1、第五章第五章重介质选煤重介质选煤第一节 概述 在重力选矿过程中，通常都采用密度低于入选在重力选矿过程中，通常都采用密度低于入选矿粒密度的水或空气作为分选介质。所谓重介质矿粒密度的水或空气作为分选介质。所谓重介质是指密度大是指密度大1g1gcmcm3 3的重液或重悬浮液流体。矿的重液或重悬浮液流体。矿粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿。粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿。选煤用的重介质有重液和重悬浮液两类。选煤用的重介质有重液和重悬浮液两类。重介质选煤是目前分选效率最高的选煤方法，其优点是:1、分选精确度高；2、分选密度调节范围宽；易实现自动调控；3、对入选原煤的数量和质量波动适
2、应性强；4、分选粒度范围宽，块煤分选机入料粒度一般为30013mm，旋流器入料粒度通常为130.15mm；缺点：、增加加重质回收系统，消耗加重质；、设备磨损和维护量加大。重介质旋流器选煤应用范围：重介质旋流器选煤应用范围：）分选易选至极难选煤；）分选易选至极难选煤；）再选跳汰机的中煤和精煤；）再选跳汰机的中煤和精煤；）与其它选煤方法组建联合流程；）与其它选煤方法组建联合流程；）分选需要高度解离的原料，如夹）分选需要高度解离的原料，如夹矸煤含量大或破碎后可解离出黄铁矿的原矸煤含量大或破碎后可解离出黄铁矿的原煤。煤。）低密度分选超低灰精煤）低密度分选超低灰精煤第二节 重介质选煤原理 重介质选矿法是
3、当前最先进的一种重重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法，它的基本原理是阿基米德原力选矿法，它的基本原理是阿基米德原理：即浸在介质里的物体受到的浮力等理：即浸在介质里的物体受到的浮力等于物体所排开的同体积介质的重量。于物体所排开的同体积介质的重量。一、重介质分选机分选原理物体在介质中的重力G。等于该物体在真空中的重量与同体积介质重量之差即，颗粒下沉；，颗粒悬浮在液体中的任意位置；，颗粒上浮。当1400kg/，1300/3，该颗粒上浮；1800kg/3，该颗粒下沉。二、重介质旋流器分选原理二、重介质旋流器分选原理 物料和悬浮以一定压力沿切线方向给入物料和悬浮以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成
4、强有力的漩涡流。液流从入料旋流器，形成强有力的漩涡流。液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋；口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋；在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流。在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流。由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流器轴心形成空气柱。入料中的精煤随内螺旋器轴心形成空气柱。入料中的精煤随内螺旋流向上，从溢流口排出；矸石随外螺旋流向流向上，从溢流口排出；矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。下，从底流口排出。第三节 重悬浮液一、加重质的选择一、加重质的选择 在选择加重质时，应注意粒度和密度的综合要在选择加重质时，应注意
5、粒度和密度的综合要求。既要达到悬浮液的密度及悬浮液的稳定性，又要求。既要达到悬浮液的密度及悬浮液的稳定性，又要保证较好的流动性（粘度不能高，容积浓度应控制在保证较好的流动性（粘度不能高，容积浓度应控制在一定范围内）、加重质的粒度越粗、沉淀速度越快粘一定范围内）、加重质的粒度越粗、沉淀速度越快粘度越低、则稳定性不好；加重质粒度越细、沉淀速度度越低、则稳定性不好；加重质粒度越细、沉淀速度就慢、稳定性好、但粘度增加，介质流动性差、加重就慢、稳定性好、但粘度增加，介质流动性差、加重质密度越高，对一定密度的悬浮液则容积浓度就低。质密度越高，对一定密度的悬浮液则容积浓度就低。因此，尽可能选择加重质的密度和
