贺慧通

摘 要：随着重介质旋流器选煤的普及应用，伴着行业寒冬的延续，吨煤洗选成本的控制受到同行们的高度重视。现以无压三产品重介质旋流器1000/700型为研究对象，结合现场生产的实际数据，分析旋流器的最大处理量。降低吨煤消耗成本，取得经济效益的最大化。研究结果表明：挖掘旋流器的最大处理量意义重大，不仅降低了吨煤洗选的单位成本，甚至对选煤厂设计的、节能减排方面有着重要意义。

关键词：旋流器 经济效益 处理量

概述：无压三产品重介质旋流器以其分选精度高、处理量大、适合难选极难选煤的特点，已成为我国主要的煤炭分选设备之一。因该系统自身的特性，重介质分选的吨煤成本偏高，在当下市场寒冬期，提质降本才是关键。因此，研究降低单位洗选成本，增大旋流器的处理量显得意义重大。

1、无压给料三产品重介质旋流器原理

无压给料三产品重介质旋流器（见图1）用给定密度的重介质悬浮液以一定的压力从旋流器一段介质入口处打入旋流器。原煤在少量重介悬浮液润湿后，从一段旋流器顶部中心位置自流给入，悬浮液在一段中产生低密度物料的内旋流和高密度物料的外旋流器两种流态。同时旋流器中心部位因负压作用形成负压空气柱，原煤给入后因轻重产物的密度不同，所受离心强度不同，轻产物则进入负压空气柱从精煤管排出。重产物被甩入旋流器内壁与高密度悬浮液一起进入二段旋流器。在二段旋流器中，由旋流器锥角的浓缩作用提高了二段的分选密度，在与一段旋流器相同分选原理下，分选出中煤和矸石。

根据选煤厂设计能力不同选择型号不同，主要按处理能力的大小选择。市场上主流的旋流器型号及处理能力见下表1。

2、 1000/700旋流器处理能力

在复盛选煤厂、源兴选煤厂的工业性实践数据显示，三产品1000/700型旋流器单机小时原煤处理量可达300t/h。与表1处理能力相比较，达到1200/850的处理能力。那么探索1000/700型旋流器的最大处理能力很有必要。经研究发现，影响旋流器入料量的因素有：入介压力，介质悬浮液循环量，液固比，煤泥含量等。下面就这些影响因素进行讨论。

2.1入介压力

重介质旋流器选煤的过程是以重介质悬浮液为介质，通过控制旋流器参数，依靠离心力场来强化煤粒的分选过程。入介压力的大小直接决定了离心力场的强弱。颗粒在重介质旋流器内流动密度场中所受的离心力F为：

由（1）式可知，颗粒所受离心力随其粒径的三次方和切向速度的二次方的增大而增大。悬浮液旋转流的切向速度与给入压头H的关系式为：

由（1），（2）式可知，H∝F，即悬浮液进入重介质旋流器的压头与颗粒所受的离心力成正比。若旋流器直径不变，其悬浮液给入压头增大后，导致颗粒的离心力F变大。换言之颗粒在旋流器中的运动速度越快，其在旋流器内旋转停留的时间就越短。因此可以给入分选更多的颗粒，提高处理量。但增加入口压力将增大旋流器内产生的离心力，提高细颗粒重产物在底流中的比例，同时也增强了悬浮液在旋流器中的浓缩作用，导致实际分选密度略有提高。所以增加入介压力有上限要求，即旋流器的实际分选密度不得影响产品要求的质量指标。

2.2介质悬浮液的循环量1000/700型旋流器的介质循环量为：700～1000m?/h。随着入介压力的提高，循环速度加快，介质循环量必然增加。旋流器的介质循环量达到最大时，其处理能力也就达到了极限。

2.3液固比

重介质旋流器的容积很小，重介质和煤在其中的停留时间基本相同，也就是数秒钟的时间。为保证有效分选所必需的液固比，重介质旋流器的循环介质量相对较大。不同粒度和密度的原煤，循环介质量大约为吨原煤在3～5m?，对于无压三产品重介质旋流器而言，循环介质量有时还可能超出此上限。但很难低于该下限，经研究发现，当液固比小于3：1时，煤粒在旋流器中的分选变差，流态粘滞。以此结合其循环量计算1000/700型旋流器的最大处理能力可达330t/h。

2.4煤泥含量

重介悬浮液中的煤泥含量对旋流器分选起着决定性的作用，因为悬浮液中煤泥含量的多少直接影响着重介悬浮液的粘度和稳定性。重介悬浮液的粘度随固相体积浓度增大而增大。重悬浮液粘度过高会影响原煤的分选效果，尤其是对末煤和煤泥的分选影响更加显著。最理想的是在悬浮液疏密程度满足分选要求的条件下，要求悬浮液粘度低，稳定性好，这就要取决于非磁性物含量。一般认为，固相体积浓度的最大限度不超过45%，下限不超过15%。因此对于分选煤泥含量较大的原煤时，能及时排出重介悬浮液中的煤泥是关键。

3、 1000/700型旋流器的应用

1000/700型旋流器广泛应用于中型选煤厂当中，其中复盛选煤厂和源兴选煤厂生产数据显示该型号的原煤小时入洗量可达300吨/小时。在原煤含矸量小于等于40%，处理量270 t/h稳定。旋流器入料压力稳定在0.2～0.22Mpa，此条件下，旋流器分选效果较好。单机检测分选下限0.3 mm。对旋流器单机进行检测，取得了满意效果。

4、结语

现有1000/700型旋流器技术成熟，单位体积处理量大，分选精度高，分选下限较低，可适应各种可选性的原煤分选。重介旋流器更能实现选煤厂自动化的要求。继续探索提高1000/700型旋流器的处理能力可以节省投资，降低厂房高度，降低功耗，减少设备台数方便管理。

实践表明：挖掘旋流器的最大处理量意义重大，在不增加任何投资的情况下，不仅降低了吨煤洗选的单位成本，同时对选煤厂设计的、节能减排方面有着重要意义。

参考文献：

[1]邓晓阳，刘培坤.三产品重介质旋流器研究的历史性跨越[J].煤炭加工与综合利用.2007（1）：1--4.

[2]欧泽深，张文军.重介质选煤技术[J].徐州：中国矿业大学出版社.2006.

[3] 李晓军 ，杨文鹏 ，井东升 ，潘世奇. @1400/1050无压三产品重介旋流器的应用与分析[J]. 2010（08）：0060-02.