有压与无压入料三产品重介旋流器的比较与选择

无压三产品重介旋流器在东曲矿选煤厂的应用摘要：本文介绍了采用无压三产品重介旋流器分选东曲矿极难选煤的成功实践，指出用脱泥无压三产品旋流器+粗煤泥TBS分选+浮选工艺，淘汰原有的跳汰粗选＋重介旋流器精选+煤泥浮选的工艺后可提高精煤回收率及降低水耗，实现经济效益最大化。

关键词：无压三产品重介旋流器；TBS分选机；精煤回收率；效益1、概况：西山煤电集团公司东曲矿选煤厂是一座矿井型选煤厂，于1994年11月建成投产，设计原煤处理能力为400万吨/年。

采用跳汰粗选—两产品重介旋流器精选—煤泥浮选的联合工艺流程。

2、改造前存在的问题：该厂大部分设备采用国产设备，投产以来运转正常，但随着时间的推移，矿井原煤质量逐年变差，加上洗选设备经过十多年运转，老化现象严重，导致在生产过程中事故发生较多，且工人的劳动强度大，给选煤生产带来了诸多问题：跳汰分选工艺精度低、产品损失严重、洗选效率低、设备能力不足、选煤生产工艺流程复杂等。

这些问题直接影响到综合产率的提高，给企业经济效益造成极大损失，严重制约了选煤厂的发展。

为了满足选煤厂自身发展及应对用户市场对产品日趋严格的质量要求，提高精煤产率，最终达到实现企业效益最大化的目的，选煤厂技术改造迫在眉捷。

3、改造后工艺流程由于重介旋流器分选对原煤煤质变化的适应能力强，不同煤质只需根据密控系统调节分选密度就可达到最佳的分选效果。

另一方面，在脱除无机硫方面，重介旋流器分选有明显的优势。

从我厂的煤质分析中可以看出，原煤中粉末煤信念含量大的特点，如采用跳汰机分选，透筛损失大、分选效率低、精煤损失多，重介洗选的产量高于跳汰洗选。

无压给料方式是近几年开发发展并广泛使用的一种重介旋流器入料方式。

它是煤和重介质分别从两个入料口给入重介旋流器，原煤靠自重在上部从旋流器中心进入重介旋流器，循环工作介质用泵以较高的压力切线（或其它形式）给入重介旋流器。

它的特点是原料煤无需泵输送，靠自身重力从旋流器上部进入，可以避免泵高速旋转叶轮对煤的破碎和泥化作用。

“十五”重介选煤大型装备的发展(煤炭科学研究总院唐山分院, 河北唐山063012)摘要: 简要介绍了“九五”科技成果对选煤技术的影响和与“十五”攻关课题“重介质旋流器选煤新工艺及设备的研究”配套的重介质旋流器、高效脱介筛、高效磁选机和卧式振动离心机等大型选煤设备的发展概况。

关键词: 重介质选煤; 技术创新; 大型选煤设备中图分类号: T D94文献标识码: B重介质选煤以其分选效率高、对煤质适应性强、可实现低密度分选和易于实现自动控制等优点, 深受世界各产煤大国的重视。

重介质选煤法在美国、澳大利亚和南非分别占到66%、90%和90%以上。

目前我国选煤厂使用的设备有20世纪五六十年代的产品, 也有七八十年代设计研制的产品, 90年代以后研制的仅占40% ～50%。

特别是地方煤矿的技术装备, 设备效率低、能耗高、可靠性差。

20世纪80年代以来, 国家开始重视选煤工业, 逐步加大了科研力度, 先后研制成功了三产品重介质旋流器、加压过滤机、高效浓缩机、卧式振动离心机、煤泥离心机等, 并逐步在选煤厂推广应用。

但对一些大型设备, 如18m2 以上振动筛、直径在 1 300mm以上卧式振动离心机、高效磁选机等, 由于技术不太成熟, 一些大型选煤厂仍依赖于进口。

近几年来, 随着“九五”、“十五”国家科技攻关项目选煤新工艺的研究成功, 大型重介质选煤设备在我国取得了长足的发展, 直径 1 300mm重介质旋流器、18m2以上振动筛、直径1 400mm以上卧式振动离心机、强力破碎机等大型设备相继研制成功, 缩小了与国外技术装备水平的差距, 满足了不同选煤厂的需求。

