邓建军，郭崇涛，王传真

(1.中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221000；2.淮北矿业集团 涡北选煤厂，安徽 淮北 235000)

基于射流原理的风力射流乳化器在涡北选煤厂的应用实践

邓建军1，郭崇涛2，王传真1

(1.中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221000；2.淮北矿业集团 涡北选煤厂，安徽 淮北 235000)

针对涡北选煤厂浮选生产中矿浆准备器雾化效果不佳的问题，通过采用基于射流原理的风力射流乳化器，并对矿浆准备器的结构进行相应改造，从而提高了雾化效果，降低了浮选油耗，改善了浮选效果。

浮选；矿浆准备；风力乳化器；浮选油耗；浮选效果

目前，国内选煤厂大多采用泡沫浮选工艺来处理细粒(<0.5 mm)煤泥，主要采用的设备是浮选机或浮选柱[1-4]。在浮选工艺中，矿浆预处理作业是浮选工艺中的关键环节，不仅对浮选过程的好坏起到重要影响，同时还关系到浮选药剂消耗量，对浮选生产成本与浮选精煤产率均起到较大影响[5-9]。

1 概述

涡北选煤厂隶属于淮北矿业集团公司，是一座设计能力为12.00 Mt/a的大型矿区型选煤厂。该厂分两期建设，已投产的一期工程年入选原煤6.00 Mt，采用无压三产品重介旋流器+机械搅拌式浮选机生产工艺。但在实际生产中，浮选作业环节出现了矿浆准备器进油不畅、雾化效果不好等问题，严重影响选煤厂生产的连续性和浮选工艺各项指标。针对该问题，涡北选煤厂在矿浆预处理环节采用了基于射流原理的风力乳化器，实际应用表明，该乳化器不但动力消耗低，而且雾化效果好。

2 存在问题及原因分析

涡北选煤厂采用不脱泥直接浮选工艺，具体工艺流程图如图1所示，浮选系统主要设备及型号规格见表1。生产中，末精煤弧形筛和高频筛的筛下物进入φ30 m的浓缩机，浓缩机底流进入矿浆准备器，与浮选药剂充分混合后，进入浮选机。

图1 浮选系统工艺流程图

2.1 存在问题

在实际生产过程中，涡北洗煤厂矿浆准备器存在进油不畅、雾化效果不佳等问题，甚至出现矿浆准备器没有雾化效果的状况，严重影响浮选操作，制约了油耗的降低和浮选效果的提高。

改造前浮选月度生产情况统计表见表2，从该表中可以看出，浮选油耗在0.30 kg/t左右，浮精合格率仅为32%，浮选精煤产率约为60 %。

由于雾化效果不佳造成的浮选油耗较高，不仅造成药剂的严重浪费，并且使得浮选生产效果波动较大，同时多余的浮选药剂在系统积聚后，不利于生产系统的连续性。因此，彻底解决矿浆准备器雾化效果较差问题是十分必要的。

2.2 原因分析

经过深入分析发现，造成矿浆准备器雾化效果不佳的根本原因是部分空气随输油管进入矿浆准备器内，并在其内部的竖管中逐渐集聚，形成“气阻”，由于现用浮选输油系统落差偏小，使得浮选药剂进入矿浆准备器时的压力不足，流速过慢，无法冲破“气阻”， 进而造成进油不畅，甚至油管堵塞，严重阻碍油剂与起雾盘接触，从而丧失了雾化效果。输油管越长，管阻越大，现象越严重。

表1 浮选系统主要设备明细表

表2 改造前浮选月度生产情况统计表

3 改造方案

3.1 增设风力射流乳化器

由于原矿浆准备器雾化系统中浮选药剂无法克服阻力到达起雾装置，故可采取引入外力方式促进药剂雾化。由于高压风源在选煤厂生产系统中较为丰富，故考虑采用基于射流原理的风力乳化装置。

风力射流乳化器(图2)主要由进油管、进气管、油气负压混合区、出油管等组成。其工作原理为：高压风从出气孔高速喷出，在负压混合区内形成高度负压，浮选油剂被吸入并卷裹到射流中，受风力的强力冲击和剪切作用，分散成微小油滴，最后从出油管喷出。

根据前人关于射流方面的研究可知，在一定范围内，进气管的压力越大，射流的速度越大，负压混合区的负压也越大，形成的对药剂的抽吸作用越激烈，从而可将药剂快速吸入，并剧烈剪切粉碎成微小液滴，进而达到预分散效果。因此生产过程中，只需通过调整风压即可控制雾化效果[10-11]。

图2 风力射流乳化器结构示意图

3.2 矿浆准备器内部结构改造

为实现风力射流乳化器效果最佳，需对矿浆准备器内部结构进行配套改造。

图3所示为矿浆准备器改造示意图，具体内容是：首先，将原矿浆准备器的进油管改为风力乳化助力器的进气管；其次，对矿浆准备器的回油管进行改造，将回油管改造成为助力器储油区的进油管；最后，将助力器的出油管与通往雾化盘的管道连接好，用普通六分管取代原矿浆准备器的油嘴，进行雾化试验。

图3 矿浆准备器改造示意图

4 改造效果

4.1 起雾效果

图4所示为改造前后矿浆准备器起雾效果对比图。由图4(a)可以看出，改造前，起雾效果较弱；图4(b)显示，改造后起雾效果显著改善，雾化油滴充满整个矿浆准备器。

(a) 改造前 (b) 改造后

4.2 浮选油耗与浮选效果

表3所示为改造后该选煤厂浮选月度生产情况统计结果。对比表3可知，改造后浮选油耗下降约30个百分点，浮选精煤产率上升约20个百分点，浮选精煤产量也有一定提高，有利于产量最大化。

表3 改造后浮选月度生产情况统计结果

4.3 效益分析

涡北选煤厂目前的年处理量为6.00 Mt，药剂耗量降低0.17 kg/t，药剂按照0.60万元/t计算，则每年可节约药剂费用360万元。

综上可知，风力射流乳化器在涡北选煤厂浮选生产取得了良好的应用，不仅显著改善了雾化效果，保障了浮选生产系统的正常运行，并且大大降低了浮选药剂消耗，提高了浮选效果，为企业创造了良好的经济效益。

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Application of the pneumatic emulsifier working on getting principle at Guobei Coal Preparation Plant

DENG Jian-jun1, GUO Chong-tao2, WANG Chuan-zhen1

(1. School of Chemical Engineering & Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221000, China; 2. Guobei Coal Preparation Plant, Huaibei Mining Group, Huaibei, Anhui 235000, China)

Because of the poor atomizing performance of the pulp pre-processor originally used in flotation circuit, work is made on the development of a pneumatic emulsifier based on get principle and the according reform of the structural design of the pulp pre-processor. The use of the new emulsifier has led to match better atomization effect, reduced consumption of flotation agents and improved flotation performance.

flotation; pulp preprocessing; pneumatic emulsifier; consumption of flotation agent; flotation performance

1001-3571(2016)05-0063-04

TD943

B

2016-09-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.017

邓建军(1973—), 男, 江西省乐安县人,副教授, 从事矿物加工工程的教学与研究工作。

E-mail：djjlc@163.com Tel：0516-83883530

邓建军，郭崇涛，王传真.基于射流原理的风力射流乳化器在涡北选煤厂的应用实践[J]. 选煤技术，2016(5)：63-66.