重介选煤厂介质回收系统的自动控制

第４期　２００９年８月　选　煤　技　术　ｆＯＡＩ　ＰＲ卜＝ＰＡＲＡＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ（）ＧＹ　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２００９　

文军编号：１００Ｉ一３５７Ｉ｛２００９）０４—００８０—０３　

重介选煤厂介质回收系统的自动控制　

杜振宝。路迈西　

（中国矿业大学（北京）　化学与环境工程学院，北京　１０００８３）　

摘要：分析了磁选机的工作原理及影响磁选机磁选效率的因素，阐明磁选系统实现自动控制可以　

提高磁选机的磁选效率，并介绍了磋选系统自动控制的总体设计思路和相应的调整方法。　

关键词：磁选机；磁选效率；磁选系统；自动控制；磁性物　

中图书分类号：ＴＤ９４８．９；’ＦＤ７　文献标识码：Ａ　

介质消耗是评价一座重介选煤厂生产管理是否　

成功的一项重要指标，也是影响经济效益的重要因　

素。介质损耗过高不仅会造成介质的浪费，更重要　

的是污染精煤，增大精煤灰分。影响介质消耗的因　

素主要有：①弧形筛和脱介筛的脱介效率；②磁选　

收稿日期：２００９—０６—２０　作者简介：杜振宝（１９８０一），男，河北迁安人，中罔矿业大学　（北京）化学与环境＝１＿＝程学院在读硕士研究生．研究方向：选煤１：　艺理论与设备，Ｅ—ｍａｉｌ：Ｄｕｚｈｅｎｂａｏ２００８＠ｇｍａｉｌ．１２０１１１，联系电话：　１５１２００８８９ｔ４。　机的磁选效率；③磁铁矿粉的厕匿；④循环水的浓　

度。在所有因素中，磁选效率是影响介质消耗最重　

要的因素。　

目前，国内磁选机的质量参差不齐，个别生产　

厂家不按国家标准用材，致使磁选机磁选效率低　

下；有的厂家不顾重介质磁选的工况情况，一味追　

求磁场强度，忽略了磁场强度的合理分布和稳定　

性，也使磁选效率下降。目前，国内还没有统一的　

磁选机磁场强度测试标准，所以，在磁选机选型时　

一＋”十一＋一＋　－＋－一＋一＋・・－４－　十“＋－＋…－４－－４－－－４－・・十－—　一－４－一＋－—－＋一－—・卜一十－—●一－　－＋－”—卜－－４－－－４－－－Ｉ－－－－４－－－－＋一－－－．．－—■一－－４．－－－＋一一＋　

