无压三产品重介旋流器精煤产
品带矸原因分析及对策
1 重介质旋流器选煤原理
重介质旋流器是一种结构简单，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他选 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.
2 无压三产品重介旋流器及其存在问题
无压三产品重介旋流器 ( 图 1) 工作过程中, 循环介质以一定的压力在一段旋流器的下部沿切线方向给入, 入选物料则在一段旋流器的筒体上端靠旋流器中心空气柱的真空吸气及自重作用进入旋流器, 有少部分循环悬浮液给到入料漏斗中对原煤起润湿作用; 物料在旋流器内回转运动的悬浮液中得到快速分选, 高密度物料随浓缩的重悬浮液进入第二段旋流器分选, 而低密度物在第一段旋流器的内螺旋流带动下经中心管排出, 成为精煤; 重产物与部分密度较高的重悬浮液通过外旋流沿旋流器内壁向上, 进入二段旋流器, 分别选出中煤和矸石。
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图 1 无压三产品重介旋流器简图
3 精煤产品带矸原因浅析 经反复调查, 认真分析研究, 发现以下因素是
造成精煤产品带矸的主要原因:
( 1) 煤质变化。原煤性质是影响重介旋流器分选效果的主要因素。随着采煤机械化程度的不断提高, 选煤厂入选原煤含矸量增大, 同时还混有高密度的片状页岩成分; 原煤粒度组成呈减小趋势, 末煤量增多, 且含粘性矿物成分, 水分增大。当入选原煤含矸量大, 还混有高密度的片状页岩成分时, 如遇压力不稳定、旋流器二段入口不畅或分选条件达不到要求的情况, 就很易出现精煤产品带块矸现象; 而当末煤量大且含粘性矿物成分时, 就容易出现结团现象。由于物料在旋流器中分选时间很短, 结团的原煤来不及分散, 因此会使一些高密度矿粒也随低密度矿粒从精煤排料口排出, 造成精煤产品带末矸。
( 2) 入料压力不足。重悬浮液和矿粒切向速度
的大小与入料压力有关。入料压力的变化会给分选效果带来显著的影响, 随着入料压力的增加, 旋流器内离心力场加强, 悬浮液的等密度曲面形成较快, 颗粒的定位较快, 所以分选较为彻底。当煤质问题严重时，要保证原煤流量尽量稳定，且压力稳定当入料泵叶轮磨损严重, 或有杂物进入合介桶造成入料泵
局部堵塞、入料管中有堵塞现象时, 就会造成入料压力不足。入料压力偏低时, 悬浮液在旋流器内形成的空气柱达不到一定的负压, 也难以在有效的时间内形成等密度曲面, 外旋流的上升加速度偏小, 上升力不足, 从而会造成矸石和中煤不能全部进入旋流器二段, 部分从精煤排料口排出, 导致分选效果差, 精煤带矸现象。
( 3) 悬浮液的粘度增大与煤泥含量增加. 原煤的性质发生变化, 末煤量增多, 含粘性矿物成分, 导压力, （前提是入料压力保持相对稳定）因为入料压力越高, 离心力就越大, 能在一定程度上加速分选过程, 提高分选效果。
