三产品重介质旋流器选煤技术的发展及其应用

无压给料三产品重介质旋流器赵树彦（唐山国华科技有限公司，河北唐山 063020）摘要：介绍了无压给料三产品重介质旋流器选煤技术在中国的发展过程，阐述了该设备的工作原理、结构、工艺特点以及在多座选煤厂（矿区）的应用效果。

关键词：无压给料三产品重介质旋流器；分选工艺；特点；应用效果中图分类号：TD942.7 文献标识码：A 文章编号：1005-8397（2006）05-0000-001 历史回顾20世纪70年代末，选煤界的研究者们认识到：重介质选煤，尤其是重介质旋流器选煤具有分选精度高、结构简单、容易实现自动化等优点，是选煤技术的发展方向。

但对于难选煤居多数的中国来说，传统重介质选煤工艺系统复杂，需要脱泥、分级，制备高、低密度介质，设置回收系统，并且需要两套分选设备才能分选出精煤、中煤和矸石。

因此，研究发展“高效、简化重介质选煤技术”，既保持重介质选煤的高精度，又简化工艺流程，从而减少基建投资、降低生产费用，才是符合中国国情的选煤技术发展方向。

1979年在中国煤科总院唐山分院成立了有压给料三产品重介质旋流器课题组。

1984年和1989年先后研制成功500/350和710/500型有压给料三产品重介质旋流器并应用于辽宁本溪彩屯选煤厂和黑龙江鸡西市选煤厂。

1992年中国第一台圆筒+圆筒型无压给料三产品重介质旋流器（NWX700/500型）在黑龙江鸡西市滴道矿选煤厂试验成功，并取得专利。

1995年，圆筒+圆筒—圆锥型无压给料三产品重介质旋流器（3NWX700/500A型）在四川长寿县西山煤矿选煤厂试验成功，标志着无压给料三产品重介质旋流器基本结构型式的定型。

1999年，作为国家科技攻关成果的3NWX1200/850A型大型无压给料三产品重介质旋流器在贵州盘江老屋基选煤厂正式投入使用。

为我国推广高效简化重介质选煤技术开创了新局面，但它存在一些缺陷，如产品质量不稳定，第二段分选密度不易调节，旋流器不耐磨等。

1998年12月一个专门从事高效简化重介质选煤技术开发与选煤厂设计和承建的唐山国华科技有限公司成立。

三产品重介旋流器在唐山矿选煤厂的应用[摘要]开滦集团唐山矿业分公司选煤厂为了适应生产需求，淘汰了原有的跳汰选煤工艺，采用了三产品重介旋流器选煤工艺，使选煤厂的生产能力大幅提升，洗选效率明显改善，工艺流程大大简化。

近年来，由于煤质的变化，导致三产品旋流器分选困难，选煤厂经过二次改造，使旋流器适应了目前的煤质，保证了分选效率。

[关键词]三产品重介质旋流器堵塞改造中图分类号:td92 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0064-011 概述开滦集团唐山矿业分公司选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂，始建于1959 年，生产工艺为跳汰- 浮选工艺，初始设计处理能力为1.8mt/a，随着矿井产量的增加、原煤煤质、经济形势和煤炭市场的变化，跳汰- 浮选工艺处理能力小、设备老化、精煤损失多等许多问题和不足，严重制约了选煤厂的发展。

2006 年，选煤厂进行了重介工艺改造，生产工艺由原来的跳汰- 浮选工艺变为重介- 浮选工艺，采用以三产品重介旋流器为代表的不分级、不脱泥分选工艺，改造后设计能力达到3.0mt/a。