４测量结果与讨论　

分别在Ｘ光管（管压为ｌＪ　ｋＶ）和　Ｐｕ源　

两种不同激发源下对原煤样进行测试，仪器谱　

对比如图６所示。ｘ光管能分析出Ｓｉ到Ｆｅ元　

素，　Ｐｕ源能分析出Ｋ到Ｓｒ这些元素，从而实　

４　４　—３　３　瓣２　籁２　１　ｌ　

道址　（ａ）ｘ光管激发　

裹ｌ　不同激发源下分析元素测量值　现对煤样的多元素分析。不同激发源下各分析　

元素的计数率和峰背比的值见表１。由于　Ｐｕ　

源对Ｆｅ之前的元素（如Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ等）激　

发效率低，得到特征ｘ射线的荧光计数率很小，　

甚至被淹没在本底中，因此对这些元素的测量　

效果比用ｘ光管激发差。　

ｌ　

５４１００　２００　３００　４００　５００　６００　７００　８００　９３５　道址　（ｂ）　Ｐｕ源激发　图６原煤样品的仪器谱　

综上分析可知，分析Ｆｅ之前元素宜用ｘ光管　

８０　激发，Ｆｅ及Ｆｅ之后元素宜用　ｐｕ源激发。　

参考文献：　［１］　顾连学，乐安全，谷英梅。等．ｘ射线荧光分析仪　测蘑精确度和工作条件及其谱形关系［Ｊ］．核技　

术．１９９０，１３（４）：２００—２２３．　［２］　葛良全．周四舂。赖万昌．原位ｘ辐射取样技术　［Ｍ］．成都：四ＪＩＩ科学技术出版社，１９９７．１ｌ一４７．

　第４期　杜振宝等：重介选煤厂介质回收系统的自动控静ｊ　２００９年８月２５日　

通常以磁选机的通过量和磁选效率为标准，国家规　

范中规定磁选机的总效率不应低于９９．８％…。当　

磁选机的总效率固定后，磁选机的人料浓度、流量　

（液面高度、给料平稳度）就成为影响磁选机磁选　

效率的重要因素。　

ｌ　磁选机的分选效果　

磁选机的工作状态对重介质的回收率影响显　

著。磁选机磁选效率稍有降低，介质损失就会陡然　

增加。要使磁选效率达到９９．９％，磁选机入料浓　

度应控制在２０％左右，浓度低于或高于２０％后，　

磁选机效率均开始下降。　

１．１　入料中煤泥浓度对磁选效果的影响　

磁选机人料中的煤泥浓度会影响磁性物颗粒粘　

附到滚筒上的速度。在同样入料流量的条件下，煤　

泥含量高必然会使部分磁性物颗粒来不及被回收就　

损失到尾矿中。磁选机回收介质的过程，就是由磁　

系产生的磁场力吸引入料中的介质至旋转滚筒表　

面，并被带出磁场区的过程　。磁选机工作原理见　

图ｌ。　

尾矿　

圈１磁选机工作原理　理想条件下，在磁选机Ａ点处，磁性物颗粒　

主要受到磁力Ｆ　、重力Ｇ。和水的粘性摩擦阻力　

三者作用，当Ｆ　大于Ｇ。与Ｒ　的合力时，磁性物　

颗粒才能具有朝向滚筒的运动速度　。实际上，　

由于进入磁选机的入料中还携带相当数量的煤泥，　

干扰了磁性物的运动速度　，干扰作用的大小与　煤泥的浓度有关，可用下列经验公式　表示：　

：Ｖｏ（１一Ａ）“，　

式中：　为磁性颗粒趋向滚筒干扰运动速度，ｃｍ／　

ｓ；ｎ为浓度干扰系数，一般ｎ：４．７；Ａ为固体容　

积浓度，Ａ　（其中：ｑ为煤泥固体浓度，ｇ／Ｌ；　

６为煤泥平均密度，ｇ／ｃｍ　）。　

以某选煤厂精煤磁选机为例，磁选机入料中煤　

泥固体浓度为１３０ｇ／Ｌ，煤泥密度取１．２０　ｇ／ｅｒａ　，　

代人上述经验公式，计算结果表明，由于非磁性物　

粒群的干扰，磁性物颗粒朝向滚筒运动的速度减小　

了３９．１６％。如果不用清水脱介，那么喷水中所携　

带的细煤泥必然也将进入磁选机，使人料中的煤泥　

浓度更高，干扰程度越发严重。图２所示为磁性物　

颗粒朝向滚筒的运动速度随磁选机人料中煤泥浓度　

的增加而减小的趋势　。　

图２　爆泥浓度对磁性物颗粒运动速度的影响　

１．２悬浮液中煤泥含量测控　

重介悬浮液的组成主要是磁铁矿粉、煤泥和　

水，悬浮液流变特性自动调节主要是调节悬浮液中　

的煤泥含量。一般在分选密度较低、磁铁矿粉粒度　

较粗时，增加工作悬浮液中的煤泥含量可以改善分　

选效果。采用细粒度（＜０．０４ｍｒａ占９４％）磁铁　

矿粉作为加重质时，可在在煤泥含量较低时取得良　

好的分选效果。但是，当煤泥含量过高（５６．５％　

一６２％）时，１～０．５　ｍｍ粒级原煤的分选效果会　

变坏。因此，不同悬浮液中的煤泥含量有一个适当　