6、粒度组成以及悬浮因此，尽可能选择加重质的密度和粒度组成以及悬浮液容积浓度综合指标最佳的方案。液容积浓度综合指标最佳的方案。重介质选煤的磁铁矿粉应具备下列条件：重介质选煤的磁铁矿粉应具备下列条件：1 1）磁铁矿粉的纯度通常以磁铁矿粉中磁性物含量高低来表示其纯度。）磁铁矿粉的纯度通常以磁铁矿粉中磁性物含量高低来表示其纯度。一般要求磁性物含量应在一般要求磁性物含量应在9090以上。磁性物含量高其密度高，并减少加以上。磁性物含量高其密度高，并减少加重质的耗量。重质的耗量。2 2）磁铁矿粉的有效密度高时，容易配制高密度的悬浮液。纯结晶的磁）磁铁矿粉的有效密度高时，容易配制高密度的悬浮液。纯结晶的磁铁矿的
7、密度为铁矿的密度为5.175.17。选矿厂生产的磁铁矿精矿并非纯净，一般都低于。选矿厂生产的磁铁矿精矿并非纯净，一般都低于5 51717。但重介质选煤所使用的磁铁矿粉有效密度不应低于。但重介质选煤所使用的磁铁矿粉有效密度不应低于4 46 64 47 7。3 3）磁铁矿粉的脆性要小，以防止在使用过程中发生泥化。）磁铁矿粉的脆性要小，以防止在使用过程中发生泥化。4 4）磁铁矿粉的导磁率要高，磁滞性要低以满足在净化时磁铁矿既容易）磁铁矿粉的导磁率要高，磁滞性要低以满足在净化时磁铁矿既容易磁化回收，又容易退磁，保持再生悬浮液的稳定性。为保证加重质的有磁化回收，又容易退磁，保持再生悬浮液的稳定性。为保证
8、加重质的有效使用，磁铁矿粉的水分要低，以免因磁铁粉打团增加损失。效使用，磁铁矿粉的水分要低，以免因磁铁粉打团增加损失。5 5）磁铁矿粉的粒度组成对粒度组成的要求，一是要满足悬浮液的稳定）磁铁矿粉的粒度组成对粒度组成的要求，一是要满足悬浮液的稳定性，一是要降低加重质的损耗，三是降低对设备的磨损因此，对磁铁矿性，一是要降低加重质的损耗，三是降低对设备的磨损因此，对磁铁矿粉的粒度组成应有严格的要求。例如，法国在选别块煤时，粉的粒度组成应有严格的要求。例如，法国在选别块煤时，0.15mm0.15mm的的含量应小于含量应小于1010；在选别末煤时，应小于；在选别末煤时，应小于5 5。英国在选煤时要求小于
9、。英国在选煤时要求小于0 0lmmlmm的含量不少于的含量不少于9494；小于；小于0 001m01m的含量不超过的含量不超过1616。美国在选块。美国在选块煤时，磁铁矿粉小于状明的含量不低于煤时，磁铁矿粉小于状明的含量不低于5050；选别末煤时，小于；选别末煤时，小于325325目的目的含量不低于含量不低于9090。我国选矿厂生产的磁铁矿粉的粒度较粗，应进我国选矿厂生产的磁铁矿粉的粒度较粗，应进一步加工磨细才能保证悬浮液的稳定性，并可减少一步加工磨细才能保证悬浮液的稳定性，并可减少设备，管路的磨损和加重质的耗量。生产实践证明，设备，管路的磨损和加重质的耗量。生产实践证明，一些选煤厂采用球磨机
10、再磨一些选煤厂采用球磨机再磨606090min90min后可达到粒后可达到粒度的要求，使悬浮液的稳定性变好，分选密度波动度的要求，使悬浮液的稳定性变好，分选密度波动变小，分选效率提高。变小，分选效率提高。二、悬浮液的性质1、悬浮液密度和容积浓度 重悬浮液属于不稳定介质。它与稳定介质不同的是，随着加重质的性质及含量不同，其密度和粘度也发生变化。悬浮液的密度是决定分离密度的关键因素，故应给予足够的重视。固体加重质与水混合组成的悬浮液，其物理密度是单位体积内加重质与水的质量之和，其密度可按下式计算：采用磁铁矿粉配制是浮液时，一般容积浓度采用磁铁矿粉配制是浮液时，一般容积浓度在在1535之间。超过最大
11、值（之间。超过最大值（35）时，）时，悬浮液粘度增高甚至失去流动性，矿粒在悬浮悬浮液粘度增高甚至失去流动性，矿粒在悬浮液中不能自由运动。低于容积浓度最小值时又液中不能自由运动。低于容积浓度最小值时又会造成悬浮液中加重质迅速沉降，使悬浮液密会造成悬浮液中加重质迅速沉降，使悬浮液密度不稳定而导致分选效果变坏。采用磁铁矿粉度不稳定而导致分选效果变坏。采用磁铁矿粉配制的悬浮液密度可达配制的悬浮液密度可达1.32.gcm3。如果。如果在允许的容积浓度范围内，悬浮液仍不稳定时，在允许的容积浓度范围内，悬浮液仍不稳定时，可以加入一定量的煤泥来达到稳定悬浮液的目可以加入一定量的煤泥来达到稳定悬浮液的目的。的。
12、磁性物含量的测定方法：磁性物含量可以用磁选管测定。配制悬浮液时所需磁铁矿重量和煤泥重量可按下式计算:磁性物含量指悬浮液中磁铁矿干重与固体总重量之比即:悬浮液中的煤泥含量也有一定范围。一般情况下，当悬浮液密度小于1.7gcm3时，其煤泥含量可达到3545左右；当悬浮液密度大于1.78cm3时，其煤泥含量在1525左右。总之，煤泥含量范围应在1545之间。2、悬浮液的稳定性 重介质选煤中，悬浮液的稳定性是指悬重介质选煤中，悬浮液的稳定性是指悬浮液在分选容器中，各点的密度和粒度在一浮液在分选容器中，各点的密度和粒度在一定时间内保持相对稳定的能力。由于选煤用定时间内保持相对稳定的能力。由于选煤用的悬浮
