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1、选矿工艺与设备之重选矿工艺与设备之重介选煤介选煤 无无压压给给料料三三产产品品重重介介质质旋旋流流器器为为两两个个两两产产品品重重介介质质旋旋流流器器的空间组合，使用单一密度介质系统实现三产品分选。的空间组合，使用单一密度介质系统实现三产品分选。1 1 分选原理分选原理 在静态的悬浮液中，作用在颗粒上的合力在静态的悬浮液中，作用在颗粒上的合力式中：式中：V颗粒的体积，颗粒的体积，m3；颗粒的密度，颗粒的密度，kg/m3；悬浮液密度，悬浮液密度，kg/m3；g重力加速度，重力加速度，m/s2。第一章第一章 无压给料三产品重介质旋流器无压给料三产品重介质旋流器悬浮液在离心力场中，作用在颗粒上的合力
2、悬浮液在离心力场中，作用在颗粒上的合力ag，加快了分选速度，并改善分选效果。，加快了分选速度，并改善分选效果。式中：式中：a离心加速度，离心加速度，m/s2。两产品重介质旋流器分选示意图两产品重介质旋流器分选示意图无压给料三产品重介质旋流器分选示意图无压给料三产品重介质旋流器分选示意图（1 1）能用单一低密度的悬浮液分选出纯矸石）能用单一低密度的悬浮液分选出纯矸石 在第一段旋流器内，由于离心力的作用，大量的、较粗在第一段旋流器内，由于离心力的作用，大量的、较粗的磁铁矿粉趋于旋流器的器壁运动，大量的水和较细的磁铁矿的磁铁矿粉趋于旋流器的器壁运动，大量的水和较细的磁铁矿粉趋向于旋流器中心运动，到了
3、第二段旋流器，悬浮液密度增粉趋向于旋流器中心运动，到了第二段旋流器，悬浮液密度增高，可在高，可在1.8kg/L以上。以上。借助第一段旋流器的剩余压力，在第二段旋流器内还能借助第一段旋流器的剩余压力，在第二段旋流器内还能保持足够的离心离场，从而简化工艺，节省营运费用。保持足够的离心离场，从而简化工艺，节省营运费用。1.2 1.2 三产品重介质旋流器特点三产品重介质旋流器特点1.2 1.2 三产品重介质旋流器特点三产品重介质旋流器特点（2 2）第一段旋流器是圆筒形，第二段是圆筒）第一段旋流器是圆筒形，第二段是圆筒圆锥形圆锥形 圆筒形的旋流器内，旋转的重介质密度分布均匀，有利于保证圆筒形的旋流器内，
4、旋转的重介质密度分布均匀，有利于保证精煤质量。圆筒精煤质量。圆筒圆锥形的旋流器内，在圆锥部分，悬浮液密度增圆锥形的旋流器内，在圆锥部分，悬浮液密度增大，有利于分选出纯矸石。大，有利于分选出纯矸石。（3 3）第一段旋流器直径大，第二段直径小）第一段旋流器直径大，第二段直径小 第一段直径大可以保证处理量，第二段直径小可以保持适当的第一段直径大可以保证处理量，第二段直径小可以保持适当的离心加速度。离心加速度。Vt切向速度；切向速度；r旋转半径。旋转半径。1.3 1.3 无压给料三产品重介质旋流器应用实例无压给料三产品重介质旋流器应用实例（1）跌落式原料煤选前润湿装置）跌落式原料煤选前润湿装置增大原料
5、煤切向进料速度，杜绝精煤带矸。增大原料煤切向进料速度，杜绝精煤带矸。式中：式中：V1矿粒临界切向速度；矿粒临界切向速度；V2悬浮液切向速度；悬浮液切向速度；悬浮液密度；悬浮液密度；颗粒密度。颗粒密度。（见（见煤炭加工与综合利用煤炭加工与综合利用2007.03，P2）在重悬浮液在重悬浮液=1.40kg/L=1.40kg/L时的矿粒临界切向速度百分比值时的矿粒临界切向速度百分比值矿粒密度矿粒密度 kg/L1.451.501.551.601.651.701.751.801.851.901.952.00临界速度比值临界速度比值V1/V2100%98.2696.6195.0493.5492.1190.7
