1、第三章 重力选煤第一节 概述第二节 跳汰选煤第三节 重介选煤第四节 其它重力选煤方法简介第五节 重力选煤效果评定 第一节 概述n重介质分选：利用密度，介质的浮力n跳汰：利用不同密度、粒度矿粒在垂直交变水流运动特性（速度、加速度）的不同n摇床与螺旋选矿：利用不同密度、粒度矿粒在水流中运动特性（速度、加速度）的不同（薄层水流中） 第二节 跳汰选煤n跳汰的过程n跳汰选煤指物料在垂直脉动为主的介质中，按其物理力学性质（主要是按密度）实现分层的重力选煤方法，物料在固定运动的筛面上连续进行的跳汰过程，由于冲水、顶水和床层水平流动的综合作用，在垂直和水平流的合力作用下分选。n在跳汰选煤过程中，物料按密度的效
2、果，在很大程度上取决于床层的松散特性，而床层的松散特性又取决于跳汰机的跳汰周期、水流脉动的频率和振幅等水动力学参数。 跳汰术语n水流运动的最大距离称振幅n水流每分钟脉动的次数称频率n水流完成一个上升和下降运动叫跳汰周期。 跳汰机类型 n动筛式n活塞式n空气脉动式筛侧空气脉动跳汰机筛下式空气脉动跳汰机SKT系列跳汰机德国Humboldtwedag公司是世界上著名的选矿设备生产厂家。其中的Batac跳汰机和动筛跳汰机（ROMJIG）在中国选煤行业进口跳汰机中所占比例在80%以上。ROMJIG动筛型跳汰机是一种单段跳汰机，用于30-400mm块煤预先选矸。这种跳汰机采用倾斜的活动筛板，用液压驱动的摇
3、杆机构带动做上下运动，物料随筛板提起后自由下落，完成颗粒的松散和分层过程。矸石和煤两种产品分别从排料辊和溢流堰进入提升轮外排。 动筛跳汰机Batac跳汰机跳汰系统1、6-压力表；2、3-电磁阀；4、5-盖板风阀；7-通流道；8-进气室；9-跳汰室；10-支架图32 跳汰机系统联系图跳汰机正常生产的标志n水流脉动整齐n表层水厚度合适n床层厚度变化平稳正常生产的触觉探测n周期完成彻底（翻花、吐黑水）n床层起振有力n床层紧-松-紧变化节奏明显、有规律n要有快灰、快浮做及时指导。有效维护是跳汰机正常工作的保证n给料均匀，无偏析n均匀喷水，原煤润湿均匀n选好筛板n经常性清筛板，清床层n部件的检修和维护。
4、跳汰分选的影响因素n原料和给料-入料的均质化n频率与振幅n风量与水量n风阀周期n床层状态n产物排放第五章 重介质选煤阿基米德浮力原理：n介质密度是最重要的因素，n分层速度是粒度及物料与介质密度差的函数：n阻力与粒度、形状有关。 gdGsu63atvvmaRG0分选过程与设备n重介质选煤是用密度大于水，并介于煤和矸石之间的重介质选煤是用密度大于水，并介于煤和矸石之间的重液或重悬浮液作介质实现分选的一种重力选煤方法。重液或重悬浮液作介质实现分选的一种重力选煤方法。 选煤工业上用磁铁矿粉做加重质。选煤工业上用磁铁矿粉做加重质。n分选过程分选过程当原煤给入充满这种悬浮液分选机后，小于悬浮液密度的煤上浮
5、，大于悬浮液密度的矸石（或中煤）下沉，实现按密度分选。 n2.2.重介选煤设备重介选煤设备n 重力场： 立轮、斜轮、圆筒。 分选块煤n离心力场：重介选流器。-90mm以下块、末煤我国重介厂典型流程502mm20.15mm脱泥脱泥/分级分级浮选浮选模块模块优缺点n优点：n（1） 分选效果好，数量效率95%以上；分选精度高，Ep低，0.05左右；n（2） 分选密度容易调节1.30-2.00；n（3） 分选粒度宽，下限可达0.1mm；n（4） 精煤灰分较跳汰容易调节，原煤性质对分选影响不大n 缺点n（1） 加工成本高n（2） 设备磨损大重介质分类及性质 n介质：重液、重悬浮液介质：重液、重悬浮液n重