( 2) 末煤量多时, 加大润湿冲水量, 加大分流量。当入选原煤中末煤含量多时, （加大进入入料漏斗的介质流阀门的开度）, （保持给定密度范围内，保持实际密度尽量小于给定密度，持续加水，保持分流减小煤泥含量）同时低密度洗煤时尽量保持含量高一点。 高密度与之相反. 若密致悬浮液的粘度增大和煤泥量增加。悬浮液的粘度随着固体体积浓度的增大而上升, 当浓度超过 40% 时, 极不利于分选。对于重介选煤来说, 可通过增加一定的煤泥量来提高悬浮液的稳定性, 但是当煤泥量过高时, 悬浮液的粘度增大, 旋流器内的切向速度梯度会减弱, 底流和工作悬浮液的密度基本接近, 悬浮液分层作用减弱。（粘度与煤泥含量成正比但不是煤泥含量，煤泥含量尽量通过磁性物含量来判断）研究与实践均表明, 煤泥量对细颗粒的分选效果影响很大, 当煤泥量超过 55% 时, 1~ 0 5mm 部分的分选效果就会变差, 分选精度将恶化。选煤厂合介段分流量的调节采用人工调节方法, 主要依靠人工观察原煤和精煤产品的性质来进行调节, 由于人工观察的局限性 ( 不能及时、准确了解煤质情况 ), 往往造成调节不及时, 从而影响分选效果。
( 4) 二段入口不通畅。在生产中, 三产品重介
旋流器会有磨损, 尤其是各个连接段磨损比较严重, 而原煤中带有的杂物以及大块的片状矸石也均易造成二段入口不通畅或堵塞。二段入口不畅或堵塞直接影响了旋流器一段的分选效果, 尤其是堵塞时, 可导致入选的原煤甚至全部从精煤排料口排出, 如果发现不及时, 将严重影响精煤产品的质量。
4 解决精煤带矸的有效措施
( 1) 含矸量大时, 减小台时量, 增大入料压
力。且因原煤入料量波动剧烈影响入料压力, 即合格重悬浮液给入压力, 入料压力和旋流器处理量的大小直接影响精煤是否带矸, 是重介旋流器的主要可调工作参数。根据选煤厂的煤质情况和生产实践, 当重介旋流器处理量 > 140t时, 就会出现精煤带矸现象, 并且随台时处理量的增加而加剧。当入选原煤中含矸量大时, 应适当减小台时处理量, 并增大入料
度持续高于给定密度可以小范围提高给定密度，或者降低处理量。以加大介质流的速度和流量, 使原煤充分润湿, 消除结团现象, 使原煤松散后再进入重介旋流器分选。通过加大合介段分流量, 可降低高灰细粒粘性物质对悬浮液性质的影响, 防止悬浮液中混入过量的粘性矿物和煤泥, 影响分选效果。
( 3) 经常检查旋流器各部分。对三产品重介
旋流器各连接段, 尤其需对入料口、出料口、二段入料口以及入料泵、入料管做定时检查, 清理杂物, 以防止出现堵塞、物料流通不畅的情况。
( 4) 特殊情况下, 增加入料分散器。当原煤中
末煤含量多、结团现象严重时, 可以在入料缓冲漏斗里设置分散罩, 使进入入料漏斗的原煤由分散罩分散到圆形漏斗周边, 经切向给入做圆周质流充分润湿及预处理后, 穿过分散罩的条缝再进运动的介入旋流器内。分散罩可有效防止入料中杂物及超限物料进入旋流器, 从而避免了堵塞旋流器一、二段入料口, 而且能够使原煤充分润湿; 还可防止结团的原料进入旋流器造成包裹, 避免将夹在煤团中的矸石带入精煤产品; 此外, 还能防止落入漏斗中心的高灰分物料进入旋流器中心负压带, 避免随旋流器的溢流混入精煤产品
, 影响精煤质量。
5 集控操作
重介质旋流器原理是利用介质作为平衡物，根据离心力来进行分级、浓缩、分选的设备。物料的入料压力，是旋流器内产生离心力的动力，
是使物料得到有效分选的重要因素。增大入料压力，悬浮液进入旋流器的切线速度增大，离心力增高。因此在一定程度上，增大入料压力可以加快分选过程，提高旋流器的处理量和分选效果。