6、589.4488.1986.9985.8484.7383.671-输送机；输送机；2-跌落箱；跌落箱；3-入料漏斗；入料漏斗；4-旋流器；旋流器；5-喷淋组；喷淋组；6-跌落板；跌落板；7-挡板；挡板；8-切向给料管切向给料管跌落式原料煤选前润湿装置示意图跌落式原料煤选前润湿装置示意图精煤精煤合合格格悬悬浮浮液液矸石矸石中煤中煤原料煤原料煤 神神华华蒙蒙西西煤煤化化股股份份有有限限公公司司棋棋盘盘井井选选煤煤厂厂3GDMC1500/1100A型型重重介介质质旋旋流流器器分分选选情况：情况：（2）分选情况分选情况1.3 1.3 无压给料三产品重介质旋流器应用实例无压给料三产品重介质旋流器应用实例
7、0.5mm0.5mm粒级原料煤的密度组成粒级原料煤的密度组成密度级密度级kg/L原煤原煤浮煤累计浮煤累计沉煤累计沉煤累计0.1含量含量产率产率%灰分灰分%产率产率%灰分灰分%产率产率%灰分灰分%密度级密度级 kg/L产率产率%2.0040.3979.37100.0046.9240.3979.37小计小计100.0046.920.5mm0.5mm粒级原料煤可选性曲线粒级原料煤可选性曲线100mm100mm原料煤、分选产物的密度组成原料煤、分选产物的密度组成密度级密度级kg/L原煤原煤精煤精煤中煤中煤矸石矸石计算原煤计算原煤分配率分配率占本占本级级%灰分灰分%占本占本级级%占全占全级级%灰分灰分%
8、占本占本级级%占全占全级级%灰分灰分%占本占本级级%占全占全级级%灰分灰分%占本占本级级%灰分灰分%122.0040.8679.160.050.01 60.220.050.01 62.7573.8940.37 79.3840.39 79.37 99.97199.971小计小计100.0046.51100.0023.65 10.19100.0021.72 25.39100.0054.63 71.37100.00 46.92 重介质旋流器分配曲线图重介质旋流器分配曲线图3GDMC1500/1100A3GDMC1500/1100A型旋流器工艺性能型旋流器工艺性能概况概况试验地点试验地点神华蒙西棋盘井
9、选煤厂神华蒙西棋盘井选煤厂试验日期试验日期2009.04.02设备型号设备型号及规格及规格3GDMC1500/1100A型无压给料三产品型无压给料三产品重介质旋流器重介质旋流器分选产品分选产品计算入料的可选性计算入料的可选性入料煤种入料煤种原煤原煤精煤精煤%中煤中煤%矸石矸石%理论精煤产率理论精煤产率 25.31入料粒度入料粒度 mm100产率产率灰分灰分产率产率灰分灰分产率产率灰分灰分理论分选密度理论分选密度kg/L1.415入料灰分入料灰分 46.9223.6510.1921.7225.3954.6371.370.1含量含量(扣矸扣矸)%47.06作业性质作业性质主选主选分选密度分选密度k
10、g/L一段一段1.415分选效果分选效果处理能力处理能力 t/h588二段二段1.670可能偏差可能偏差Epmkg/L一段一段二段二段均方差均方差0.687数量效率数量效率%93.450.0220.0241.4.1 循环介质量循环介质量 由由于于重重介介质质旋旋流流器器的的容容积积很很小小，重重介介质质和和煤煤在在其其中中的的停停留留时时间间很很短短，对对不不同同粒粒度度和和密密度度的的原原煤煤一一般般在在35m3/t(原原煤煤）。）。1.4 1.4 重介质旋流器分选的影响因素重介质旋流器分选的影响因素1.4.1 循环介质量循环介质量 由于重介质旋流器的容积很小，重介质和煤在其中的停由于重介质
