第七章 小直径重介质旋流器选粉煤

6.06 31.79
1.98 46.87
1800-20 00 1.99 48.25 1.99 72.00
＞ 2000
6.68
63.72
合计
100 16.43 100 13.16
二、试验内容 试验内容包括：重介质旋流器结构及参数选择；入口压力的调整；入选煤泥与加 重质的配比；悬浮液流变特性变化、超细磁性介质与细粒级煤的分离，回收的最 佳条件（工艺）进行了研究试验。本章只介绍试验中的两个主要因素。
的效果，浮选入料由占原煤的 20%左右，降到 7%左右，经济效益显著外，多数
采用重介质旋流器选煤泥的重介旋流器选煤厂工艺尚待完善。
主要原因是：1、煤泥重介质旋流器的型号结构参数与主选重介质旋流器不配套。
2、煤泥重介质旋流器分选工艺不完善，配套设备不齐全。3、入煤泥分选系统的
煤泥，只是部分精煤（溢流）悬浮液中部份“分流”量，大量精煤稀介未入分选
入口压力，强化作用于矿粒的离心力，和有效的分离速度。同时注重改善分选悬
浮液的流变特性，保持旋流器内悬浮液密度相对稳定。所用的加重质（磁铁矿粉）
的细度，与分选物料下限（粒度）相适应。从理论上分析，矿粒在悬浮液中达到
“自由运动”时，要求加重质的最大粒径，由它的临界尺寸来决定。
D。=K
或 D。＞5.5d；（7-1）
10.06
16.30
30.41
0.06
1420
60
100
13.49
80.59
10.08
19.41
27.67
0.09
1450
试验表明：1、Φ100mm 重介质旋流器选小于 0.5(1.0)mm 的粉煤，从理论和实践
都是可行的，可获得较好的效果。2、重介质旋流器的分选下限，可根据不同原
煤性质确定。本试验采用Φ100mm 园锥园柱重介质旋流器。分选下限≥0.045mm。
系统。4、入煤泥分选系统的悬浮液（煤泥）量不稳，旋流器的入料压力失调。5、
煤泥分选系统缺少全面有效的自动监控和调节设施，生产极不稳定。6、生产技
术操作和管理跟不上去。
为此，笔者于 2005 年研究开发成功“多功能”煤泥分选重介质旋流器，强化小
直径旋流器分选煤泥工艺的广泛适用性的。
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图 7-2Φ100 重台旋注器入料压力与流量可能偏差关系。 2、入选煤泥与加重质(磁铁粉)配比试验： 将＜0.5(1.0)mm 级粉煤与超细粒级的磁铁矿粉按 20-60%的配比，再加入定量的 水配制成一定密度的悬浮液，在相同的分选条件下，测定悬浮液中不同煤泥含量 对分选效果的影响。 在Φ100mm 旋流器最佳结构参数确定后，分选悬浮液密度控制在 1400±10
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浮液稳定性增强，节省原煤分级脱泥设备，使重介质选煤厂基建投资降低等优点。
在中国得到了广泛应用。但是，出现了新的矛盾和问题。
大量的煤泥进入悬浮液系统后，需及时通过旋流器产出的精煤、中煤和矸石排出
的悬浮液分流出去，以及产品脱介脱水后的稀介中排除。否则，随着分选悬浮液
中煤泥的增加，旋流器的处理能力，分选效率随之降低。
1、重介质旋流器入料压力的调整： 重介质旋流器的入料压力是使旋流器形成离心力场的动力，也是促使物料按密度 不同加速分离的重要条件。试验时重介质旋流器的入料压力在 30-300Kpa 的范围 内进行。随着旋流器入料压力的增大，矿粒在旋流器内的离心系数和加速度也增， 所受到的离心力倍增，选煤效果得到明显改善，可能偏差（Ep）值减小。见图 7-2。但是，使用的磁性加重质的粒度，必须适应分选悬浮液在强烈的离心力的 作用下保持相对稳定及较好的流变性质。此外，旋流器的入料压力超过一定范围， 分选效果改善不大，所以要根据原煤性质，产品质量要求正确选择。
88.2
95.7
100
%
合计 100
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磁性
物 含
量
95
%
磁性
矿 度
密
4700
kg/m3
试验用煤样有两种，粒度都为 0.5（1.0）-0.045mm
见表 7-2
表 7-20.5（1.0）-0.045mm 级试样分析
该设备采用从“低”密度到“高”密度两段分选。 第一段低浓度分选细粒级煤泥，第二段浓度提高分选粗粒级煤泥。见图 7-3。一 段二段旋流器（溢流）精煤可分可合，并分别与二段旋流器底流（尾煤）入磁选 机将煤与磁矿粉分离。回收来的磁铁矿返回主选系统。回收来的精煤泥和尾煤， 分别进行双段煤泥分级、脱泥、浓缩和最后脱水回收。分级脱泥的微细颗粒（煤 泥）去浮选。见图 7-4。全系统实现自动监控与调节。并已在四川南桐选煤厂和 多个重介质旋流器选煤厂成功应用。获得很好的经济和社会效益。
由于，从精煤、中煤和矸（分流）排出的悬浮液，和产品清洗脱介来的稀介中含
有大量煤泥，需经磁选把煤从“煤介”混合物中分离后，经过分级浓缩和回收。
其中大量的精煤泥灰分过高，中煤泥含有精煤，需要再选。
这时，在重介质旋流器（主选）系统中，增加小直径旋流器分选煤泥工艺是最理
的，较其它工艺简单，效率也高。特别是对大直径重介质旋流器;三产品重介质