但入料压力过高，悬浮液本身的浓缩作用过强，一方面使悬浮的密度在旋流器中分布更加不均匀；另一方面等于增大了物料的实际分选密度，从而降低了分选效果。晋阳选煤厂在2005年技改时，工艺系统由有压旋流器技改成了无压三产品旋流器，悬流器的给料方式由定压给料变成无压给料，悬浮液用泵以切线方向给入圆筒旋流器下部，而煤靠自重，从圆筒顶部给入。刚开始调试时，由于受入料泵功率限制，入料压力无法达到工艺平衡而导致旋流器分选效果差，后通过技术人员对入料泵的叶轮间隙进行调整从而提高了入料压力后分选效果变中，要注意煤质波动情况，参考原煤及产品快速浮沉结果，适当调整旋流器悬浮液密度或循环量。比如晋阳选煤厂近期入洗的原煤是炉、嘉两矿的原煤，炉矿的原煤是8#煤，原煤的灰分约为25%左右；嘉矿的煤是8#煤9#煤的混合，而9#煤灰分约为36%左右。质量司机首先要掌握入炉、嘉两矿原煤的性质，更要经常观察两矿原煤三级浮沉，因两矿原煤灰分差别很大，所以能单洗的尽量不要混合入洗；更要注意入洗原煤量，比如原煤量增多，精煤灰分超过指标，而精煤损失小，这说明原煤煤质变差。此时，就要减少给煤量，好。
重介分选机的分选效果与给煤量的多少、煤质均匀及煤质变化也有关系，如给煤量过大，煤在旋流器内得不到充分松散，造成物料堆积，来不及分选就排出机外，致使精煤灰分增高；给煤量过少，即影响分选机的处理量，也使精煤灰分超过规定的指标。这是由于进入分选机中的煤泥量随着给煤量的减少而减少，从而降低了悬浮液的稳定性，使悬浮液产生严重分层而影响分选效果。因此给煤量不能时断时续、时大时小，而应力求均匀稳定。原煤质量的变化，也会使产品质量发生波动。为了控制和掌握原煤数、质量的变化，质量司机在操作过程
适当减少悬浮液的循环量，或降低悬浮液密度。此时压力波动剧烈，应在保证压力足够的情况下，降低电机频率，控制压力波动幅度。
洗煤过程中人为操作因素尽量减少，保持洗煤过程中各个中介参数相对稳定。
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无压三产品重介旋流器精煤产
品带矸原因分析及对策
1 重介质旋流器选煤原理
重介质旋流器是一种结构简单，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他选 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.
2 无压三产品重介旋流器及其存在问题
无压三产品重介旋流器 ( 图 1) 工作过程中, 循环介质以一定的压力在一段旋流器的下部沿切线方向给入, 入选物料则在一段旋流器的筒体上端靠旋流器中心空气柱的真空吸气及自重作用进入旋流器, 有少部分循环悬浮液给到入料漏斗中对原煤起润湿作用; 物料在旋流器内回转运动的悬浮液中得到快速分选, 高密度物料随浓缩的重悬浮液进入第二段旋流器分选, 而低密度物在第一段旋流器的内螺旋流带动下经中心管排出, 成为精煤; 重产物与部分密度较高的重悬浮液通过外旋流沿旋流器内壁向上, 进入二段旋流器, 分别选出中煤和矸石。
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图 1 无压三产品重介旋流器简图
3 精煤产品带矸原因浅析 经反复调查, 认真分析研究, 发现以下因素是
造成精煤产品带矸的主要原因:
( 1) 煤质变化。原煤性质是影响重介旋流器分选效果的主要因素。随着采煤机械化程度的不断提高, 选煤厂入选原煤含矸量增大, 同时还混有高密度的片状页岩成分; 原煤粒度组成呈减小趋势, 末煤量增多, 且含粘性矿物成分, 水分增大。当入选原煤含矸量大, 还混有高密度的片状页岩成分时, 如遇压力不稳定、旋流器二段入口不畅或分选条件达不到要求的情况, 就很易出现精煤产品带块矸现象; 而当末煤量大且含粘性矿物成分时, 就容易出现结团现象。由于物料在旋流器中分选时间很短, 结团的原煤来不及分散, 因此会使一些高密度矿粒也随低密度矿粒从精煤排料口排出, 造成精煤产品带末矸。