11、旋流器的容积很小，重介质和煤在其中的停留时间很短，对不同粒度和密度的原煤一般在留时间很短，对不同粒度和密度的原煤一般在35m3/t(原煤）原煤）。淮淮南南矿矿业业集集团团顾顾桥桥选选煤煤厂厂于于2010年年3月月份份两两次次测测定定泵泵送产生次生煤泥量平均为送产生次生煤泥量平均为3.84%。安安徽徽理理工工大大学学于于2005年年对对当当时时临临涣涣选选煤煤厂厂的的两两条条生生产系统：产系统：a.跳汰粗选跳汰粗选重介旋流器精选（有压）重介旋流器精选（有压）煤泥浮选煤泥浮选 b.重介旋流器分选（无压）重介旋流器分选（无压）煤泥浮选煤泥浮选 生产数据统计得知：前者次生煤泥量增加生产数据统计得知：前
12、者次生煤泥量增加6.81%。矸石泥化程度矸石泥化程度 无压给料时，根据上述的同样原因，矸石受到的机械撞击。无压给料时，根据上述的同样原因，矸石受到的机械撞击。介质泵、管道磨损介质泵、管道磨损 无压给料时，介质泵和相应的管道不输送原料煤，所以磨损程度小。无压给料时，介质泵和相应的管道不输送原料煤，所以磨损程度小。入料上限入料上限 无压给料时，重介质旋流器的入料上限不受介质泵流道尺寸的限制。无压给料时，重介质旋流器的入料上限不受介质泵流道尺寸的限制。电耗电耗 有有压压给给料料时时，原原料料煤煤需需介介质质泵泵以以一一定定的的压压力力随随重重介介质质悬悬浮浮液液一一同同打打入入旋流器。旋流器。重介质
13、悬浮液密度测定的精确度重介质悬浮液密度测定的精确度 有有压压给给料料时时，重重介介质质悬悬浮浮液液和和原原料料煤煤混混合合后后才才进进入入旋旋流流器器。旋旋流流器器实实际介质密度测定的精确度受到原料煤处理量和粒度组成波动的影响。际介质密度测定的精确度受到原料煤处理量和粒度组成波动的影响。原料煤选前脱泥工艺的缺点：原料煤选前脱泥工艺的缺点：脱泥筛筛分效率（脱泥效率）较低；脱泥筛筛分效率（脱泥效率）较低；规格规格型号型号技术参数技术参数0.5mm产率产率%次生煤次生煤泥量泥量%粗粒物粗粒物正配率正配率%细粒物细粒物错配率错配率%筛分筛分效率效率%单单位位处处理理能力能力 t/m2h原料煤原料煤筛上
14、物筛上物筛下物筛下物BRU360/610面积面积21.96m2筛缝筛缝 0.5mm双振幅双振幅 8.7mm振次：振次：990r/min29.508.1782.941.6092.4018.2374.1714.3 GB50359-2005煤煤炭炭洗洗选选工工程程设设计计规规范范条条目目4.12，对对于于水水平平式式直直线线振振动动筛筛，当筛分效率当筛分效率85%、筛缝为、筛缝为0.5mm时，单位处理能力时，单位处理能力68t/m3h。1.4.2 脱泥与不脱泥脱泥与不脱泥潘三选煤厂脱泥筛工艺效果潘三选煤厂脱泥筛工艺效果（2010.03.12）工艺环节增多，脱泥筛布置相对复杂；工艺环节增多，脱泥筛布置
15、相对复杂；筛下水量为全厂煤泥水处理增加了负荷；筛下水量为全厂煤泥水处理增加了负荷；脱脱泥泥筛筛筛筛下下水水中中含含有有的的0.5mm粒粒级级，给给选煤工艺带来了复杂性；选煤工艺带来了复杂性；加工费用增加。加工费用增加。原原料料煤煤选选前前脱脱泥泥工工艺艺的的缺缺点点 充充分分发发挥挥三三产产品品重重介介质质旋旋流流器器和和煤煤泥泥重重介介质质旋旋流流器器分分选选下下限限低低（可可达达0.25mm0.25mm以以下下）的的优优势势，大大大大减减轻轻了了生生产产成成本本相对较高的浮选作业负荷量。相对较高的浮选作业负荷量。介介质质消消耗耗与与选选后后产产物物脱脱介介效效果果直直接接有有关关，而而脱脱
16、介介效效果果又又与与物物料料中中携携带带的的煤煤泥泥量量相相关关，若若选选用用了了宽宽筛筛面面，大大振振幅幅的的脱脱介介筛筛和和先先进进的的喷喷水水装装置置，可可有有效效的的保保证证选选后后产产物物脱脱泥泥，介介耗不一定高。耗不一定高。只只要要适适当当调调整整分分流流量量进进行行净净化化，就就可可保保持持悬悬浮浮液液的的粘粘度符合工艺要求。度符合工艺要求。不脱泥分选工艺，有以下特点：不脱泥分选工艺，有以下特点：第二章第二章 介质回收与介质消耗介质回收与介质消耗 2.1 2.1 磁铁矿粉质量磁铁矿粉质量 磁磁铁铁矿矿粉粉质质量量不不仅仅与与磁磁性性物物含含量量和和粒粒度度组组成成所所决决定定，还