6、液是指某些无机盐类的水溶液和高密度重液是指某些无机盐类的水溶液和高密度的有机溶液。的有机溶液。1.有机重液（四氯化碳、三溴甲烷）有机重液（四氯化碳、三溴甲烷）2.无机盐水溶液（氯化锌、氯化钙）无机盐水溶液（氯化锌、氯化钙） n重悬浮液是由加重质（高密度固体微粒）重悬浮液是由加重质（高密度固体微粒）与水配制成具有一定密度呈悬状的两相流与水配制成具有一定密度呈悬状的两相流体。水为分散介质体。水为分散介质 磁铁矿粉的选择 1. 纯度：磁性物含量，90% 测量方法：磁选管，小型磁选机2. 有效密度：纯磁铁矿5.17，要求在4.6以上3. 脆性：脆性要小，不易泥化4. 磁导率要高，比磁化系数要大，磁滞性
7、要低（不易形成磁链）测量方法：磁天平（古依法）5. 粒度组成：要有上下限。0.010.1mm之间含量80%，-0.1占90%以上重悬浮液密度 n1.1. 悬浮液的密度悬浮液的密度 n： 悬浮液密度； 容积浓度=粒群所占的体积/粒群与介质的总体积n例题：磁铁矿粉密度4.8，要配成容积浓度为25%的重介悬浮液，问悬浮液密度是多少，一公斤水要配多重的磁铁矿？要配密度为1.4的重悬浮液，一公斤水又要配多重的磁铁矿？n解：（1）=0.25*4.8+0.75*1=1.95n0.25=w/4.8/(1000+ w/4.8)，解方程得w=1600克=1.6公斤n （2） 1.4=1+w/4.8/(1000+w
8、/4.8)*3.8n w=564.7克1susu悬浮液的稳定性和流变粘度 n（1） 稳定性稳定性指悬浮液保持自身各部分密度不变的能力，稳定性用加重质沉降速度的倒数来表示。n（2 2）粘度）粘度 n（3）影响因素）影响因素n容积浓度：浓度增加，密度提高，非磁性物含量提高，稳定性变容积浓度：浓度增加，密度提高，非磁性物含量提高，稳定性变好，流变黏度增加。好，流变黏度增加。n粒度：加重质粒度减小，稳定性增加，黏度提高粒度：加重质粒度减小，稳定性增加，黏度提高n悬浮液密度：悬浮液密度高，稳定性好，黏度增加。悬浮液密度：悬浮液密度高，稳定性好，黏度增加。n细泥含量：细泥含量高，悬浮液稳定性好细泥含量：细
9、泥含量高，悬浮液稳定性好斜轮重介质分选机斜轮重介质分选机 立轮重介质分选机立轮重介质分选机 图图2-4-13 DISA-3S型三产品重介质分选机型三产品重介质分选机Y-入料；入料；J-精煤；精煤；Z-中煤；中煤；G-矸石；矸石； a-悬浮液入口；悬浮液入口；b-悬浮液入口；悬浮液入口； b-悬浮液排放口；悬浮液排放口；1-分选槽；分选槽； 2-分选槽侧部；分选槽侧部； 3-承重结构；承重结构； 4-提升轮；提升轮； 5-支撑中心线；支撑中心线； 6-沉物排放溜槽；沉物排放溜槽；7-入料槽；入料槽； 8-分选槽底部；分选槽底部；9-操作平台；操作平台； 10-提升轮传动装置；提升轮传动装置； 1
10、1-定位辊；定位辊；12-导向辊；导向辊； 13-传动皮带；传动皮带； 14-浮物刮板（浮物刮板（ P1 、P2 分别为作用在横向及纵向支承梁上的重力）分别为作用在横向及纵向支承梁上的重力）重介旋流器（1）分类n从外形分 有圆筒、圆锥旋流器。n给料方式分：有压、无压旋流器。n按产品数量分：有两产品、三产品旋流器。有压给料两产品重介质旋流器n悬浮液与煤混合后以一定压力沿切向给入旋流器，形成强大的旋流。在离心力的作用下，矿物主要在重介质旋流器中按密度分离，分层的结果，高密度物料（如矸石）集中在外壁，并沿螺旋线向下运动经底流口排出，低密度矿物（如精煤）不能穿透重介质悬浮床层而集中在中心部位，由溢流口