第一节 重介质旋流器选粉煤探索（试验）
笔者采用闭路系统，用超细粒磁铁矿粉与水配成一定密度的悬浮液，将试验煤样
按一定比例与分选悬浮液在煤介桶混合后，经煤介泵送至Φ100mm 重介质旋流
器中进行分选。试验时重介质旋流器的入料压力通过隔膜压力表显示，用变频调
速器调控煤介泵的转速来调压和稳压；给入旋流器的矿浆量，通过超声波流量计
3、重介质旋流器最佳结构参数确定后，旋流器入口压力，入选粉煤与加重质数
量的配比，是影响分选效果的重要因素。4、保持分选悬浮液相对稳定，和适应
粉煤分选的流变性是必要条件。5、采用小直径旋流器分选粉煤是笔者试验（研
究）的基础。
第二节 重介质旋流器选煤泥的应用
选前不脱泥重介质旋流器选煤，使重介质选煤工艺简化，分选下限降低、分选悬
南桐多功能照片
图 7-3 多功能煤泥旋流器外形图 为了进一步提高“多功能”旋流器，对分选煤泥性质变化的适应功能。笔者于 2009 年又对“多功能”旋流器进行改进。在该设备的第一段增设了调整器，简 称 PRN 型逆旋流器。同时在工艺上强化了自动监控系统，强化煤泥分选，煤介 磁力分离、产品分级脱泥、脱水回收四大功能。使整个煤泥分选工艺科学化，理 性化和多用途化。 如果是老（厂）重介质旋流器选不脱原煤的工艺中，增设一套重介质旋流器选煤 泥工艺，可使全厂生产能力、选煤效率、精煤质数量得到全面提高，磁铁矿（加 重质）可降到最低点。而投资很少。 新建重介质旋流器选煤厂，设有旋流器选煤工艺，只要设计合理，基建投资不会 增加，全厂各项技术经济指标可全面优化和提高，选煤工艺更完善。特别对高硫 煤、氧化煤更有突出优点。 在使用大直径旋流器、或直接串联三产品旋流器选煤工艺中，增加煤泥分选工艺， 将整个末煤（包括煤泥）的分选效果得很大改善。 总之，在重介质旋流器选煤工艺中，设有煤泥重介质旋流器分选工艺。最终应该 达到：煤泥进入浮选的数量大幅下降，煤泥分选效率大幅上升，产品质数量稳定， 煤泥水系统实现全面闭路、全厂经济效益和社会效益双高。
特性见表 7-1。
表 7-1 加重质（磁铁矿粉）特性
粒度 mm
＞27 27-19 19-13 13-9.4 9.4-6.6
6.6-4.7
4.7-3.3
3.3-2.4
＜2.4
产率 %
0
13.3 12.6 16.1 25.3
9.8
11.1
7.5
Leabharlann Baidu4.3
累计
产率 0
13.3 25.9 40.0 67.3
77.1
样号 （ NO ）
密度 kg/m 3
＜ 1300
1300-140 1400-15
0
00
1500-1600
1600-18 00
NO.1
产率 % 灰分 %
54.39 8.16
28.47 14.87
5.71 26.07
2.76 38.08
NO.2
产率 % 灰分 %
12.07 1.95
57.92 9.10
19.98 16.84
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Kg/m3，旋流器的离心系数在 400-600 之间，悬浮液固体中的煤泥量＜50%，分 选可能偏差（Ep）≤0.05。见表 7-3。 表 7-3 Φ100mm 重介质旋流器入选煤泥与磁铁粉配比试验结果。
显示，旋流器的溢流量、底流量采用容量法测定（核对）；以及悬浮液的流变特
性测定等。
一、试验条件
试验用的重介质旋流器的型号大小规格，考虑尽可能与工业型相接近，选用园柱
园锥型、直径 100mm，其它参数是可调的。模拟试验设备联系图见 7-1。
见南桐报告
图 7-1 模拟试验设备联系图
试验用的磁铁矿粉是选矿厂生产的磁铁精矿粉，试验前经过细磨、磁选处理，其
式中
D。——矿粒的临界尺寸，干扰运动和自由运动规律同时出现；
d ——加重质粒度；
V ——悬浮液中加重质的体积浓度，取小数；
K—— 系数
公式 7-1，说明入选矿粒与加重质的粒径相近时，矿粒运动特征变为干扰运动，
不利于分选。为了给细粒度物料创造更有利的分选条件，还应尽可能采用低密度
分选，降低悬浮液的粘度，减少矿粒运动的阻力。提高分选效率。
旋流器;选前不脱泥时;在系统中增加小直径重介质旋流器分选工艺，不仅是回收
精煤泥，也是改善细粒级煤分选效果最有效的措施。所以重介质旋流器选煤泥的
工艺，得到迅速应用和推广。
但是，至今除四川南桐选煤厂和少数重介质旋流器选煤厂，由于煤泥重介选煤工
艺完善，小直径煤泥旋流器型号和结构参数与主选重介质旋流器配套。取得很好
第七章 小直径重介质旋流器选粉煤
重介质旋流器选煤的基本原理，本书第二章已作了论述。说明矿粒在重介质
旋流器中分离速度，受到的离心力作用,与旋流器的直径大小成反比，与旋流器
入口压力成正比，还与分选悬浮液的流变特性、入选矿物粒度、密度有关。要使
细粒级物料在重介质旋流器中得到有效分离，宣采用小直径旋流器，并适当增加
悬 浮 液 原料煤 中煤泥 含量% 产率%
灰分%
精煤 产率%
灰分%
尾煤 产率%
灰分%
可能偏 差 Ep
悬浮液 密度 Kg/m3
30
100
16.43
65.39
9.74
34.61
21.93
0.045
1400
40
100
16.43
64.34
9.79
35.66
28.42
0.05
1400
50
100
13.37
83.70