17、还和磁性强度有关。和磁性强度有关。磁聚现象磁聚现象（1）合格悬浮液中的煤泥量）合格悬浮液中的煤泥量悬悬浮液密度浮液密度 kg/L 1.41.51.61.71.81.92.0煤泥含量煤泥含量%60504030201052.2 2.2 两个工艺理念两个工艺理念 合格悬浮液中的煤泥量和磁选机入料浓度合格悬浮液中的煤泥量和磁选机入料浓度悬浮液中煤泥量上限值悬浮液中煤泥量上限值煤泥量大的负面作用：煤泥量大的负面作用：a.提高悬浮液粘性阻力，降低矿粒分层速度；提高悬浮液粘性阻力，降低矿粒分层速度；b.煤泥与磁铁矿粉之间总接触面积增加，脱介困难。煤泥与磁铁矿粉之间总接触面积增加，脱介困难。生生产产经经验验：
18、合合格格悬悬浮浮液液中中煤煤泥泥量量保保持持在在25%水水平平，措措施施为为加加大分流量。大分流量。误区：误区：加大分流量，磁选机的磁性物损失量增多。加大分流量，磁选机的磁性物损失量增多。加大分流量有利之处：加大分流量有利之处：a.稳定重介选精煤质量。稳定重介选精煤质量。b.有利于脱介筛脱介。有利于脱介筛脱介。（2）磁选机入料浓度）磁选机入料浓度式中：式中：V磁性物颗粒趋向于滚筒的干扰运动速度，磁性物颗粒趋向于滚筒的干扰运动速度，cm/s；V0磁性物颗粒趋向于滚筒的理论运动速度，磁性物颗粒趋向于滚筒的理论运动速度，cm/s；n浓度干扰系数，一般取浓度干扰系数，一般取n=4.7；固体容积浓度，固
19、体容积浓度，；q煤泥浓度，煤泥浓度，g/L；煤泥平均密度，煤泥平均密度，g/cm3。经验式：经验式：若煤泥浓度若煤泥浓度220g/L（20.32%），煤泥密度），煤泥密度1.60g/cm3，则，则V=0.5003V0，磁选机入料应在，磁选机入料应在25%以下。以下。（3）措施）措施 增增设设一一台台磁磁选选机机专专门门处处理理精精煤煤脱脱介介筛筛一一段段筛筛下下水水（非非磁磁性性物物含含量量达达60%），一一段段筛筛面面加加喷喷水水，磁磁选选机机入入料料浓浓度度控控制制在在25%水水平。平。改改进进后后，分分流流量量增增大大55%，合合格格悬悬浮浮液液中中煤煤泥泥量量由由50%降降至至25%。
20、2.3 2.3 清水脱介清水脱介(实现煤泥水深度澄清实现煤泥水深度澄清)2.4 2.4 脱介筛工作能力脱介筛工作能力项项目目设计规设计规范范末煤、未脱泥、末煤、未脱泥、筛缝筛缝0.5mm临涣选临涣选煤厂煤厂东东区洗煤区洗煤车间车间精煤精煤中煤中煤矸石矸石单单位位处处理能力理能力t/m2h473.75.05.5t/mh243621.523.333.3脱介筛工作能力还与筛面开孔率、振幅、振次有关脱介筛工作能力还与筛面开孔率、振幅、振次有关脱介筛单位处理能力脱介筛单位处理能力 镇镇城城底底选选煤煤厂厂喷喷嘴嘴直直径径由由10mm改改为为8mm，喷喷水水压压力力由由0.18Mpa提提高高到到0.20M
21、pa，增增强强了了喷喷水水对对料料层层的的穿穿透透力力，提提高高脱脱介介效果。效果。式中：式中：流量系数；流量系数；d喷嘴直径，喷嘴直径，m；g重力加速度，重力加速度，m/s2；H工作压力，工作压力，Mpa。2.5 2.5 脱介喷水脱介喷水m3/h弧形洒水片式喷嘴示意图弧形洒水片式喷嘴示意图流量流量 在在一一定定的的范范围围内内，喷喷嘴嘴的的工工作作压压力力比比流流量量对对脱脱介效果影响更为重要。介效果影响更为重要。项项目目m3/tm3/m设计规设计规范范1.02.03550镇选镇选2.048.9精煤脱介筛喷水量精煤脱介筛喷水量d=8mm，Q=2.83m3/h；d=10mm，Q=4.30m3/