( 2) 入料压力不足。重悬浮液和矿粒切向速度
的大小与入料压力有关。入料压力的变化会给分选效果带来显著的影响, 随着入料压力的增加, 旋流器内离心力场加强, 悬浮液的等密度曲面形成较快, 颗粒的定位较快, 所以分选较为彻底。当煤质问题严重时，要保证原煤流量尽量稳定，且压力稳定当入料泵叶轮磨损严重, 或有杂物进入合介桶造成入料泵
局部堵塞、入料管中有堵塞现象时, 就会造成入料压力不足。入料压力偏低时, 悬浮液在旋流器内形成的空气柱达不到一定的负压, 也难以在有效的时间内形成等密度曲面, 外旋流的上升加速度偏小, 上升力不足, 从而会造成矸石和中煤不能全部进入旋流器二段, 部分从精煤排料口排出, 导致分选效果差, 精煤带矸现象。
( 3) 悬浮液的粘度增大与煤泥含量增加. 原煤的性质发生变化, 末煤量增多, 含粘性矿物成分, 导压力, （前提是入料压力保持相对稳定）因为入料压力越高, 离心力就越大, 能在一定程度上加速分选过程, 提高分选效果。
( 2) 末煤量多时, 加大润湿冲水量, 加大分流量。当入选原煤中末煤含量多时, （加大进入入料漏斗的介质流阀门的开度）, （保持给定密度范围内，保持实际密度尽量小于给定密度，持续加水，保持分流减小煤泥含量）同时低密度洗煤时尽量保持含量高一点。 高密度与之相反. 若密致悬浮液的粘度增大和煤泥量增加。悬浮液的粘度随着固体体积浓度的增大而上升, 当浓度超过 40% 时, 极不利于分选。对于重介选煤来说, 可通过增加一定的煤泥量来提高悬浮液的稳定性, 但是当煤泥量过高时, 悬浮液的粘度增大, 旋流器内的切向速度梯度会减弱, 底流和工作悬浮液的密度基本接近, 悬浮液分层作用减弱。（粘度与煤泥含量成正比但不是煤泥含量，煤泥含量尽量通过磁性物含量来判断）研究与实践均表明, 煤泥量对细颗粒的分选效果影响很大, 当煤泥量超过 55% 时, 1~ 0 5mm 部分的分选效果就会变差, 分选精度将恶化。选煤厂合介段分流量的调节采用人工调节方法, 主要依靠人工观察原煤和精煤产品的性质来进行调节, 由于人工观察的局限性 ( 不能及时、准确了解煤质情况 ), 往往造成调节不及时, 从而影响分选效果。
( 4) 二段入口不通畅。在生产中, 三产品重介
旋流器会有磨损, 尤其是各个连接段磨损比较严重, 而原煤中带有的杂物以及大块的片状矸石也均易造成二段入口不通畅或堵塞。二段入口不畅或堵塞直接影响了旋流器一段的分选效果, 尤其是堵塞时, 可导致入选的原煤甚至全部从精煤排料口排出, 如果发现不及时, 将严重影响精煤产品的质量。
4 解决精煤带矸的有效措施
( 1) 含矸量大时, 减小台时量, 增大入料压
力。且因原煤入料量波动剧烈影响入料压力, 即合格重悬浮液给入压力, 入料压力和旋流器处理量的大小直接影响精煤是否带矸, 是重介旋流器的主要可调工作参数。根据选煤厂的煤质情况和生产实践, 当重介旋流器处理量 > 140t时, 就会出现精煤带矸现象, 并且随台时处理量的增加而加剧。当入选原煤中含矸量大时, 应适当减小台时处理量, 并增大入料