2 三产品重介质旋流器的工作原理旋流器是利用阿基米德原理，使颗粒在离心力场中产生离心沉降而进行分选。

三产品重介旋流器是由由一台圆筒旋流器和一台圆筒圆锥旋流器串联而成，其工作原理是：合格悬浮液以一定的工作压力沿切线方向进入第一段旋流器，原料煤则从顶端沿轴向以自重方式进入，在离心力作用下，轻物料（精煤）随着中心内螺旋流由位于中心底部的溢流管排出；重物料（矸石和中煤混合物料）向旋流器壁移动，在外螺旋流的作用下由底流口排出，进入第二段旋流器；进入第二段旋流器的是经过浓缩的重介质浓度较浓和粒度较粗的悬浮液，这就为一段重物料去二段分选创造了高密度分选的条件，进入二段旋流器的物料其分选过程与一段旋流器相同。

3 三产品重介旋流器在唐山矿的使用效果唐山矿选煤厂两台3gdmc1300/920a三产品重介质旋流器投入运行后，使选煤厂生产能力大幅提升，年入洗原煤由2.7mt提升至3.0mt，2010年以来逐步达到了4.0 mt；同时，原煤分选效率也进一步提高，精煤损失量少，排矸能力强，彻底解决了跳汰分选时中煤、矸石带煤高的问题，而且产品结构灵活、质量稳定。

大型无压给料三产品重介质旋流器介绍(doc 9页)大型无压给料三产品重介质旋流器赵树彦，张春林，徐学武，姚伟民（唐山国华科技有限公司，唐山，河北，中国）陈建康（神华蒙西煤化股份有限公司，乌海，内蒙古，中国）袁治国，张弘强（神华蒙西煤化股份有限公司棋盘井选煤厂，乌海，内蒙古，中国）摘要：用翔实的数据介绍了3GDMC1500/1100A大型无压给料三产品重介质旋流器研发、工业性试验及投入正常生产的全过程，对高灰分、极难选的蒙西棋盘井矿区原煤实施不脱泥、不分级高精度分选的前提下，单机处理能力达到了588~606t/h，是当今世界上规格和单机处理能力最大的同类设备。

关键词：无压给料；三产品；重介质旋流器；大型1. 背景1.1 2000年以来中国煤炭生产和洗选加工发展迅猛，2008年原煤产量2730Mt，原煤入选量1300Mt，入选比例为47.6%，其中大中型选煤厂500余座，年洗选能力1390Mt。

中国是世界原煤入选量第一的选煤大国。

1.2 以节能减排为目的、以大型化自动化为手段，中国煤矿和选煤厂将同步发展，其规模也越来越大，在2006~2010年期间建设了56座3.0Mt/a以上的大型动力煤选煤厂，处理能力420.56Mt/a，1.2Mt/a以上仅国有大型炼焦煤选煤厂已有106座，处理能力为249.1Mt/a。

最大的动力煤选煤厂31Mt/a，最大的炼焦煤选煤厂13Mt/a。

1.3 具有中国原创型自主知识产权、由中国唐山国华科技有限公司（简称国华科技）研发的3GDMC 系列无压给料三产品重介质旋流器具有入选原料煤不分级、不脱泥入选；用单一低密度悬浮液高精度一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石；原料煤破碎程度小；次生煤泥量少等特点，由11种规格组成的系列产品已在中国310座选煤厂推广应用，成为21世纪中国炼焦煤选煤厂首选选煤技术。

出于对出口动力煤和国内大型电站粉煤炉节能减排的需要，对动力精煤质量要求越来越高，大型高效简化重介质选煤技术正在向动力煤选煤厂延伸，已有的3GDMC1400/1000A型重介质旋流器已经不能满足建设3.0Mt/a以上选煤厂的需要，因此研发单机能满足建设3.0Mt/a选煤系统需要的大型三产品重介质旋流器是促进选煤行业发展的必然选择。

3GDMC1400-1000AⅠ型重介旋流器的在桃山选煤厂的应用摘要：桃山选煤厂进行重介系统改造，应用以3GDMC1400-1000AⅠ型无压给料三产品重介悬流器为主要分选设备的选前不分级、不脱泥重介质选煤新工艺改造原有工艺，提高分选效率，降低损失，增加经济效益。