由于国产设备具有价格上的优势, 现已形成了国产大型选煤装备逐步取代进口的趋势。

1“九五”选煤技术研究成果及影响随着煤炭市场供求关系的变化, 用户为提高效率和减少对环境的污染, 对煤炭质量要求不断提高。

再加上受石油、天然气激烈竞争的影响, 煤炭价格下降, 促使选煤工业向高效率、低成本方向快速发展。

旋流器旋流器的基本介绍旋流器是利用离心力来分离或浓缩物料的分级分选设备，在工业生产中的应用非常广泛，如在设有选矿环节的工业企业中，旋流器是选矿分级系统中的主要组成设备，而在重选厂旋流器则多被用作脱泥设备。

旋流器按照在工作中的用途不同，可以分为多个种类，其中常见的有水力分级浓缩旋流器、重介旋流器、除砂分离旋流器和油水分离旋流器等。

旋流器的分类相对其他机械来说较为简单，且无论是何种旋流器，其工作原理都是基本相同的。

旋流器是以离心沉降作为主要工作原理，来实现分级、分选、浓缩和脱泥。

旋流器工作时，重量较大的物质颗粒的重力会克服离心力而沉降到旋流器底部，从沉沙口排出，而重量较小的物质颗粒的重力无法克服离心力，就会被水流带到旋流器的上部，从溢流口排出。

旋流器的分级分离精度是可以控制的，溢流物质的颗粒细度是受沉沙口最小直径影响的。

旋流器的沉沙口越小，浆液在旋流器中获得的旋转角速度就越大，旋流器处理后所获得的溢流物颗粒细度就越小，分级分选的效果也就越好。

旋流器的部件中，筒体需长时间承受浆液流动，给矿口、沉砂嘴处理的浆液中硬质颗粒含量较多，因此这几个部位都是旋流器最容易受到磨损的部位。

旋流器要想延长使用寿命，就要针对这几个部件进行耐磨处理，多数旋流器都是内衬耐磨橡胶等材料来实现耐磨保护。

旋流器的工作原理旋流器是常见的分级分离设备，它的作用主要是澄清和浓缩。

旋流器在工业生产领域多被用于各种细粒物料在选别前的分级和脱泥，例如在煤炭采集企业中，旋流器就被用来分离矿浆。

除了煤炭厂外，旋流器在火电厂、冶金厂等生产部门也有普遍应用。

旋流器的工作原理旋流器的工作原理是离心沉降。

旋流器的内部是中空圆柱体，待分离的两相或三相混合液会在泵的压力作用下，以旋流器的周边切向进入，而后在旋流器的内部形成旋转剪切湍流运动，从而获得较大的离心力。

旋流器内部的混合液受到离心力和重力的共同作用，而内含的粗颗粒与细颗粒之间由于粒度和密度的差异，所受到的离心力、向心浮力和流体曳力的大小均不相同，粗颗粒和细颗粒的运动方向就会不同。

三产品重介质旋流器选煤技术的发展及其应用发表时间：2012-08-29T10:32:50.607Z 来源：《赤子》2012年第13期供稿作者：于洋[导读] 3NWX型无压给料三产品重介质旋流器工作原理。

重介质旋流器是利用重介质悬浮液使物料在离心力场中实现按密度分选的设备。

于洋（开滦集团东欢坨矿业分公司选煤厂，河北唐山 063000）摘要：阐述了三产品重介质旋流器的工作原理、结构、主要特点以及结构参数对选煤效果的影响，说明了3NWX型无压给料三产品旋流器选煤技术的优越性，并指出今后应建立优化旋流器结构参数的数学模型。

关键词：三产品重介质旋流器；工作原理；特点；结构参数1 重介质旋流器选煤技术的现状我国从20世纪80年代开始研制有压和无压给料三产品重介质旋流器，在鸡西杏花选煤厂建成了分选<85mm粒级不脱泥原煤、单系统处理能力达18Mt/a的生产线，实现了二段分选密度在线调节，并应用三产品重介质旋流器在分选的同时自身对加重质具有分级、浓缩特性而产生的细粒介质，使部分粗粒煤泥在煤泥重介质旋流器中得到分选，其有效分选下限达到0.1mm。