13、液属于粗分散体系。分散的固体粒子的悬浮液属于粗分散体系。分散的固体粒子本身没有保持悬浮状态的能力，靠借助外来本身没有保持悬浮状态的能力，靠借助外来的能量才能使分选设备内各点的悬浮液密度的能量才能使分选设备内各点的悬浮液密度达到一定的均一性。这种密度均一性称为动达到一定的均一性。这种密度均一性称为动态稳定性。态稳定性。3 3、悬浮液的流变性、悬浮液的流变性 重介质选煤过程中，小粒级物料分离重介质选煤过程中，小粒级物料分离(上浮上浮或下沉或下沉)时，所受的阻力与悬浮液的粘滞阻力有时，所受的阻力与悬浮液的粘滞阻力有关。表征粘滞阻力的特征是粘度。因此，粘度关。表征粘滞阻力的特征是粘度。因此，粘度是悬浮
14、液流变特性的主要参数，也是影响小粒是悬浮液流变特性的主要参数，也是影响小粒级物料分选效果的主要因素。级物料分选效果的主要因素。4、影响悬浮液动态稳定性因素影响悬浮液动态稳定性因素 一切影响悬浮液粒子沉降速度的因素，都一切影响悬浮液粒子沉降速度的因素，都影响悬浮液的动态稳定性。影响悬浮液的动态稳定性。1）加重质的粒度）加重质的粒度 加重质的粒度越小，其沉降速度越慢，对悬加重质的粒度越小，其沉降速度越慢，对悬浮液的动态稳定越有利，但悬浮液的粘度也相浮液的动态稳定越有利，但悬浮液的粘度也相应增高。当悬浮液粘度过高时，会影响中、小应增高。当悬浮液粘度过高时，会影响中、小粒级物料的分选效果，同时使加重质
15、的制备、粒级物料的分选效果，同时使加重质的制备、净化回收费用增加，加重质的工艺损耗相应也净化回收费用增加，加重质的工艺损耗相应也要增大一些。要增大一些。2）加重质的密度加重质的密度 加重质的密度越低，它的自由沉降速度越小，配制成加重质的密度越低，它的自由沉降速度越小，配制成同一密度悬浮液的固体容积分数也越高，稳定性也好。但同一密度悬浮液的固体容积分数也越高，稳定性也好。但对分选效果的负面影响也越大。对分选效果的负面影响也越大。在离心力场在离心力场(重介质旋流器重介质旋流器)选煤时工作悬浮液中加重选煤时工作悬浮液中加重质的容积分数质的容积分数(包括煤泥包括煤泥)最大不应超过最大不应超过35。3）
16、悬浮液的密度悬浮液的密度 同一种加重质配制成悬浮液的密度越高，悬浮液中的同一种加重质配制成悬浮液的密度越高，悬浮液中的固体容积分数也越大，悬浮液的动态稳定愈易达到，但悬固体容积分数也越大，悬浮液的动态稳定愈易达到，但悬浮液的粘度也相应提高。浮液的粘度也相应提高。可是在实际生产中，对工作悬浮液的密度有定值要求，可是在实际生产中，对工作悬浮液的密度有定值要求，不可能依靠改变悬浮液的密度来提高稳定性。不可能依靠改变悬浮液的密度来提高稳定性。高密度悬浮液选煤时，主要矛盾是悬浮液的粘度。这时，高密度悬浮液选煤时，主要矛盾是悬浮液的粘度。这时，使用加重质的密度应大于使用加重质的密度应大于5000kgm3。
17、低密度重介质旋流器的分选时，主要矛盾是悬浮液的稳低密度重介质旋流器的分选时，主要矛盾是悬浮液的稳定性，而不是粘度。定性，而不是粘度。4）非磁性物的影响非磁性物的影响 生产过程中，工作悬浮液中必然会混入部分生产过程中，工作悬浮液中必然会混入部分矿泥矿泥(包括煤泥包括煤泥)。它在一定条件下能提高悬浮液。它在一定条件下能提高悬浮液的稳定性，对改善分选效果有利。但是，过多地的稳定性，对改善分选效果有利。但是，过多地混入细泥，会提高悬浮液的粘度，当粘度超过某混入细泥，会提高悬浮液的粘度，当粘度超过某数值后细粒煤的分选效果恶化。要根据原煤可选数值后细粒煤的分选效果恶化。要根据原煤可选性和煤泥入选的数量和选
18、后产品质量要求，调整性和煤泥入选的数量和选后产品质量要求，调整好旋流器的结构及工艺参数，以及将分选后的煤好旋流器的结构及工艺参数，以及将分选后的煤泥产品排出分选系统，杜绝煤泥在分选系统中循泥产品排出分选系统，杜绝煤泥在分选系统中循环。否则，将使分选效果变坏。环。否则，将使分选效果变坏。第四节 重介质分选机一、选煤用块煤重介质分选机分类一、选煤用块煤重介质分选机分类分类特征分选机类型分类特征分选机类型分选后的产品品种两产品分选机三产品分选机分选槽形式深槽分选机浅槽分选机悬浮液流动方向水平流分选机垂直流分选机复合流分选机产品排出装置提升轮（斜轮立轮）机，刮板机,圆筒机空气提升式分选机二、斜轮重介质