关键词：工艺改造3GDMC1400-1000AⅠ型分选效率经济效益1、引言桃山选煤厂是1989年4月建成并投产的矿区型选煤厂。

最初设计入选能力为120万t/a，主导产品为十级冶练主焦精煤，工艺流程为原煤准备、跳汰重介和煤泥浮选联合流程。

经过几次改造处理能力已达到200万t/a,桃山选煤厂入选桃山矿、新强矿、新兴矿原煤，以小井煤为补充，煤种为主焦煤，洗选十级精煤即Ad≤10%时，分选密度为1.362kg/L，分选密度δ±0.1含量为55.02%(扣矸)，原料煤可选性为极难选。

由于多井口调入原煤，煤种日趋复杂，加之原煤可选性较差，原设计采用跳汰粗精煤重介-浮选-煤泥压滤、干燥联合工艺流程，主洗跳汰精煤进入有压两产品重介旋流器再选，生产低灰精煤。

生产系统在设计与安装上存在诸多弊端：(1)分选效率低，由于跳汰机分选精度低，造成矸石和中煤中含精煤多。

(2)生产系统复杂，管理不便，设备台数多且老化，使用效果不好，故障率高。

(3)改造后可增加处理量，提高生产能力。

且跳汰精煤重复洗选，降低洗选效率，增加生产成本。

根据选煤厂设计规范、原煤的可选性以及目前选煤技术的发展状况，桃山选煤厂应采用重介质选煤方法。

因此，在现有主厂房内进行以3GDMC1400-1000AⅠ型无压给料三产品重介旋流器为主要分选设备的重介系统改造。

2、改造工艺2.1 原煤系统更换两台破碎机，保证入选原煤粒度上限，延长原有入选原煤胶带输送机将原煤转运至分选系统，其余系统维持不变。

2.2 原煤分选80-0mm原煤直接给入无压给料三产品重介旋流器进行分选，以单一低密度悬浮液一次性分选出精煤、中煤和矸石三种产物。

金家庄选煤厂主洗车间三产品旋流器培训讲义三产品重介质旋流器目录❖1、三产品重介质旋流器概述❖2、三产品重介质旋流器工作原理❖3、三产品重介质旋流器种类❖4、三产品重介质旋流器的特点❖5、三产品重介质旋流器的优点❖6、三产品重介质旋流器的缺点❖7、三产品重介质旋流器的分选过程❖8、三产品重介质旋流器的给料方式❖9、影响重介质旋流器工作的因素❖10、旋流器的结构参数❖11、重介质旋流器的安装❖12、重介质旋流器的发展应用❖13、重介质旋流器的磨损机理分析1、三产品重介质旋流器概述由两台两产品重介质旋流器串联组装而成.第一段为主选,采用低密度悬浮液进行分选,选出精煤和再选入料,由于悬浮液浓缩的结果为第二段再选准备了高密度悬浮液,分选初中煤和矸石两种产品2、三产品重介质旋流器工作原理❖工作原理：❖重介质旋流器是一种结构简单，无运动部件和分选效率高的选煤设备。

由于旋流器本身无运动部件，因而其分选过程完全是靠自身的结构参数与外部操作参数的灵活配合来实现最佳分选精度，这是旋流器选煤与其它选煤方法截然不同的突出特征。

❖在重介质旋流器分选过程中，物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的旋涡流；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，矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。

空气柱的形成机理为：由于底流管和溢流管直接与大气连通，进入旋流器的两相流以强烈的螺线涡运动，当切线速度增大到临界速度时，旋流器各出口产生一定的阻力，形成内部的旋转流场，引起轴向负压，空气由溢流管和底流管进入旋流器，在轴向负压驱动和流体对流传输的共同作用下逐渐发展成为贯通的空气柱。

当颗粒密度大于悬浮液密度时，颗粒在悬浮液中半径为r处所受合力为正值，颗粒被甩向外螺旋流；否则，颗粒被甩向内螺旋流；从而把密度大于介质的颗粒和密度小于介质的颗粒分开。