度持续高于给定密度可以小范围提高给定密度，或者降低处理量。以加大介质流的速度和流量, 使原煤充分润湿, 消除结团现象, 使原煤松散后再进入重介旋流器分选。通过加大合介段分流量, 可降低高灰细粒粘性物质对悬浮液性质的影响, 防止悬浮液中混入过量的粘性矿物和煤泥, 影响分选效果。
( 3) 经常检查旋流器各部分。对三产品重介
旋流器各连接段, 尤其需对入料口、出料口、二段入料口以及入料泵、入料管做定时检查, 清理杂物, 以防止出现堵塞、物料流通不畅的情况。
( 4) 特殊情况下, 增加入料分散器。当原煤中
末煤含量多、结团现象严重时, 可以在入料缓冲漏斗里设置分散罩, 使进入入料漏斗的原煤由分散罩分散到圆形漏斗周边, 经切向给入做圆周质流充分润湿及预处理后, 穿过分散罩的条缝再进运动的介入旋流器内。分散罩可有效防止入料中杂物及超限物料进入旋流器, 从而避免了堵塞旋流器一、二段入料口, 而且能够使原煤充分润湿; 还可防止结团的原料进入旋流器造成包裹, 避免将夹在煤团中的矸石带入精煤产品; 此外, 还能防止落入漏斗中心的高灰分物料进入旋流器中心负压带, 避免随旋流器的溢流混入精煤产品
, 影响精煤质量。
5 集控操作
重介质旋流器原理是利用介质作为平衡物，根据离心力来进行分级、浓缩、分选的设备。物料的入料压力，是旋流器内产生离心力的动力，
是使物料得到有效分选的重要因素。增大入料压力，悬浮液进入旋流器的切线速度增大，离心力增高。因此在一定程度上，增大入料压力可以加快分选过程，提高旋流器的处理量和分选效果。
但入料压力过高，悬浮液本身的浓缩作用过强，一方面使悬浮的密度在旋流器中分布更加不均匀；另一方面等于增大了物料的实际分选密度，从而降低了分选效果。晋阳选煤厂在2005年技改时，工艺系统由有压旋流器技改成了无压三产品旋流器，悬流器的给料方式由定压给料变成无压给料，悬浮液用泵以切线方向给入圆筒旋流器下部，而煤靠自重，从圆筒顶部给入。刚开始调试时，由于受入料泵功率限制，入料压力无法达到工艺平衡而导致旋流器分选效果差，后通过技术人员对入料泵的叶轮间隙进行调整从而提高了入料压力后分选效果变中，要注意煤质波动情况，参考原煤及产品快速浮沉结果，适当调整旋流器悬浮液密度或循环量。比如晋阳选煤厂近期入洗的原煤是炉、嘉两矿的原煤，炉矿的原煤是8#煤，原煤的灰分约为25%左右；嘉矿的煤是8#煤9#煤的混合，而9#煤灰分约为36%左右。质量司机首先要掌握入炉、嘉两矿原煤的性质，更要经常观察两矿原煤三级浮沉，因两矿原煤灰分差别很大，所以能单洗的尽量不要混合入洗；更要注意入洗原煤量，比如原煤量增多，精煤灰分超过指标，而精煤损失小，这说明原煤煤质变差。此时，就要减少给煤量，好。
重介分选机的分选效果与给煤量的多少、煤质均匀及煤质变化也有关系，如给煤量过大，煤在旋流器内得不到充分松散，造成物料堆积，来不及分选就排出机外，致使精煤灰分增高；给煤量过少，即影响分选机的处理量，也使精煤灰分超过规定的指标。这是由于进入分选机中的煤泥量随着给煤量的减少而减少，从而降低了悬浮液的稳定性，使悬浮液产生严重分层而影响分选效果。因此给煤量不能时断时续、时大时小，而应力求均匀稳定。原煤质量的变化，也会使产品质量发生波动。为了控制和掌握原煤数、质量的变化，质量司机在操作过程
适当减少悬浮液的循环量，或降低悬浮液密度。此时压力波动剧烈，应在保证压力足够的情况下，降低电机频率，控制压力波动幅度。
洗煤过程中人为操作因素尽量减少，保持洗煤过程中各个中介参数相对稳定。
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