1.1 重介质旋流器选煤技术在我国的新发展。

“九五”攻关课题的研究成功，使我国重介质选煤技术进入国际先进水平行列。

但以大型无压给料三产品重介质旋流器为主选设备的简化重介质选煤工艺系统方面，还存在需进一步解决的问题。

为了进一步提高重介质旋流器选煤的分选精度和经济性，使先进、高效的重介质旋流器选煤技术得到更广泛的推广，在“九五”攻关成果的基础上，针对存在的上述问题进行攻关。

1.2 重介质旋流器选煤新工艺的研究。

该课题攻关总体目标是在“九五”期间“大型高效全重介选煤简化流程新工艺及设备”攻关项目已取得的成果基础上，研究开发需解决的关键技术，对该成果进行全面完善、提高、配套，实现：（1）大型高效无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺系统优化集配，全部粗煤泥入重介质旋流器分选；（2）主要分选设备——大型无压给料三产品重介质旋流器结构参数和工艺参数择优并降低介质泵动力消耗；（3）配套关键设备具有高效、高可靠性并与大型主选设备配套；（4）研究开发小于0.1mm极细煤泥分选回收工艺及设备；（5）重介质旋流器分选过程自动测控及系统自动化水平迈上新台阶，使重介质旋流器选煤实现高效率、低成本、高效益。

三产品与主再选两产品重介质旋流器工艺效果比较王利芳;杨毛生;韩淑珍;高志剑;庾朝富;欧琳琳;汪春笋【摘要】通过对新峪煤业选煤厂3 GHMC 1500/1100 AI型无压给料三产品重介质旋流器和LA1150型有压给料主再选两产品重介质旋流器同时进行生产检查,结果表明,前者的工艺效果和旋流器的吨煤电耗均优于后者.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】5页(P3-7)【关键词】选煤厂;三产品重介质旋流器;两产品重介质旋流器;工艺效果;比较【作者】王利芳;杨毛生;韩淑珍;高志剑;庾朝富;欧琳琳;汪春笋【作者单位】汾西矿业集团公司新峪煤业选煤厂,山西孝义032300;汾西矿业集团公司新峪煤业选煤厂,山西孝义032300;汾西矿业集团公司新峪煤业选煤厂,山西孝义032300;汾西矿业集团公司新峪煤业选煤厂,山西孝义032300;唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020;唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020;唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020【正文语种】中文【中图分类】TD947新峪煤业选煤厂入选原煤牌号为肥煤，一期工程系统于2005年投产，设计能力为2.0 Mt/a，采用的主、再选设备是预先脱泥有压给料LA1150型两产品重介质旋流器，原料煤进入混料桶与高密度悬浮液一起泵送进入主选两产品旋流器，预先分选出重产物(矸石)；轻产物(即精煤和中煤的混合物)再进入另一个混料桶与低密度悬浮液一起泵送进入直径相同的再选两产品旋流器，最终分选出精煤和中煤。

该厂二期工程系统于2011年10月投产，采用的主选设备是我国具有自主知识产权的选前不脱泥无压给料3GHMC1500/1100AI型三产品重介质旋流器，该机规格和处理能力均达到了世界最高值。

原料煤靠自重给入后，经由圆筒形第一段旋流器分选出轻产物(精煤)，而重产物经过圆柱—圆锥形第二段旋流器，分选出中煤和矸石。

选煤厂重介质旋流器的几点探讨发表时间：2019-11-15T09:40:43.877Z 来源：《防护工程》2019年14期作者：谢翰俊[导读] 重介质分选设备的种类较多,按其工作原理可分为两类:一是在重力场中进行分选的设备。

黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司新安煤矿黑龙江省双鸭山市 155138摘要：重介质分选设备的种类较多。

在离心力场中进行分选的设备一般称为重介质旋流器,主要用于分选末煤。

主要讨论了圆筒——圆锥形重介质旋流器、圆筒形重介质旋流器、三产品重介质旋流器等几类重介质旋流器,比较分析了不同设备在选煤技术方面的差异。

关键词：选煤厂；重介质旋流器;重介质分选设备的种类较多,按其工作原理可分为两类:一是在重力场中进行分选的设备,一般称为重介质分选机,主要用于分选块煤;二是在离心力场中进行分选的设备,一般称为重介质旋流器,主要用于分选末煤。