重介质选煤技术的应用与研究摘要：煤炭在我国得到了广泛地使用，对促进国民经济的发展起到了很大的作用。

随着科技的进步，我国煤炭生产中出现了许多新设备、新技术和新工艺。

但由于新能源如石油、天然气等，煤炭行业的竞争日趋激烈。

在此背景下，选煤厂逐渐向低成本发展，而重介质选煤技术由于操作简单、分选精度高、效率高、易于实现自动化等优势，越来越多地被选煤企业所采用。

为此，本文深入探讨了重介质选煤技术在煤炭开采中的应用与管理问题，并可供相关单位参考。

关键词：重介质；选煤；技术；应用；研究引言：我国选煤厂应用最多的选煤方法就是重介质选煤，重介质选煤方法是重力选煤中精度和效率是最高的。

目前，重介质选煤方法主要应用于难选煤、高硫煤和稀缺煤种，重介质选煤方法应用的介质为磁铁矿粉，悬浮液由重介质和水配置而成。

1.重介质选煤法的应用发展1.1重介质选煤法的原理为达到烟气脱硫目的，重介质选煤工艺有两个基本原理：首先，依据阿基米德浮力理论，根据煤层的密度及岩体中的杂质，选用合适的重质介质，通过涡流在旋流器中进行分离。

其次，利用煤与黄铁矿的磁性差异，利用重力和磁性粉的磁性亲和原理，分析了黄铁矿和煤中的煤颗粒在旋风分离器中的受力情况。

当材料的密度高于介质时，材料所承受的力 F大于零，液体沿竖直方向向下，材料密度低于介质时，所受的力 F小于零。

因此，流体沿竖直方向，选取合适的媒介（悬浮液），使得所述原料中的磨料杂质浓度ρ1>介质密度ρ2>煤粉密度ρ3，从而进行对原煤的筛选。

1.2重介质选煤工艺的发展重介质选煤法是我国选煤工业发展比较晚的一种新方法，在引进重介质选煤技术之前，跳汰选煤法是一种传统的选煤法，它具有选煤率低、难以实现自动化、选煤质量差、煤种少等特点，通过不断的学习和自主创新，从适应我国煤质差、煤源多的实际情况，到拥有一批国际领先的创新技术，重介质选煤法在我国选煤业中占有越来越重要的地位，所占比重也在逐渐提高。

重介质选煤法在我国的应用经历了三个发展时期：1995年以前，我国仍然是以跳汰为主，而重介质选煤的比例很低。

收稿日期2014－01－03作者简介施建平(1962－)，男，本科学历，党员，高级工程师。

现任新疆生产建设兵团第十三师国有资产经营公司，总工程师。

无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺的优化设计与应用施建平(新疆兵团十三师国有资产经营公司，新疆哈密839000)摘要利用当地煤种，采用单台三产品重介质旋流器技术，以单一低密度悬浮液系统一次性分选出精煤、中煤和矸石3种产品。

入选原煤采用不分级、不脱泥入选方式，50 0mm 级全部进入重介质旋流器分选的优化工艺设计，并分析了生产工艺效果。

关键词重介三产品重介质旋流器一次分选产品中图分类号TD455+．7文献标识码Bdoi ：10.3969/j．issn．1005－2801.2014.03.46Non －pressure feed three －product dense medium cyclone coal preparation process optimization design and applicationShi Jian-ping（No．13state －owned assets management company ，xinjiang production and construction corps Hami ，Xinjiang P．C．839000）Abstract ：By using local coal ，using a single three －product heavy medium cyclone technology ，as a single low density slurry system one －time separation plant ，China coal and waste rock 3kinds of products．Selected raw coal using classification ，dense selected way ，50 0mm level all into the optimization of heavy medium cyclone separation technology design ，analyzes the effect of production process．Key words ：dense mediathree products heavy medium cycloneseparation of products为保证60万t /a 焦化工程项目建设，哈密屹利煤化工公司配套建设规模为90万t /a 的洗煤厂。