19、分选机二、斜轮重介质分选机1-分选槽；分选槽；2-提升轮；提升轮；3-排煤轮；排煤轮；4-提升轮轴；提升轮轴；5-减速装置；减速装置；6-电动机；电动机；7-提升轮骨架；提升轮骨架；8-齿轮盖；齿轮盖；9-立筛板；立筛板；10-筛板；筛板；11-叶轮；叶轮；12-支座；支座；13-轴承座；轴承座；14-电动机；电动机；15-链轮；链轮；16-骨架；骨架；17-橡胶带；橡胶带；18-重锤重锤图图5-45-4斜轮重介质分选机斜轮重介质分选机斜轮重介质分选机的优点：斜轮重介质分选机的优点：（1）分选精确度高。由于重产物的提升轮在分选槽底部旁则）分选精确度高。由于重产物的提升轮在分选槽底部旁则运动，在
20、悬浮液中处于分选过程的物料不被干扰，可能偏差运动，在悬浮液中处于分选过程的物料不被干扰，可能偏差可达可达0.020.03；（2）分选粒度范围宽，处理能力大。该机槽面由于制造得较）分选粒度范围宽，处理能力大。该机槽面由于制造得较为开阔，斜提升轮直径可达为开阔，斜提升轮直径可达8m或更大。因此，分选粒度上限可或更大。因此，分选粒度上限可达达1000mm，下限为下限为6mm。如国产分选槽宽为如国产分选槽宽为4m的重介质分选的重介质分选机，其斜轮直径为机，其斜轮直径为6.55m，处理能力为处理能力为350500t/h；（3）该机悬浮液循环量少。由于轻产物采用排煤轮的重锤拨该机悬浮液循环量少。由于轻产物
21、采用排煤轮的重锤拨动排放，所以被煤带走的悬浮液量少，故悬浮液循环量低（按动排放，所以被煤带走的悬浮液量少，故悬浮液循环量低（按入料计约为入料计约为0.71.0m3/t.h）；）；（4）由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选机可使用中等细度的加重质，即小于机可使用中等细度的加重质，即小于325目（目（0.04mm）占占40%50%已达到细度要求。已达到细度要求。E E三、立轮重介分选机三、立轮重介分选机立轮重介分选机作为块煤分选设备，在国外应用较多。立轮重介分选机作为块煤分选设备，在国外应用较多。常见的有德国的太司卡（常见的有德国的太司卡
22、（TESKA）型和波兰的滴萨（型和波兰的滴萨（DISA）型立轮重介质分选机。我国型立轮重介质分选机。我国70年代初期研制了年代初期研制了JL1.8型立轮重介型立轮重介质分选机。安装在汪家寨选煤厂，用来洗选跳汰机的中煤，获质分选机。安装在汪家寨选煤厂，用来洗选跳汰机的中煤，获得良好效果。在此基础上得良好效果。在此基础上80年代初又设计了年代初又设计了JL2.5型立轮重介质型立轮重介质分选机，用以处理分选机，用以处理50300mm粒级的块煤排矸。粒级的块煤排矸。立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放
23、位置等机械结同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放位置等机械结构上有所不同。在相同处理量，立轮重介质分选机具有体积小构上有所不同。在相同处理量，立轮重介质分选机具有体积小、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。1.JL型立轮重介质分选机型立轮重介质分选机JL1.8型立轮重介质分选机结构示意图型立轮重介质分选机结构示意图1-分选槽；分选槽；2-排矸轮；排矸轮；3-棒齿；棒齿；4-排矸轮传动系统；排矸轮传动系统；5-排煤轮；排煤轮；6-排煤轮传动系统；排煤轮传动系统；7-矸石溜槽；矸石溜槽；8-机架；机架；9-托轮装置托轮装置2.滴萨
24、（滴萨（DISA）型立轮重介质分选机型立轮重介质分选机DISA-1S型立轮重介质分选机型立轮重介质分选机N-入料；入料；K-浮物；浮物；T-沉物；沉物；a-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-排矸溜槽；排矸溜槽；7-入料口盖板；入料口盖板；8-分选槽底部；分选槽底部；9-振作平台；振作平台；10-提升轮传动装置；提升轮传动装置；11-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
25、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）DISA-2S型立轮重介质分选机型立轮重介质分选机N-入料；入料；K-浮物；浮物；T-沉物；沉物；a-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-排矸溜槽；排矸溜槽；7-入料口盖板；入料口盖板；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；11-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为作用于支承梁上的