1 圆筒———圆锥形重介质旋流器圆筒———圆锥形重介质旋流器是目前国内使用非常广泛的一种重介质选煤设备,也是产生最早、用于选煤工业生产最早的重介质选煤设备。

圆筒主体由圆筒、圆锥、溢流室三部分组成。

在旋流器的上部开设入料口,筒体内有溢流管通向溢流室,圆锥顶角为20°,锥体下部设沉物排出口,机体本身无运动部件,如图1所示。

同类的重介质旋流器的外形变化较小,工作原理相同。

这类型的重介质旋流器其锥体部分的锥角是20°,若D是旋流器的直径,那么入料口的直径d入(或等量直径)则为(0.2～0.3)D,溢流口直径d溢则为(0.3～0.4)D,底流口直径d底与溢流口直径d溢的比值d底/d溢为锥比,一般为0.5～0.8。

但其组件结构和尺寸随型号不同而略有差异。

如入料的流线有切线形、摆线形、渐开线形和弧形等。

这种旋流器的安装方式多为卧式,旋流器的轴线与水平夹角为10°。

图1 圆筒———圆锥形重介质旋流器结构图1-入料口;2-锥体;3-底流口;4-溢流管;5-溢流室;6-机架选煤生产实践表明,这种旋流器生产安全可靠,稳定性强,分选精度较高。

干法选煤和湿法选煤。

选煤过程在空气中进行的，叫做干法选煤。

选煤过程在水、重液或悬浮液中进行的，叫做湿法选煤。

选煤方法还可以分为重力选煤、浮游选煤和特殊选煤等。

重力选煤主要是依据煤和矸石的密度差别而实现煤与矸石分选的方法。

煤的密度通常在1.2-1.8g/cm3 之间，而矸石的密度在1.8 g/cm3以上，在选煤机内借助重力把不同密度的煤和矸石分开。

重力选煤又可分为跳汰选、重介质选、溜槽选、斜槽选和摇床选等。

浮游选煤简称浮选，主要是依据煤和矸石表面润湿性的差别，分选细粒（小于0.5mm）煤的选煤方法。

特殊选煤主要是利用煤与矸石的导电率、导磁率、摩擦系数、射线穿透能力等的不同，把煤和矸石分开。

它包括静电选、磁选、摩擦选、放射性同位选和 1 射线选等。

此外，还有手选，即人工拣矸。

它是根据块煤与矸石在颜色、光泽及外形上的差别由人工拣除。

对煤与矸石硬度差别较大的块煤，可以采用滚筒碎选机进行选择性破碎，实现煤与矸石的分离。

我国选煤厂中采用最广泛的选煤方法是跳汰选，其次是重介质选和浮选，其他方法均用得较少。

选煤的主要产品是精煤，副产品有中煤、混煤、煤泥等。

选后的矸石和尾煤为废弃物，由于它含有一些夹矸煤等可燃物，也可作制砖、烧水泥的原料，进行综合利用。

选煤厂是对煤进行分选，生产不同质量、规格产品的加工厂。

按精煤使用的目的不同，选煤厂可分为炼焦煤选煤厂和动力煤选煤厂。

炼焦煤选煤厂的工艺过程比较复杂，生产的精煤灰分低、质量高，主要供给焦化厂生产焦炭。

动力煤选煤厂的工艺过程一般比较简单，生产的精煤主要作为动力燃料，大部分动力煤选煤厂只选块煤，末煤和粉煤不入选。

按照选煤厂的位置及其与煤矿的关系，选煤厂可分为5种类型：（1）矿井选煤厂。

厂址位于煤矿工业场地内，只选该矿所产毛煤或原煤的选煤厂。

这里所说的毛煤是指煤矿生产出来未经任何加工处理（一般指手选）的煤；原煤则是从毛煤中选出规定粒度的矸石，包括黄铁矿等杂物以后的煤。

（2）群矿选煤厂。

浅析无压给料三产品重介旋流器的分选下限作者：陈亮鲁培来源：《科技创新导报》 2014年第35期陈亮1，2 鲁培2（1.安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南 232001；2.神华宁夏煤业集团大武口洗煤厂宁夏石嘴山 753000）摘要：在我国，由于原料煤中的细粒煤作为主导粒级煤，且原料煤不脱泥不分级，因此，无压给力三产品重介质旋流器选煤技术得到广泛的应用，本文指出影响无压给料三产品重介旋流器的分选下限的因素，主要与悬浮液加重质粒度和旋流器入料压力有关，最后结合大武口洗煤厂的应用情况对分选下限进行了进一步阐述。