11、排出，从而实现了高效、精确分选。 有压给料三产品重介质旋流器n三产品重介质旋流器是由一台圆筒旋流器，一台圆筒圆锥旋流器串联而成的机组。该旋流器的分选密度由低到高，在圆筒旋流器中可以把原煤分成两种产品，而且还可以为下一段分选提供高密度的悬浮液，即把进入第二段旋流器的悬浮液浓缩到需要的密度。三产品旋流器第一段溢流中排出的是精煤和浓度很低的悬浮液，重产品与悬浮液一起经连接管到第二段旋流器进行再选，选后获得最终中煤和矸石。 n小于0.5mm的煤泥在高压差小直径旋流器中可以获得高效率的分选。大直径旋流器可以分选大颗粒煤。目前旋流器直径已经大到1500mm。 无压给料三产品重介质旋流器 重介质旋流器分选过
12、程重介质旋流器分选过程无压给料三产品重介质旋流器n入选原煤和1020分选悬浮液(总量)，从一般圆柱形旋流器的顶端中心管5给入。另外8090分选悬浮液(总量)用定压箱或固液泵，从第一段旋流器圆柱下部沿筒体内壁切线管4给入。被选物料在旋流器内受离心力和密度场的作用下，轻产物(精煤)伴随一部分低密度悬浮液从一段圆柱旋流器下端中心管7排出。重产物(中煤、矸石)与部分高密度悬浮液在外旋流的作用下，沿一段旋流器的内壁向上，通过第一段与第二段旋流器的连接管3进入第二段圆锥形旋流器，选出中煤和矸石。 无压给料三产品重介质旋流器n由于煤从中心圆筒给入，无需泵送，没有二次破碎，且高压力给入悬浮液弥补了驱动煤粒旋转
13、消耗的动力，改善了细粒煤的分选效果，该类型旋流器在近几年在国内得到了广泛应用。n西山煤矿公司各个选煤厂技术改造时所选重选设备就是无压三产品旋流器。 图图2-4-39 无压给料三产品重介质旋流器结构示意图无压给料三产品重介质旋流器结构示意图图图2-4-40 710/500三产品重介质三产品重介质图图2-4-41 500/350三产品重介质三产品重介质旋流器示意图旋流器示意图旋流器结构示意图旋流器结构示意图图图2-4-44 Tri-Flo分选机分选机其他类型旋流器世界各国重介旋流器的发展趋势n澳大利亚澳大利亚n倾向于使用二产品大直径圆锥形旋流器，提高处理能力，简化分选系统，减少旋流器入料分配不均和
14、磨损程度不同造成的分选效率损失。n目前设计的最大直径旋流器1500mm，处理能力700t/h；实际使用最大1300mm，处理能力550t/h。n南非南非n与澳大利亚基本相似，最大直径旋流器1500mm，n美国美国n不主张旋流器直径越大越好，目前最大直径为1000mm，处理能力370t/h。n英国英国n在无压给料两产品圆筒形重介旋流器方面处于领先地位，LARCODEMS旋流器最大直径1350mm，处理能力450t/h，适应于重产物较多的场合，即使重产物含量高达80%，亦可有效分选。这是有压给料圆锥形重介旋流器难以实现的。影响旋流器工作因素n影响旋流器工作因素n进料压力，悬浮液密度，入料固液比，旋
15、流器结构参数（圆柱体长度，圆锥角，溢流口直径，底流口直径，锥比，入料口尺寸，溢流管插入深度），重介旋流器的给料方式，安装方式等。 4 影响重介质旋流器工作的因素1 ） 进料压力 进料压力高，悬浮液的速度大，离心力升高，分选速度提高，分选效果改善，处理量大。 但压力过高，悬浮液浓缩严重，实际分离密度提高，反而降低了效果，此外，压力高，增加动力设备磨损，动力消耗大。 一般入料压力， 0.050.1 Mpa 。2 ） 入料固液比（矿粒与悬浮液的体积比） 矿粒与悬浮液的体积比影响处理量及分选效果，当矿粒与悬浮液的体积比增加时，处理量增大，过程慢，效果差。（因阻力大）一般，1:41:6，极难选煤时，1：