22、h=-0.32H+0.96 第三章第三章 跳汰机跳汰机skt跳汰机动筛跳汰机第三章第三章 跳汰机跳汰机3.1 机体结构机体结构结结构形式构形式优优点点缺点缺点筛侧筛侧式式风风源源风压风压小，吸啜力弱，沿小，吸啜力弱，沿纵纵向脉向脉动动均匀；均匀；机体矮，机体矮，结结构构简单简单，占地面，占地面积积大大沿横向脉沿横向脉动动不均匀不均匀结结构不能构不能过宽过宽筛筛下式下式沿横向脉沿横向脉动动均匀均匀沿沿纵纵向脉向脉动动不均匀，不均匀，机体机体结结构高构高复合式复合式纵纵向、横向脉向、横向脉动动均匀，均匀，风压风压小，吸啜适中小，吸啜适中复合式风室结构图复合式风室结构图1-侧空气室；侧空气室；2-筛
23、下空气室筛下空气室 为为使使浮浮标标不不随随物物料料沿沿水水平平方方向向移移动动，常常用用四四轮轮对对夹夹导导向向杆杆方方式式进进行行定定位位，但但产产生生的的力力矩矩大大，反反映映不不灵灵敏。敏。内内置置导导向向式式浮浮标标是是将将导导向向杆杆插插在在浮浮标标内内部部，产产生生的的力力矩矩极极小小，不不需需装装轴轴承承也也无无需需润润滑滑，就就准准确确检检测测床床层。层。3.2 内置式导向式浮标内置式导向式浮标内置导向式浮标内置导向式浮标1-配重；配重；2-导向杆；导向杆；3-浮标架；浮标架；4-浮标；浮标；5-传感器；传感器；6-走台板；走台板；7-套管套管 风风阀阀开开启启、关关闭闭运运
24、动动规规律律是是静静止止加加速速运运动动减减速速运运动动静止，和钟摆规律一致。静止，和钟摆规律一致。摆动风阀利用重锤自摆原理，外力辅助控制频率和摆幅。摆动风阀利用重锤自摆原理，外力辅助控制频率和摆幅。优点：优点：a.开闭速度快，脉动水流爆发力强，分层效果好。开闭速度快，脉动水流爆发力强，分层效果好。b.能耗只是数控风阀的十分之一。能耗只是数控风阀的十分之一。c.冲击力是数控风阀的二十分之一，运行可靠。冲击力是数控风阀的二十分之一，运行可靠。d.易损件少，维护费用低。易损件少，维护费用低。并并采采用用涡涡旋旋空空压压机机，高高压压风风耗耗量量从从6m3/min降降至至0.2m3/min，电机功率
25、从电机功率从55kW降至降至2.2kW。3.3 摆动风阀（取代电磁阀）摆动风阀（取代电磁阀）3.4 内置上部传动排料轮内置上部传动排料轮 传传动动机机构构在在机机体体上上部部，采采用用变变频频调调速速连连续续排排料料，不不堵堵，不卡，不易漏水，便于维护。不卡，不易漏水，便于维护。筛孔呈长腰形交错排列，耐磨、开孔率高、不易堵塞。筛孔呈长腰形交错排列，耐磨、开孔率高、不易堵塞。3.5 不锈钢冲孔筛板不锈钢冲孔筛板3.6 大倾向筛板大倾向筛板 为减少循环水量，精煤从排料道流出，用斗提机捞起。为减少循环水量，精煤从排料道流出，用斗提机捞起。块煤跳汰机块煤跳汰机1-风箱；风箱；2-风阀；风阀；3-浮标装
26、置；浮标装置；4-机体；机体；5-精煤排料道；精煤排料道；6-中煤排料道；中煤排料道；7-矸石排料道矸石排料道1-风箱；风箱；2-风阀；风阀；3-浮标装置；浮标装置；4-机体；机体；5-精煤排料道；精煤排料道；6-矸石排料道矸石排料道排矸跳汰机排矸跳汰机 用用柔柔性性材材料料制制造造的的气气囊囊代代替替空空气气室室。进进气气时时，空空气气进进入入气气囊囊，其其膨膨胀胀形形成成上上冲冲水水流流；排排气气时时，气气囊囊收收缩缩，形形成成下降水流。脉动水流沿跳汰机宽度均匀分布。下降水流。脉动水流沿跳汰机宽度均匀分布。低低压压风风不不与与水水直直接接接接触触，跳跳汰汰机机床床层层面面不不会会出出现现翻翻花花现象，排气风阀也不会带水。现象，排气风阀也不会带水。3.7 柔性空气室柔性空气室