随着煤炭分选技术的不断提高，重介质选煤技术不断应用在煤炭分选上，与其他同类的选煤技术相对比，重介质选煤技术的的分选精度是最高的，特别是利用重介旋流器使分选过程由传统的重力场转移到离心力场中来，有着偏差小，分选粒级宽的优点，因此该文将对无压给料三产品重介旋流器的的分选下限的原理和影响分选下限的因素进行分析。

关键词：重介旋流器分选下限悬浮液入料压力中图分类号：T927 文献标识码:A 文章编号：1674-098X(2014)12(b)-0089-011 悬浮液在重介旋流器中的受力分析在我国，原料煤中的细粒煤作为主导粒级煤，且原料煤不脱泥不分级，因此，无压给力三产品重介质旋流器选煤技术得到广泛的应用。

重介旋流器选煤所用的悬浮液主要是由磁铁矿粉配置而成，要求悬浮液具有较好的稳定性，以及良好的流动性。

影响无压给料三产品重介旋流器的分选下限的因素，主要与悬浮液加重质粒度和旋流器入料压力有关。

根据阿基米德原理，原料煤承受重力为：G=（π/6）d3（δ-ρ）g其中假设G为原料煤承受重力，d为原料煤的当量直径，δ为原料煤颗粒的密度，ρ为其他原料煤介质的密度当δ＞ρ时，G的方向向下，当δ＜ρ时，G的方向向上。

因此密度比介质大的原料煤颗粒将下沉，而密度比介质小的颗粒将上浮，从而达到分选的目的。

在分选作业的时候，由于离心力场中离心力远大于重力，因此可忽略重力的影响，由于离心力的作用方向是垂直于旋转轴线的径向上，所以在离心力选矿过程分选作用发生在径向上，则原料煤颗粒在介质中承受的离心力为：其中m为颗粒质量；v悬浮液旋转流的切向速度；ω为角速度r为旋流器横断面上某点到轴心的距离。

三产品重介旋流器实际分选密度与分选效果评价的计算方法一直想写一篇选煤厂工艺诊断的文章，但因涉及的综合知识较多而迟迟未写。

最近关注煤球进化的朋友咨询“如何测三产品重介旋流器的实际分选密度？”这个问题很经典，但明白如何计算的人比较少。

同时考虑到选煤工艺诊断时，也需要测旋流器的实际分选密度，以及评价分选效果。

另外，选煤厂有时要做单机检查，只要是重选设备，这个问题就绕不开。

因此，趁此机会对这个经典问题进行论述，为以后的文章作铺垫，希望对你有帮助。

1 实际分选密度的定义实际分选密度就是分配率为50%时，对应的密度，是从密度---分配率曲线上读出来的。

举个例子，分配曲线如下：分配率为50%时，对应的密度为1.64。

那么这个曲线是如何得到的？这就要计算不同密度级的分配率了。

2 分配率分配率分为轻产物分配率和重产物分配率，二者相加等于100%。

要得到分选密度就要计算各密度级的分配率。

以表格为例说明。

以1.4-1.5密度级为例，我们看到计算入料中它的产率是12.99，精煤的产率是11.83，中煤的产率是0.69，矸石的产率是0.47，那么1.4-1.5密度级一段重产物分配率就是（0.69+0.47）/12.99=9%。

也就是说，假如把1.4-1.5密度级看作一个整体，其中9%跑到了二段，91%成为精煤，分选时不可避免的产生了错配。

二段分配率计算，二段的入料总量就是（中煤+矸石）的量。

还是以1.4-1.5为例，中煤的量为0.69，矸石的量为0.47，二段重产物的分配率=0.47/（0.47+0.69）=40%，也就是二段分选是，1.4-1.5粒级中，有40%的量跑到了矸石中。

如果我们以整个密度级为对象，精煤的产率是73.63%，也可以说分配率是73.63%，全密度级中，有73.63%跑到了精煤中。

可以看到，分选不可能是彻底的，入料中的物料就是这样分配到各产品中的。

3 计算入料为了得到分配率，我们要知道各产品中各密度级占入料各密度级的比例，这样才能计算出来分配率。