重介质分选技术的优秀课件

2. 重介质选煤设备 （1） 重力分选机（分选槽），作为+13mm（或+6mm）块
煤的分选设备，现在都用悬浮液——磁铁矿粉和硅铁粉。
图1 重介质静力分选基本原理 1—给料；2—水平流动区；3—精煤：4—沉物；
5—上升流介质入口；6—水平流介质入口
1-1 设备种类 由于产品排出方法不同，演变出多种形式，包括两产品和
按离心干扰沉降规律，精煤颗粒逐渐穿过轴向零速包络 面，进入内旋流，经溢流口排出成轻产物。
所有不能穿越零速包络面的高密度颗粒运动到锥底，由 底流口排出成重产物。
由于离心干扰沉降的结果，实际分选密度会高于介质密 度，细粒的分选密度和Ep值均会高于粗粒的相应数值。
⑤ 可能达到的有效分选粒度下限，约为介质粒度d50的4-5倍。
重介质分选技术的
内容提要
一、选煤发展概况 二、重介质选煤的历史和现状 三、重介质选煤的原则工艺流程 四、选煤实践中的某些问题 五、结束语
一、选煤发展概况
年份
2008 2009 2010 2011
总产煤 入洗能 2010年各种选煤方法比例（%）
量
力
（亿吨） （亿吨）
跳汰
30.5
27.9 12.5
重介
⑥ 轴向零速络面的形状，其最下端在何处结束，受到各种 因素的影响：
a : 入料密度组成 b : 溢流口和底流口尺寸比例 c : 给料量大小 d : 介质性质（粒度组成，煤泥含量，浓缩度） e : 入口介质压力 f : 旋流器的结构
⑦ 包络面最下端的分离密度，应该就是旋流器的分选密度。 该分选密度既与包络面下端介质密度有关，也与该处干
2-3 重介质旋流器的分选原理 2-3-1 旋流器中流体运动的基本形式及速度分布
1.外旋流； 2.空气柱； 3.内旋流； 4.最大切线速度轨迹面； 5循环流； 6.轴向零速包络面； 7.短路流
a 水力旋流器中流体的 基本运动形式
b 旋流器内液流轴向速度 分布图
c 激光测速仪实测出的水力 旋流器内液流径向速度
2-1 DSM重介质旋流器分选过程
图7 重介质旋流器分选过程
经50多年研究和 生产发展出多种旋流 器：包括切线（摆线） 入料，中心（无压） 入料，两产品，三产 品（扫选型和精选型） 等等众多类型的重介 质旋流器。
2-2 重介质旋流器的种类 图8 两产品重介质旋流器的基本形式
图9 三产品重介质旋流器的基本形式
55
29.73
15
浮选
9.5
32.4 17.8
其它
5
35.2 19.3
受2008年开始的世界性经济危机对我国经济发展影响，同时 我国经济调控和转型，要求到2020年单位GDP碳排放量降低 40~45%和不断提高可再生能源比例等政策，对我国煤炭生产和 洗选的发展都产生重要影响
二、重介质选煤的历史和现状
在运动的介质中 介质会沉降分层。为保证介质相对均匀，常采用流动介质。
如与重力方向相反的上升流（浅槽分选机）u 。
于是：
对 浮 粒 ， 上 浮 速 度 + u
对 静 止 颗 粒 ， 获 得 上 浮 速 度 u
对 沉 粒 ， 下 沉 速 度 -u
显然： u越大，被带到溢流的颗粒的密 度越高，颗粒越细，被带到溢 流的颗粒的密度越高。
1 . 重介质选煤的历史
有机重液： 三氯乙烷（1.46kg/l） 四氯化碳（1.6 kg/l） 二溴乙烷（2.17 kg/l） 溴仿（2.81 kg/l）等
无机wk.baidu.com溶液： 氯化铁，氯化钙，氯化锰，氯化 钡和氯化锌溶液等
重悬浮液：磨细高密度矿物+水 可用矿物有：
粘土（2.6t/m3） 煤矸石（2～2.6t/m3） 砂（2.65 t/m3） 重晶石（4.5 t/m3） 磁铁矿（5.18 t/m3） 硅铁（15%si）（6.8 t/m3） 方铅矿（7.8 t/m3）
扰沉降强度有关，取决于干扰沉降作用的强弱。实际分选 密度也不同程度地高于该处实际介质密度。
（3） 重悬浮液分选原理剖析
3-1、重介选的基本要求
重介质悬浮液比较稳定，即加重质颗粒沉降慢，而同时 被分选的煤粒该浮的快速浮起，该沉的快速下沉。即要求加 重质粒度细（密度愈大要求越细），而被分选的煤粒相对较 粗，即要求加重质的粒度与被分选煤粒的粒度有较大差别 （约7~10倍）才能实现重介质分选；
三产品。
图2 重介分选机的基本形式
1-2 重力分选机的原理
在静止的均匀介质中 颗粒所受的力:
重力 F重＝ρ固·V·g 浮力 F浮＝ρ介·V·g
倘若
图3 矿粒在静止介质中受力
F重－F浮＝（ ρ固－ρ介）·Ｖ·g
即 F重＞F浮，颗粒下沉，粒越大，沉得越快。
F重＝F浮，颗粒静止不动。
F重＜F浮，颗粒上浮，粒越小，浮得越慢。
图10 在水力旋流器中流体的基本运动形式和速度分布
2-3-2 密度分布
图11 旋流器中悬浮液的密度场 a-圆筒圆锥型旋流器，悬浮液的入料密度为1.40t/m3； b-圆筒型旋流器，悬浮液的入料密度为1.40t/m3；
2-3-3 旋流器的分选过程
图12 旋流器的分选过程
悬浮液和煤粒进旋流器后，分别开始离心干扰沉降。并 在入料压力下被推向锥体和底流口。
图4 矿粒处在运动介质中
* 既然是粒群在介质中的径向运动，它必定受 干扰沉降规律的制约。即在分选槽内某区域形 成一个相对稳定的“干扰床层”，其密度稍高 于介质的密度。
* 以浅槽分选机为例（图5），干扰沉降速度 大于上升流速的矿粒，会穿过干扰床层沉降， 由沉物刮板排出，而相反，干扰沉降速度小 于上升流速的矿粒则上浮，被水平流带出成 为浮物。 * 结果，实际分选密度将明显高于介质（干 扰床层）的密度。
图5 浅槽分选机原理
* 分选也受等沉比限制。但是，密度低于介质密度的精煤。不论 粒度大小，均浮起进精煤。只有密度接近介质密度的高灰中煤 和细粒矸石，其去向受等沉比限制。 例如：
d d中 矸 中 矸 床 床 1 2..7 6 1 1..6 65 50 0..9 05 519
因此，要根据煤质和分选密度的要求，可在介质密度、上 升流、水平流 、循环介质量和矸石排放速度等因素进行合理调 节，以便达到良好的分选效果并降低介耗。
（2） 离心力分选机——重介质旋流器
为提高重介质分 选机的生产能力及分 选更细粒度的煤，开 始研究分离力大得多 （十几倍到几十倍重 力）的分选机——重 介质旋流器。
1945年荷兰矿山局 研制了DSM旋流器。
图6 两产品重介质旋流器 1—入料管；2—锥体；3—底流口； 4—溢流管；5—溢流室；6—基架