26、重力）为作用于支承梁上的重力）3.太司卡（太司卡（TESKA）型重介质分选机型重介质分选机图图5-55-5太司卡重介质分选机结构图太司卡重介质分选机结构图太司卡三产品重介分选机太司卡三产品重介分选机立轮重介质分选机较斜轮重介质分选机有更多的优点，主要立轮重介质分选机较斜轮重介质分选机有更多的优点，主要有：有：（1）在分选槽内立轮产生涡流的流动方向与沉物的沉降方）在分选槽内立轮产生涡流的流动方向与沉物的沉降方向一致，所以对分选过程影响不大；斜轮在分选槽内所产生的向一致，所以对分选过程影响不大；斜轮在分选槽内所产生的涡流运动方向与沉物的沉降方向相反，并同时造成一个水平旋涡流运动方向与沉物的沉降方向
27、相反，并同时造成一个水平旋转的涡流，不仅影响分选效果，而且降低处理量。转的涡流，不仅影响分选效果，而且降低处理量。（2）相同槽宽的立轮重介质分选机比斜轮重介质分选机体）相同槽宽的立轮重介质分选机比斜轮重介质分选机体积小、重量轻。积小、重量轻。（3）立轮重介质分选机传动机构简单，故不易损坏，事故）立轮重介质分选机传动机构简单，故不易损坏，事故少；斜轮则传动机构较复杂，事故多，因而维修工作量大。少；斜轮则传动机构较复杂，事故多，因而维修工作量大。（4）重介分选机工作中的磨损情况，立轮比斜轮要）重介分选机工作中的磨损情况，立轮比斜轮要轻，如轻，如排矸轮、分选槽等寿命均在排矸轮、分选槽等寿命均在5年以
28、上。年以上。四、刮板式重介质分选机 该分选机是利用纵向悬浮液流排精煤、横向刮板排矸石的分选机。工作原理：槽体近似长方形，原煤从给料侧给入，精煤随纵向水平悬浮液流从另一侧的溢流堰排出。矸石随刮板输送机沿槽底横向移动，最后被提升到排矸口排出。原煤进入分选槽后被压煤板压入悬浮液内。80%-90%的循环悬浮液产从给料侧的原煤入口下面沿水平方向给入，以形成纵向水平液流；约10%-20%的悬浮液通过槽底排孔给如，形成上升液流，使精煤上浮。一、重介质旋流器选煤的发展 重介质旋流器是在分级旋流器的基础上演变而来。1945年荷兰国家矿山局提出了用重介质旋流器选末煤的方法，并发明了（圆柱圆锥形）重介质旋流器。由于
29、加重质由黄土改为磁铁矿，使这一技术真正用于工业。美、德、英、法等国相继购买了这一专利应用于选煤，并不断创新，研制了许多新型重介质旋流器：第五节 重介质旋流器 如1956年美国维尔莫特公司研制成功的无压给煤圆筒形重介质旋流器，简称DWP；60年代英国研制成有压给料圆筒形重介质旋流器，即沃赛尔旋流器；1966年苏联研制成用两台旋流器并式相串组成三产品重介质旋流器；1967年日本田川机械厂研制成倒立式圆柱圆锥形重介质旋流器，即涡流旋流器；80年代初意大利学者研制成用两台圆筒形旋流器轴线串联组成三产品重介质旋流器；80年代中期英国煤炭局在吸收DWP和沃赛尔两种族流器的特点，推出直径为1200mm的中心
30、给料圆筒形重介质旋流器，用于分选粒度为1000.5mm的原煤。我国1966年在采屯煤矿选煤厂建成第一座重介质旋流器选煤车间，采用500mm型旋流器分选6-0.5mm级原煤。1969年在田庄选煤厂采用500mm重介质旋流器处理13-0.5mm级原煤。随后，相继又研制成600、700mm二产品圆柱圆锥形重介质旋流器。用途扩展到跳汰中煤和跳汰精煤再选。80年代至90年代对重介质旋流器选煤工艺与设备进行了一系列的改革和创新。先后推出重介质旋流器分选50-0mm不脱泥原煤的工艺；有压给料二产品和三产品重介质旋流器；无压给料二产品和三产品重介质旋流器；分选粉煤的小直径重介质旋流器以及“单一低密度介质、双段
31、自控选三产品(四产品)的重介质旋流器”选煤新工艺。1998年推出了大型简化工艺重介质选煤技术，旋流器直径达到1200/850，2003年旋流器直径达到1400/1000。到2005年底，中国已有100多个选煤厂装备有上述各类重介质旋流器约400多台。二、二、重介质旋流器分类(1)按其外形结构可分为：圆柱形、圆柱圆锥形重介质旋流器两种。(2)按其选后产品的种类可分为：二产品重介质旋流器；三产品重介质旋流器。(3)按物料给入旋流器的方式可分为：周边(有压)给原煤、给介质的重介质旋流器；中心(无压)给原煤、周边(有压)给介质的重介质旋流器。(4)按旋流器的安装方式可分为：正(直)立式、倒立式和卧式三