的范围（表１）。　

衰ｌ　煤泥含量对旋漉器分选效果的影响　％　

重介质悬浮液中的煤泥含量很难使用仪表测　量，一般是借助于密度计和磁性物计分别测量出悬　

８１

　第４期　选　煤　技　术　２００９年８月２５日　

浮液的密度和磁性物含量，然后由监控系统根据悬　

浮液参数之问的关系　

Ｇ＝Ａ（ｐ一１００）一ＢＦ　

换算出煤泥含量　。式中：Ｇ为煤泥（非磁性物）　

含量，ｋｇ／ｍ　；Ｆ为磁性物含量，ｋｇ／ｍ　；Ｐ为悬浮　

液密度，ｋｓ／ｍ　；Ａ为与煤泥有关的系数Ａ：６　／　

（６煤泥一ｌ　Ｏ００）（６煤　为煤泥密度，ｋｇ／ｍ　）；Ｂ为与　

煤泥和磁性物有关的系数，Ｂ＝６　／（艿磁一　

１　０００）／［占醴（　一ｌ　０００）］　（６磁为磁铁矿密　

度，ｋｓ／ｍ　）。所以，煤泥百分含量：　＝Ｇ／（Ｇ＋　

，）×１００％。　

在重介质旋流器选煤中，在低密度分选时，悬浮　

液的煤泥百分含量一般控制在５０％一６０％为宜。　

超过此值时，应将精煤弧形筛下合格悬浮液分流去　

精煤稀介桶，经磁选机脱泥，使分选悬浮液的煤泥含　

量稳定在规定范围内。而当分流机构进行分流作业　

时，如果操作不当就会使磁选机的瞬时入料迅速加　

大，造成煤泥含量增加、磁选机的液位增高等现象。　

如果考虑以最大分流时的处理量来选择磁选设　

备，必然会造成设备利用率不高的现象。故设计者　

应当进行综合考虑，对悬浮液和磁选的入料进行在　

线监测，以便及时进行调整，对分流的控制做到平　

稳而不影响效果，实施磁选系统与悬浮液系统的联　

动控制方案。　（１）磁选机入料流量在线检测和分流量调整。　

（２）磁选机入料中磁性物含量的在线检测和　

煤泥含量自动检测。　

（３）磁选机槽液位的实时监测和上下超限控　

制，以保证磁选机正常生产。　

（４）磁选机工艺参数的计算机监视及工艺参　

数的记录等，并具有与上位机通讯功能，与重介工　

艺参数调整时相互沟通调配参数。　

（５）在控制系统中，对于每一参数的控制具　

有手动或自动两种控制功能。　

在实际生产中，应根据脱介筛的喷水大小，调　

整底流放料阀门，使磁选机正常工作时保证有溢　

流，确保正常液面高度，给料平稳；定期检查磁选　

机的磁选效果，根据检查结果，及时调整磁偏角，　

使磁选机处于高水平工作状态；确定合理的滚筒间　

隙（一般３５　ｍｍ为宜）与转速。具体操作见表２。　

表２磁选机作业控制　

２　总体开发思路　４　其他注意事项　

悬浮液密度、悬浮液煤泥含量、介质桶液位这　

些参数是重介工艺参数控制系统中经常调节的参　

数，以上参数的调整都会对磁选机的入料量、浓　

度、磁性物含量和煤泥的含量产生影响。由上面的　

分析得知，在磁选机回收介质过程中，磁选机人料　

工艺参数的变化对磁选效率有显著的影响，磁选机　

入料工艺参数主要包括流量、浓度、磁性物含量　

等。在主介质泵工作平稳时，精煤磁选机人料量的　

大小取决于分流量大小的变化以及喷水量的变化；　

浓度主要受分流量的影响。因此，在生产过程中应　

根据煤泥含量和磁性物含量的变化及时对磁选机进　

行相应调整。故而开发磁选过程的自动控制系统是　

十分必要的。　

因此，选择磁选机入料浓度、流量、磁性物含　

量为系统变量控制的主要因素。　

３　系统的基本功能　

磁选过程的自动控制系统应该具备以下功能：　

８２　磁性物颗粒在设备中回收时间短暂，以精煤磁　

选机为例，矿浆平均流速约０．３５ｍ／ｓ，回收时间仅　

３ｓ左右。受生产条件的影响，磁选机入料中不可　

避免地会混入０．５ｍｍ以上的颗粒，这些颗粒沉淀　

在磁选机槽底，可堵塞或部分堵塞矿浆流道，致使　

流速突增，尤其是使细颗粒磁性物来不及粘附在滚　

筒上就随尾矿流失了。为此，在每台磁选机上还应　

增设排粗装置，及时排除沉淀的粗颗粒，使矿浆沿　

槽宽均匀流动，有助于磁性物回收。　

５　结语　

在重介质选煤厂，对磁选系统的工艺参数进行　

自动控制，并使之与重介工艺相关参数相关联，可有　

效提高磁选机的磁选效率，降低介质损耗，从而降低　

煤炭洗选成本，为选煤企业创造更大的利润空间。　

参考文献：　［１］　刘立文．重介质选煤厂的生产管理［Ｊ］．　煤矿机械，２００８，（１１）．