关于重介质旋流器的选煤技术研究

摘要：经济与环境的压力促使选煤工业向高效率、低成本方向快速发展。分选精度高、操作方便、易于实现自动化的重介质选煤技术(尤其是大直径重介质旋流器)受到各国青睐。世界三大煤炭出口国中重介质选煤所占比重分别是:美国56%,澳大利亚和南非均在90%以上。既要保持重介质选煤分选精度高的优点,同时,又要简化重介质选煤工艺流程,减少基建投资,降低生产成本,已成为当前世界选煤技术的研究热点和技术发展方向。因此，本文主要对重介质旋流器的选煤技术研究进行了相关的论述。

关键词：重介质旋流器、选煤、技术、研究

中图分类号：TD94 文献标识码： A

一、引言

社会的发展和进步离不开能源的支持 ，而煤炭资源作为世界三大能源之一 ，在经济发展过程中起着至关重要的作用。为了充分利用不可再生的有限资源 ，必须采取高效的净煤技术 ，提高煤资源的利用效率。洁净煤技术的发展 ，可以提高原煤的利用比例 ，而选煤技术也在需求中不断改善和进步。其中 ，重介质选煤技术是应用最广泛的技术之一 ，这与它的诸多优点是分不开的 ，这些优点主要有操作方便、以分选效率高、可以实现自动化操作等 ，因此该技术得到了选煤业的高度重视。

二、重介质旋流器的相关概念与特点

1、重介质选煤技术概念

重介质选煤技术是我国选煤技术的一个跨越式发展，它是一个由多种工序一同工作的过程，这个过程是系统性的，工序过程主要包括有跳汰粗精煤再选、重介质排矸等等。目前，我国在重介质选煤技术发展过程中，已经开发创造出了一系列先进的、直径较大的重介质旋流器，其先进性已经超过国际上很多国家的发展水平。目前，我国的重介质旋流器入料直径最大可达 50 毫米，分选的最小直径仅为0.04-0.05 毫米，在各国的发展水平中处于先进水平，实现了50毫米不脱泥而且全部入洗。目前在国际上的重介质分选设备主要有以下两种：一种是重力场下的重介质选机（多数是分选块煤重介质分选机），还有一种是离心力场的旋流器。

2、重介质旋流器选煤的工作过程原理

重介质旋流器的设计结构相对简单，所以其工作靠结构参数和其他操作参数的相互配合来完成，这就是重介质旋流器选煤技术最突出的特点。其在选煤过程中，入料和悬浮液在一定压力的作用之下，沿着一定的方向传输到旋流器，在旋流器内形成了一股旋流运动；在入料口处，悬浮液沿着旋流器内侧运动，并以一种下降趋势的外侧螺旋状的方式下降运动，当其到旋流器的中心轴的时候，会改变其运动方式，形成向上的一种螺旋流，因为在内螺旋流运动中，有空气吸入，并呈现为一种空气柱状态，所以精煤在运动过程中，随着内螺旋的方向运动，最后从溢流出口被分选出来，剩下的那些矸石则将会随着外螺旋的方向从旋流器的底流出口排出，这就是重介质旋流技术的整个工作过程。

3、重介质旋流器选煤技术的特点

重介质旋流器选煤技术的特点主要有以下几点：第一，技术处理和分选效率较高。 首先，重介质选煤器相比其他选煤设备在容量上要比它们大很多；其次，在选煤技术上，重介质旋流器的选煤技术要比其他技术先进很多，它可以实现对各种原煤进行分选，而且其分选精度相对比较高，从而提高了选煤的效率。和其他选煤技术和设备相比，重介质旋流器的重要特点是处理能力较强，效率较高，操作起来比较简单。第二，重介质旋流器的投入较小，管理方便。随着现代科学技术的发展，重介质选煤技术也取得了很多的发展，在重介质旋流器本身的发展、相应的配套设备、选煤设备的耐磨性等方面都取得了前所未有的发展。第三，模块化管理。模块化管理的特征在于分工比较明确，管理起来比较方便，其作用在于提高了工作效率。在重介质选煤技术工作过程中，各个模块各自工作，相互之间不太干扰，最大效率地提高了其工作效率，这是它与其他选煤技术不同的特点，也是重介质选煤技术的一个重要优势。