32、种。三、两产品旋流器图图5-7 5-7 两产品重介质旋流器两产品重介质旋流器1、圆锥形重介质旋流器 物料与悬浮液混物料与悬浮液混合，以一定压力从入合，以一定压力从入料管沿切线方向给入料管沿切线方向给入旋流器圆通部分，由旋流器圆通部分，由于离心力的作用，高于离心力的作用，高密度物料移向锥体的密度物料移向锥体的内壁，并随部分悬浮内壁，并随部分悬浮液向下作螺旋运动，液向下作螺旋运动，最后从底流口排出；最后从底流口排出；低密度物料集中在锥低密度物料集中在锥体中心，随内螺旋上体中心，随内螺旋上升，经溢流管进溢流升，经溢流管进溢流室排出。室排出。2、圆筒形重介质旋流器 入料无压、自重给入上部入料无压、自重
33、给入上部中心入料管（在入料箱内也加中心入料管（在入料箱内也加入少量悬浮液）；悬浮液用泵入少量悬浮液）；悬浮液用泵以以0.06-0.15MPa的压力沿切线的压力沿切线压入圆筒下部。沿切线压入的压入圆筒下部。沿切线压入的悬浮液从底至顶造成一股上升悬浮液从底至顶造成一股上升的空心漩涡流。矸石与一部分的空心漩涡流。矸石与一部分高密度悬浮液沿筒壁上升，从高密度悬浮液沿筒壁上升，从矸石排出口排出。精煤与低密矸石排出口排出。精煤与低密度悬浮液聚集在漩涡中心向下度悬浮液聚集在漩涡中心向下流动，通过下部排出口排出。流动，通过下部排出口排出。四、三产品重介旋流器 三产品重介质旋流器，是由两台两产品重介质旋流器串三
34、产品重介质旋流器，是由两台两产品重介质旋流器串联组装而成，从分选原理上没有差别。第一段为主选，采用联组装而成，从分选原理上没有差别。第一段为主选，采用低密低密度悬浮液进行分选，选出精煤和再选入料，同时由于悬度悬浮液进行分选，选出精煤和再选入料，同时由于悬浮液浓缩的结果为第二段准备了高密度悬浮液；第二段为再浮液浓缩的结果为第二段准备了高密度悬浮液；第二段为再选分选出中煤和矸石两种产品。三产品重介质旋流器的主要选分选出中煤和矸石两种产品。三产品重介质旋流器的主要优点是需一套悬浮液循环系统，简化再选物料的运输。其缺优点是需一套悬浮液循环系统，简化再选物料的运输。其缺点是在第二段分选时，其重介质密度的
35、测定和控制较难。因点是在第二段分选时，其重介质密度的测定和控制较难。因第二段悬浮液入料是由第一段旋流器浓缩而来。由于悬浮液第二段悬浮液入料是由第一段旋流器浓缩而来。由于悬浮液密度与两段旋流器结构尺寸有关，所以第二段旋流器的分选密度与两段旋流器结构尺寸有关，所以第二段旋流器的分选密度除与第一段分选密度和两段旋流器的溢流管直径有关外，密度除与第一段分选密度和两段旋流器的溢流管直径有关外，还与第二段旋流器底流口直径有关。因此，溢流管直径要选还与第二段旋流器底流口直径有关。因此，溢流管直径要选择适当。三产品重介质旋流器工艺简化，基建投资省和生产择适当。三产品重介质旋流器工艺简化，基建投资省和生产成本较
36、低，受到了用户的欢迎。成本较低，受到了用户的欢迎。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710/500三产品重介质三产品重介质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第六节 悬浮液回收净化 悬浮液的回收与净化主要包含四个方面，悬浮液的回收与净化主要包含四个方面，一是从产物中将悬浮液分离出来；二是分离一是从产物中将悬浮液分离出来；二是分离出来的稀悬浮液进行浓缩；三是清除混入悬出来的稀悬浮液进行浓缩；三是清除混入悬浮液中的泥质物；四是制备心得加重质以弥浮液中的泥质物；四是制备心得加重质以弥补损失。补损失。一、重
37、悬浮液回收与净化系统一、重悬浮液回收与净化系统 常用于粗粒（块煤）重介质分选悬浮液回收净化流常用于粗粒（块煤）重介质分选悬浮液回收净化流程，如图程，如图5-115-11悬浮液回收净化流程比较简单。缺点是细悬浮液回收净化流程比较简单。缺点是细粒磁铁矿容易损失。常用于粗粒（块煤）分选的悬浮液粒磁铁矿容易损失。常用于粗粒（块煤）分选的悬浮液回收净化流程。图回收净化流程。图5-12是适用于末煤重介选悬浮液回收是适用于末煤重介选悬浮液回收净化流程。该流程比前者复杂。优点是能够回收细粒磁净化流程。该流程比前者复杂。优点是能够回收细粒磁铁矿和细煤泥，保持悬浮液稳定，减少磁铁矿损失。铁矿和细煤泥，保持悬浮液稳