16、8。3 ）悬浮液密度 悬浮液密度高，旋流器内物料实际分选度越大。实际，入料悬浮液密度与实际分选密度差值，可通过改变给料压力及底流口孔径调节。 入料的密度不同，经调节可达按同一分选密度分选。 因此，实际对入料的悬浮液密度的要求不十分严格，当然，若悬浮液密度稳定，则调整量少。 入料悬浮液密度低，加重质少，但受离心力浓缩，使悬浮液密度分布不均，分选效率降低。4 ） 给料料度 上限不超过入料口或底流孔径的1/4； 下限不必太细，太细脱介难，不经济，入料中虽然细物料，分选效果差，但它不影响粗粒分选。5 ）结构参数的影响（1）旋流器锥角 旋流器锥角增大，悬浮液浓缩作用强，分离密度大，悬浮液密度分布不均，效
17、果降低。一般并不大，约150 300 。选煤，200 。（2）溢流口与底流口大小 增大溢流口直径可使轴向零速包络面向外扩大，增大分离密度。溢流口过大会造成圆柱部分溢流速度过大，影响溢流稳定。虽然精煤产量增加，但质量降低。因此应根据原煤性质定，易选煤溢流口应大些，一般可取(0.300.40)D，D为旋流器直径。 缩小底流口直径同样会使轴向零速包络面向外扩大，使分离密度增大，但底流口过小时，会使矿粒在底流口挤压，使矸石易混入精煤中，严重堵塞。底流口过大，会引起精煤损失。一般，取（0.240.3)D。锥比底流直径与溢流直径之比。改变锥比可调节分离密度，或轻、重产物产率。当锥比增加时，可得较纯净精煤，
18、当锥比下降时，可得较纯净矸石。 锥比与D、入料性质、介质性质有关。一般 0.70.8 。（3）给料口大小 给料口只影响处理能力，不影响效果。给料口过小，入料粒度上限受限，易堵，过大，切线速度减少。 一般 （0.200.25)D。（4）圆柱体长度 圆柱体长度加长，物料停留时间长，分选密度提高，低密度产物质量下降，反之，圆柱体长度过短，介质不稳，分选密度下降，低密度易进底流。（5）溢流管插入深度 实践表明，320400mm 较好。5 旋流器安装及给料方式1）、安装方式 垂直、倒立、及倾斜。垂直：直径不大时；倒立：水力分析时；倾斜：直径较大、锥角较小时。选煤用，一般，100。2）、给料方式 泵打入、
19、定压箱给入、无压给料。泵：压力大，物料粉碎及磨损严重。6、重介旋流器的使用效果1、优点1）粒度下限低，达 0.5mm-0.3mm；2）分选效率高，可达95%以上，至99%；3）可用粘度高甚至结构化悬浮液；4）处理能力高；5）结构简单、无动力。2、缺点1）上限较低；2）物料在旋流器及泵中，粉碎、泥化程度高；3）磨损重；加衬板。4）介质量大。7、其它类型旋流器1）倒立型重介质旋流器旋流器的耐磨问题n由于颗粒在旋流器中高速旋转，旋流器壁尤其是底流口磨损非常严重。为了解决耐磨问题，需采用特殊材料。如在旋流器内衬耐磨铸石，贴耐磨瓷砖，用高铝耐磨陶瓷做底流口，用耐磨聚胺酯做旋流器，用特殊耐磨合金做旋流器等
20、。介质净化与回收流程现代重介质选煤工艺中多采用现代重介质选煤工艺中多采用直接磁选净化流程直接磁选净化流程 介质回收系统磁选机磁选机n磁选原理磁选原理n磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。磁铁矿是一种强磁性矿物。磁物实现分离的一种选矿方法。磁铁矿是一种强磁性矿物。磁选机在选煤中主要用于回收重介选煤过程中的磁铁矿，以循选机在选煤中主要用于回收重介选煤过程中的磁铁矿，以循环使用。所用磁选机在选矿中称为湿式永磁筒式磁选机。环使用。所用磁选机在选矿中称为湿式永磁筒式磁选机。 wet drum magnetic separator wet drum magnetic separator wet drum magnetic separator 影响介分选效果的因素n原料煤性质：密度、粒度n给煤量n悬浮液密度n悬浮液循环量n重介分选效果评定：可能偏差、错配物总量、数量效率谢谢大家！谢谢大家！