三、影响重介质旋流器的相关因素

1、原煤的特质

相对于其他旋流器，重介质旋流器的入口和出口排出物的体积是一样的，基本固定不变的。重介质旋流器其自身工作过程中，当入料使得原煤在密度上不一样之后，或者说密度比原来的高的话，重介质旋流器的底部排出口的流量相对会比原来的流量增多，溢出口的流量相对有所减少。但是重介质旋流器底部排出口的流量是一定的，因此会有一些被挤到了其溢流口，从而降低了重介质旋流器的分选效率。

2、重介质旋流器相关参数

重介质旋流器工作过程中，其直径的选择比较重要，必须与重介质旋流器的处理能力相符，直径或大或小都不合适。直径大的话会造成旋流器工作过程中资源的严重浪费，直径小的话难以满足其分选需求。旋流器的圆筒高度比较大的时候，其容量相对也会增大，在一定程度上对于其工作有一定的好处，但是当圆筒比较短的时候，会影响到入料原煤从溢出口排出的几率，从而影响到分选煤的质量。相应地，重介质旋流器底流口的大小是与入料原煤的密度有关系的。当前，在重介质旋流器中最常见的是螺旋线式和渐开线式的入料口。

3、重介质旋流器中的悬浮液

在重介质旋流器工作过程中，入料和悬浮液同样对其有着重要的作用。在工作过程中，重介质旋流器的分选系统保持工作状态和效率的一个重要因素就是，重介质旋流器中的悬浮液质量和它的稳定性。例如在重介质旋流器运行过程中，当原煤中含有其他的物质密度较高时，这样会影响到选煤的效率和清洁性，所以就要求在重介质旋流器运行中添加一些粘土或者添加一些其他物质，以保证重介质旋流器选煤工作效率。

4、重介质旋流器中循环介质问题

重介质旋流器的工作容量是一定的，而重介质和原煤在重介质旋流器中的被分选的时间基本上是一定的。所以，为了保证重介质旋流器的工作效率，关于重介质旋流器中循环介质的容量一般是原煤的4倍左右，其中原煤和悬浮液的比率问题对重介质旋流器的分选效果影响较大。

四、重介质旋流器相关问题的解决措施

1、调控重介质旋流器溢流管

在二段溢流管调节式的三产品重介质旋流器中，其中一段溢流管对深度的控制可以参考二段溢流管的调节和机构，一段溢流管的难度不是很大，在技术上相对容易实现，只要重介质旋流器收集箱的体积足够大就可以实现。关于二段溢流管的调节，针对二段旋流器在入料原煤的问题上，可以参照一段的原理，对二段也进行相应的双给介设计。

2、旋流器的耐磨材质

重介质旋流器的内衬耐磨材质也是重介质旋流器结构的一部分，在重介质旋流器工作过程中起着很重要的作用。最早采用的耐磨材质主要是铸石、耐磨铸铁等，直径范围较小的重介质旋流器有时候采用整机铸造，但不适用大直径旋流器。目前重介质旋流器普遍采用的内衬主要是氧化铝陶瓷，但是这种内衬材质相对抗磨损能力比较低，而且这种材质烧结过程中会有一定形状的变形，所以很难大块成型，还有待进一步提升技术。所以，对于硬度较高，比较耐磨的材质的研究和开发是当前和未来一段时期内煤炭行业发展的重要方向，相应的这种材质要求其在烧结过程中没有变形，而且可以整体成型。

五、结束语

总之，与国际上其他国家相比，我国重介质旋流器选煤技术已经取得了巨大的成就和发展，对提高选煤技术和效率发挥着重要作用。但是，其工作中还存在着很多问题。在今后的发展过程中，应针对重介质旋流器选煤技术在工作中存在的问题，积极采用先进技术设备和技术手段，合理配制循环介质，加强重介质旋流器选煤技术的科学研究，优化重介质旋流器的结构，保证和控制重介质旋流器中悬浮液的稳定性以及存在的其他相关问题。通过相关技术人员的重视和努力，我国未来的重介质旋流器选煤技术将会取得更大的成就，实现人们洁净煤的需求，为我国可持续发展战略做出贡献。

参考文献：

[1] 刘衡九：《探析旋流器选煤设备技术与应用》，《科技致富向导》,2012年36期

[2] 吕秀丽 张力强：《重介质旋流器二段安装角度与物料排出关系的研究》，《煤炭工程》，2012年05期

[3] 胡娟 杜振宝：《浅析选煤重介质旋流器存在问题及解决措施》，《煤炭工程》，2010年08期

[4] 赵尽忠：《我国选煤机械装备应用现状与前景》，《矿业快报》，2007年02期

[5] 郭德 皮运正：《重介质旋流器分选机理的研究》，《淮南工业学院学报》，2002年22期