38、定，减少磁铁矿损失。图图5-115-11常用悬浮液回收净化流程常用悬浮液回收净化流程1-重介分选机；重介分选机；2-重产品脱介筛；重产品脱介筛；3-轻产品脱介筛；轻产品脱介筛；4 4-合格介质桶；合格介质桶；5 5-合格介质泵；合格介质泵；6 6-稀介质桶；稀介质桶；7 7-稀介质泵；稀介质泵；8 8-稀介质桶；稀介质桶；9 9-一段磁选机；一段磁选机；1010-二段磁选机二段磁选机图图5-125-12稀介质回收净化流程稀介质回收净化流程1-稀介质桶；稀介质桶；2-稀介质泵；稀介质泵；3-低压旋流器；低压旋流器；4 4-浓缩机；浓缩机；5 5-第一段磁选机；第一段磁选机；6 6-第二段磁选机第
39、二段磁选机 除上述两种流程外，还有一种最简单的直接磁选净化流程，即稀介质不经浓缩或分级，而是直接给入磁选机。也是采用两段磁选，磁选精矿进合格介质桶，磁选尾矿进入煤泥水系统。这种流程的优点是缩短了介质循环的路程，减少了管路磨损，提高了悬浮液的稳定性。采用这种简单流程需具备两个条件一是稀悬浮液量少；二是磁选机处理能力要大。注意：在悬浮液中泥质物的含量是处于动平衡状态。当某一注意：在悬浮液中泥质物的含量是处于动平衡状态。当某一因素变化时，这个动平衡便遭到破坏，其表现是煤泥在合格因素变化时，这个动平衡便遭到破坏，其表现是煤泥在合格介质中的增加或减少，但到一定值后，又在新的条件下达到介质中的增加或减少，
40、但到一定值后，又在新的条件下达到了新的平衡。了新的平衡。在生产过程中，一般可通过改变分流量的大小调节悬浮液中在生产过程中，一般可通过改变分流量的大小调节悬浮液中煤泥含量的多少，但要知道，当悬浮液密度低，需加大分流煤泥含量的多少，但要知道，当悬浮液密度低，需加大分流量进行浓缩时，同时会引起悬浮液中煤泥含量的下降，在操量进行浓缩时，同时会引起悬浮液中煤泥含量的下降，在操作时这是应该注意的问题。作时这是应该注意的问题。对于重介质选矿，用过之后的悬浮液，也需予以回收和循环对于重介质选矿，用过之后的悬浮液，也需予以回收和循环再用。最简单的回收方法，同选煤一样，用振动筛脱出介质，再用。最简单的回收方法，同
41、选煤一样，用振动筛脱出介质，筛分也分两段进行，第一段为合格介质，可直接返回系统中筛分也分两段进行，第一段为合格介质，可直接返回系统中使用。第二段因施加喷水，为稀介质，也需对其进行提纯并使用。第二段因施加喷水，为稀介质，也需对其进行提纯并提高浓度，这个作业也可称为介质的再生。再生的方法依加提高浓度，这个作业也可称为介质的再生。再生的方法依加重质性质的不同，可采用磁选、浮选或重选法进行。提纯后重质性质的不同，可采用磁选、浮选或重选法进行。提纯后的稀悬浮波再用水力旋流器、倾斜板等脱水和浓缩、这样所的稀悬浮波再用水力旋流器、倾斜板等脱水和浓缩、这样所得的净化悬浮应即可与新补充的加重质混合，调配到适当的
42、得的净化悬浮应即可与新补充的加重质混合，调配到适当的浓度，使其返回到流程中再用。浓度，使其返回到流程中再用。二、重悬浮液回收与净化的主要设备1 1、脱介筛、脱介筛 多用普通直线振动筛或共振筛，缝条筛面，筛孔为多用普通直线振动筛或共振筛，缝条筛面，筛孔为0.251.0mm。如前所述，为了提高脱介筛的处理能力，。如前所述，为了提高脱介筛的处理能力，在脱介筛之前，设置固定筛或弧形筛。在脱介筛之前，设置固定筛或弧形筛。2 2、浓缩设备、浓缩设备 浓缩设备有耙式浓缩机、磁力脱水槽、水力旋流器、浓缩设备有耙式浓缩机、磁力脱水槽、水力旋流器、倾斜板浓密箱及螺旋分级机等。倾斜板浓密箱及螺旋分级机等。耙式浓缩机
43、分大、中、小型，其中小型耙式浓缩机的耙式浓缩机分大、中、小型，其中小型耙式浓缩机的浓缩槽或称分级槽多同钢板制成，槽底为圆锥面，底面上浓缩槽或称分级槽多同钢板制成，槽底为圆锥面，底面上有旋转把可将浓缩物收集到中心底孔排出，槽体上部周边有旋转把可将浓缩物收集到中心底孔排出，槽体上部周边焊有溢流槽，溢流由此排出。焊有溢流槽，溢流由此排出。3净化设备 选矿或选煤所用磁性加重质较多，故多用磁选机来净化介质。重介质系统中回收磁铁矿的多选用永磁筒式弱磁场磁选机。4介质桶 介质桶包括合格介质桶和稀介质桶，是为了储存和缓冲悬浮液而设置的。介质桶呈圆筒形，下底为圆锥形，锥角为60度。简底锥形便于沉淀加重质。开机时
44、，采用O.60.8MPa的压缩空气搅拌，转入正常生产后，便靠悬浮液自身循环搅拌。此时，合格介质桶内应存有少量悬浮液，其存留量的多少，以保证泵的压力（一般取1.5m压头）稳定为前提。也可以为加快调节悬浮波密度的速度创造条件。5提升和输送介质的设备 提升输送重介质的设备是空气提升器，它是靠压缩空气间断提升输送悬浮液。主要问于提升重介质车间流失的悬浮液和废水，也可用来提升输送高密度浓悬浮液和磁铁矿粉。三、降低介质消耗三、降低介质消耗1 1）加强对脱介筛的维护及改善其工作效果）加强对脱介筛的维护及改善其工作效果2 2）有条件的选煤厂可采用直接磁选工艺）有条件的选煤厂可采用直接磁选工艺3 3）提高分选设
45、备的回收率）提高分选设备的回收率应保证磁选机回收率在应保证磁选机回收率在99.8%99.8%以上。进磁选机的磁铁矿量以上。进磁选机的磁铁矿量6 6t/ht/h，当回收率为当回收率为99.9%99.9%时，则损失时，则损失6 6kg/hkg/h；回收率为回收率为99%99%时，时，损失高达损失高达6060kg/hkg/h；若回收率降至若回收率降至98%98%，损失将大到，损失将大到120120kg/hkg/h。4 4）保持各设备液位平衡，防止堵、漏事故发生保持各设备液位平衡，防止堵、漏事故发生5 5）减少进入稀介质中的加重质数量，并尽量保持稀介质的）减少进入稀介质中的加重质数量，并尽量保持稀介质
46、的质量稳定质量稳定6 6）保证加重质粒度的要求）保证加重质粒度的要求7 7）严格控制从重介质系统中向外排放矿浆）严格控制从重介质系统中向外排放矿浆8 8）采用最佳的加重质储运及添加方式）采用最佳的加重质储运及添加方式第八节第八节 悬浮液密度的自动控制悬浮液密度的自动控制悬浮液密度自动控制系统悬浮液密度自动控制系统重介质选生产过程，悬浮液的密度直接影响实际分选密度。为重介质选生产过程，悬浮液的密度直接影响实际分选密度。为了提高分选过程的工艺效果，实际分选密度的波动尽可能小。一般了提高分选过程的工艺效果，实际分选密度的波动尽可能小。一般要求进入分选机中的悬浮液，其密度波动需小于要求进入分选机中的悬
47、浮液，其密度波动需小于0.1/cm3。悬浮液悬浮液的密度根据对精煤灰分指标的要求确定的。但由于分选机中流体运的密度根据对精煤灰分指标的要求确定的。但由于分选机中流体运动的影响，动的影响，悬浮液密度与实际分选密度是有差别悬浮液密度与实际分选密度是有差别的。的。对于上升介质对于上升介质流的块煤重介质分选机流的块煤重介质分选机，悬浮液密度比实际分选密度一般要低悬浮液密度比实际分选密度一般要低0.030.1g/cm3；若用重介质旋流器，悬液液密度比实际分选密度要低若用重介质旋流器，悬液液密度比实际分选密度要低0.20.4g/cm3。在日常生产中，检查悬浮液密度的方法有两种，一是在日常生产中，检查悬浮液
48、密度的方法有两种，一是人工检查人工检查，即用，即用浓度壶测定浓度壶测定；另外，亦可用；另外，亦可用密度计测量密度计测量。但这种检。但这种检查方法，既费力，经检查后又难以及时调整。另一种方法是用仪器查方法，既费力，经检查后又难以及时调整。另一种方法是用仪器自动检测自动检测，由这些装置将所获得的一次信号，通过电子仪器转换成，由这些装置将所获得的一次信号，通过电子仪器转换成电讯号，传输给执行机构，用补加水或补充加重质的方法，使悬浮电讯号，传输给执行机构，用补加水或补充加重质的方法，使悬浮液的密度维持稳定状态。液的密度维持稳定状态。图图5-185-18 常用的密度自动控制系统常用的密度自动控制系统1-
49、密度计；密度计；2-自动控制箱；自动控制箱；3-变流箱；变流箱；4-水阀；水阀；5-合格介质桶；合格介质桶；6-稀介质桶；稀介质桶；7-介质泵；介质泵；8-浓缩机；浓缩机；9-第一段磁选机；第一段磁选机；10-第二段磁选机第二段磁选机悬悬浮浮液液密密度度自自动动控控制制系系统统总之，自动控制系统的功能是：合格介质桶内总之，自动控制系统的功能是：合格介质桶内悬浮液密度一旦升高，就立即补加清水；一旦密度悬浮液密度一旦升高，就立即补加清水；一旦密度降低，就加大分流量，进行浓缩。液位低加新的磁降低，就加大分流量，进行浓缩。液位低加新的磁铁矿粉；液位高加大分流量。在正常生产过程中，铁矿粉；液位高加大分流
50、量。在正常生产过程中，液位一般比较稳定，因悬浮液密度的波动很小，因液位一般比较稳定，因悬浮液密度的波动很小，因而液位变化难以反应。密度和液面的自动控制系统，而液位变化难以反应。密度和液面的自动控制系统，应具有这样的能力，当合格介质桶内悬浮液密度产应具有这样的能力，当合格介质桶内悬浮液密度产生很大偏差时，它能很快的把密度调整过来。生很大偏差时，它能很快的把密度调整过来。第九节 影响分选效果的主要因素1、入选原煤性质 入选粒度越大，分层速度越快，分选效率越高。入选原煤的可选性差别较大时，应尽量将可选性差别较大的原煤分开入选或混匀后再入选。2、给煤量 给煤量过大，煤在分选槽内不能充分散开，甚至造成物
